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.

Графики в статистике это одно из средств наглядного представления результатов исследования. Получаем, что основное назначение графиков, это наглядно представить данные, которые мы собрали в результате наблюдения, а затем обработали и свели в таблицы при помощи сводки. Другим же средство наглядного представления данных являются статистические таблицы, о которых речь шла .

Очень важным является то , что графики систематически используются в любых научных и исследовательских работах, как элемент наглядности полученных результатов, чаще всего график следует после таблицы данных, тем самым дополняя ее и визуализируя. График это неотъемлемая часть любой курсовой или дипломной работы, графики добавляют эффекта работам, а кроме того объема.

Что такое график?

Зачем графики в статистике нужны мы указали, теперь сформулируем определение статистического графика.

Статистический гра фик – это условное изображение числовых (количественных) данных (которые были собраны в процессе наблюдения и обработаны в результате сводки) при помощи разных геометрических образов – точек, линий, плоских и объемных фигур, фигурных элементов.

Структурно график состоит из ряда элементов, основного и вспомогательных. При этом все элементы графики взаимосвязаны и неразрывны, так как поодиночке не несут никакой смысловой нагрузки.

К элементам графика принято относить:

— графический образ (основной элемент графика) – собственно сам чертеж, то при помощи чего мы изобразили данные – например если это диаграмма столбиковая, то графический образ столбики, если диаграмма линейная, то графический образ ломаная линия;

— поле графика (этот и последующие элементы считают вспомогательными к графическому образу) – это пространство, в котором график будет располагаться, например верхняя половина листа;

— пространственные ориентиры – это координатные точки при помощи которых размещается графический образ в координатной плоскости;

— масштабные ориентиры – это тот масштаб, который мы выбираем для построения графика – необходимо отметить, что график обязательно должен строиться в масштабе (нельзя брать в качестве точек координатной оси данные задачи), иначе могут возникнуть искажения графика;

— экспликация графика – это все дополнительные смысловые элементы на графике, его название, подписи данных над точками, масштабные шкалы, название осей, расшифровка используемого цветового и шрифтового оформления, то есть все, что на графике написано, нарисовано дополнительно. Экспликации необходима для усиления эффекта восприятия и понимания графика, без нее график простые геометрические фигуры. В состав названия графика включают – предмет, изображенный на графике, объект к которому относится данное явление, период времени за который представлены данные, единицы измерения.

Классификация графиков

Статистические графики имеют разную сферу применения. В зависимости от отрасли научных знаний – экономика, социология, география разновидности графиков могут меняться, принципы и правила их построения всегда одинаковые.

Классифицируя графики, принято выделять несколько базовых критериев, перечислим их далее.

1. По способу построения различают графики (или для социально-экономических целей, или для экономико-географических)

— диаграммы;

— картограммы,

1. По содержанию или назначению в статистике используются графики сравнения в пространстве, динамики, структуры, вариации, территориальные корреляционные. Сами по себе это те же диаграммы, лишь используются они для конкретных целей и процессов.
2. По характеру графического образа используют следующие графики:

Классификация статистических графиков

Для графического изображения статистических данных используются самые разнообразные виды графиков. При всем своем разнообразии статистические графики классифицируются по ряду признаков: способу построения, форме применяемых графических образов, характеру решаемых задач (цели использования) (рис. 5.3; 5.4).

1) По способу построения:

Диаграммы;

Статистические карты: картограммы и картодиаграммы;

2) По форме применяемых графических образов: точечные, линейные, плоскостные и фигурные;

3) По цели использования: для характеристики структуры, сравнения по территориям и фирмам, оценки динамики и выполнения плана, характеристики вариации, оценки взаимосвязей.

Рис. 5.3. Классификация статистических графиков по форме графического образа

Рис. 5.4. Классификация статистических графиков
по способу построения и задачам изображения

Диаграммы

Диаграмма представляет чертеж, на котором статистическая информация изображается посредством геометрических фигур или символических знаков. Диаграмма – наиболее распространенный способ графических изображений. Диаграммы бывают разных видов: линейные, радиальные, точечные, плоскостные, объемные, фигурные. Вид диаграммы зависит от вида представляемых данных и задачи построения графика.

Когда число уровней в ряду динамики велико, целесообразно применять линейные диаграммы , которые воспроизводят непрерывность процесса развития в виде непрерывной ломаной линии. Кроме того, линейные диаграммы удобно использовать, если целью исследования является изображение общей тенденции и характера развития явления; когда на одном графике необходимо изобразить несколько динамических рядов с целью их сравнения; если наиболее существенным является сопоставление темпов роста, а не уровней.

Для построения линейных графиков применяют систему прямоугольных координат. Обычно по оси абсцисс откладывается время (годы, месяцы и т.д.), а по оси ординат - размеры изображаемых явлений или процессов (уровни ряда динамики или темпы их изменения). Полученные точки соединяют отрезками в виде ломаной линии. Каждая точка линейной диаграммы соответствует уровню динамического ряда (или темпу его изменения) на определенный момент или за период времени.

На одном графике может быть размещено несколько диаграмм, что позволяет сравнивать динамику различных показателей, либо одного показателя по разным регионам или странам.

На оси ординат наносят масштабы. Особое внимание следует обратить на их выбор, так как от этого зависит общий вид графика. Обеспечение равновесия, пропорциональности между осями координат необходимо в графике в связи с тем, что нарушение равновесия между осями координат дает неправильное изображение развития явления. Если масштаб для шкалы на оси абсцисс очень растянут по сравнению с масштабом на оси ординат, то колебания в динамике явлений мало выделяются, и наоборот, преувеличение масштаба по оси ординат по сравнению с масштабом на оси абсцисс дает резкие колебания. Равным периодам времени и размерам уровня должны соответствовать равные отрезки масштабной шкалы.

Примеры линейных диаграмм представлены на рис. 5.5 и 5.6.

Рис. 5.6. Динамика пассажирооборота на всех видах транспорта, млрд. пасс.-км

Рис. 5.6. Динамика перевозок пассажиров железнодорожным транспортом, млн. чел.

Для тех же целей, а именно анализа динамики социально-экономических явлений, оценки выполнения плана и характеристики вариации в рядах распределения могут использоваться также столбиковые диаграммы .

При построении столбиковых диаграмм используется, как и в линейных графиках, прямоугольная система координат. При этом каждое значение изучаемого показателя изображается в виде вертикального столбика. По оси абсцисс размещается основание столбиков. Их ширина может быть произвольной, но обязательно одинаковой для каждого столбика. Высота столбиков (в соответствии с принятым по оси ординат масштабом) должна строго соответствовать изображаемым данным.

Количество столбиков определяется числом изучаемых показаний (данных). Столбики могут располагаться вплотную или на одинаковом расстоянии друг от друга. У основания столбиков дается название изучаемого показателя. Уровни (величины), характеризующие значения изображаемых показателей, помещаются внутри каждого столбика.

Столбиковые диаграммы могут использоваться также для пространственных сопоставлений: сравнения по территориям, странам, фирмам, по различным видам продукции. Кроме того, столбиковые диаграммы широко используются для изучения структуры явлений.

Примеры столбиковых диаграмм представлены на рис. 5.7 и 5.8.

Рис. 5.7. Динамика перевозки пассажиров всеми видами транспорта, млн. чел.

Рис. 5.8. Общие показатели рождаемости, смертности и естественного прироста
населения Российской Федерации, ‰

В статистике находят применение и так называемые ленточные (полосовые) графики . По своей форме ленточная диаграмма представляет ряд простирающихся по оси абсцисс полос одинаковой ширины. Длина полос (лент) соответствует значениям изображаемых показателей. При построении ленточных диаграмм соблюдаются те же требования, что и при построении столбиковых графиков (одинаковая ширина полос, начало масштабной шкалы от нулевой отметки и др.). В качестве примера полосовой диаграммы приведем графическое изображение грузооборота различных видов транспорта по отношению к грузообороту железнодорожного транспорта (относительные величины координации) (рис. 5.9).

Рис. 5.9. Соотношение грузооборота различных видов транспорта
по отношению к железнодорожному

Диаграммы, выполненные в виде выдвигающихся от начала масштабной шкалы полос, представляют определенное практическое удобство для систематического отображения хода выполнения производственных заданий нарастающим итогом.

Широкое применение для характеристики структуры социально-экономических явлений нашли секторные диаграммы. В этих диаграммах площадь окружности принимается за величину всей изучаемой статистической совокупности, а площади отдельных секторов отображают удельный вес (долю) ее составных частей. При этом поскольку площади секторов пропорциональны их центральным углам, то для построения секторной диаграммы сумма всех углов (360°) распределяется пропорционально удельным весам отдельных частей изучаемой совокупности. При процентном выражении состава изучаемой статистической совокупности исходят из соотношения 1 % = 3,6°.

Пример секторной диаграммы представлен на рис. 5.10.

Рис. 5.10. Структура грузооборота различных видов транспорта, 2011 г.

При изучении статистической информации применяются так называемые радиальные диаграммы . Строятся они 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. Так, при изучении годового цикла с помесячными данными окружность делят радиусами на 12 равных частей. Каждому радиусу дается название месяца года, а их расположение подобно циферблату часов. На каждом радиусе в соответствии с установленным масштабом наносятся точки, соответствующие изучаемым за каждый месяц данным. Полученные таким образом точки соединяют между собой линиями. В результате получается спиралеобразная линия, характеризующая внутригодовые циклы.

Пример радиальной диаграммы представлен на рис. 5.11.

Рис. 5.11. Производство мяса в регионе N , 2013 г.

В статистике, прежде всего для рекламных целей, применяются также фигурные диаграммы . При их построении статистические данные изображаются рисунками-символами, которые в наибольшей степени соответствуют существу отображаемых явлений. Эти диаграммы более выразительны, легко воспринимаются зрительно. В фигурных статистических показателях каждому знаку символу условно придается определенное числовое значение, и путем последовательного их расположения на поле графика формируются соответствующие полосы.

Площадь фигуры соответствует величине показателя. Недостатком фигурных диаграмм является то, что графическое изображение изучаемого явления знаками-символами не всегда соответствует точному значению изображаемых данных. Поэтому наряду с целыми фигурами приходится иметь дело с их частями. Это придает отображаемым показателям приближенное значение.

Примеры фигурных диаграмм представлены на рис. 5.12 и 5.13.

Рис. 5.12. Численность постоянного населения на конец 2002 года

Рис. 5.13. Производство мяса в регионе N

Для простого сравнения независимых друг от друга показателей могут также использоваться круговые , квадратные , прямоугольные диаграммы . Принцип их построения состоит в том, что площади правильных геометрических фигур выражают величины изображаемых явлений.

Примеры квадратных и круговых диаграмм представлены на рис. 5.14 и 5.15.

Рис. 5.14. Квадратная диаграмма поставки российского газа в страны ближнего зарубежья,

январь-август 1995 г.

Рис. 5.15. Круговая диаграмма доходов от услуг связи
населению Российской Федерации, 2000 г.

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.

Подробно, доступно и с юмором рассматривается создание современной интернет-графики и анимации с помощью пакета Macromedia Flash Professional 8. Описываются основные инструменты рисования и правки графики, использование слоев, образцов и библиотек, работа с текстом, импорт графики, видео и звука. Рассмотрен процесс производства фильмов стандартными, и весьма богатыми, средствами Flash. Также приводятся краткое описание встроенного языка программирования Flash - Action Script - и методика его применения для разработки интерактивных элементов. Рассказывается о публикации готового изображения или фильма для распространения через Интернет.

Книга:

Разделы на этой странице:

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

Растровая графика

Если хорошенько рассмотреть фотографию в электронном виде на мониторе компьютера при большом увеличении, то можно увидеть, что она состоит из множества точек квадратной формы. Если рассматривать такую иллюстрацию на некотором расстоянии, а не вблизи, как сделали мы, отдельные точки сливаются в единое, кажущееся цельным, изображение. Это классический пример растровой графики. Такая графика, как мы выяснили, состоит из множества разноцветных точек - пикселов. Поэтому растровую графику иногда называют пиксельной.

На рис. 1.1 показан небольшой пример растрового изображения - литера А, как она отображается на экране компьютера. Хорошо видно, что она состоит из множества разноцветных - белых, серых и черных - пикселов.

Вообще, все, что отображается на экране компьютера, суть растровая графика. Дело в том, что компьютерный экран сам представляет собой не что иное, как растр. Поэтому самые первые компьютерные графические форматы были именно растровыми.

В случае растровой графики в графическом файле сохраняется упорядоченный набор (опытные компьютерщики говорят - массив) значений цветов в пикселах растра. Разумеется, где-то в начале файла, в его заголовке , должен быть записан размер изображения, например, 320?200 пикселов, иначе программное обеспечение не сможет правильно обработать файл. Также иногда в файл записываются дополнительные данные: сведения о создателе, о программе, в которой редактировался файл, и пр.

Для кодирования каждого пиксела растрового изображения отводится определенное количество битов, поэтому изображение может содержать только ограниченное количество цветов, называемое цветностью. Понятно, что чем больше выделяется битов на кодирование одного пиксела, тем большее количество цветов может быть использовано в изображении. В табл. 1.1 приведены используемые в настоящее время значения цветности изображений.

Да, но каким образом представляются значения цветов? Для этого используются два способа, которые мы сейчас рассмотрим.

В случае графики с цветностью TrueColor (фотореалистичной , или полноцветной) все очень просто. Значение цвета пиксела представляет собой три числа, обозначающих доли красной, зеленой и синей составляющих соответственно. Причем каждое число занимает ровно восемь битов, т. е. один байт. Такой способ задания цвета называется RGB (от английского Red, Green, Blue - красный, зеленый, синий).

Если изображение содержит меньшее количество цветов, то все немного сложнее. Сначала создается палитра - особая таблица, в которой записаны все цвета, используемые в изображении, в формате RGB. А значение цвета каждого пиксела в этом случае - просто номер (индекс), указывающий на нужный цвет в палитре. Такие цвета называются индексированными , а сама графика - графикой с палитрой. Размер палитры зависит от количества битов, выделяемых на представление цвета; например, если выделено 4 бита (полубайт), то палитра может содержать 16 цветов.

Очень часто, особенно в последнее время, применяются полупрозрачные изображения, сквозь которые "просвечивает" то, что находится под ними. Вы, наверно, видели шикарные пиктограммы Windows ХР, в которых полупрозрачность используется очень часто. В этом случае наряду со значением цвета каждого пиксела нужно хранить и степень его прозрачности. Для этого также используются два способа.

В случае полноцветной графики TrueColor все тоже довольно просто. Степень прозрачности пиксела задается с помощью дополнительных восьми битов ("Одного байта!" - кричат бывалые компьютерщики), добавляемых к уже имеющимся двадцати четырем (если 8 бит умножить на 3 цвета, получится как раз 24). Эти восемь битов называются каналом прозрачности или альфа-каналом , а сама цветность - TrueColor с каналом прозрачности или просто 32-битной.

Полноцветная графика позволяет художнику задать прозрачность отдельно для каждого пиксела. Графика же с палитрой таких вольностей не допускает. Здесь используется другой способ задания прозрачности: один из цветов палитры "в приказном порядке" объявляется прозрачным (прозрачный цвет). Обычно это цвет левого верхнего пиксела изображения.

Растровая графика имеет как достоинства, так и недостатки. Перечислим их, начав, разумеется, с достоинств.

Простота вывода. В самом деле, для того чтобы вывести растровое изображение на экран монитора или принтер, не требуются сверхсложные вычисления. Отображение растровой графики не "нагружает" слишком сильно процессор компьютера, а значит, вывод изображения происходит очень быстро. Какая-либо дополнительная обработка при этом отсутствует, за исключением, может быть, подстройки цветов.

Размер массива пикселов, а значит и графического растрового файла, зависит от геометрических размеров самого изображения и от его цветности (фактически - от количества битов на точку). Размер растрового изображения не зависит от его сложности. Это означает, что маленькие черно-белые изображения занимают меньше места, чем большие полноцветные. Это очень хорошо для Web-дизайна - там как раз используются, в основном, небольшие изображения.

Высокая точность и достоверность передачи полутоновых изображений, например, сканированных картин и фотографий. В самом деле, если использовать достаточно большое разрешение и цветность TrueColor, то цифровая копия визуально не будет отличаться от оригинала.

Теперь рассмотрим недостатки растровой графики.

Мы уже знаем, что размер массива пикселов зависит от геометрических размеров самого изображения и от его цветности. Иногда это выходит боком. Так, если мы сохраним в растровом формате простенькое, но полноцветное и, вдобавок, огромное по размерам изображение, оно вполне может занять на диске десятки мегабайт. Что ж, очень часто недостаток является обратной стороной достоинства…

Растровая графика зависит от разрешения устройства вывода: монитора или принтера. Разрешение - это максимальное количество пикселов по горизонтали и вертикали, которое может вывести устройство. В самом деле, если вывести изображение размером 640?480 пикселов на монитор с таким же разрешением, то этот рисунок займет весь экран целиком. Если же его вывести при разрешении 1024?768, то на экране отобразится только часть рисунка. Так что нам либо придется мириться с этим, либо выполнять масштабирование изображения - пропорциональное изменение его размеров, - чтобы "вписать" его в нужное нам разрешение.

Качество растровых изображений ухудшается при сильном масштабировании.

Последний пункт нужно пояснить на примере. Предположим, что мы имеем небольшое растровое изображение, и у нас возникло желание его увеличить. Откроем его в программе графического редактора, выполним команду увеличения и… Получим результат, показанный на рис. 1.2.

Слева на рис. 1.2 показано исходное изображение, справа - результат его увеличения. Видно, что каждый пиксел исходного изображения увеличился до размеров огромного "кирпича", в результате чего правое изображение сильно исказилось.

Как можно преодолеть этот недостаток?

Во-первых, по мере возможности не следует менять размеры растровых изображений. Лучше всего создавать их именно такого размера, какой нужен. В крайнем случае их можно уменьшить или совсем немного увеличить, чтобы точечная структура была незаметна.

Во-вторых, рекомендуется использовать достаточно мощные графические пакеты, например, последние версии Adobe Photoshop, для масштабирования растровой графики. Реализованные в них алгоритмы позволяют менять размеры изображений практически без потерь качества. Поставляемый в составе Microsoft Windows простейший графический редактор Paint этого не может.

Что касается первого недостатка растровой графики - прямой зависимости размера графического файла от геометрических размеров изображения - то он также практически преодолен. Дело в том, что подавляющее большинство графических форматов предоставляют возможность сжатия массива пикселов, в результате которого размер графического файла сильно уменьшается. Правда, такой подход чреват ростом затрат процессорного времени на распаковку изображения и риском потери данных при использовании слишком сильного сжатия.

Вот и все о растровой графике. Предоставим слово конкурирующей стороне.

Векторная графика

Рассказ о векторной графике мы начнем с небольшого допущения. Предположим, что любое, даже очень сложное графическое изображение можно разбить на простейшие элементы: прямые и кривые линии, эллипсы, прямоугольники и т. п. Эти простейшие элементы, называемые примитивами, описываются с помощью определенных формул. В результате мы получим набор параметров для этих формул, используя которые, можно точно воссоздать исходный набор примитивов, а значит и исходное изображение. Так вот, графика, состоящая из примитивов, и называется векторной графикой.

В качестве примера возьмем все ту же литеру А в векторном представлении. Если внимательно присмотреться к ней (рис. 1.3), можно увидеть, что она состоит из трех примитивов - прямых линий. (На рис. 1.3 они немного отделены друг от друга для лучшей наглядности.)

Но, спросите вы, как же компьютер выводит векторные изображения на экран? Ведь экран компьютера - это растр, и компьютер должен сначала преобразовать изображение в набор пикселов, т. е. растрироватъ его? Вы правы. Да, компьютер растрирует векторную графику, для чего дополнительно тратятся его системные ресурсы. Затраты системных ресурсов на растеризацию - один из главнейших недостатков векторной графики, но неоспоримые достоинства с лихвой его окупают.

Перечислим эти достоинства.

Независимость размера файла векторного изображения от геометрических размеров самого изображения. Ведь в этом случае в файл записывается не огромный массив цветовых значений для всех пикселов, составляющих изображение, а только типы и параметры всех задействованных в нем примитивов, занимающие сравнительно небольшой объем.

Прекрасная масштабируемость. В самом деле, для того чтобы изменить размеры изображения, нужно лишь умножить параметры размера всех формул примитивов на значение масштаба, вычислить их повторно и перерисовать изображение. Взглянем на рис. 1.4 - векторное изображение в любом масштабе выглядит идеально.

Как следствие масштабируемости - независимость от разрешения устройства вывода: монитора или принтера.

Исключительные возможности по обработке изображений. Векторные изображения можно поворачивать, искажать, отображать зеркально, перекрашивать, делать полупрозрачными и т. п. (рис. 1.5). Аналогичные манипуляции с растровыми изображениями потребуют много системных ресурсов.

Кстати, знаете ли вы, что обычные компьютерные шрифты, используемые Windows, суть векторные изображения? (Здесь имеются в виду так называемые шрифты формата TrueType, файлы которых имеют расширение ttf.) Благодаря векторному представлению они исключительно хорошо масштабируются до любых размеров. Однако системные шрифты, используемые для вывода надписей на диалоговых окнах, заголовков окон, пунктов меню, хранятся все же в растровом виде, чтобы зря не расходовать системные ресурсы.

Теперь перечислим недостатки векторной графики и укажем пути их преодоления.

Размер файла векторного изображения зависит от уровня его сложности. В самом деле, чем сложнее изображение, тем больше примитивов включает оно в себя и тем больше данных потребуется сохранить в файле.

Вывод векторной графики (а именно, ее растеризация) требует больше времени и больших системных ресурсов. В этом смысле растровая графика "работает" быстрее.

Практически невозможно преобразовать полутоновое растровое изображение TrueColor в векторное (выполнить векторизацию) без больших потерь его качества.

Первые два недостатка вполне преодолимы. Во-первых, не нужно без нужды создавать слишком сложные векторные изображения. Во-вторых, надо стараться комбинировать векторную и растровую графику - современные графические пакеты предоставляют такую возможность. В-третьих, чересчур сложную векторную графику для распространения ее среди потребителей (или поклонников) можно перевести в растровый вид (кстати, так часто и делают).

К сожалению, третий недостаток преодолеть практически невозможно. Все продукты изобразительного искусства, созданные людьми до появления компьютера и векторной графики, в большинстве случаев лучше передаются растровой графикой. Если же попытаться превратить растровое изображение в векторное с помощью программы векторизации, наступит момент, когда оно окажется слишком сложным для этой программы. Да и качество получившегося шедевра будет очень низким. Так что ваши фотографии, снятые во время последнего отпуска, пусть остаются в растровом формате.

Вместе с тем, векторная графика неплохо подходит для сохранения штриховых изображений. Так что если у вас случайно завалялись чертежи - почему бы не попробовать!

Вот и все - о векторной графике нам больше сказать нечего. Давайте же теперь еще раз сравним возможности растровой и векторной графики и выясним, какая из них и в каких случаях предпочтительнее.

Применение растровой и векторной графики

Главный козырь растровой графики - точность передачи сканированных изображений. При этом растровая графика занимает тем больший объем, чем больше само изображение, плохо масштабируется и медленно обрабатывается. Главный козырь векторной графики - наличие развитых средств обработки изображения, а главный ее недостаток - невозможность сохранения полутоновых изображений в близком к оригиналу виде. Исходя из этого, можно определить область применения для каждого из двух видов компьютерной графики.

Итак, растровая графика применяется:

Для хранения и обработки полутоновых изображений (сканированные или изначально созданные на компьютере картины, фотографии);

В Web-дизайне. Применяемые на Web-страницах изображения, как правило, невелики, а вывод их на экран осуществляется самими Web-обозревателями без привлечения дополнительных программ.

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.

В остальных случаях можно использовать как векторную, так и растровую графику. Нужно только помнить о недостатках, присущих обоим этим видам, и, разумеется, об их преимуществах.

Осталось напомнить о том, что Flash - формат векторной графики. Точнее же будет сказать: гибридной.

Гибридная графика

Собственно, гибридная графика - это разновидность векторной графики, поддерживающая включение в изображение растровых фрагментов. Благодаря такому подходу часто удается преодолеть главнейшие недостатки и растровой, и векторной графики: слишком большой размер файла растрового изображения и невозможность точной передачи полутоновых изображений средствами векторной графики.