Основні поняття растрової графіки
Чим відрізняється растрова графіка від векторної
Всю двовимірну комп'ютерну графіку можна розділити на 2 великі класи – векторну та растрову.
Векторна графіка – сукупність різноманітних геометричних форм і складніших об'єктів, що з прямих, дуг кіл і кривих Безье. Головна відмінність – масштабованість векторних зображень без втрати якості. Однак її можливості обмежені, зокрема створити фотографічне зображення засобами векторної графіки неможливо.
Растрова – двомірний масив "квадратиків" (пікселів) різних кольорів, малих настільки, що при погляді на растрове зображення ми бачимо не набір пікселів, а цілісну картину.
Параметри растрового зображення
Растрове зображення характеризується двома важливими параметрами – розмір та роздільна здатність.
Розмір - Це розмірність масиву, кількість пікселів по горизонталі та вертикалі.
Дозвіл – кількість пікселів, що припадають на дюйм (або іншу одиницю виміру) надрукованого зображення. Таким чином, роздільна здатність зв'язує між собою розмір растрового зображення в пікселях з фізичним розміром в дюймах або сантиметрах зображення, виведеного на друк. У той же час на відображення на екрані монітора дозвіл жодним чином не впливає.
Системи представлення кольору
Існують дві основні системи подання кольору. RGB і CMYK . Перша застосовується у комп'ютерних моніторах, друга – під час друку на папері. Головна їхня відмінність – на екрані відсутність кольору представлена чорним кольором, на папері – білим. Відповідно, змішання максимальної кількості кольорів на екрані відповідає білий, на папері – чорний. Таким чином, системи протилежні одна одній. У RGB як основні використовуються червоний (Red), зелений (Green) і синій (Blue) кольори, у CMYK – протилежні їм блакитний (Cyan), пурпуровий (Magenta) та жовтий (Yellow). Однак, на папері через недосконалість друкованих пристроїв не вдається створити ідеально чорний колір шляхом змішування, тому в системі CMYK додається ще один базовий колір – чорний (black).
Глибиною кольору називається кількість біт, що зберігають інформацію про колір, що припадає на один піксел зображення. Від цього параметра залежить кількість кольорів, що використовуються у зображенні. Скажімо, 8-бітна глибина кольору – це 2^8 = 256 кольорів. Рівень якості, у якому людське око нездатний відрізнити комп'ютерне фотографічне зображення від реального – 24 біта, тобто. близько 16 мільйонів кольорів.
Формати растрової графіки для Інтернету
Зрозуміло, від обсягу інформації про колір залежить обсяг графічного файлу в байтах. Тому потрібен компроміс між якістю відтворення та обсягом графічного файлу, що досягається, зокрема, шляхом оптимізації графіки. В Інтернеті використовуються два основних формати растрової графіки - GIF і JPG.
GIF здатний зберігати інформацію про будь-яку кількість кольорів від 2 до 256, за рахунок скорочення кількості кольорів досягається різке зменшення обсягу файлу.
У форматі JPG зображення спрощується за рахунок дроблення на прямокутні ділянки різного розміру, залиті одним або двоколірним градієнтом.
Піксел
Растрове зображення – сітка чи растр, комірки якої називаються пікселями. Іншими словами, можна припустити, що зображення складається з кінцевого числа квадратиків певного кольору. Ці квадратики називають pixel (від PICture ELement) - піксел або піксель
Кожен піксел у растровому зображенні має строго певне положення та колір. Будь-який об'єкт інтерпретується як набір фарбованих пікселів. При обробці растрових зображень редагуються не конкретні об'єкти та контури, а складові групи пікселів. Растрові зображення забезпечують високу точність градації кольорів і напівтонів та хороші для відображення фотографій. Якість растрових зображень залежить від роздільної здатності обладнання, оскільки будь-який малюнок – це певна кількість пікселів. Некоректна обробка тексту, наприклад зміна розміру, може призвести до того, що межі малюнків вийдуть нерівними, а дрібні деталі можуть бути втрачені.
Розмір та дозвіл
Основні характеристики растрового зображення: розмір та роздільна здатність.
Розмір растрового зображення визначається пікселах. Як було зазначено, пікселі - це умовні квадратики, куди розбивається реальне зображення. У цьому випадку вказується кількість пікселів у горизонтальній лінії та вертикальній. Наприклад "розстр 2048 на 1536 пікселів" означає, що зображення являє собою матрицю 2048 пікселів шириною і 1536 висотою.
Число пікселів на одиницю довжини називається роздільною здатністю зображення і вимірюється в пікселах на дюйм ppi (pixels per inch) або в точках на дюйм, а dpi (dots per inch) – для монітора, принтера, сканера Вона визначає, скільки пікселів перетвориться лінія довжиною 1 дюйм.
Зображення з більшою роздільною здатністю містить більше пікселів, що мають менший розмір. Величина роздільної здатності значною мірою визначає якість зображення.
Якщо мати на увазі пристрій введення/виводу, як правило, використовуються одиниці від 100 dpi до 2400 dpi. 100 dpi – це дуже посередня якість, абсолютно непридатна для будь-якої професійної діяльності. Лазерні принтери зазвичай мають від 300 до 600 dpi
Розмір зображення на екрані визначає кількість пікселів у зображенні, розмір монітора та його параметри. Великий монітор з екранною матрицею 640х480 має більші пікселі, ніж маленький із тією ж розмірністю. Роздільна здатність PC монитора 96 dpi. При розміщенні зображення треба це враховувати. Наприклад, зображення з 144 ppi на екрані з роздільною здатністю 72 dpi вдвічі перевищує реальний розмір.
Якщо на моніторі відображається скановане зображення, то якість закладеного під час сканування залежить від встановленої роздільної здатності. Подальше збільшення роздільної здатності в графічному редакторі не призводить до покращення зображення, тому що відбувається перерозподіл даних на більшу кількість пікселів.
Зображення складається з кінцевого числа пікселів. Кожен піксел на малюнку має певний колір, позначений цифрою.
Наприклад, можна переглянути зображення по порядку зліва направо і зверху вниз і виписувати номери кольорів пікселів, що зустрічаються. Вийде рядок приблизно з'єднуючого вигляду:
212= 45= 67= 45= 127= 4= 78= 245= 34 ...
Ось цей рядок і є наші оцифровані дані. Тепер ми можемо стиснути їх (оскільки стиснені графічні дані зазвичай мають досить великий розмір) і зберегти у файл. Крім того, цими даними графічний редактор може маніпулювати, реалізовуючи всі найсміливіші задуми Вашої фантазії.
Кодування кольору
Всі пікселі мають колір, визначений вказаним цифрою. А як визначити, яка цифра потрібна? Є ряд способів кодування кольору, які поділяються на дві основні групи: індексовані (з палітрою) і повнокольорові.
Ідея індексованих растрів у тому, що номер кольору насправді є номером "фарби", якою зафарбовано цей піксел. Тому крім самих кольорів пікселів програмі необхідно також знати і палітру з якої ці кольори вибираються. Цей спосіб схожий на методи справжнього художника, але не дуже добре підходить для обробки на комп'ютері, так як програмі, крім самих пікселів, доводиться мучитися ще й з палітрою, підбираючи найбільш підходящі кольори.
Другий метод полягає в тому, що за номером кольору ми можемо визначити сам колір.
При кодуванні кольору визначається глибина кольору - кількість біт (байт), які використовує піксел для представлення кольору.
Цей параметр визначає наступні типи зображень.
Чорно-біле зображення містить лише 2 кольори - чорний і білий, що кодуються відповідно 0 і 1. Глибина кольору становить у даному випадку 1 біт.
Індексоване зображення, на відміну від чорно-білого режиму, має багатшу палітру. Наскільки? Визначатиме Вам. Як правило, графічні редактори підтримують палітру від 2 (необов'язково чорного та білого) до 256 кольорів. Кількість кольорів на палітрі визначає два взаємно протилежні параметри - якість зображення та його розмір.
При поліпшенні якості збільшується і розмір – 9, 13 та 32 Кб відповідно. Наприклад, для 6 кольорів - 3 біти, для 8 - теж 3 біти, для 16 - 4 біти та для 256 - 8 біт.
Напівтоновий (у градаціях сірого, Grayscale). Тут беремо чорний колір за 0, білий за 255, а проміжні відтінки позначаються відповідними цифрами. Наприклад - 68 цей колір, ближчий до чорного (темно сірий, скажімо так...). При цьому вже набагато зручніше проводити математичні операції над зображенням, оскільки за кольором можна визначити його номер. Глибина кольору – 8 біт.
Повнокольоровий. Як відомо, будь-який колір можна представити у вигляді змішування основних трьох кольорів – червоного, синього та зеленого у різних пропорціях. Цим і користуються під час використання повнокольорових зображень. На кожен канал - R, G або B (Red, Green, Blue - Червоний, Зелений або Синій) є свій окремий параметр, що вказує на кількість відповідної компоненти кінцевого кольору. Наприклад – (255,64, 23) – колір містить сильний червоний компонент, трохи зеленого і зовсім трохи синього. Природно, що цей режим найбільше підходить для передачі багатства фарб навколишньої природи: Але він вимагає і великих витрат, тому що глибина кольору тут найбільша - 3 канали по 8 біт на кожен дають 24 біти.
Растрова графіка, загальні відомості
Комп'ютерне растрове зображення представляється у вигляді прямокутної матриці, кожна комірка якої представлена кольоровою точкою.
Основою растровогоподання графіки є піксель(точка) із зазначенням її кольору. При описі, наприклад, червоного еліпса на білому тлі, необхідно вказати колір кожноюточки еліпса та фону. Зображення представляється у вигляді великої кількості точок – чим їх більше, тим візуально якісніше зображення та більше розмір файлу. Тобто. одна і навіть картинка може бути представлена з кращою або найгіршою якістю відповідно до кількості точок на одиницю довжини - дозволом(зазвичай, точок на дюйм – dpi або пікселів на дюйм – ppi).
Растрові зображення нагадують аркуш картатого паперу, у якому будь-яка клітина зафарбована або чорним, або білим кольором, утворюючи разом малюнок. Піксел- Основний елемент растрових зображень. Саме таких елементів складається растрове зображення, тобто. растрова графіка описує зображення з використанням кольорових точок ( пікселі), що розташовані на сітці.
Під час редагування растрової графіки Ви редагуєте пікселі, а не лінії. Растрова графіка залежить від роздільної здатності, оскільки інформація, що описує зображення, прикріплена до сітки певного розміру. Під час редагування растрової графіки якість її подання може змінитися. Зокрема, зміна розмірів растрової графіки може призвести до «розкушування» країв зображення, оскільки пікселі перерозподілятимуться на сітці. Виведення растрової графіки на пристрої з нижчою роздільною здатністю, ніж роздільна здатність самого зображення, зменшить його якість.
Крім того, якість характеризується ще й кількістю кольорів та відтінків, які може набувати кожна точка зображення. Чим більшою кількістю відтінків характеризується зображення, тим більше розрядів потрібно їх описи. Червоний може бути кольором номер 001, а може і - 00000001. Таким чином, чим якісніше зображення, тим більший розмір файлу.
Растрове подання зазвичай використовують для зображень фотографічного типу з великою кількістю деталей або відтінків. На жаль, масштабування таких картинок у будь-який бік зазвичай погіршує якість. При зменшенні кількості точок губляться дрібні деталі і деформуються написи (щоправда, це може бути помітно при зменшенні візуальних розмірів самої картинки - тобто. збереженні дозволу). Додавання пікселів призводить до погіршення різкості та яскравості зображення, т.к. новим точкам доводиться давати відтінки, середні між двома і більш квітами, що межують.
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 фотографії: освітленість, прозорість та 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.
Поширені формати .tif, .gif, .jpg, .png, .bmp, .pcxта ін.
Растрові уявлення зображень
Піксел- Основний елемент растрових зображень. Саме таких елементів складається растрове зображення.
Цифрове зображення- це сукупність пікселів. Кожен піксел растрового зображення характеризується координатами x і y яскравістю V(x,y) (для чорно-білих зображень). Оскільки пікселі мають дискретний характер, їх координати - це дискретні величини, зазвичай цілі чи раціональні числа. У разі кольорового зображення кожен піксел характеризується координатами x і y, і трьома яскравостями: яскравістю червоного, яскравістю синього і яскравістю зеленого кольорів (V R , V B , V G). Комбінуючи дані три кольори можна отримати велику кількість різних відтінків.
Зауважимо, що у випадку, якщо хоча б одна з характеристик зображення не є числом, зображення відноситься до виду аналогових . Прикладами аналогових зображень можуть бути галограми і фотографії. Для роботи з такими зображеннями існують спеціальні методи, зокрема оптичні перетворення. У ряді випадків аналогові зображення переводять у цифровий вигляд. Це завдання здійснює Image Processing.
Колір будь-якого пікселя растрового зображення запам'ятовується комбінацією бітів. Чим більше бітів для цього використовується, тим більше кольорів можна отримати. Під градацію яскравості зазвичай відводиться 1 байт (256 градацій), причому 0 – чорний колір, а 255 – білий (максимальна інтенсивність). У разі кольорового зображення відводиться по байту на градації яскравостей всіх трьох кольорів. Можливе кодування градацій яскравості іншою кількістю бітів (4 або 12), але людське око здатне розрізняти лише 8 біт градацій на кожен колір, хоча спеціальна апаратура може вимагати і більш точну передачу кольорів. Кольори, що описуються 24 бітами, забезпечують більше 16 мільйонів доступних кольорів і часто називають природними кольорами.
У колірних палітрах кожен піксел описаний кодом. Підтримується зв'язок цього коду з таблицею кольорів, що складається з 256 осередків. Розрядність кожного осередку-24 розряду. На виході кожного осередку по 8 розрядів для червоного, зеленого та синього кольорів.
Колірний простір, утворений інтенсивностями червоного, зеленого та синього, представляють у вигляді колірного куба
Вершини куба A, B, C є максимальними інтенсивностями зеленого, синього та червоного відповідно, а трикутник, які вони утворюють, називається трикутником Паскаля . Периметр цього трикутника відповідає максимально насиченим кольорам. Колір максимальної насиченості завжди містить лише дві компоненти. На відрізку OD знаходяться відтінки сірого, причому струм O відповідає чорному, а точка D білому кольору.
Види растрів
Растр- Це порядок розташування точок (растрових елементів). На рис. 2. зображено растр, елементами якого є квадрати, такий растр називається прямокутним, саме такі растри найчастіше використовуються.
Хоча можливе використання як растровий елемент фігури іншої форми: трикутника, шестикутника; відповідного наступним вимогам:
− усі фігури мають бути однакові;
− повинні повністю покривати площину без наїжджання та дірок.
Так як растровий елемент можливе використання рівностороннього трикутника, правильного шестикутника (гексаедра) Можна будувати растри, використовуючи неправильні багатокутники, але практичний сенс у подібних растрах відсутня.
Розглянемо способи побудови ліній у прямокутному та гексагональному растрі.
У прямокутному растрі побудова лінії здійснюється двома способами:
1) Результат – восьмизв'язкова лінія. Сусідні пікселі лінії можуть бути в одному з восьми можливих положеннях. Недолік - надто тонка лінія при куті 45 °.
2) Результат - чотиризв'язкова лінія. Сусідні пікселі лінії можуть бути в одному з чотирьох можливих положеннях. Недолік - надмірно товста лінія при куті 45 °.
У гексагональному растрі лінії шестизв'язкові (рис. 6) такі лінії стабільніші за шириною, тобто. дисперсія ширини лінії менша, ніж у квадратному растрі.
Одним із способів оцінки растру є передача каналом зв'язку кодованого, з урахуванням використовуваного растру, зображення з подальшим відновленням і візуальним аналізом досягнутої якості. Експериментально та математично доведено, що гексагональний растр краще, т.к. забезпечує найменше відхилення від оригіналу. Але різниця не велика.
Моделювання гексагонального растру. Можлива побудова гексагонального растру на основі квадратного. Для цього гексакутник подають у вигляді прямокутника.
Чинники, що впливають на кількість пам'яті, яку займає растрове зображення
Файли растрової графіки займають велику кількість пам'яті комп'ютера. Деякі зображення займають великий обсяг пам'яті через велику кількість пікселів, кожен з яких займає деяку частину пам'яті. Найбільший вплив на кількість пам'яті займаної растровим зображенням мають три факти:
− розмір зображення;
− бітова глибина кольору;
− формат файлу, який використовується для зберігання зображення.
Існує пряма залежність розміру файлу растрового зображення. Чим більше зображення пікселів, тим більше розмір файлу. Роздільна здатність зображення на величину файлу ніяк не впливає. Роздільна здатність впливає на розмір файлу тільки при скануванні або редагуванні зображень.
Зв'язок між бітовою глибиною та розміром файлу безпосередній. Чим більше бітів використовується у пікселі, тим більше буде файл. Розмір файлу растрової графіки залежить від формату вибраного для зберігання зображення. За інших рівних умов, таких як розміри зображення та бітова глибина, суттєве значення має схема стиснення зображення. Наприклад, файл BMP має, як правило, більші розміри, порівняно з файлами PCX і GIF, які в свою чергу більше JPEG файлу.
Багато файлів зображень мають власні схеми стиснення, також можуть містити додаткові дані короткого опису зображення для попереднього перегляду.
Переваги та недоліки растрової графіки
Переваги:
Растрова графіка ефективно представляє реальні образи. Реальний світ складається з мільярдів найдрібніших об'єктів і людське око якраз пристосований для сприйняття величезного набору дискретних елементів, що утворюють предмети. На своєму вищому рівні якості - зображення виглядають цілком реально подібно до того, як виглядають фотографії в порівнянні з малюнками. Це вірно тільки для дуже детальних зображень, які зазвичай отримуються скануванням фотографій. Крім природного вигляду, растрові зображення мають інші переваги. Пристрої виводу, такі як лазерні принтери, використовують зображення для набору точок. Растрові зображення можуть бути легко роздруковані на таких принтерах, тому що комп'ютерам легко керувати пристроєм виводу для представлення окремих пікселів за допомогою точок.
Растрова графіка
Мінімальною одиницею растрової графіки є піксел (крапка). Растрові зображення нагадують аркуш картатого паперу, у якому будь-яка клітина зафарбована будь-яким кольором, утворюючи разом малюнок (bitmap). Основними характеристиками растрової графіки є глибина кольоруі Дозвіл.
Глибина кольору.
Глибина кольору – це кількість біт, відведених на кодування кольору.
Залежно від того, скільки бітів відведено для кольору кожного пікселя, можливе кодування різної кількості кольорів. Таким чином, глибина кольору дозволяє визначити, яка максимальна кількість кольорів може бути реалізована у зображенні. Наприклад, якщо глибина кольору становить 24 біти, то зображення може містити до 16,8 млн. різних кольорів та відтінків (тобто 2 24 ≈ 16,8 млн.). Очевидно, що чим більше кольорів використовується для електронного представлення зображення, тим точніше інформація про колір кожної точки (тобто його кольоропередача).
Дозвіл.
Роздільна здатність - це кількість точок на одиницю довжини, щільність розташування яких і визначає якість зображення (відображення кольорів та деталей зображення). Найчастіше як одиниця довжини використовується дюйм, але іноді можуть використовуватися і міліметри. Роздільна здатність зображення вимірюється в dpi (кількість точок на дюйм).
Чим більша роздільна здатність зображення, тим якісніше воно буде, але тим більше буде і розмір файлу, що необхідно враховувати при створенні та редагуванні зображень. Якщо зображення призначене для відображення на екрані монітора, то роздільна здатність може бути меншою, ніж якщо це зображення призначене для друку (для виведення зображення на екран зазвичай достатньо роздільної здатності 72 dpi або 96 dpi, для виведення його на друк від 150 dpi до 300 dpi, а у випадку друкарського друку воно може бути набагато більше).
+ Переваги растрової графіки:
- відображення великої кількості квітів
- відображення градієнтів та переходів кольорів
- відображення великої кількості дрібних деталей
- Недоліки растрової графіки:
- у разі зменшення зображення якість погіршується, т.к. губляться дрібні деталі
- зі збільшенням зображення якість погіршується, т.к. збільшується розмір точки (ефект пікселізації)
- чим більша роздільна здатність і глибина кольору, тим більший розмір файлу
Графічні редактори растрової графіки
Растрові графічні редактори призначені для обробки готових зображень (фотографії, відскановані зображення), так і для створення зображень. Прикладами таких редакторів є Adobe PhotoShop, Corel PhotoPaint, Ulead PhotoImpact GIMP
Зображення в растрової графікипредставлені у вигляді масиву цифр. Основним елементом зображення є точка. При екранному зображенні ця точка називається пікселем(Від англійського виразу picture element - pixel). У цифровому зображенні кожна точка растру (піксель) представлена єдиним параметром – кольором. Саме це мають на увазі, коли розглядається поняття "значення пікселя".
Необхідно розрізняти технічний та математичний растр. Технічний растр- Цілочисленні грати на площині. Наприклад, так реалізується зображення на екрані телевізора монітора. Для представлення геометричного зображення використовується безліч елементів растру на цілій площині. Надалі використовуватимемо тільки цей параметр, і саме його називатимемо растром(Растровій карткою - bitmap). При найближчому розгляді зображення нагадує мозаїчне панно – можна розглянути маленькі точки люмінофора – пікселі, у тому числі складається екранне зображення. Розглядаючи будь-яку ілюстрацію в книгах і журналах, можна помітити, що зображення побудоване з точок. Однак точки растру досить малі для того, щоб око людини сприймало сукупність різнокольорових точок як єдину картину, а не кожну з них окремо.
Для растрової графіки ключове значення має поняття дозволу. Дозвіл- Кількість точок, що припадають на одиницю довжини. Розрізняють:
- дозвіл оригіналу;
- дозвіл монітора;
- дозвіл друкованого зображення.
Як малювання, так і креслення мають свої переваги та недоліки.
Перевага програм малювання (растрова графіка) полягає у цілком природному способі створення зображень. Якщо взяти приклад програми Photoshop, то, при всій її складності, основні образотворчі інструменти, закладені в основу цієї програми, не складніше звичайного олівця. Користувач поперемінно малює та витирає намальоване, доки не доб'ється бажаного, як робив ще у початковій школі. Растрові зображення забезпечують максимальну реалістичність, оскільки цифрову форму переводиться кожен дрібний фрагмент оригіналу.
При всій простоті основних інструментів Photoshop користувач може також налаштовувати їх "під себе". А це рівносильно наявності нескінченної різноманітності крейди, кольорових олівців, пульверизаторів, акварельних та масляних фарб та багато іншого. Причому малюнок можна будь-якої миті стерти, підкоригувати і т.д.
Ще однією перевагою є простотаі, як наслідок, технічна реалізованість автоматизації введення (оцифрування) образотворчої інформації. Ця простота базується на примусовій дискретизації на елементи та оцифрування їх відповідно до будь-яких заздалегідь заданих таблиць квантування. Існує розвинена система зовнішніх пристроїв для введення фотографій, слайдів, малюнків, акварелей та інших образотворчих оригіналів, до яких належать сканери, відеокамери, цифрові фотокамери. Ці зовнішні пристрої безперервно вдосконалюються, надаючи можливість дедалі адекватнішого перетворення зображень на матеріальних носіях (папері, плівці тощо. буд.) у цифрову форму.
Растрова графіка має програмною незалежністю. Ця перевага до певної міри також є наслідком простого принципу, що лежить в основі піксельної графіки. Характер інформації (сукупність чисел, організованих у двомірну матрицю), який потрібно зберігання піксельного зображення, дозволяє створювати стандартні формати. Ці формати "розуміють" практично всі програми, що працюють із зображеннями: редактори піксельної та векторної графіки, програми верстки, браузери і навіть операційні системи.
Недолік програм малювання - в обмеженому дозволі.Оскільки бітовий малюнок складається з фіксованого числа пікселів, роздільна здатність зображення залежить від розміру, в якому зображення роздруковується. У роздруківці невеликого розміру пікселі маленькі і висока роздільна здатність; роздруківка великого розміру збільшує пікселі та знижує роздільну здатність. Зображення на 15-дюймовий екран (800x600 пікселів) дасть безперервну зміну кольору лише в роздруківці розміром з половину поштової марки. Якщо ж роздрукувати його "на повне зростання", на папері формату А4, чітко будуть видні окремі пікселі, що утворюють зазубрини на місці гладких ліній. Єдиний спосіб впоратися з подібною ситуацією - збільшити кількість пікселів у зображенні, що, однак, спричиняє різке збільшення обсягу файлу зображення. Так як зображення складається з точок, то збільшення зображення призводить тільки до того, що ці точки стають більшими. Жодних додаткових деталей при збільшенні растрового зображення не вдається розглянути. Саме збільшення точок растру візуально спотворює ілюстрацію та робить її грубою. Цей ефект називається пікселізацією.
Таким чином, якість растрових зображень залежить від їх розміру. Як наслідок того, що вони складаються з пікселів фіксованого розміру, вільне масштабуваннябез втрати якості до них не застосовується. Ця особливість, а також сама структура растрових зображень дещо ускладнює їхнє редагування та обробку. Збільшити якість зображення можна, збільшивши роздільну здатність, але це призводить до значного збільшення обсягу файлу. Тому один із основних недоліків растрової графіки – великі розміри файлів.
V = L W R 2 D
Де, L – довжина зображення у дюймах, W – ширина зображення у дюймах, R – роздільна здатність у ppi, D – глибина кольору.
Серйозний недолік спливе при спробі трохи повернути зображення, наприклад, з чіткими тонкими вертикальними лініями на невеликий кут. Відразу виявляється, що чіткі лінії перетворюються на "сходи". Це означає, що при будь-яких трансформаціях (поворотах, масштабуванні, нахилах тощо) у точковій графіці неможливо обійтися без спотворень(це продиктовано дискретною природою зображення). Можна навіть сказати, що точкову графіку легше деформувати, аніж трансформувати.
При редагуванні точкової графіки змінюється колірпевної сукупності пікселів. Зміна кольору має своїм результатом зміну форми предметів, що зображаються.
Серйозним недоліком є апаратна залежністьРастрові графіки.
Якщо узагальнено розглянути зовнішні пристрої, практично всі вони візуалізують зображення засобами бітової карти. Будь-яке зображення будується із сукупності будь-яких елементів (наприклад, пікселів екрану, крапель чорнила, точок тонера), тому кожен із таких пристроїв характеризується власною роздільною здатністю. І цей параметр відіграє істотну роль під час друку зображення, оскільки відбувається накладення дискретної сітки зображення на дискретну сітку пристрою. І далеко не завжди ця "зустріч" сприятлива для остаточного результату. Зокрема, саме ця "подія" є причиною муару (детальніше про муар буде сказано в розділі Друк зображень).
З іншого боку, сітка дискретизації зображення формується, на жаль, на самому початку процесу, а подальші зміни сітки дискретизації (дозвіл), як ми з'ясували раніше, зовсім не дають ніякого поліпшення.
Комп'ютерна графіка непомітно, але міцно увійшла до нашого повсякденного життя. Вона вже давно перестала бути долею обраних. Щоразу, переносячи фотографії з цифрового 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, як функціонує метод роботи із зображеннями, співслужить 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 растрової 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, то теоретично можете його збільшувати до безкінечності. 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 за збереження файлу) може суттєво постраждати якість. Утворюється так звана зернистість. Однак саме растрова графіка використовується 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 зміст 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 у сфері веб-дизайну.
Формати растрової графіки
Згадаймо, що інформація про зображення в нашому випадку 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, що є в його пам'яті, і розтягує їх до запитуваного розміру).
Можна умовно порівняти із мовою. Щоб передати ту саму інформацію різними мовами, знадобиться різна кількість букв, звуків і слів. Також у більшості випадків розрізнятиметься 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 пікселя. 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 при цьому можна використовувати не один, а кілька різних алгоритмів. Однак якщо ви не працюєте в галузі поліграфічного друку чи бодай якогось видавництва, серйозна потужність цього формату вам особливо 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 чинником швидкості відкриття інтернет-сторінок.
JPEG
Найпопулярніший формат. І це цілком заслужено. Будь-які графічні редактори растрової графіки, без сумніву, підтримують цей формат. Він був розроблений з конкретною метою - позбутися обмежень, що накладаються стиском GIF-файлів. у цьому форматі досягає коефіцієнта 100 одиниць. Це величезний 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
Поліпшений варіант ранньої версії. Інформація про зображення стискається ще компактніше, а втрат 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 буквально 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 із шарами редагованого зображення.
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 вже отримали досить широке застосування.
Щодо самого "Фотошопа", то це ніяк не позначилося на його популярності. 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 до кінця не зрозумілим.
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 заточений 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.
