Графическое представление данных. Динамическая графика в Adobe Illustrator

Статистический график - это чертеж, на котором статистические совокупности, характеризуемые определенными показателями, описываются с помощью геометрических образов или знаков.

Графики являются важным средством выражения и анализа статистических данных, поскольку наглядное представление облегчает восприятие информации. Графики также широко используются для изучения структуры явлений, их изменения во времени и размещения в пространстве. В них более выразительно проявляются сравниваемые характеристики и отчетливо видны основные тенденции развития и взаимосвязи, присущие изучаемому явлению или процессу. Графическое представление числовых данных позволяет выявить закономерности, которым подчиняется рассматриваемая группа данных.

При построении графического изображения должен быть соблюден ряд требований. Прежде всего, графики должны быть достаточно наглядными, так как весь смысл графического изображения как метода анализа в том и состоит, чтобы наглядно изобразить статистические показатели. Кроме того, график должен быть выразительным, доходчивым и понятным. Чтобы все эти требования выполнялись, каждый график должен включать ряд основных элементов: графический образ; поле графика; пространственные ориентиры; масштабные ориентиры; экспликацию графика.

Графический образ (основа графика) - это геометрические знаки, то есть совокупность точек, линий, фигур, с помощью которых изображаются статистические показатели. Важно правильно выбрать графический образ, который должен соответствовать цели графика и способствовать наибольшей выразительности изображаемых статистических данных.

Поле графика - это часть плоскости, где расположены графические образы, Поле графика имеет определенные размеры, которые зависят от назначения графика.

Пространственные ориентиры графика задаются в виде системы координатных сеток. Система координат необходима для размещения геометрических знаков в поле графика. Наиболее распространенной является система прямоугольных координат.

В практике графического изображения применяются также полярные координаты. Они необходимы для наглядного изображения циклического движения во времени. В полярной системе координат один из лучей, обычно правый горизонтальный, принимается за ось координат, относительно которой определяется угол луча. Второй координатой считается ее расстояние от центра сетки, называемое радиусом. На статистических картах пространственные ориентиры задаются контурной сеткой (контуры рек, береговая линия морей и океанов, границы государств) и определяют те территории, к которым относятся статистические величины.

Масштабные ориентиры статистического графика определяются масштабом и системой масштабных шкал. Масштаб статистического графика - это мера перевода числовой величины в графическую. Масштабной шкалой называется линия, отдельные точки которой могут быть прочитаны как определенные числа. Шкала имеет большое значение в графике. В ней различают три элемента: линию (или носитель шкалы), определенное число помеченных черточками точек , которые расположены на носителе шкалы в определенном порядке, цифровое обозначение чисел , соответствующих отдельным помеченным точкам. Как правило, цифровым обозначением снабжаются не все помеченные точки, а лишь некоторые из них, расположенные в определенном порядке. По правилам числовое значение необходимо помещать строго против соответствующих точек, а не между ними.

Носитель шкалы может представлять собой как прямую, так и кривую линию. В соответствии с этим различают шкалы прямолинейные (например, миллиметровая линейка) и криволинейные - дуговые и круговые (циферблат часов).

Масштабом равномерной шкалы называется длина отрезка (графический интервал), принятого за единицу и измеренного в каких-либо мерах. Построить шкалу - это значит, на заданном носителе шкалы разместить точки и обозначить их соответствующими числами согласно условиям задачи.

Последний элемент графика - экспликация . Каждый график должен иметь словесное описание его содержания. Оно включает в себя название графика, которое должно в краткой форме передавать его содержание, подписи вдоль масштабных шкал и пояснения к отдельным частям графика.

Виды графиков.

Существует множество графических изображений. В основу их классификации может быть положен ряд признаков: а) способ построения графического образа; б) геометрические знаки, изображающие статистические показатели и отношения; в) задачи, решаемые с помощью графического изображения.

По способу построения статистические графики делятся на диаграммы и статистические карты . Диаграммы - наиболее распространенный способ графических изображений. Диаграммы применяются для наглядного сопоставления в различных аспектах (пространственном, временном и др.) независимых друг от друга величин: территорий, населения и т.д. При этом сравнение исследуемых совокупностей производится по какому-либо существенному варьирующему признаку. Статистические карты - графики количественного распределения по поверхности. Они представляют собой условные изображения статистических данных на контурной географической карте, то есть показывают пространственное размещение и пространственную распространенность статистических данных.

Геометрические знаки , как было сказано выше - это либо точки, либо линии или плоскости, либо геометрические тела. В соответствии с этим, различают графики точечные, линейные, плоскостные и пространственные (объемные).

При построении точечных диаграмм в качестве графических изображений применяются совокупности точек; при построении линейных - применяются линии. Основной принцип построения всех плоскостных диаграмм сводится к тому, что статистические величины изображаются в виде геометрических фигур и, в свою очередь, подразделяются на столбиковые, полосовые, круговые, квадратные, фигурные.

Статистические карты по графическому образу подразделяются на картограммы и картодиаграммы.

В зависимости от круга решаемых задач выделяют диаграммы сравнения, структурные диаграммы и диаграммы динамики.

Особым видом графиков являются диаграммы распределения величин, представленных вариационным рядом. Это гистограмма, полигон, огива, кумулята.

Диаграммы сравнения

Диаграммы сравнения применяются для графического отображения статистических данных с целью их наглядного сопоставления друг с другом в тех или иных разрезах.

Сравнительные диаграммы делятся на:

а) диаграммы простого сопоставления;

б) структурные диаграммы;

в) изобразительные (фигур-знаков).

Диаграммы простого сопоставления дают наглядную сравнительную характеристику статистических совокупностей по какому-либо варьирующему признаку. При этом сопоставляемые совокупности и их части классифицируются по какому-либо атрибутивному или количественному признаку так, что отражаемый диаграммой статистический ряд представляет собой дискретный ряд цифр, на основе которого и строится график.

Диаграммы простого coпоставления делятся на полосовые и столбиковые. Основной особенностью этих диаграмм является одномерность графического выражения величин варьирующего признака и их одномасштабность для различных столбцов или полос, характеризующих величину отражаемого признака в разных классификационных группах.

На столбиковых диаграммах статистические данные изображаются в виде вытянутых по вертикали прямоугольников. Построение столбиковой диаграммы требует применения вертикальной масштабной шкалы. Основания столбиков размещаются на горизонтальной линии, а высота столбиков устанавливается пропорционально изображаемым величинам. При построении столбиковых диаграмм необходимо выполнять следующие требования:

Шкала, по которой устанавливается высота столбика должна начинаться нуля; шкала должна быть непрерывной; основания столбиков должны быть равны между собой; наряду с разметкой шкалы соответствующими надписями следует снабжать сами столбцы.

Рис 3.1. Удельный вес государственного сектора экономики в развитых странах в 2005 г., %

Источник: http://www.sovross.ru/2005/63/63_8_1.htm.

Полосовые диаграммы состоят из прямоугольников, расположенных горизонтально. В этом случае масштабная шкала - горизонтальная ось. Принцип их построения тот же, что и в столбиковых. Полосовые и столбиковые диаграммы являются однородными. Нетрудно заметить, что столбиковая диаграмма переходит в полосовую при повороте первой на 90 градусов. Выбор столбиковой или полосовой диаграммы в каждом конкретном случае равновозможен и обусловлен лишь эстетическими соображениями. Размещение столбиков или полос в поле графика может быть различным: на одинаковом расстоянии друг от друга, вплотную друг к другу и в частичном наложении друг на друга.

Для сопоставления изменяющихся во времени показателей, а также при сравнении величин, относящихся к одному и тому же периоду, могут использоваться квадратные и круговые диаграммы . В отличие от столбиковых или полосовых диаграмм они выражают величину изображаемого явления размером своей площади. Чтобы изобразить квадратную диаграмму, необходимо из сравниваемых статистических величин извлечь квадратные корни, а затем построить квадраты со сторонами, пропорциональными полученным результатам. Круговые диаграммы строятся аналогично. Разница состоит лишь в том, что на графике вычерчиваются круги, радиусы которых пропорциональны квадратному корню из изображаемых величин

Диаграммы структуры э то такие диаграммы, в которых отдельные статистические совокупности сопоставляются по их структуре, характеризующейся соотношением разных параметров совокупности или ее отдельных частей. Простейшим видом структурных статистических диаграмм являются диаграммы удельных весов , отражающие структуры сравниваемых совокупностей по процентному соотношению в них отдельных частей, выделяемых по тому или иному количественному или атрибутивному признаку. Эти диаграммы получены путем преобразования простой полосовой диаграммы с подразделенными полосами.

Другой широко распространенный метод графического изображения структур статистических совокупностей по соотношению удельных весов заключается в составлении структурных круговых или секторных диаграмм. Секторные диаграммы удобно строить следующим образом: вся величина явления принимается за сто процентов, рассчитываются доли отдельных частей в процентах. Круг разбивается на секторы пропорционально частям изображаемого целого. Таким образом, на 1% приходятся 3,6 градуса. Для получения центральных углов секторов, изображающих доли частей целого, необходимо их процентное выражение умножить на 3,6 градуса.

Рис 3.2. Структура оценок (I курс)

Рис 3.3. Структура оценок (V курс)

Секторные диаграммы выглядят убедительно при существенных различиях сравниваемых структур, а при небольших различиях они могут быть недостаточно выразительны. Значительным преимуществом столбиковых структурных диаграмм по сравнению с секторными является их большая емкость, возможность отразить на небольшом пространстве большой объем полезной информации.

Столбиковая диаграмма

Рис 3.4. Структура оценок (I и V курсы)

Для одновременного изображения трех величин, связанных между собой таким образом, что одна величина является произведением двух других, применяются диаграммы, называющиеся «знаком Варзара» . «Знак Варзара» представляет собой прямоугольник, у которого один сомножитель принят за основание, другой за высоту, а вся площадь равна произведению.

Оба показателя откладываются на шкалах (каждый на своей), третий (результат) изображается в виде прямоугольника в поле графика.

Знак Варзара

Средний размер вклада, умноженный на их число, дает общую сумму вкладов, что и отображается в виде площади (данные в центре прямоугольников, млрд. руб.).

Диаграммы динамики. Для изображения и внесения суждений о развитии явления во времени строятся диаграммы динамики. В рядах динамики используются для наглядного изображения явлений многие диаграммы: столбиковые, ленточные, квадратные, круговые, линейные, радиальные и другие. Выбор вида диаграмм зависит в основном от особенностей исходных данных, от цели исследования. Например, если имеется ряд динамики с несколькими неравноотстоящими уровнями во времени (1913, 1940, 1950, 1980,1985, 1995), то часто для наглядности используют столбиковые, квадратные или круговые диаграммы. Они зрительно впечатляют, хорошо запоминаются, но не годны для изображения большого числа уровней, так как громоздки, и если число уровней в ряду динамики велико, то целесообразно применять линейные диаграммы , которые воспроизводят непрерывность процесса развития в виде непрерывной ломаной линии. Кроме того, линейные диаграммы удобно использовать: когда целью исследования является изображение общей тенденции и характера развития явления; когда на одном графике необходимо изобразить несколько динамических рядов с целью их сравнения; когда наиболее существенным является сопоставление темпов роста, а не уровней.

Для построения линейных диаграмм используют систему прямоугольных координат. Обычно по оси абсцисс откладывается время (годы, месяцы и т.д.), а по оси ординат - размеры отображаемых явлений или процессов.

Рис 3.5. Динамика объема производства

К диаграммам динамики относятся и радиальные диаграммы , построенные в полярных координатах и предназначенные для отражения процессов, ритмически повторяющихся во времени. Чаще всего эти диаграммы применяются для иллюстрации сезонных колебаний, и в этом отношении они имеют преимущество перед статистическими кривыми. Их построение сводится к следующему: вычерчивается круг, среднемесячный показатель приравнивается к радиусу этого круга, затем весь круг делится на двенадцать равных секторов, посредством проведения радиусов, которые изображаются в виде тонких линий. Каждый радиус изображает месяц, причем расположение месяцев аналогично циферблату часов. На каждом радиусе делается отметка в определенном месте, согласно масштабу, исходя из данных на соответствующий месяц. Если данные превышают среднегодовой уровень, то отметка делается вне окружности на продолжении радиуса. Затем отметки различных месяцев соединяются отрезками.

Рис 3.6. Месячное потребление электроэнергии

Для отображения зависимости одного показателя от другого строится диаграмма взаимосвязи . Один показатель принимается за X, а другой за Y (т.е. функцию от X). Строится прямоугольная система координат с масштабами для показателей, в которой вычерчивается график.

Диаграмма взаимосвязи имеет огромное применение на практике, так как множество различных величин связаны между собой той или иной формой прямой или обратной связи. Построенный ниже график показывает, что с увеличением стажа работы происходит увеличение выработки. Однако, на определенном уровне стажа (свыше 20 лет) выработка уменьшается.

Рис 3.7. Зависимость выработки от стажа работы

Похожая информация.

Середина 90-х годов примечательна еще одним событием. Именно в то время появилось понятие мультимедиа (multimedia, "многосредность"), обозначавшее совокупность текстовых, цифровых, звуковых данных и видеоданных, объединенных в единое целое. А достаточно мощные компьютеры, обрабатывающие все эти данные, стали называться мультимедийными.

И тогда же, в 90-х годах прошлого века, разразился интернет-бум. Конечно же, он не мог не повлиять на развитие компьютерной графики и видео.

Ведь что такое Интернет? Нет, не так... Что такое Интернет (Всемирная Сеть или просто Сеть с большой буквы) для большинства его пользователей? Это электронная почта (отметаем сразу, ибо не наш профиль), вирусы (лучше бы их не было), хакеры (аналогично) и World Wide Web (она же WWW, Web и Всемирная Паутина). Вот на WWW мы остановимся подробнее.

Что же такое WWW? Это Web-страницы, для просмотра которых используются особые программы - Web-обозреватели (или Web-браузеры - от английского browser, обозреватель). А что такое Web-страницы? Это текст, который можно читать, файлы, которые можно загрузить, музыка, которую можно слушать, графика и видео, которые можно смотреть. Вы слышите? Графика и видео!!!

Изначально, правда, WWW была полностью текстовой. Да-да, не удивляйтесь. Тим Бернере-Ли, создавший в 1989 году язык HTML (HyperText Markup Language, язык гипертекстовой разметки), на котором и пишутся Web-страницы, не предусмотрел в нем поддержку графики. Лишь в дальнейшем, под нажимом общественности, консорциум W 3 C (или WWWC, World Wide Web Consortium - консорциум всемирно протянутой паутины... ну и название!..), занимающийся развитием языка HTML, внес в него соответствующие изменения. Так в Интернет пришла графика.

Сейчас WWW без графики представить очень сложно. Всевозможные картинки, фотографии, схемы, графические элементы оформления, баннеры, в конце концов, заполонили Web-страницы (зачастую от них просто рябит в глазах, что не есть хорошо). Интернет-графика сейчас - это и строгие новостные сайты, и шикарные развлекательные порталы, и концептуальные страницы с потрясающе красивым дизайном. Да что и говорить - наверняка вы не новички во Всемирной Сети и сами все это видели.

Забегая немного вперед, скажем, что и Flash был создан именно для работы с интернет-графикой. Так что ее развитие отнюдь не прекратилось.

Ну что ж, исторический экскурс можно считать законченным. Конечно, мы о многом не упомянули, обойдя и настольные издательства, и научную графику, и трехмерное моделирование. Но все это - узкоспециализированные решения, весьма далекие от среднестатистического компьютерщика, так что не будем подробно их рассматривать.

А теперь пора приступить к изучению компьютерной графики. Начнем со статичной, т. е. неподвижной графики, анимацией же займемся потом.

Статичная графика

Статичная графика - это неподвижные изображения: фотографии, рисунки, схемы, многие элементы оформления Web-страниц. Здесь будет идти речь именно о ней.

Два вида статичной графики

Сначала поговорим о двух принципиально разных видах статичной компьютерной графики. А именно, о растровой и векторной графике. Это нам очень пригодится в дальнейшем.

Наглядное представление данных помогает как в экспресс-анализе, так и при разработке планов стратегического развития.

Графический метод - метод условных изображений статистических данных с помощью геометрических фигур, линий, точек и разнообразных символических образов.

Главное достоинство статистических графиков - наглядность. При правильном построении графиков статистические показатели привлекают к себе внимание, становятся более понятными, выразительными, лаконичными, запоминающимися. Графики прочно вошли в практическую работу статистиков и стали незаменимым средством обобщения статистических данных, подведения итогов исследований и выявления связи между явлениями. Поэтому необходимо уметь строить и «читать» статистические графики.

Для построения графика необходимо определить, с какой целью он составляется, и тщательно изучить исходный материал. Но главное условие - это владение методологией графических изображений. Любой статистический график должен иметь следующие элементы: графический образ; поле графика; пространственные ориентиры, масштабные ориентиры; экспликации графика.

Графический образ - это символические знаки, с помощью которых изображаются статистические данные: линии, точки, плоские геометрические фигуры (прямоугольники, квадраты, круги и т.д.).

В качестве графического образа выступают и объемные фигуры. Иногда в графиках используются и не геометрические фигуры, а силуэты или изображения предметов.

Одни и те же статистические данные можно представить с помощью различных графических образов. Поэтому важен правильный подбор графического образа. Он должен доходчиво отображать изучаемые показатели и соответствовать основному предназначению графика.

Полем графика является место, на котором он выполняется. Поле графика характеризуется его форматом (размерами и пропорциями сторон). Размер поля графика зависит от его назначения. Стороны поля статистического графика обычно находятся в определенной пропорции. Принято считать, что наиболее оптимальным для зрительного восприятия является график, выполненный на поле прямоугольной формы с соотношением сторон от 1:1,3 до 1:1,5, что соответствует правилу «золотого сечения». Иногда используется поле графика с равными сторонами, т.е. в виде квадрата.

Построение графика - это творческий процесс, включающий некоторый поиск пропорций, образов. Лишь после составления и сравнения нескольких черновых вариантов можно определить правильную композицию графика, установить масштабы и расположение знаков на поле графика.

Пространственные ориентиры графика задаются в виде системы координатных сеток. Система координат необходима для размещения геометрических знаков в поле графика. Наиболее распространенной является система прямоугольных координат. Для построения статистических графиков используется обычно только первый и изредка первый и четвертый квадраты. В практике графического изображения применяются также полярные координаты.

Масштабные ориентиры статистического графика определяются масштабом и системой масштабных шкал. Масштаб статистического графика - это мера перевода числовой величины в графическую.

Масштабной шкалой называется линия, отдельные точки которой могут быть прочитаны как определенные числа. Шкала имеет большое значение в графике и включает три элемента: линию (или носитель шкалы); определенное число помеченных черточками точек, которые расположены на носителе шкалы в определенном порядке, цифровое обозначение чисел, соответствующих отдельным помеченным точкам.

В статистике широко используются следующие графические изображения: диаграммы и статистические карты (картограммы).

Диаграммы - наиболее распространенный способ графических изображений. Это графики количественных отношений. Виды и способы их построения разнообразны. Диаграммы используются для наглядного сравнения с прошлым периодом, с другим объектом, с нормативом, с плановым заданием.

Статистические карты (картограммы ) - графики количественного распределения по конкретной территории. По своей основной характеристике этот вид графиков близок к диаграммам и специфичен лишь в том отношении, что представляют собой условные изображения статистических данных на контурной географической карте.

Картограммы применяются в пространственной экономике. В бизнес-статистике они важны при решении логистических задач: выявлении сети поставщиков и потребителей, оптимизации поставок и т.п. Густота тона или штриховки соответствует количественному значению показателя для той или иной территории.

В зависимости от характера решаемых задач выделяют диаграммы сравнения, структурные диаграммы и диаграммы динамики; диаграммы распределения - гистограмма, полигон, кумулята, огива.

Наиболее распространенным видом диаграмм сравнения являются столбиковые диаграммы (bar chart ) - графическое изображение статистических показателей в виде столбиков-прямоугольников (см. рис. 2.5). Такие диаграммы широко используются для наглядного сравнения во времени и пространстве, а также для изображения структуры объекта. Столбики могут иметь горизонтальное расположение {tape chart).

При построении столбиковых диаграмм необходимо начертить систему прямоугольных координат, в которой расположатся столбики. Столбиковые диаграммы можно применять для сравнения нескольких показателей.

Широко применяются структурные диаграммы {structure chart). Основное назначение структурных диаграмм заключается в наглядном отражении структуры явления, характеристике удельных весов отдельных частей изучаемого явления, выявлении структурных сдвигов.

Рис. 2.8.

При построении структуры в качестве графического образа применяются прямоугольники (столбиковые и полосовые диаграммы), окружности, построение секторных диаграмм (pie chart ) (рис. 2.9)).

Следует различать два вида применения окружностей. В одном случае - для сравнения площади одного круга с другим. Такого рода диаграмма называется круговой. В другом случае круг используется для сравнения площади отдельных секторов друг с другом. Такая диаграмма именуется секторной.

Рис. 2.9.

Для изображения изменений во времени строятся диаграммы динамики. Они могут быть столбиковыми или линейными. Для построения линейных графиков применяют систему прямоугольных координат. По оси абсцисс показывается время (годы, месяцы и т.д.), а по оси ординат - значения показателя. Особое внимание следует обратить на выбор масштаба, так как от этого зависит корректность графика. Обеспечение пропорциональности между осями координат необходимо потому, что нарушение равновесия между осями координат приведет к искажению изображения динамики. Искажения достигаются, как правило, изменением масштаба по осям абсцисс и ординат. Таким образом, можно представить (визуально) рост, близкий к нулю, в ярко выраженный устойчивый тренд. В качестве примера такого рода в книге Дарелла Хаффа «Как лгать при помощи статистики» приводится пример изображения роста правительственных субсидий, приведенный в одном из объявлений. Рост составил лишь 4%, но визуально он выглядел почти как 400% за счет увеличения масштаба по оси ординат. Нередко на одном линейном графике показываются несколько кривых, которые дают сравнительную характеристику динамики различных показателей или одного и того же показателя.

Для визуализации в настоящее время существует множество качественных ресурсов и инструментов создания графиков и диаграмм.

Программный продукт Aristochart позволяет строить двухмерные линейные статичные графики (пространственные данные, т.е. «cross-section data»). Программа предполагает набор возможностей по дизайну, изменению меток, других элементов графика и его адаптации.

Простой векторный редактор Diagram Designer предназначен для создания диаграмм, графиков и слайд-шоу. Эта программа позволяет использовать шаблоны, может автоматически проверять правописание и выстраивать графики для несложных математических уравнений. Создавая диаграммы и графики в этой программе можно использовать множество графических элементов - геометрические примитивы, линии, надписи, цветные заливки, соединительные стрелки и т.д.

Graph - программа для построения графиков, редактирования их внешнего вида и изменения данных. В программе Graph доступно быстрое построение сложных синусоидов, логарифмических кривых и графиков с большим количеством входных параметров. Данные для работы можно импортировать из редактора Excel.

JSXGraph - библиотека, разработанная в Байройтском Университете, используемая для отображения геометрических чертежей в веббраузере.

jFreeChart - бесплатная библиотека с открытым кодом, позволяющая создавать графики для приложений. Программа поддерживает широкий спектр типов диаграмм и многие типы выходных форматов.

В Microsoft Excel и Visio имеются также средства для создания высокохудожественных графиков и диаграмм, с помощью которых можно представить зависимости и тенденции.

Поскольку не всегда графические изображения читают специалисты в той или иной области, часто прибегают к инфографике - визуальному отображению данных, содержащему небольшую по объему, но значимую и правильно оформленную информацию. Данное направление очень востребовано в бизнесе. Инструменты инфографики соревнуются друг с другом, акцентируя свои преимущества.

Приведем характеристики ряда программных продуктов.

FusionCharts Suite XT предоставит вам более 90 видов диаграмм и манометров, 965 карт на основе данных, а также дэшборды и демо для бизнеса. FusionCharts также содержит JavaScript API, который упрощает интеграцию с любыми приложениями. Диаграммы, карты и дэшборды высоко интерактивны, легко адаптируемы и работают на всех устройствах и платформах.

Рис. 2.10.

Частота обращений по месяцам года

Raw - продукт в открытом доступе, обладающий возможностями адаптации, бесплатный для загрузки и модифицирования, позволяет пользователям создавать визуальный контент на основе векторов. Данные можно безопасно загрузить из приложения на компьютер, сохранить в формате SVG или PNG.

WolframAlpha, созданный как «база знаний и набор вычислительных алгоритмов», хорош в умном отображении графиков по запросам данных без необходимости применения какой-либо конфигурации. Если используются данные, находящиеся в публичном доступе, инструмент поможет создавать виджеты, делая процесс визуализации данных очень простым.

Можно зарегистрироваться на Wolfram Education и получить доступ к тестовым версиям интерактивных учебников. В них встроены динамические модели графиков с возможностью ввода любых параметров и математические головоломки для решения на скорость. Также доступна возможность загрузки множества типов файлов и данных для автоматического анализа, включая первичные табличные данные, изображения, аудио, XML, а также десятки специализированных научных, медицинских и математических форматов. Среди других функциональных возможностей - наличие расширенной клавиатуры, интерактивность с CDF (формат вычисляемых документов), загрузка данных, и возможность индивидуальной настройки и сохранения графических и табличных результатов (рис. 2.11).

Поскольку этой программой можно пользоваться в онлайн-режиме, в отличие от остальных, требуемых скачивания, это позволяет чаще пользоваться ею.

Рис. 2.11.

В приложении Tableau есть несколько бесплатных инструментов визуализации данных. Tableau не является веб-приложением, так что желающим придется устанавливать программу на компьютер. Как только она будет установлена, можно загружать таблицы и данные из любых CSV-файлов и создавать различные интерактивные визуализации, включая тепловые карты, отражающие активность действий в разных областях поля, диаграммы Венна для представления связей, столбчатые диаграммы, графики и другие схемы.

В экономической статистике популярным является software JMP. Данное программное обеспечение послужит оптимальным инструментом анализа визуализации данных.

На сегодня существует множество инструментов для анализа данных и визуализации результатов, некоторые из них позволяют применять довольно широкий спектр статистических методов, не имея никакого опыта программирования (например, SPSS). Также весьма распространен для анализа данных язык программирования Python. Но самым популярным является очень простой и интуитивно понятный язык программирования R. Изучение азов работы в R значительно упростит и ускорит решение задач.

Работа в R дает ценный опыт и помогает при изучении более сложных языков программирования. В R тысячи пакетов и библиотек, предоставляющих возможность применять, пожалуй, любые статистические методы. Реализовать регрессионный анализ со случайными эффектами в R позволит специальная библиотека lme4. С помощью языка Python, например, это сделать значительно сложнее. В R множество библиотек, предназначенных для решения весьма узкоспециализированных задач из различных научных областей. Например, bioconductor предоставляет инструменты для анализа данных в биоинформатике. Библиотека grt поможет обрабатывать экспериментальные данные в области вычислительных моделей в когнитивных исследованиях.

Также R позволяет быстро решать широчайший спектр задач в интерактивном режиме. Графические возможности R весьма богаты: так, в R существуют пакеты lattice и ggplot2, возможности которых даже шире, чем у graphics. В них используется другая идеология построения графиков.

В последнее время все большую популярность приобретает инструмент инфографики. В частности, в бизнесе широко используется диаграмма Ганта - инструмент планирования, широко используемый в управлении проектами для визуализации графика работ. Слева по вертикальной оси располагается перечень задач, а сверху по горизонтали - временная шкала. Каждая задача представлена полосой, положение и длина которой отражают даты начала и завершения, а также длительность работ. По сути, диаграмма Ганта позволяет наглядно показать, что должно быть сделано (задачи) и когда (временная шкала).

Поэтому диаграмма Ганта состоит из полос, ориентированных вдоль оси времени. На диаграмме могут быть отмечены совокупные задачи, проценты завершения, указатели последовательности и зависимости работ, метки ключевых моментов (вехи), метка текущего момента времени «Сегодня» и др. Ключевым понятием диаграммы Ганта является «веха» - метка значимого момента в ходе выполнения работ, общая граница двух или более задач. Вехи позволяют наглядно отобразить необходимость синхронизации, последовательности в выполнении различных работ. Вехи, как и другие границы на диаграмме, не являются календарными датами. Сдвиг вехи приводит к сдвигу всего проекта, поэтому диаграмма Ганта не является, строго говоря, графиком работ. Кроме того, диаграмма Ганта не отображает значимости или ресурсоемкое™ работ, не отображает сущности работ (области действия). Для крупных проектов диаграмма Ганта становится чрезмерно тяжеловесной и теряет наглядность.

Указанные выше недостатки и ограничения серьезно ограничивают область применения диаграммы. Тем не менее в настоящее время диаграмма Ганта является стандартным инструментом в теории и практике управления проектами при отображении структуры работ по проекту (рис. 2.12).

Рис. 2.12.

Диаграмма Ганта дает организации три главных плюса:

• 1) визуализацию, которая упрощает восприятие и оценку хода рабочих процессов; основные задачи проекта и ход их решения становятся видны, как на ладони, что позволяет своевременно корректировать план действий;
• 2) возможность оценить последовательность и сроки решения задач, а также сроки проекта в целом, что позволяет сравнить реальный и запланированный графики реализации процесса;
• 3) повысить эффективность организации управления проектом за счет возможности в любой момент провести анализ текущего состояния выполнения проекта.

С появлением разнообразных инструментов визуализации данных расширился круг направлений их использования.

Таким образом, визуализация - мощный инструмент донесения смысла до конечного потребителя, помощник в восприятии и анализе данных. Но, как и все инструменты, графический метод нужно применять в свое время и в своем месте.

Статистический график – это чертеж, на котором статистические совокупности, характеризуемые определенными показателями, описываются с помощью условных геометрических образов или знаков.

Основные элементы графика включают в себя:

Графический образ – геометрические знаки, с помощью которых изображаются статистические показатели.

Поле графика - часть плоскости, где расположены графические образы.

Пространственные ориентиры графика задаются в виде системы координатных сеток. Система координат необходима для размещения геометрических знаков в поле графика.

Масштабные ориентиры графика определяются масштабом и системой масштабных шкал.

Масштаб – мера перевода числовой величины в графическую.

Масштабной шкалой называется линия, отдельные точки которой могут быть прочитаны как определенные числа.

Экспликация включает в себя название графика, подписи вдоль масштабных шкал, пояснения и условные обозначения графика.

По способу построения статистические графики делят на диаграммы и статистические карты .

В зависимости от круга решаемых задач выделяют диаграммы сравнения, структурные диаграммы, диаграммы динамики и диаграммы распределения и концентрации величин. Статистические карты по графическому образу делят на картограммы и картодиаграммы.

В соответствии с графическими знаками различают точечные, линейные, плоскостные, объемные и фигурные графики.

Графическое представление числовых данных позволяет выявить закономерности, которым подчиняется рассматриваемая группа данных. График дает возможность не только оценить состояние на данный момент, но и спрогнозировать более отдаленный результат по тенденции процесса, которую можно в нем обнаружить, а следовательно, наметить меры, которые могут предупредить ухудшение состояния или усилить положительный результат. 9) Диаграммы распределения и концентрации – это графическое отображение вариационных рядов распределения. К диаграммам распределения относятся полигон распределения и гистограмма (рассмотрены в п. 1.7).

Диаграммы концентрации представлены кумулятой (кривой сумм), огивой, кривой Лоренца.

При построении кумуляты по оси абсцисс откладываются значения изучаемых признаков, а по оси ординат - соответствующие признакам суммы накопленных частот.

Огива строится по тем же данным, что и кумулята, только на оси абсцисс откладываются суммы накопленных частот, а по оси ординат - соответствующие значения признака.

Координатами кривой Лоренца являются:

По оси абсцисс – суммы накопленных частот в процентах к итогу ();

По оси ординат – суммы накопленных объемов признака (), в процентах к итоговому суммарному объему ().

Построенная в системе координат по оси абсцисс от 0 до 100 % и по оси ординат от 0 до 100 % кривая Лоренца сравнивается с диагональю квадрата, как это показано на рис. 1.7.

100 %

кривая Лоренца

Рис. 1.7. Кривая Лоренца

Степень концентрации показывается степенью отклонения от диагонали

Основные типы диаграмм сравнения:

1) На столбиковых диаграммах статистические данные изображаются в виде вытянутых по вертикали прямоугольников (рис.1.7). Построение столбиковой диаграммы требует применения вертикальной масштабной шкалы.

2) Ленточные диаграммы состоят из прямоугольников, расположенных горизонтально. В этом случае шкала - горизонтальная ось (рис. 1.8).

40 С

А Б С 10 20 30 40

Рис. 1.5. Пример столбовой Рис. 1.6. Пример диаграммы ленточной диаграммы

3) Плоские диаграммы – отображают величину изучаемого показателя площадью фигуры.

4) Знаки В.Е. Варзара – прямоугольные плоские диаграммы для графического изображения трех показателей, один из которых является произведением двух других.

5) Объемные диаграммы – отображаемая величина показывается объемом фигуры.

6) Радиальные диаграммы – строятся на базе полярных координат. Началом отсчета в них служит центр окружности, а носителями масштабных шкал являются радиусы круга. Обычно в основе радиальных диаграмм лежат повторяющиеся годовые циклы с помесячными или поквартальными данными. Могут быть замкнутыми – отображается один цикл или спиральными – отображаются непрерывно несколько циклов.

7) Фигурные диаграммы . При их построении статистические данные изображаются рисунками – символами, которые в наибольшей степени соответствуют существу отображаемых явлений.

8) Структурные диаграммы – служат для отображения структур статистических совокупностей по соотношению удельных весов. Структурные диаграммы могут быть представлены в виде круговых (секторных) диаграмм или структурного квадрата. В этих диаграммах площадь круга (квадрата) принимается за величину всей изучаемой совокупности, а площади отдельных частей отображают удельный вес ее составных частей.

При построении круговой структурной диаграммы исходят из соотношения 1 %=3,6 о, квадратной - 1 %= одной клетке.

Для графического представления данных широко применяется в производственной практике графики с целью наглядности и облегчения понимания смысла данных. Различают следующие виды графиков:

График, представляющий собой ломаную линию - применяется для выражения временных и тому подобных изменений;

Линейный график - применяется для выражения зависимости количественных величин;

Круговой график - применяется для выражения процентного соотношения рассматриваемых данных;

Ленточный график - применяется для выражения процентного соотношения рассматриваемых данных;

Z - образный график - применяется для выражения условий достижения заданных значений;

- "радиационная" диаграмма - применяется для выражения баланса между несколькими факторами;

- "карта сравнения плановых и фактических показателей" - применяется для выражения зависимости между планом и состоянием его выполнения.

График, выраженный ломаной линией . Таким графиком представляют, например, изменение с течением времени размера ежемесячной выручки от продажи изделий, объема производства или доли дефектных изделий. По оси ординат на таком графике откладывают значение соответствующей величины, а по оси абсцисс - время. Нанесенные на график точки соединяют прямыми отрезками. Эффективность полученной информации возрастет, если при анализе данные расслоить по таким факторам, как продавец, изделие, станок и т. д. Пример такого графика для выражения изменения реальной выручки от продажи изделий по годам от года к году приведен на рис. 4.

Глядя на рисунок можно понять реальный характер изменения выручки. Более того, если провести анализ по методу наименьших квадратов, то по отрезку, отражающему тенденцию изменения выручки, можно предсказать размер выручки в очередном году.

Рис.4. Реальный характер изменения выручки:

1 - выручка;

2 - тыс. руб.;

3 - финансовый год;

5 - реальный участок графика, характеризующий выручку;

6 - отрезок, отражающий тенденцию

Столбчатый график . С помощью столбчатого графика представляют количественную зависимость, выражаемую высотой столбика, таких факторов, как себестоимость изделия от вида изделия, сумма потерь в результате брака от процесса, сумма выручки от магазина и т. д. Разновидности столбчатого графика - диаграмма Парето и гистограмма. При построении столбчатого графика по оси ординат откладывают количество, по оси абсцисс - факторы; каждому фактору соответствует столбик. Пример столбчатого графика показан на рис.5. С помощью этого графика анализируются стимулы к покупке изделий. При первом взгляде на график становится ясным коэффициент вклада в решение о покупке каждого из стимулов. Столбики, выражающие стимулы, расположены на графике в порядке их частоты.

Круговой график. Круговым графиком выражают соотношение составляющих какого-то целого параметра и всего параметра в целом, например: соотношение сумм выручки от продажи отдельно по видам деталей и полную сумму выручки; соотношение тем работы кружков качества (отличающихся содержанием) и общее число тем; соотношение элементов, составляющих себестоимость изделия, и целое число, выражающее себестоимость и т. д. Целое принимается за 100% и выражается полным кругом. Составляющие выражаются в виде секторов круга и располагаются по кругу в направлении движения часовой стрелки, начиная с элемента, имеющего наибольший процент вклада в целое, в порядке уменьшения процента вклада. Последним ставится элемент "прочие". На круговом графике легко видеть сразу все составляющие и их соотношение. Пример кругового графика показан на рис.6, где представлено соотношение составляющих себестоимости производства.

Рис.5. Стимулы к покупке изделий:

1-число случаев; 2-случаи; 3-стимулы к покупке изделий; 4-качество;

5-снижение цены; 6-гарантированные сроки; 7-дизайн; 8-доставка;

Рис.6. Соотношение составляющих себестоимости производства

1-себестоимость производства; 2-косвенные расходы; 3-прямые расходы; 4-стоимость сырья и материалов; 5-выплаты по внешним заказам; 6-расходы на зарплату; 7-стоимость закупаемых деталей; 8-прочие расходы; 9-стоимость электроэнергии и топлива; 10-выплаты по уценке; 11-тыс. руб.

Глядя на график, можно сразу оценить соотношение составляющих себестоимости производства. Если провести расслоение по видам продукции, проанализировать расходы, включая расходы на продажу и на контроль, и провести сравнение расходов по отдельным периодам, можно получить информацию, которая натолкнет на идею, способствующую снижению себестоимости производства.

Ленточный график. Ленточный график используют для наглядного представления соотношения составляющих какого-то параметра и одновременно для выражения изменения этих составляющих с течением времени, например: для графического представления соотношения составляющих суммы выручки от продажи изделий по видам изделий и их изменения по месяцам (или годам): для представления содержания анкет при ежегодном анкетировании и его изменении от года к году; для представления причин дефектов и изменения их по месяцам и т. д.

При построении ленточного графика прямоугольник графика делят на зоны пропорционально составляющим или в соответствии с количественными значениями и по длине ленты размечают участки в соответствии с соотношением составляющих по каждому фактору. Систематизируя ленточный график так, чтобы ленты располагались в последовательном временном порядке, можно оценить изменение составляющих с течением времени.

Пример ленточного графика для выражения соотношения сумм выручки от продажи изделий по отдельным видам изделий в порядке убывания их вклада в выручку и их изменения по годами показан на рис.7.

Рис.7. Соотношение сумм выручки от продажи по отдельным видам изделий: 1- прочие

Из графика видно, что доля выручки от продажи изделий С из года в год увеличивается. Что же касается изделий А (в 1999 г. их доля составляет 36,8%) и В (в 1999 г. их доля составляет 20,8%), то хотя их вес в 1999 г. все еще значителен, за период с 1995 по 1999 г. их общая доля в выручке уменьшилась с 75,6% до 57,6%. Это объясняется изменением жизненного цикла изделий. Анализ графика приводит к выводу, что в связи с изменением обстановки необходимо направить усилия на разработку новых видов изделий.

Z-образный график . Z-образный график используют для оценки общей тенденции при регистрации по месяцам фактических данных, таких как объем сбыта, объем производства и т. д. График строится следующим образом:

Откладываются значения параметра (например, объем сбыта) по месяцам (за период одного года) с января по декабрь и соединяются отрезками прямой - получается график, образуемый ломаной линией;

Вычисляется кумулятивная сумма за каждый месяц и строится соответствующий график;

Вычисляются итоговые значения, изменяющиеся от месяца к месяцу (меняющийся итог), и строится соответствующий график, образуемый ломаной линией. За меняющийся итог принимается в данном случае итог за год, предшествующий данному месяцу. Общий график, включающий три построенных указанным образом графика, имеет вид буквы Z, отчего он и получил свое название.

Z-графнк применяют, помимо контроля объема сбыта или объема производства, для уменьшения числа дефектных изделий и суммарного числа дефектов, для снижения себестоимости и уменьшения случаев невыхода на работу и т. д. По меняющемуся итогу можно определить тенденцию изменения за длительный период. Вместо меняющегося итога можно наносить на график планируемые значения и проверять условия достижения этих значений.

Пример Z-графика показан на рис.8. На графике хорошо видно изменение суммы выручки от месяца к месяцу и изменение от месяца к месяцу кумулятивной суммы выручки. По поведению меняющейся итоговой суммы выручки ясна общая тенденция изменения суммы выручки за год.

Если нанести на этот график запланированных значений суммы выручки, можно оценить условия достижения этих значений; если нанести график кумулятивной суммы кредитного оборота, можно оценить условия контроля кредитных сумм.

"Радиационная" диаграмма., лепестковая диаграмма Этот график строится следующим образом: из центра круга к окружности проводятся по числу факторов прямые линии (радиусы), которые напоминают лучи, расходящиеся при радиоактивном распаде (отсюда и название графика). На эти радиусы наносят деления градуировки и откладывают значения данных. Точки, которыми обозначены отложенные значения, соединяют отрезками прямой. Таким образом, "радиационная" диаграмма представляет собой комбинацию кругового и линейного графиков. Числовые значения, относящиеся к каждому из факторов, сравнивают со стандартными значениями и значениями,

Рис.8. Контроль суммы выручки:

1-выручка; 2-месяцы года; 3-тыс. руб.; 4-кумулятивная сумма выручки по месяцам; 5-выручка по месяцам; 6-измененная итоговая выручка.

Пример лепестковой диаграммы для анализа управления показан на рис.9.

Рис.9. Анализ состояния управления:

1-процент текущей прибыли от общего капитала; 2- процент общей прибыли от выручки; 3-процент текущей прибыли от выручки; 4-отношение собственного капитала к общему капиталу; 5- процент выплат от выручки; 6-соотношение прибыли и убытков; 7-предельный процент прибыли; 8-процент повышения суммы выручки за год.

достигнутыми другими фирмами. Поскольку график отличается высокой наглядностью, его используют для анализа управления предприятием, для оценки кадров, для оценки качества и т. д.

Анализируя график, можно в общих чертах оценить состояние управления на данной фирме. "Барометр" (стандартные значения) управления показан пунктирной линией. При сравнении с ней полученного графика можно видеть, что особого внимания требуют проблемы, связанные с соотношением прибылей и убытков. Ясно также, что имеются определенные трудности с постоянными и меняющимися расходами. Если провести сравнение не только со стандартными значениями, но и с показателями предыдущего года или с показателями других фирм, можно быстро и обобщенно оценить проблемы собственной фирмы.

Итак, с пользовательским интерфейсом Macromedia Flash мы разобрались. Как выполняются типичные для всех Windows-приложений задачи, выяснили. Теперь самое время приступить к работе над графикой.

Да, мы так и поступим. Сначала рассмотрим создание статичной графики, потом перейдем к анимации. Ну, а уж после того, как мы научимся делать анимированные картинки, можно рассмотреть и программирование во Flash: интерактивные фильмы, пользовательские интерфейсы интернет-программ и т. п. Таким образом, к концу этой книги вы узнаете все, что может Flash, и сможете использовать это "все" в своих целях.

Но не торопитесь. Сначала немного поговорим о самой компьютерной графике.

Вы скажете: мы уже говорили о ней во введении. Мы узнали, какое место в компьютерном мире вообще и в Интернете в частности она занимает сейчас, даже познакомились с краткой ее историей. Да, кое-что вы уже знаете, но этого для настоящей работы недостаточно. Современный компьютерный художник должен знать значительно больше.

Чтобы полноценно работать с компьютерной графикой, нужно знать, в каких форматах она хранится, что они собой представляют, и какой формат в каком случае используется. Формат хранения графики - это способ записи графической информации в файле на диске. Чтобы корректно отобразить тот или иной графический файл, программное обеспечение должно поддерживать формат, в котором он записан.

Форматов хранения графической информацией трудолюбивое человечество наплодило великое множество. Основная их масса была создана достаточно давно, вместе с программами для обработки графики, т. е. они являлись фирменным, "родным" форматом для той или иной программы. Очень немногие графические форматы были задуманы специально для обмена графическими файлами между разными программами (межпрограммные или программно-независимые форматы). К первым форматам можно отнести известный формат BMP, созданный специально для хранения графики в Windows-программах, а ко вторым - популярнейший формат GIF. В дальнейшем многие форматы графики исчезли (зачастую вместе с программами, для которых они были созданы), и лишь малое число их дожило до нашего времени.

В живом мире действует жестокий закон эволюции. Это же справедливо и для мира компьютеров. Любое устройство, программа, любая технология нежизнеспособны, если они не найдут для себя "экологическую нишу", т. е. будут использоваться людьми. Так же как и любой графический формат. Те из них, что остались "живы", более или менее активно используются и покрывают практически все нужды современных компьютерных художников. Их-то и поддерживает большая часть современного графического программного обеспечения.

Растровая графика

Если взять обычную газетную иллюстрацию и хорошенько ее рассмотреть, желательно под лупой, то можно увидеть, что она на самом деле состоит из множества точек. Эти точки могут быть как жирно-черными (в тех местах, где на иллюстрации виден глубокий черный фон), так и более или менее серыми (где присутствуют полутона) или вообще быть почти незаметными (на белых местах). Если рассматривать такую иллюстрацию на некотором расстоянии, а не вплотную, как сделали мы, отдельные точки сливаются в единое изображение. Можно сказать, что обычная газетная иллюстрация - классический пример растровой графики.

Растровая графика впервые была создана полиграфистами для того, чтобы с минимальным расходом краски печатать на бумаге иллюстрации. При этом на исходное изображение словно бы накладывается тонкая сетка, называемая растром, и изображение оказывается разбитым на множество точек (пикселов). После этого остается только вычислить интенсивность черного цвета в каждой точке растра или, для цветного изображения, цвет точки и, возможно, ее прозрачность. Этот процесс называется растеризацией. Полученные в результате растеризации данные либо сразу же переносятся на типографские пленки, либо записываются в файл для дальнейшей обработки.

Векторная графика

Предположим, что любое, даже очень сложное графическое изображение можно разбить на простейшие элементы: прямые, кривые, эллипсы, прямоугольники и т. п. Эти простейшие элементы, называемые графическими примитивами, можно описать определенными формулами. В результате получится набор параметров, используя которые, можно точно воссоздать исходный набор графических примитивов, а значит, и исходное изображение.

Такая графика, состоящая из отдельных примитивов, называется векторной графикой. Именно в таком виде сохраняются изображения Flash.

Гибридная графика

Собственно, гибридная графика - это разновидность векторной графики, содержащей внутри себя растровые изображения. Благодаря этому часто удается преодолеть главнейшие недостатки и растровой, и векторной графики: большой размер (у растровой графики) и невозможность точной передачи полутоновых изображений (векторной графикой).

Гибридное изображение разбито на фрагменты, часть из которых выполнена в растровом, а часть - в векторном виде. Обычно все полутоновые фрагменты выноски, схемы, карты и т. п. Таким образом достигается компромисс между качеством изображения и размером файла.

Все современные редакторы векторной графики, в том числе Flash, предоставляют возможность создания гибридной графики. Фактических можно даже назвать редакторами гибридной графики. Также гибридную графику создают и программы настольных издательств.

Применение разных видов графики

Если на свете существует два вида компьютерной графики, значит, это кому-то нужно. Давайте же выясним, кому и, главное, в каких случаях это нужно.

Главный козырь растровой графики - точность передачи сканированных изображений. При этом растровая графика занимает тем больший объем, чем больше само изображение, и не предоставляет никаких возможностей по его обработке (масштабированию, искажению, повороту, перекрашиванию). Главный козырь векторной графики - исключительные возможности обработки изображения. Недостаток - невозможность сохранения в векторном виде полутоновых изображений в близком к оригиналу виде. Исходя из этого, можно определить область применения для каждого вида компьютерной графики.

Итак, растровая графика применяется для:

сохранения полутоновых изображений (сканированные или изначально нарисованные на компьютере картины, фотографии);

создания небольших по размеру изображений для оформления программ или Web-страниц. В этом случае, как правило, критичны скорость вывода на экран и размер "ответственного" за вывод программного кода, а отнюдь не размер изображения.

Векторная графика лучше всего подойдет, если нужно:

создать небольшие изображения, которые"в дальнейшем будут всячески обрабатываться при выводе. Хороший пример таких изображений - шрифты формата TrueType, которые при выводе на экран не только масштабируются, но и раскрашиваются в разные цвета, поворачиваются и т. п. и растровую графику. Помните, и, разумеется, знайте об их преимуществах.

Большинство распространенных графических форматов - растровые. Сначала их и рассмотрим.

Формат BMP (BitMaP - битовая матрица) - простейший формат записи растровых изображений. Разработан фирмой Microsoft для сохранения графики в операционной системе Windows и совместимых с ней программах.

Для этого поддержка формата BMP была встроена непосредственно в ядро системы Windows. Также известен под названием DIB (Device Independent Bitmap - битовая матрица, не зависимая от устройства вывода).

Графика сохраняется в файлах с расширением bmp или dib (встречается очень редко). Поддерживает все цветовые видеорежимы. Графические данные могут быть сжаты с использованием простейшего алгоритма RLE (Run Length Encoding - кодирование с переменной длиной строки). Если сжатие не используется, размер графического файла может быть очень велик.

В настоящее время - один из самых распространенных графических форматов. Поддерживается практически всеми графическими программами. Из-за своей простоты требует для вывода очень мало системных ресурсов, поэтому основное его предназначение - хранение изображений, используемых как элементы пользовательского интерфейса операционной системы. В частности, именно в формате BMP хранятся системные "обои", заставки, иконки и т. п.

Формат PCX - один из самых старых графических форматов. Он был разработан в начале восьмидесятых годов не существующей ныне фирмой Z-Soft для собственного растрового графического редактора PC Paintbrush, работавшего в среде MS-DOS. Также поддерживался множеством других программ, работавших в среде DOS и Windows, и продолжает поддерживаться и поныне, хотя и является устаревшим.

Формат GIF (Graphic Interchange Format - формат обмена графикой) был разработан фирмой CompuServe в 1987 году для использования в собственной одноименной компьютерной сети. Получил огромное распространение в компьютерных сетях, в частности, в Интернете. Пожалуй, в настоящее время большинство компьютерной графики, использующейся в Web-дизайне и вообще для распространения изображений в Интернет, сохранено в этом формате.

Графика хранится в файлах с расширением gif. Поддерживаются цветовые видеорежимы до 256 цветов включительно. Для сжатия графики используется алгоритм LZW, разработанный израильскими математиками Лемпелом и Зивом. Графика может быть сохранена с чередованием (по-английски -interleaving) строк; в этом случае изображение как бы постепенно "проявляется" строка за строкой по мере загрузки файла.

В 1989 году формат GIF был расширен; новая версия стандарта получила название С Р89А. Во-первых, была введена поддержка прозрачности или "прозрачного" цвета, т. е. один цвет из всех доступных на изображении мог быть помечен как прозрачный, и сквозь него будет "просвечивать" фон изображения. (Профессиональные графики часто называют "прозрачный" цвет альфа-каналом, по-английски - alpha channel или просто alpha.) Во-вторых, появилась возможность сохранять в одном файле несколько изображений, которые могут демонстрироваться как фильм (так называемые "анимированные GIF-файлы"; о них мы поговорим в главе 12).

Формат GIF прекрасно подходит для сохранения изображений с резкими цветовыми переходами. В частности, Web-дизайнеры создают в этом формате элементы оформления и рекламные баннерыдля своих страниц, а поддержка прозрачности и анимации им только на руку. Иногда в этом формате создаются начальные заставки и графические элементы интерфейса программ.

Формат PNG (Portable Network Graphic -- переносимая сетевая графика) разработан сообществом независимых профаммистов в качестве замены устаревающего и переходящего в разряд коммерческих продуктов формата GIF. Хотя он и поддерживается в настоящее время многими фафическими пакетами, однако большой популярности в Интернете пока не снискал, хотя автору встречались сайты с PNG-фафикой. Также используется для хранения фафики, разрабатываемой в пакете интернет-фафики Macromedia Fireworks.

Графика хранится в файлах с расширением png. Поддерживает все цветовые видеорежимы. Для сжатия графики применяется очень мощный алгоритм Deflate (буквально - Чс, :иии), обеспечивающий более сильное сжатие по сравнению с LZW. Графика может быть сохранена с чередованием не только строк, но и столбцов, таким образом, изображение будет "проявляться" и по строкам, и по столбцам. Также поддерживаются 256 фадаций прозрачности (альфа-канала) против всего двух у GIF и автоматическая коррекция яркости.

Однако, по сравнению с GIF, формат PNG имеет и недостатки. Первый офомный недостаток - PNG не поддерживает анимацию. Правда, вряд ли это так уж актуально в связи с повсеместным переходом Web-аниматоров на Flash. Второй недостаток - файлы формата I"NCi больше, чем GIF, примерно на один килобайт из-за того, что в заголовке файла хранится гораздо больше информации. На мой взгляд, это тоже не очень значительный недостаток: получился файл чуть больше - ну и что? Так что, в принципе, вышеприведенные недостатки не повлияют на распространение формата PNG в Интернете.

Пока что формат PNG используется для хранения графики, разработанной в Fireworks, и в некоторых "продвинутых" сайтах. Однако, как уже говорилось, его поддерживают практически все графические пакеты.

Формат JPEG (Joint Picture Encoding Group - группа кодировки неподвижных изображений) разработан одноименной группой программистов специально для распространения высококачественной графики в компьютерных сетях. Именно для этого он и используется в настоящее время. JPEG - второй по распространенности формат графики в Интернете.

Графика сохраняется в файлах с расширениями jpeg, jpe или jpg. Поддерживается только цветовой видеорежим TrueColor (24-битный цвет). Для сжатия графики используется исключительно мощный алгоритм под названием JPEG, фактически включающий в себя несколько алгоритмов сжатия для разных случаев. Этот алгоритм реализует сжатие данных с потерями, когда некоторая часть информации о цвете отбрасывается, и результирующий массив данных становится меньше. Во всех других форматах графики со сжатием применяются алгоритмы сжатия данных без потерь.

При использовании алгоритмов сжатия с потерями качество графики ухудшается. Чем сильнее сжатие, тем сильнее искажается изображение. Однако художник может регулировать процент сжатия, выбирая тем самым компромисс между качеством изображения и размером результирующего JPEG-файла.

Формат JPEG, в отличие от GIF и PNG, не поддерживает ни анимацию, ни прозрачность. Однако существует разновидность формата JPEG, называемая "прогрессивный JPEG" (progressive JPEG или p-JPEG), поддерживающая чередование строк.

Область применения формата JPEG достаточно узка - распространение высококачественной полутоновой графики в Интернете. Сканированные полутоновые изображения при использовании умеренного сжатия получаются очень даже неплохими. Особенно популярны "в народе" подборки картин Бориса Вальехо и других так называемых "фэнтезийных" живописцев, сохраненные в JPEG-файлах.

Формат TIFF (Tag Image File Format - теговый файловый формат изображений) был разработан фирмой Aldus, разработчиком известнейшего пакета настольного издательства PageMaker, для другого своего продукта - растрового редактора PhotoStyler, не дошедшего до наших времен. Применяется для сохранения высококачественной полноцветной графики без потери качества для издательских целей. Часто используется для обмена высококачественной графикой между пользователями различных программ.

Графика записывается в файлы с расширением tif или tiff. Поддерживаются все цветовые видеорежимы, прозрачность и несколько алгоритмов сжатия: LZW, Deflate и JPEG. Фирменной особенностью этого формата является возможность записи в графический файл так называемых тегов: специальных примечаний, вносимых художником или самой программой графического редактора.

Существует две разновидности формата TIFF: совместимый с PC и с Apple Macintosh. Это вызвано различиями в архитектуре перечисленных компьютерных платформ.

Формат TIFF поддерживается всеми графическими программами профессионального уровня. Более того, поддержка какой-либо программой этого формата говорит об ее профессиональной ориентации.

Векторные форматы

Векторных форматов почему-то значительно меньше, чем растровых. Вероятно, это связано с тем, что реализовать обработку и вывод векторной графики несравнимо труднее, чем растровой. А люди - увы! - всегда идут по пути наименьшего сопротивления.

Shockwave/Flash

Разумеется, мы не могли не начать рассмотрение форматов векторной графики с "родного" формата Macromedia Flash. Как-никак, именно в нем нам предстоит сохранять свои творения.

Формат Shockwave/Flash разработан фирмой Macromedia для сохранения изображений и фильмов, созданных в пакете векторной графики Shockwave. Позднее на основе Shockwave был создан пакет интернет-графики Flash, "унаследовавший" этот формат. Поэтому говорят, что существует единый формат Shockwave/Flash.

Как вы уже знаете, фактически существует два формата представления графики Flash. Во-первых, это формат, в котором сохраняются подготавливаемые в среде Flash изображения и фильмы, - формат документов Flash. Во-вторых, формат, в котором хранится уже завершенная, экспортированная и подготовленная для публикации графика, которую можно загрузить в проигрыватель, - формат распространяемой графики Shockwave/Flash.

Документы Flash сохраняются в файлах с расширением fla. Экспортированная же графика хранится в файлах с расширением swf.

Помимо самого пакета Flash оба этих формата поддерживаются другими продуктами фирмы Macromedia: Dreamweaver, Fireworks и др. Также эти форматы поддерживаются некоторыми другими графическими программами.

Windows Metafile и Enhanced Windows Metafile

Формат Windows Metafile - простейший формат записи векторных изображений. Разработан фирмой Microsoft для сохранения векторной графики в операционной системе Windows и совместимых с ней программах. Поддержка этого формата встроена непосредственно в ядро системы Windows.

Возможности формата исключительно слабы, более-менее сложную графику сохранить в нем невозможно.

В настоящее время формат Windows Metafile, в отличие от BMP, распространен очень мало, хотя поддерживается практически всеми графическими программами и требует очень мало системных ресурсов для вывода и обработки. Используется для хранения векторных изображений в некоторых программах (например, начальных заставок или элементов пользовательского интерфейса). В частности, Microsoft Word свой комплект картинок (так называемый "клипарт" от английского clipart) хранит в формате Windows Metafile. Вероятно, фирма Microsoft, хочет показать таким образом, что этот формат тоже пригоден для распространения графики.

Формат Enhanced Windows Metafile - дальнейшее развитие Windows Metafile. Он также разработан Microsoft, однако "в народ" почему-то не продвигался и мало-мальски широкого распространения поэтому не получил. Автору за всю его достаточно длинную карьеру компьютерщика не попадалось на одного файла этого формата. Остается добавить, что формат предписывает сохранять графику в файлах и поддерживается многими современными графическими пакетами.

Adobe Illustrator

Этот формат был разработан фирмой Adobe для векторного графического редактора Illustrator. В настоящее время поддерживается практически всеми пакетами векторной графики и используется для обмена векторными изображениями между пользователями различных программ.

Графика сохраняется в файлах с расширением ai. Формат очень устойчив к сбоям, испорченный файл, как правило, с большой вероятностью все же можно прочитать.

CorelDRAW!

Был разработан фирмой Corel для векторного редактора CorelDRAW!. Фактически позволяет хранить гибридную графику. Иногда используется для обмена графикой.

Графика сохраняется в файлах с расширением cdr. Имеет несколько привлекательных возможностей по сравнению с Adobe Illustrator (например, сжатие графики, причем растровая и векторная графики сжимаются отдельно), но несовместимость различных версий формата и невысокая устойчивость к сбоям отнюдь не идут на пользу ею популярности.

Этот формат Flash не поддерживается. Чтобы импортировать графическое изображение в формате CorelDRAW!, вам придется преобразовать его в другой формат, например, Adobe Illustrator или Windows Metafile, используя другую графическую программу.

Encapsulated PostScript

Этот формат был разработан фирмой Adobe для обмена векторной графикой между пользователями различных программ. Собственно, это даже не формат, а целый язык, базирующийся на языке описания графики для высококачественных принтеров PostScript. Фактически, файл в этом формате можно скопировать на поддерживающий язык PostScript принтер, набрав в командной строке: copy graphic_file.eps prn и он будет напечатан.

Графика сохраняется в файлах с расширением eps. Такой файл представляет собой простой текстовый документ, содержащий набор команд для принтера напечатать тот или иной примитив. Таким образом, EPS-файл может быть отредактирован в любом текстовом редакторе при наличии знания языка PostScript.

Поддерживается практически всеми графическими пакетами. Поэтому используется для переноса больших графических изображений между различными программами.

Формат VML (Vector Markup Language - язык векторной разметки) разработан фирмой Microsoft для использования в собственной программе Web-обозревателя Internet Explorer версии 5.0 и более поздних. Так же, как и Encapsulated PostScript, это не столько формат, сколько текстовый язык описания векторной графики. По задумке, фрагменты таких описаний помещаются внутрь Web-страниц, среди обычного HTML-кода, и описывают их графические элементы. Таким образом, можно будет отказаться от традиционной Web-графики, представляющей собой внедренные элементы, хранящиеся в отдельных файлах.

Формат PDF (Portable Document Format - формат переносимых документов) был разработан фирмой Adobe для создания переносимых платформно-независимых электронных документов. Такие документы могут содержать, кроме форматированного текста, различную векторную и растровую графику, разбиваться на страницы, печататься на принтере или просматриваться на экране компьютера. Помимо этого, документы в этом формате имеют очень малый размер (используется сжатие, причем каждый вид графики сжимается по самому подходящему для него алгоритму), таким образом, их можно распространять через Интернет.

Документы этого формата сохраняются в файлах с расширением pdf. Они создаются с помощью пакета Adobe Acrobat, а читаются - с помощью программы чтения Adobe Acrobat Reader, распространяемой бесплатно. По названию этих двух программ формат PDF получил свое второе название - формат документов Acrobat.

Формат PDF получил огромную популярность для распространения электронных документов с богатым форматированием и графикой. Фактически, этот формат теперь стоит на втором месте, после HTML, по распространенности. Кроме Adobe Acrobat, создание документов PDF поддерживают множество других текстовых и графических пакетов. A Adobe Acrobat Reader -одна из популярнейших в мире программ.

Формат, точнее, язык, VRML (Virtual Reality Modeling Language - язык моделирования виртуальной реальности) был разработан группой независимых разработчиков. Он служит для создания так называемых виртуальных миров и распространения их через Интернет. Описание такого виртуального мира представляет собой текстовый файл с расширением vrm или vrml, содержащий набор команд на языке VRML. Такой файл может быть "проигран" с помощью особых программ -"проигрывателей" VRML; самым распространенным из них является Cortona VRML Client фирмы Parallel Graphics.

Хоть язык VRML и поддерживающее его программное обеспечение, предназначенное для создания и "проигрывания" виртуальных миров были широко разрекламированы в свое время, распространение он получил очень ограниченное. Связано это с тем, что мощностей современных компьютеров пока что не хватает для создания чего-то более сложного, чем странные геометрические фигуры из двух сфер и конуса. К тому же, виртуальная реальность, похоже, потеряла для простых людей свою притягательность. Поэтому будущее VRML так же туманно, как и настоящее...