Комп'ютерне растрове зображення представляється як прямокутної матриці, кожна осередок якої представлена ​​кольоровою точкою.

При оцифровці зображення воно ділиться на такі крихітні осередки, що очі людини їх не бачить, сприймаючи все зображення як ціле. Сама сітка отримала назву растрової карти, а її одиничний елемент називається пікселем.

Піксели подібні до зерен фотографії і при значному збільшенні вони стають помітними. Растрова карта є набір (масив) трійок чисел: дві координати піксела на площині та його колір.

На відміну від векторних зображень, при створенні об'єктів растрової графіки математичні формули не використовуються, тому для синтезу растрових зображень необхідно задавати роздільну здатність та розмір зображення.

За допомогою растрової графіки можна відобразити та передати всю гаму відтінків та тонких ефектів, властивих реальному зображенню. Растрове зображення ближче до фотографії, воно дозволяє більш точно відтворювати основні характеристики: освітленість, прозорість і глибину різкості.

Найчастіше растрові зображення отримують за допомогою сканування фотографій та інших зображень, за допомогою цифрової фотокамери або "захоплення" кадру відеозйомки. Растрові зображення можна отримати безпосередньо в програмах растрової або векторної графіки шляхом перетворення векторних зображень.

Існує безліч форматів файлів растрової графіки, і кожен із них передбачає власний спосіб кодування інформації про зображення. Перерахуємо особливості лише найпоширеніших форматів.

З великої кількості форматів графічних файлів в Інтернеті зараз широко використовуються лише два - GIF та JPEG. Про них і поговоримо докладніше.

GIF – формат

Популярний формат GIF розроблений фірмою CompuServe, що не залежить від апаратного забезпечення. Він призначений для зберігання растрових зображень зі стисненням. В одному файлі цього формату може зберігатися кілька зображень. Зазвичай, ця можливість використовується для зберігання анімованих зображень (як набір кадрів).

GIF-формат дозволяє записувати зображення "через рядок" (Interlaced), завдяки чому, маючи тільки частину файлу, можна побачити зображення повністю, але з меншою роздільною здатністю. Ця можливість широко застосовується до Інтернету. Спочатку ви бачите картинку з грубою роздільною здатністю, а в міру надходження нових даних її якість покращується. Основне обмеження формату GIF полягає в тому, що кольорове зображення може містити трохи більше 256 кольорів. Для поліграфії цього явно замало.

JPEG – формат

Формат файлу JPEG ( Joint Photographic Experts Group - Об'єднана експертна група з фотографії) був розроблений компанією C-Cube Microsystems, як ефективний метод зберігання зображень з великою глибиною кольору, наприклад, одержуваних при скануванні фотографій з численними ледь вловимими (а іноді невловимими) відтінками кольору.

Найбільша відмінність формату JPEG від інших форматів полягає в тому, що JPEG використовується алгоритм стиснення із втратами(а чи не алгоритм без втрат).

Алгоритм стиснення без втрат так зберігає інформацію про зображення, що розпаковане зображення точно відповідає оригіналу. При стисканні з втратами приноситься в жертву частина інформації про зображення, щоб досягти більшого коефіцієнта стиснення.

Стиснення, що використовується у форматі JPEG, незворотно спотворює зображення. Це не помітно за його простого перегляду, але стає явним при наступних маніпуляціях. Зате розмір файлу виходить від 10 до 500 разів менший за BMP! Якщо ви вирішили записати зображення у форматі JPEG, краще виконати всі необхідні операції перед першим записом файлу.

Порівняння GIF та JPEG

1. GIF-формат зручний при роботі з мальованими картинками.
2. JPEG-формат краще використовувати для зберігання фотографій та зображень з великою кількістю кольорів.
3. Для створення анімації та зображень із прозорим фоном застосовується GIF-формат.

Векторна графіка

Основним логічним елементом векторної графіки є геометричний об'єкт. Як об'єкт приймаються прості геометричні фігури (так звані примітиви - прямокутник, коло, еліпс, лінія), складові фігури або фігури, побудовані з примітивів, заливки кольорів, у тому числі градієнти.

Перевага векторної графіки полягає в тому, що форму, колір та просторове положення складових її об'єктів можна описувати за допомогою математичних формул.

Важливим об'єктом векторної графіки є сплайн. Сплайн - це крива, з якої описується та чи інша геометрична фігура. На сплайнах збудовано сучасні шрифти TrueTypeі PostScript.

У векторної графіки багато переваг. Вона економна в плані дискового простору, необхідного для зберігання зображень: це пов'язано з тим, що зберігається не саме зображення, а лише деякі основні дані, використовуючи які програма щоразу відтворює зображення наново. Крім того, опис параметрів кольору майже не збільшує розмір файлу.

Об'єкти векторної графіки легко трансформуються і модифікуються, що практично ніякого впливу якість зображення. Масштабування, поворот, викривлення можуть бути зведені до пари-трійки елементарних перетворень над векторами.

У тих сферах графіки, де важливе значення має збереження ясних і чітких контурів, наприклад, у шрифтових композиціях, у створенні логотипів та інше, векторні програми незамінні.

Векторна графіка може включати і фрагменти растрової графіки: фрагмент стає таким же об'єктом, як і всі інші (щоправда, зі значними обмеженнями в обробці).

Важливою перевагою програм векторної графіки є розвинені засоби інтеграції зображень та тексту, єдиний підхід до них. Тому програми векторної графіки незамінні у сфері дизайну, технічного малювання, для креслярсько-графічних та оформлювальних робіт.

Однак, з іншого боку, векторна графіка може здатися надмірно жорсткою, фанерною. Вона справді обмежена у чисто живописних засобах: у програмах векторної графіки практично неможливо створювати фотореалістичні зображення.

Крім того, векторний принцип опису зображення не дозволяє автоматизувати введення графічної інформації, як це робить сканер для точкової графіки.

Останнім часом все більшого поширення набувають програми 3-мірного моделювання, що також мають векторну природу.

Маючи витончені методи малювання (метод трасування променів, метод випромінювання), ці програми дозволяють створювати фотореалістичні растрові зображення з довільною роздільною здатністю з векторних об'єктів при помірних витратах сил і часу.

Комп'ютерна графіка непомітно, але міцно увійшла до нашого повсякденного життя. Вона вже давно перестала бути долею обраних. Щоразу, переносячи фотографії з цифрової фотоапарата в комп'ютер або просто натискаючи на кнопку «зберегти», щоб додати в колекцію картинку, що сподобалася, ви працюєте з комп'ютерною графікою.

Чи варто витрачати час на теорію?

Знання основ того, яким чином функціонує метод роботи із зображеннями, послужить вам хорошу службу. Розширення після назви файлу перестануть бути для вас якоюсь чарівною абракадаброю, а почнуть справно постачати важливу інформацію. Ви зможете свідомо вирішити, які зображення краще стиснути, щоб не засмічувати місце на жорсткому диску, та грамотно оберете, яким саме способом це можна зробити.

Редагування власних фотографій також перейде зі стану «методу наукового тику» на новий рівень. А в деяких безневинна забава із зображеннями на екрані поступово переходила й у досить прибуткову роботу.

Різниця між растровою та векторною графікою

На даний момент у комп'ютерному середовищі в основному використовується векторна та растрова графіка. Вони кардинально відрізняються один від одного способом кодування інформації.

Ні для кого не секрет, що всі дані в комп'ютері записані за допомогою бінарного коду. Таким чином, будь-яка інформація, чи то текст, картинка або звук, певним чином шифрується. Щоб зберегти векторне зображення, воно розбивається на елементарні геометричні фігури, які, своєю чергою, описуються найпростішими математичними формулами. Таким чином, наприклад, буква «і» для графічного редактора буде описана двома паралельними відрізками заданої довжини, які з'єднані лінією під кутом 45 градусів.

Растрове зображення розбивається за іншим принципом. Комп'ютер дробить картинку на безліч точок, які називають пікселями, і запам'ятовує колір та розташування кожного пікселя.

Переваги і недоліки

Якщо ви працюєте з векторним малюнком, теоретично можете його збільшувати до нескінченності. Причому як зображення це жодною мірою не позначиться. Так як параметри задані у вигляді геометричних формул, комп'ютер просто переробляє їх та заповнює всі порожнечі потрібними кольорами. В результаті ви маєте чітке зображення.

Недоліки растрової графіки криються саме в тому, що при стисканні (яке в переважній більшості випадків має місце при збереженні файлу) може суттєво постраждати якість. Утворюється так звана зернистість. Проте саме растрова графіка використається у складних зображеннях. У векторних малюнках можна створити дуже прості картинки. Тому зараз ми зосередимося на тому, де застосовується растрова графіка.

Області застосування

Растрові зображення ідеально передають вміст відсканованих об'єктів. З їх допомогою можна працювати з півтонами та плавним переходом кольору. Фотографії, зняті цифровим фотоапаратом, також використовують виключно растрові зображення. Також цей формат є незамінним інструментом в області веб-дизайну.

Формати растрової графіки

Згадаймо, що інформація про зображення кодується за допомогою точок. Одиницею вимірювання у цьому кодуванні служить піксел. Це найменша точка, яку неможливо поділити ні щодо розміру, ні щодо кольору.

Кількість цих точок на задану одиницю площі називається роздільною здатністю. На зображенні з великою роздільною здатністю (великою кількістю окремих точок) ми побачимо чіткий малюнок та плавні переходи кольору. Однак у випадку, коли роздільна здатність невелика, якість картинки може сильно страждати (адже комп'ютер просто виводить на екран кількість точок і розтягує їх до запитуваного розміру).

Можна умовно порівняти із мовою. Для того щоб передати ту саму інформацію різними мовами, знадобиться різна кількість літер, звуків і слів. Також у більшості випадків відрізнятиметься і граматична конструкція. А «перекладачами» з цих «мов» у наших комп'ютерах є спеціалізовані програми, які або «читають» його, або конвертують у потрібний формат.

Основною відмінністю між форматами залишається спосіб збереження інформації. Розглянемо найпоширеніші.

BMP

Це один із першопрохідників. Коли він розроблявся, растрова графіка знаходилася, можна сказати, біля витоків свого існування. Творці особливо не морочилися і запрограмували BMP на послідовне запам'ятовування кожного піксела. Фактично це просто копіювання, але з деякою втратою кольору, так як у розпорядженні формату BMP всього 256 кольорів.

TIFF

Досить громіздкий у масштабах цифрових сховищ, проте просто незамінний під час виведення інформації на друк. На відміну від BMP, він підтримує можливість інформації. Причому цього можна використовувати не один, а кілька різних алгоритмів. Однак, якщо ви не працюєте в галузі поліграфічного друку або хоча б якогось видавництва, серйозна потужність цього формату вам не знадобиться.

GIF

Це вже наближений до реального використання (для нефахівців) формат. Особливо відомий він можливістю використання анімаційної послідовності. Комп'ютерна графіка, виконана в цьому форматі, дозволяє створювати напівпрозорі зображення. Однак плавні переходи кольорів вам передати не вдасться. Найчастіше застосування растрової графіки у форматі GIF можна побачити у веб-дизайні. Воно сумісне з усіма платформами і до того ж досить компактно стискає інформацію, що є важливим фактором швидкості відкриття інтернет-сторінок.

JPEG

Найпопулярніший формат. І це цілком заслужено. Будь-які графічні редактори растрової графіки підтримують цей формат. Він був розроблений з конкретною метою - позбутися обмежень, що накладаються стиском GIF-файлів. у цьому форматі досягає коефіцієнта 100 одиниць. Це є великий показник. Однак у такого стиску все-таки є свої недоліки - відбувається деяка втрата даних, і не виключено, що збережене зображення стане дещо розмитим. Так як цей формат просто відкидає інформацію, яку вважає незначною, завжди існує ризик спотворення деяких деталей.

JPEG 2000

Покращений варіант ранньої версії. Інформація про зображення стискається ще компактніше, а втрат в якості стало значно менше. Найчастіше цей формат використовується для зберігання фотографій на жорсткому диску комп'ютера та просторах інтернету. Однак слід пам'ятати, що якщо ви неодноразово зберігатимете одне і те ж зображення у форматах JPEG або JPEG 2000, воно щоразу втрачатиме частинки інформації, і в кінцевому підсумку ви отримаєте значно спотворену, в порівнянні з оригіналом, картинку.

PNG

Значно покращений за якістю зібрати формат GIF. Зберігши практично всі переваги свого попередника, він позбавлений його недоліків. Використовується як для так і для дизайну веб-сторінок. Крім того, PNG, на відміну від GIF, офіційно перебуває у вільному доступі.

PSD

Растрова графіка у форматі PSD обробляється виключно у програмі Adobe Photoshop. Це внутрішній пакет цієї програми. Він підтримує роботу з шарами зображення, що редагується.

CDR

Це також внутрішній пакет для растрової графіки Як правило, ця програма використовується графічними дизайнерами для створення зображень з нуля. Але безперечно підтримується і функція редагування.

Редактори растрової графіки

А тепер трохи про програми, які працюють із редагуванням зображень.

Найбільш популярною серед користувачів на даний момент є програма Adobe Photoshop, яка просто називається просто "Фотошопом". Ця розробка, по суті, монополізувала роботу з растровими зображеннями серед фахівців з дизайну. Однак ця програма платна і коштує вона не так мало. Тому почали з'являтись розробки інших компаній. Деякі їх вже отримали досить широке застосування.

Щодо самого "Фотошопа", то це ніяк не вплинуло на його популярність. програми досить простий, а у різноманітних відеокурсах та самовчителях браку не спостерігається.

У "Фотошопі" ви можете не тільки зробити колаж із фотографій або додати на зображення вбудовані ефекти. Найпростіші функції цієї програми можна освоїти дуже швидко, і це відчинить двері для нестримного польоту фантазії. Ви зможете виправляти недоліки зовнішності, коригувати колірну гаму, змінювати фон і ще багато-багато всього.

Графічний редактор GIMP

Щодо безкоштовних програм, то тут можна сміливо рекомендувати GIMP. Цей графічний редактор може легко потіснити розкручений "Фотошоп". Він чудово справляється з усіма завданнями, необхідними для редагування растрових зображень і має деякі початкові функції для роботи з векторною графікою.

Програма GIMP дозволяє робити фотографії більш насиченими та живими, вона легко прибирає зайві елементи із зображення та може використовуватись для підготовки професійних дизайнерських проектів. Комп'ютерна графіка, створювана за допомогою цієї програми, виглядає природною та органічно вписується в загальну картину.

Графічний редактор Corel DRAW

Було б неправильно оминути продукцію компанії Corel. У Corel DRAW ви зможете з легкістю працювати як з растровими, так і векторними зображеннями. Можливості цього інструменту настільки численні, що вивчення програми Corel DRAW входить до обов'язкового курсу підготовки графічних дизайнерів у коледжах.

Ця програма також платна, і арсенал її продукції поповнюється із завидною регулярністю. Але, незважаючи на найширші можливості, які цей графічний редактор надає користувачеві, його інтуїтивно зрозумілий інтерфейс перетворює робочий процес на задоволення.

Безкоштовні графічні редактори

І ще буквально кілька слів про альтернативні програми для редагування зображень. У більшості випадків вони чудово справляються із запитами середньостатистичного користувача, а місця та ресурсів на вашому комп'ютері забирають у рази менше. Та й працювати з ними за великим рахунком легше, тому що ви не будете перевантажені необхідністю вибору серед усіляких функцій, призначення яких залишається не ясним.

Якщо ви любите незвичайні і більш жартівливі фотографії, спробуйте скористатися програмою Funny Photo Maker. Там ви знайдете безліч оригінальних рамок та кумедних візуальних ефектів.

Для серйозніших робіт підійде Picasa. Цей редактор заточено під використання у комп'ютерних мережах. Його нові можливості дозволять вам ще простіше оформляти свої сторінки у соціальних мережах. А вбудовані ефекти для редагування не розчарують навіть досвідченого фахівця.

Ще одна цікава програма – це Paint.NET. Вона дуже схожа за своїми функціями та можливостями на Adobe Photoshop. А інструменти, що використовуються в Paint.NET, можуть скласти серйозну конкуренцію згаданому комерційному аналогу.

Вступ

Подання даних на моніторі комп'ютера у графічному вигляді вперше було реалізовано в середині 50-х років для великих ЕОМ, що застосовувалися у наукових та військових дослідженнях. З того часу графічний метод відображення даних став невід'ємною приналежністю переважної кількості комп'ютерних систем, особливо персональних. Графічний інтерфейс користувача сьогодні є стандартом де-факто для програмного забезпечення різних класів, починаючи з операційних систем.

Існує спеціальна область інформатики, що вивчає методи та засоби створення та обробки зображень за допомогою програмно-апаратних обчислювальних комплексів, – комп'ютерна графіка.Вона охоплює всі види та форми представлення зображень, доступних для сприйняття людиною або на екрані монітора, або у вигляді копії на зовнішньому носії (папір, кіноплівка, тканина та інше). Без комп'ютерної графіки неможливо уявити як комп'ютерний, а й звичайний, цілком матеріальний світ. Візуалізація даних знаходить застосування у різних сферах людської діяльності. Наприклад назвемо медицину (комп'ютерна томографія), наукові дослідження (візуалізація будови речовини, векторних полів та інших даних), моделювання тканин та одягу, дослідно-конструкторські розробки.

Залежно від способу формування зображень комп'ютерну графіку прийнято поділяти на растрову, векторну та фрактальну.

Малюнок 1 Малюнок 2 Малюнок 3

Окремим предметом вважається тривимірна (3D) графіка,вивчає прийоми та методи побудови об'ємних моделей об'єктів у віртуальному просторі. Як правило, в ній поєднуються векторний та растровий способи формування зображень.

Особливості колірного охоплення характеризують такі поняття, як чорно-біла та кольорова графіка.На спеціалізацію в окремих областях вказують назви деяких розділів: інженерна графіка, наукова графіка, Web-графіка, комп'ютерна поліграфіята інші.

На стику комп'ютерних, телевізійних та кінотехнологій зародилася і стрімко розвивається порівняно нова область комп'ютерної графіки та анімації.

Помітне місце у комп'ютерній графіці відведено розвагам. З'явилося навіть таке поняття, як механізм графічного представлення даних ( Graphics Engine).Ринок ігрових програм має оборот у десятки мільярдів доларів та часто ініціалізує черговий етап удосконалення графіки та анімації.

Хоча комп'ютерна графіка служить лише інструментом, її структура та методи засновані на передових досягненнях фундаментальних та прикладних наук: математики, фізики, хімії, біології, статистики, програмування та безлічі інших. Це зауваження справедливе як для програмних, так і для апаратних засобів створення та обробки зображень на комп'ютері. Тому комп'ютерна графіка є однією з галузей інформатики, що найбільш бурхливо розвиваються, і в багатьох випадках виступає “локомотивом”, що тягне за собою всю комп'ютерну індустрію.

1.Комп'ютерна графіка

Комп'ютерна графіка– це наука, предметом вивчення якої є створення, зберігання та обробка моделей та його зображень з допомогою ЕОМ, тобто. це розділ інформатики, який займається проблемами отримання різних зображень (малюнки, креслення, мультиплікації) на комп'ютері.

Під комп'ютерною графікою зазвичай розуміють автоматизацію процесів підготовки, перетворення, зберігання та відтворення графічної інформації за допомогою комп'ютера. Під графічною інформацією розуміються моделі об'єктів та його зображення.

Комп'ютерна графіка- це область інформатики, що займається проблемами отримання різних зображень (рисунків, креслень, мультиплікації) на комп'ютері. Робота з комп'ютерною графікою – один з найпопулярніших напрямків використання персонального комп'ютера, причому займаються цією роботою не тільки професійні художники та дизайнери. На будь-якому підприємстві іноді виникає необхідність у подачі рекламних оголошень до газет та журналів, у випуску рекламної листівки або буклету. Іноді підприємства замовляють таку роботу спеціальним дизайнерським бюро або рекламним агенствам, але часто обходяться власними силами та доступними програмними засобами.
Без комп'ютерної графіки не обходиться жодна сучасна програма. p align="justify"> Робота над графікою займає до 90% робочого часу програмістких колективів, що випускають програми масового застосування.
Основні трудовитрати у роботі редакцій та видавництв також становлять художні та оформлювальні роботи з графічними прораммами.
Необхідність широкого використання графічних програмних засобів стала особливо відчутною у зв'язку з розвитком Інтернету і, в першу чергу, завдяки службі World Wide Web, що зв'язала в єдину "павутину" мільйони "домашніх сторінок". увага.

Область застосування комп'ютерної графіки не обмежується одними мистецькими ефектами. У всіх галузях науки, техніки, медицини, у комерційній та управлінській діяльності використовуються побудовані за допомогою комп'ютера схеми, графіки, діаграми, призначені для наочного відображення різноманітної інформації. Конструктори, розробляючи нові моделі автомобілів та літаків, використовують тривимірні графічні об'єкти, щоб уявити остаточний вид виробу. Архітектори створюють на екрані монітора об'ємне зображення будівлі, і це дозволяє побачити, як воно впишеться в ландшафт.

2. Види комп'ютерної графіки

Існує три види комп'ютерної графіки:

Растрова графіка

Векторна графіка

Фрактальна графіка

Растрове зображення, цифрове зображення - це файл даних або структура, яка представляє прямокутну сітку пікселів або точок кольорів на комп'ютерному моніторі, папері та інших пристроях і матеріалах, що відображають. Тобто, растрова графіка- це формат зображення, який містить інформацію про розташування, кількість і колір пікселів.

Головною перевагою растрової графікиє створення (відтворення) практично будь-якого малюнка, незалежно від складності, на відміну, наприклад, від векторної, де неможливо точно передати ефект переходу від одного кольору до іншого (теоретично, звичайно, можливо, але файл розміром 1 МБ у форматі BMP буде мати розмір 200 МБ у векторному форматі).

Векторна графіка(інша назва - геометричне моделювання) - це використання геометричних примітивів, таких як точки, лінії, сплайни та багатокутники, для представлення зображень у комп'ютерній графіці. Термін використовується в протилежність до растрової графіки, яка представляє зображення як матрицю пікселів (крапок).

Спочатку людське око сприймає зображення подібно до растрового образу. Картинка проектується на сітківку, що складається з окремих клітин, що реагують на світло. Далі система очей-мозок розпізнає у зображенні окремі об'єкти, геометричні фігури, які вже легше обробляти та запам'ятовувати.

Фрактальна графіказаснована на математичних обчисленнях. Базовим елементом фрактальної графіки є математична формула, тобто жодних об'єктів у пам'яті комп'ютера не зберігається і зображення будується виключно за рівняннями. У такий спосіб будують як найпростіші регулярні структури, так і складні ілюстрації, що імітують природні ландшафти та тривимірні об'єкти.

3.Графічні системи. Зсистеми растрової та векторної графіки.

Растрова графіка

Для растрових зображень, що складаються з точок, особливе значення має поняття дозволу,виражає кількість точок, що припадають на одиницю довжини. При цьому слід розрізняти:

дозвіл оригіналу;

роздільна здатність екранного зображення;

роздільна здатність друкованого зображення.

Дозвіл оригіналу.Дозвіл оригіналу вимірюється в точках на дюйм (dots per inch – dpi) і залежить від вимог до якості зображення та розміру файлу, способу оцифрування та створення вихідної ілюстрації, обраного формату файлу та інших параметрів. У випадку діє правило: що стоїть вимога до якості, то вище має бути дозвіл оригіналу.

Роздільна здатність екранного зображення.Для екранних копій зображення елементарну точку растру прийнято називати пікселем.Розмір пікселя варіюється в залежності від вибраного екранного дозволу(З діапазону стандартних значень), дозвіл оригіналута масштаб відображення.

Монітори для обробки зображень з діагоналлю 20-21 дюйм (професійного класу), як правило, забезпечують стандартні екранні дозволи 640х480, 800х600, 1024х768, 1280х1024, 1600х1200, 1002

Відстань між сусідніми точками люмінофора у якісного монітора становить 0,22-0,25 мм.

Для екранної копії достатньо роздільної здатності 72 dpi, для друку на кольоровому або лазерному принтері 150-200 dpi, для виведення на фотоекспонуючий пристрій 200-300 dpi. Встановлено емпіричне правило, що при роздруківці величина роздільної здатності оригіналу повинна бути в 1,5 рази більша, ніж лініатура раструпристрої виведення. Якщо жорстка копія буде збільшена в порівнянні з оригіналом, ці величини слід помножити на коефіцієнт масштабування.

Роздільна здатність друкованого зображення та поняття лініатури.Розмір точки растрового зображення як на твердій копії (папір, плівка тощо), так і на екрані залежить від застосованого методу та параметрів раструванняоригіналу. При раструванні на оригінал накладається сітка ліній, осередки якої утворюють елемент растру.Частота сітки растру вимірюється числом ліній на дюйм (lines per inch – Ipi)і називається лініатурою.

Розмір точки растру розраховується для кожного елемента і залежить від інтенсивності тону в цій клітинці. Чим більша інтенсивність, тим щільніше заповнюється елемент растру. Тобто, якщо в комірку потрапив абсолютно чорний колір, розмір точки растру збігатиметься з розміром елемента растру. І тут говорять про 100% заповнюваності. Для абсолютно білого кольору значення заповнення становитиме 0%. Насправді заповнюваність елемента на відбитку зазвичай становить від 3 до 98%. При цьому всі точки растру мають однакову оптичну щільність, що в ідеалі наближається до абсолютно чорного кольору. Ілюзія темнішого тону створюється за рахунок збільшення розмірів точок і, як наслідок, скорочення пробільного поля між ними при однаковій відстані між центрами елементів растру. Такий метод називають раструванням з амплітудною модуляцією (AM).

Інтенсивність тону(так звану світлоту)прийнято поділяти на 256 рівнів. Більша кількість градацій не сприймається зором людини і є надмірною. Найменше число погіршує сприйняття зображення (мінімально допустимим для якісної напівтонової ілюстрації прийнято значення 150 рівнів). Неважко підрахувати, що для відтворення 256 рівнів тону достатньо мати розмір осередку растру 256 = 16 х 16 точок.

При виведенні копії зображення на принтері або поліграфічному обладнанні лініатуру растру вибирають, виходячи з компромісу між необхідною якістю, можливостями апаратури та параметрами друкованих матеріалів. Для лазерних принтерів рекомендована лініатура становить 65-100 lpi, для газетного виробництва – 65-85 lpi, для книжково-журнального – 85-133 lpi, для художніх та рекламних робіт – 133-300 lpi.

Під час друку зображень з накладанням растрів один на одного, наприклад, багатобарвних, кожен наступний растр повертається на певний кут. Традиційними для кольорового друку вважаються кути повороту: 105 градусів для блакитної друкованої форми, 75 градусів для пурпурної, 90 градусів для жовтої та 45 градусів для чорної. При цьому осередок растру стає косокутним, і для відтворення 256 градацій тону з лініатурою 150 lpi вже недостатньо роздільної здатності 16х150 = 2400 dpi. Тому для фотоекспонуючих пристроїв професійного класу прийнято мінімальну стандартну роздільну здатність 2540 dpi, що забезпечує якісне растрування за різних кутів повороту растру. Таким чином, коефіцієнт, що враховує виправлення на кут повороту растру, для кольорових зображень становить 1,06.

Динамічний діапазон.Якість відтворення тонових зображень прийнято оцінювати динамічним діапазоном (D).Це оптична щільність,чисельно дорівнює десятковому логарифму величини, оберненої коефіцієнту пропускання (Для оригіналів, що розглядаються "на просвіт", наприклад слайдів) або коефіцієнту відображення(Для інших оригіналів, наприклад поліграфічних відбитків).

Для оптичних середовищ, що пропускають світло, динамічний діапазон лежить в межах від 0 до 4. Для поверхонь, що відображають світло, значення динамічного діапазону становить від 0 до 2. Чим вище динамічний діапазон, тим більше напівтонів присутній у зображенні і тим краща якість його сприйняття .

Зв'язок між параметрами зображення та розміром файлу.Засобами растрової графіки прийнято ілюструвати роботи, що вимагають високої точності передачі кольорів і півтонів. Однак розміри файлів растрових ілюстрацій стрімко зростають зі збільшенням роздільної здатності. Фото, призначений для домашнього промотру (стандартний розмір 10х15 см, оцифрований з роздільною здатністю 200-300 dpi, колірна роздільна здатність 24 біта), займає у форматі TIFFз увімкненим режимом стиснення близько 4 Мбайт. Оцифрований з високою роздільною здатністю слайд займає 45-50 Мбайт. Кольорове кольорове зображення формату А4 займає 120-150 Мбайт.

Масштабування растрових зображень.Одним із недоліків растрової графіки є так звана пікселізаціязображень при їх збільшенні (якщо не вжито спеціальних заходів). Якщо в оригіналі присутня певна кількість точок, то при більшому масштабі збільшується і їх розмір, стають помітні елементи растру, що спотворює саму ілюстрацію (рис.4). Для протидії пікселізації прийнято заздалегідь оцифровувати оригінал з роздільною здатністю, достатнім для якісної візуалізації при масштабуванні. Інший прийом полягає у застосуванні стохастичного растру, що дозволяє зменшити ефект пікселізації у певних межах. Нарешті, при масштабуванні використовують метод інтерполяції, коли збільшення розміру ілюстрації відбувається за рахунок масштабування точок, а шляхом додавання необхідного числа проміжних точок.

Концепція

72. Дозвіл: 800 * 600, 1024 * 768. 1280 * 1024. 4. Векторнаі растрова графіка: суть, відмінності, сфери застосування. Принципи... де і як зберігається/відображається малюнок. 6. Концепціяграфічного примітиву. Найбільш поширені графічні...

У комп'ютерній графіці з поняттям дозволу зазвичай відбувається найбільше плутанини, оскільки доводиться мати справу з кількома властивостями різних об'єктів. Слід чітко розрізняти: роздільну здатність екрана, роздільну здатність друкуючого пристрою та роздільну здатність зображення. Всі ці поняття відносяться до різних об'єктів. Один з одним ці види дозволу ніяк не пов'язані, поки не знадобиться, який фізичний розмір матиме картинка на екрані монітора, відбиток на папері або файл на жорсткому диску. Роздільна здатність екрана - це властивість комп'ютерної системи (залежить від монітора та відеокарти) та операційної системи. Роздільна здатність екрана вимірюється в пікселях і визначає розмір зображення, яке може поміститися на екрані повністю.

Роздільна здатність принтера - це властивість принтера, що виражає кількість окремих точок, які можуть бути надруковані на ділянці одиничної довжини. Воно вимірюється в одиницях dpi (точки на дюйм) і визначає розмір зображення за заданої якості або, навпаки, якість зображення за заданого розміру.

Роздільна здатність зображення - це властивість самого зображення. Воно також вимірюється в точках на дюйм і визначається при створенні зображення в графічному редакторі або за допомогою сканера. Значення роздільної здатності зображення зберігається у файлі зображення і нерозривно пов'язані з іншим властивістю зображення - його фізичним розміром. Фізичний розмір зображення може вимірюватись як у пікселях, так і в одиницях довжини (міліметрах, сантиметрах, дюймах). Він задається при створенні зображення та зберігається разом із файлом. Якщо зображення готують для демонстрації на екрані, його ширину і висоту задають у пікселях, щоб знати, яку частину екрана воно займає.

Якщо зображення готують для друку, його розмір задають в одиницях довжини, щоб знати, яку частину аркуша паперу воно займе. Неважко перерахувати розмір зображення з пікселів в одиниці довжини або навпаки, якщо відома роздільна здатність зображення.

Таблиця 1. Зв'язок між лінійним розміром ілюстрації та розміром файлу

Таблиця 2. Зв'язок між розміром ілюстрації (у пікселях) та розміром відбитка (у мм)

Колірна роздільна здатність та колірні моделі

При роботі з кольором використовуються поняття колірна роздільна здатність (його ще називають глибиною кольору) і колірна модель. Колірна роздільна здатність визначає метод кодування колірної інформації, і від нього залежить те, скільки кольорів на екрані може відображатися одночасно. Для кодування двоколірного (чорно-білого) зображення достатньо виділити по одному біту на уявлення кольору кожного пікселя. Виділення одного байта дозволяє закодувати 256 різних колірних відтінків. Два байти (16 бітів) дозволяють визначити 65536 різних кольором. Цей режим називається High Color. Якщо для кодування кольору використовуються три байти (24 біти), можливе одночасне відображення 16,5 млн кольорів. Цей режим називається True Color.

Кольори у природі рідко є простими. Більшість колірних відтінків утворюється змішуванням основних кольорів. Спосіб поділу колірного відтінку на складові компоненти називається колірною моделлю. Існує багато різних типів колірних моделей, але в комп'ютерній графіці зазвичай застосовується не більше трьох. Ці моделі відомі під назвами: RGB, CMYK та HSB. Колірна модель RGB найбільш проста для розуміння та очевидна. У цій моделі працюють монітори та побутові телевізори. Будь-який колір вважається що складається з трьох основних компонентів: червоного (Red), зеленого (Green) та синього (Blue). Ці кольори називаються основними. Вважається також, що з накладанні одного компонента інший яскравість сумарного кольору збільшується. Поєднання трьох компонентів дає нейтральний колір (сірий), який при великій яскравості прагне білого кольору. Це відповідає тому, що ми спостерігаємо на екрані монітора, тому цю модель застосовують завжди, коли готується зображення, призначене для відтворення на екрані. Якщо зображення проходить комп'ютерну обробку в графічному редакторі, його теж слід у цій моделі. У графічних редакторах є засоби перетворення зображень з однієї колірної моделі в іншу.

Метод отримання нового відтінку підсумовуванням яскравостей складових компонентів називають адитивним методом. Він застосовується усюди, де кольорове зображення розглядається в світлі ("на просвіт"): в моніторах, слайд-проекторах і т. п.

Неважко здогадатися, що чим менша яскравість, тим темніший відтінок. Тому в адитивної моделі центральна точка, що має нульові значення компонентів (0, 0, 0), має чорний колір (відсутність світіння монітора). Білого кольору відповідають максимальні значення складових (255, 255, 255). Модель RGB є адитивною, а її компоненти – червоний, зелений та синій – називають основними кольорами.

Модель CMYK використовують для підготовки не екранних, а друкованих зображень. Вони відрізняються тим, що їх бачать не в тому, що проходить, а у відбитому світлі. Чим більше фарби покладено на папір, тим більше світла вона поглинає і менше відбиває. Поєднання трьох основних фарб поглинає майже все падаюче світло, і з боку зображення виглядає майже чорним. На відміну від RGB збільшення кількості фарби призводить не до збільшення візуальної яскравості, а навпаки до її зменшення. Тому для підготовки друкованих зображень використовується не адитивна (підсумовує) модель, а субтрактивна (віднімає) модель. Колірними компонентами цієї моделі є не основні кольори, а ті, що виходять в результаті віднімання основних кольорів з білого:

* блакитний (cyan) = білий? червоний = зелений + синій;

* пурпурний (magenta) = білий? зелений = червоний + синій;

* жовтий (yellow) = білий? синій = червоний + зелений.

Ці три кольори називаються додатковими, тому що вони доповнюють основні кольори білого.

Істотну складність у поліграфії становить чорний колір. Теоретично його можна отримати суміщенням трьох основних або додаткових фарб, але насправді результат виявляється непридатним. Тому в колірну модель CMYK додано четвертий компонент - чорний. Йому ця система повинна буквою До назві (blacK).

У друкарнях кольорові зображення друкують кілька прийомів. Накладаючи на папір по черзі блакитний, пурпурний, жовтий та чорний відбитки, одержують повнокольорову ілюстрацію. Тому готове зображення, отримане на комп'ютері, перед друком поділяють на чотири складові одноколірні зображення. Цей процес називається кольороподілом. Сучасні графічні редактори мають засоби виконання цієї операції. На відміну від моделі RGB, центральна точка має білий колір (відсутність барвників на білому папері). До трьох колірних координат додано четверту - інтенсивність чорної фарби. Вісь чорного кольору виглядає відокремленою, але в цьому є сенс: при складанні кольорових складових із чорним кольором все одно вийде чорний колір. Складання квітів у моделі CMYK кожен може перевірити, взявши до рук блакитний, рожевий та жовтий олівці чи фломастери. Суміш блакитного і жовтого на папері дає зелений колір, рожевого з жовтим - червоний і т. д. При змішуванні всіх трьох кольорів виходить темний невизначений колір. Тому у цій моделі чорний колір і знадобився додатково.

Деякі графічні редактори дають змогу працювати з колірною моделлю HSB. Якщо модель RGB найзручніша для комп'ютера, а модель CMYK - для друкарень, то модель HSB найзручніша для людини. Вона проста та інтуїтивно зрозуміла. У моделі HSB також три компоненти: відтінок кольору (Hue), насиченість кольору (Saturation) та яскравість кольору (Brightness). Регулюючи ці три компоненти, можна отримати так само багато довільних кольорів, як і під час роботи з іншими моделями.

Колірна модель HSB зручна для застосування в тих графічних редакторах, які орієнтовані не на обробку готових зображень, а на їхнє створення своїми руками. Існують такі програми, які дозволяють імітувати різні інструменти художника (пензлі, пір'я, фломастери, олівці), матеріали фарб (акварель, гуаш, олія, туш, вугілля, пастель) та матеріали полотна (полотно, картон, рисовий папір та ін.). Створюючи власний художній твір, зручно працювати в моделі HSB, а по закінченні роботи його можна перетворити на модель RGB або CMYK, залежно від того, чи використовуватиметься вона як екранна або друкована ілюстрація.

Колірна палітра - це таблиця даних, у якій зберігається інформація у тому, яким кодом закодований той чи інший колір. Ця таблиця створюється та зберігається разом із графічним файлом. Найзручніший для комп'ютера спосіб кодування кольору - 24-розрядний, True Color. У цьому режимі на кодування кожної колірної складової R (червоної), G (зеленої) і (синьої) відводиться по одному байту (8 бітів). Яскравість кожної складової виражається числом від 0 до 255 і будь-який колір з 16,5 мільйонів комп'ютер може відтворити за трьома кодами. У цьому випадку палітра кольорів не потрібна, оскільки в трьох байтах і так достатньо інформації про колір конкретного пікселя.

Істотно складніше справа, коли зображення має тільки 256 кольорів, що кодуються одним байтом. У цьому випадку кожен колірний відтінок представлений одним числом, причому це число виражає колір пікселя, а індекс кольору (його номер). Сам же колір розшукується за цим номером у супровідній палітрі, прикладеної до файлу. Такі палітри кольорів ще називають індексними палітрами. Різні зображення можуть мати різні кольори. Наприклад, в одному зображенні зелений колір може кодуватись індексом 64, а в іншому зображенні цей індекс може бути відданий рожевому кольору. Якщо відтворити зображення з "чужою" палітрою кольору, то зелена ялинка на екрані може виявитися рожевою. У тих випадках, коли колір зображення закодований двома байтами (режим High Color), на екрані можливе зображення 65 тисяч кольорів. Зрозуміло, це не всі можливі кольори, а лише двісті п'ятдесят шоста частка загального безперервного спектру фарб, доступного в режимі True Color. У такому зображенні кожен двобайтний код також виражає якийсь колір із загального спектру. Але в даному випадку не можна додати до файлу індексну палітру, в якій було б записано, який код якому кольору відповідає, оскільки в цій таблиці було б 65 тисяч записів та її розмір становив би сотні тисяч байтів. Навряд чи є сенс прикладати до файлу таблицю, яка може бути за розміром більшою за сам файл. І тут використовують поняття фіксованої палітри. Її не треба прикладати до файлу, оскільки в будь-якому графічному файлі, що має шістнадцятирозрядне кодування кольору, той самий код завжди виражає той самий колір.

1. Растрова графіка – основні поняття. Програмні засоби растрової графіки.

Основним елементом растрового зображення є крапка. Якщо зображення екранне, то ця точка називається пікселем. Залежно від того, на яку графічну роздільну здатність екрана налаштована операційна система комп'ютера, на екрані можуть розміщуватися зображення, що мають 640x480, 800x600, 1024x768 і більше пікселів.

З розміром зображення безпосередньо пов'язана його роздільна здатність. Цей параметр вимірюється в точках на дюйм (dotsperinch- dpi). При роботі монітора в режимі 800x600 пікселів роздільна здатність екранного зображення дорівнює 72dpi.

Під час друку дозвіл має бути набагато вищим. Поліграфічний друк повнокольорового зображення вимагає роздільної здатності 200-300 dpi.

Недоліки:

1. Великі обсяги даних – це основна проблема при використанні растрових зображень.

2. Другий недолік растрових зображень пов'язаний із неможливістю їх збільшення для розгляду деталей. Оскільки зображення складається з точок, то збільшення зображення призводить тільки до того, що ці точки стають більшими. Збільшення точок растру візуально спотворює ілюстрацію та робить її грубою. Цей ефект називається пікселізацією.

Основними параметрами комп'ютерного зображення є його фізичний розмір та роздільна здатність. Від них залежать екранні розміри зображення та розміри відбитка на папері, а також якість зображення.

Основними поняттями, пов'язаними з кольором, є колірна роздільна здатність (глибина кольору) та колірна модель. Роздільна здатність визначає максимальну кількість кольорів, які можуть бути відтворені одночасно. Воно залежить кількості байтів, використаних на кодування кольору. Основні режими: 8-розрядний (256 кольорів), 16-розрядний (65 тис. кольорів, HighColor) та 24-розрядний (16,5 млн кольорів, TrueColor).

Колірна модель визначає спосіб поділу складних відтінків на складові компоненти. Теоретично для визначення кольору достатньо встановити яскравості трьох компонентів.

У моделі RGB як компоненти застосовують основні кольори: червоний, зелений і синій. У моделі CMYK як елементарні компоненти застосовують додаткові кольори: блакитний, пурпурний, жовтий. Додатково до них окремо розглядають чорний компонент (теоретично не потрібен, але зручний для поліграфії). У колірній моделі HSB як компоненти розглядають колірний тон, яскравість і насиченість тону.

Операція розкладання кольорового зображення на три або чотири зображення, що відповідають застосовуваним колірним компонентам, називається кольороподілом.

Колірна модель RGB відповідає перегляду ілюстрації в світлі і є адитивною (яскравості компонентів складаються і при максимальних значеннях дають білий колір).

Колірна модель CMYK відповідає перегляду ілюстрації у відбитому світлі і є субтрактивною (яскравості компонентів віднімаються з білого кольору і при максимальних значеннях дають чорний колір).

Колірна модель HSB найбільше відповідає звичайному уявленню про управління кольором.

Палітра кольорів - це таблиця даних, в якій зберігається інформація про те, яким кодом закодований той чи інший колір. Ця таблиця створюється та зберігається разом із графічним файлом.

Формати файлів растрової графіки.Файли растрових зображень відрізняються різноманіттям форматів (кілька десятків). Кожен формат має свої позитивні якості, що визначають доцільність його використання при роботі з тими чи іншими додатками.

Для операційної системи Windows9х найбільш характерним є формат WindowsBitmap. Файли цього формату мають розширення BMP. Цей формат відрізняється універсальністю і де-факто є стандартним для програм Windows. Характерним недоліком формату WindowsBitmap є великий розмір файлів через відсутність стиснення зображення.

Для Web-документів, що циркулюють у мережі Інтернет, дуже важливим є розмір файлів, оскільки від нього залежить швидкість доступу до інформації. Тому при підготовці Web-сторінок використовують два види графічних форматів, що забезпечують найбільш щільне стиснення.

Для зберігання багатобарвних нерегулярних зображень (фотографій) використовують формат JPEG, файли якого мають розширення JPG. Цей формат відрізняється тим, що забезпечує зберігання даних з величезним ступенем стиснення, але за рахунок втрати частини інформації. Якщо файл був записаний у форматі JPG, то після розпакування отриманий файл може не відповідати вихідному, хоча на таких ілюстраціях, як кольорові фотографії, це малопомітно. Величиною втрати інформації можна керувати за збереження файла. Якщо йдеться про відтворення ілюстрації на екрані (але не на папері), як фотографій втрата до 90% інформації позначається незначно.

Крім формату JPEG, в Інтернеті використовують формат GIF. Це найщільніший з графічних форматів, які не мають втрати інформації. Файли цього формату мають розширення. У цьому форматі зберігаються і передаються малоколірні зображення, наприклад, мальовані ілюстрації. (До речі, чим менше кольорів має зображення, тим гірший ефект від застосування формату JPEG. Найгірші результати формат JPEG показує на двоколірних чорно-білих зображеннях.) У формату GIF є дуже цікаві особливості, що дозволяють створювати незвичайні ефекти: прозорість фону та анімацію зображення.

Усі передові растрові графічні редактори здатні завантажувати та зберігати зображення в основних графічних форматах. Таким чином, за допомогою їх можна перетворювати зображення з одного формату в інший.

Особливі вимоги до якості зображень пред'являються у поліграфії. У цій галузі застосовується спеціальний формат TIFF. Файли цього формату мають розширення. TIFF. Вони забезпечують як непогану ступінь стиснення, а й можливість зберігати у одному файлі додаткову інформацію у невидимих ​​допоміжних шарах - каналах. Так, у стандартній програмі Imaging, що входить до складу Windows98, найцікавіші можливості по накладенню анотацій та приміток на малюнок реалізуються лише при роботі із зображеннями, що мають формат TIFF. В інших перерахованих форматах не можна створити шар для зберігання інформації, що не стосується безпосередньо зображення.

Класи програм для роботи з растровою графікою:

Засоби створення зображень.Існує безліч програм, призначених для роботи з растрової графікою Ряд графічних редакторів, наприклад Painter і Fauve Matisse, орієнтований безпосередньо на процес малювання. До найпростіших програм цього класу належить також графічний редактор Paint, що входить до складу операційної системи Windows95.

Засоби обробки зображення.Інший клас растрових графічних редакторів призначений не для створення зображень «з нуля», а для обробки готових малюнків з метою покращення їхньої якості та реалізації творчих ідей. До таких програм, зокрема, відносяться Adobe Photoshop, Photostyler, Picture Publisher та інші.

Вихідний матеріал для обробки на комп'ютері може бути отриманий різними шляхами сканування кольорової ілюстрації, завантаження зображення, створеного в іншому редакторі, або введення зображення від цифрової фото або відеокамери.

Найбільш потужним засобом для обробки готових растрових зображень сьогодні вважається програма Adobe Photoshop.

Растровий редактор Photoshop працює з графічними файлами основних форматів, прийнятих у поліграфії, у комп'ютерних мережах, а також використовуваних при розробці електронних документів та програмного забезпечення.

Основне призначення редактора Photoshop полягає в ретуші готових зображень (доведенні їх до поліграфічної якості), у монтажі композицій з окремих фрагментів, взятих з різних зображень, та у застосуванні спеціальних ефектів, які називаються фільтрами.

Основними технічними операціями під час роботи із зображеннями є:

зміна динамічного діапазону (управління яскравістю та контрастністю зображення);

підвищення чіткості зображення;

колірна корекція (зміна яскравості та контрастності в каналах червоної, зеленої та синьої складових кольору);

відмивання (зміна яскравості окремих фрагментів);

розтушовування (згладжування переходу між межами окремих фрагментів);

відсування («вирізання» окремих фрагментів із загальної композиції);

набивання (відновлення втрачених елементів зображення шляхом копіювання фрагментів з ділянок, що збереглися);

монтаж (компонування зображення із фрагментів, скопійованих з інших зображень або імпортованих з інших редакторів).

Основні інструменти редактора Photoshop, які використовуються в технічних операціях, зосереджені на панелі інструментів. Особливістю панелі інструментів є альтернативні інструменти.

Для налаштування інструментів у редакторі Photoshop використовуються діалогові вікна особливого типу, які називаються палітрами.

Деякі панелі не стосуються інструментів редактора, а зображення в цілому. Вони дозволяють керувати параметрами зображення та його структурою (каналами та шарами), а також отримувати необхідну інформацію про зображення.