Použití rastrového obrázku. Rastrová grafika, obecné informace - přednáška. Nevýhody rastrové grafiky

Pokud jste zkušený designér, tento článek nepotřebujete, pravděpodobně znáte rozdíl mezi rastrem a vektorem a dostali jste se sem náhodou. Pro všechny začátečníky je tento rozdíl nejen nejasný, ale ani netuší, že rozdíl existuje.

Zkusme na to přijít. Rastrový a vektorový obrázek je v každém případě grafický objekt.

Rastrová grafika.

Fotografie printcnx.com

Zvláštností rastrového obrázku je, že se stejně jako mozaika skládá z malých buněčných kousků – pixelů. A čím vyšší rozlišení, tím více pixelů se vejde na jednotku plochy.

Příklad: rozlišení 600x800px.

Doslova to znamená následující: váš obrázek obsahuje 600 pixelů vertikálně a 800 pixelů horizontálně. Pokud tento obrázek není zvětšen a zobrazen na obrazovce, pak si lidské oko s největší pravděpodobností nevšimne celularity.

Pokud začnete zvětšovat nebo tisknout na papír, například A4, uvidíte mozaiku. Obrázek bude vypadat jako vzor křížkového stehu.

Rastrové obrázky se používají k přenosu plynulého přechodu barev a mnoha odstínů. Nejčastější aplikací je zpracování fotografií, tvorba koláží atp. Nejoblíbenějším editorem rastrové grafiky je Photoshop.

Rastrový obrázek zabírá více místa na disku než stejný obrázek, ale provede se ve vektoru. Zde je však velmi důležité si uvědomit, že to platí, pokud jste „nakreslili text“ a pokud jste fotografovali svou milovanou dívku na pozadí červeného Ferrari, vektor je zde bezmocný, pouze rastr.

Vektorová grafika.

Fotografie printcnx.com

Na rozdíl od rastrového obrázku se vektorový obrázek neskládá z jednotlivých bodů – pixelů. Logika vektorového obrázku je úplně jiná. Ve vektorových grafických objektech existují tzv. kotevní body, mezi nimiž jsou křivky. Zakřivení těchto křivek je popsáno matematickým vzorcem. To neznamená, že konstruktér by měl být guru vyšší matematiky a pamatovat si vzorce všech druhů hyperbol a parabol, nemusíte ani popisovat sinusovku. To vše za vás udělá grafický editor. Návrhář, víte, umístí body a „přetáhne“ křivku pomocí myši, aby dosáhl požadovaného tvaru.

Nejoblíbenější vektorové grafické editory jsou CorelDrow a Adobe Illustrator.

Vektorová grafika se často používá v tisku: brožury, letáky, vizitky atd. Tzn. produkty, které obsahují text, logo, ornamentální vzory - vše, co nevyžaduje přesné znázornění všech 18 odstínů broskvové barvy a lze to popsat pomocí křivek. Vektorové obrázky se často nazývají „v křivkách“.

Největší výhodou vektorových obrázků je, že ani při silném nárůstu grafického objektu se kvalita obrázku nemění. Obrázek bude stejně dobrý, pokud jej vytisknete z vektoru na vizitku nebo vytisknete stejnou vizitku velikosti billboardu.

V důsledku toho máme:

Rastrový obrázek:
klady: velmi jasně a jemně vyjadřuje tok změn barev, odstínů, stínů.
Mínusy: ztráta kvality při zvětšování: obrázek se rozpadá na barevné čtverečky - pixely; ve vysokém rozlišení zabírá hodně místa.
Rozsah použití: zpracování fotografií, tvorba layoutů webových stránek, tvorba grafických objektů s širokou škálou barev

Vektorový obrázek:
klady: Snadné měřítko - obraz neztrácí na kvalitě ani při velmi velkém zvětšení.
Mínusy: Není možné zprostředkovat plynulé barevné přechody jako u rastru.
Rozsah použití: tisk, design letáků, prospektů, reklamních materiálů, vizitek, log atd.

Jak plánujete používat své logo: online nebo na tištěných materiálech?

Už si nemusíte vybírat. Koneckonců, online služba Logaster nabízí vytvoření několika souborů loga najednou, které se dokonale přizpůsobí jakémukoli médiu.

Rastrová grafika

Rastrová grafika, obecné informace. Rastrové reprezentace obrázků. Typy rastrů. Faktory, které ovlivňují množství paměti spotřebované bitmapovým obrazem. Výhody a nevýhody rastrové grafiky. Geometrické vlastnosti rastru (rozlišení, velikost rastru, tvar pixelu). Počet barev v bitmapě. Nástroje pro práci s rastrovou grafikou.

Rastrová grafika, obecné informace

Počítačový rastrový obrázek je reprezentován jako obdélníková matice, jejíž každá buňka je reprezentována barevným bodem.

základ rastr grafické znázornění je pixel(tečka) označující jeho barvu. Při popisu například červené elipsy na bílém pozadí musíte uvést barvu každý elipsa a body pozadí. Obrázek je reprezentován jako velký počet bodů – čím více jich je, tím je obrázek vizuálně lepší a tím větší je velikost souboru. Tito. jeden nebo dokonce obrázek lze prezentovat v lepší nebo horší kvalitě podle počtu bodů na jednotku délky – rozlišení(obvykle body na palec - dpi nebo pixely na palec - ppi).

Rastrové obrázky připomínají list kostkovaného papíru, na kterém je každá buňka namalována buď černě nebo bíle, a společně tvoří vzor. Pixel– hlavní prvek rastrových obrázků. Právě tyto prvky tvoří rastrový obrázek, tzn. rastrová grafika popisuje obrázky pomocí barevných teček ( pixely), umístěný na mřížce.

Při úpravách rastrové grafiky provádíte úpravy pixelů, ale ne linky. Rastrové grafiky jsou závislé na rozlišení, protože informace popisující obrázek jsou připojeny k mřížce určité velikosti. Při úpravách rastrové grafiky se může změnit kvalita její prezentace. Zejména změna velikosti rastrové grafiky může způsobit roztřepení okrajů obrazu, protože jsou pixely přerozdělovány na mřížce. Výstup rastrové grafiky do zařízení s nižším rozlišením, než je rozlišení samotného obrázku, sníží jeho kvalitu.

Kromě toho se kvalita vyznačuje také množstvím barev a odstínů, které může každý bod na obrázku nabýt. Čím více odstínů se obrázek vyznačuje, tím více číslic je zapotřebí k jeho popisu. Červená může být číslo barvy 001 nebo může být 00000001. Čím vyšší je kvalita obrázku, tím větší je velikost souboru.

Rastrové zobrazení se obvykle používá pro obrázky fotografického typu se spoustou detailů nebo stínování. Bohužel změna měřítka takových obrázků v jakémkoli směru obvykle zhoršuje kvalitu. Při snížení počtu bodů dochází ke ztrátě malých detailů a deformaci nápisů (i když to nemusí být tak patrné, pokud se zmenší vizuální velikost samotného obrázku – tedy rozlišení zůstane zachováno). Přidání pixelů vede ke zhoršení ostrosti a jasu obrazu, protože nové body musí mít odstíny, které jsou průměrné mezi dvěma nebo více sousedními barvami.

Pomocí rastrové grafiky můžete odrážet a zprostředkovat celou škálu odstínů a jemných efektů, které jsou součástí skutečného obrazu. Rastrový obrázek je bližší fotografii, umožňuje přesněji reprodukovat hlavní charakteristiky fotografie: osvětlení, průhlednost a hloubku ostrosti.

Rastrové obrázky se nejčastěji získávají skenováním fotografií a jiných obrázků, pomocí digitálního fotoaparátu nebo „zachycením“ snímku z videa. Rastrové obrázky lze také získat přímo v rastrových nebo vektorových grafických programech převodem vektorových obrázků.

Běžné formáty .tif, .gif, .jpg, .png, .bmp, .pcx atd.

Reprezentace rastrových obrázků

Pixel– hlavní prvek rastrových obrázků. To jsou prvky, které tvoří rastrový obrázek.

Digitální obraz je sbírka pixelů. Každý pixel rastrového obrázku je charakterizován souřadnicemi x a y a jasem V(x,y) (pro černobílé obrázky). Vzhledem k tomu, že pixely jsou ve své podstatě diskrétní, jejich souřadnice jsou diskrétní veličiny, obvykle celá čísla nebo racionální čísla. V případě barevného obrázku je každý pixel charakterizován souřadnicemi x a y a třemi jasy: červený jas, modrý jas a zelený jas (VR, V B, V G). Kombinací těchto tří barev můžete získat velké množství různých odstínů.

Všimněte si, že pokud alespoň jedna z charakteristik obrázku není číslo, pak obrázek patří do formuláře analogový . Příklady analogových obrázků zahrnují halogramy a fotografie. Pro práci s takovými obrázky existují speciální metody, zejména optické transformace. V některých případech jsou analogové obrázky převedeny do digitální podoby. Tento úkol provádí Image Processing.

Barva libovolného pixelu v rastrovém obrázku je uložena pomocí kombinace bitů. Čím více bitů se k tomu použije, tím více odstínů barev lze získat. 1 bajt je obvykle přidělen pro gradaci jasu (256 gradací), přičemž 0 je černá a 255 je bílá (maximální intenzita). V případě barevného obrazu je pro gradaci jasu všech tří barev přidělen bajt. Je možné zakódovat gradace jasu s různým počtem bitů (4 nebo 12), ale lidské oko je schopno rozlišit pouze 8 bitů gradací pro každou barvu, ačkoli speciální zařízení může vyžadovat přesnější reprodukci barev. Barvy popsané ve 24 bitech poskytují přes 16 milionů dostupných barev a často se nazývají přirozené barvy.

V paletách barev je každý pixel popsán kódem. Je podporováno propojení tohoto kódu s tabulkou barev skládající se z 256 buněk. Kapacita každé buňky je 24 bitů. Výstup každé buňky je 8 bitů pro červenou, zelenou a modrou.

Barevný prostor tvořený intenzitami červené, zelené a modré je znázorněn ve formě barevné krychle (viz obr. 1.).

Rýže. 1. Barevná kostka

Vrcholy krychle A, B, C jsou maximální intenzity zelené, modré a červené a trojúhelník, který tvoří, se nazývá Pascalův trojúhelník. Obvod tohoto trojúhelníku odpovídá nejvíce sytým barvám. Barva maximální sytosti obsahuje vždy pouze dvě složky. Na segmentu OD jsou odstíny šedé, přičemž proud O odpovídá černé a bod D bílé.

Typy rastrů

Rastrové– jedná se o pořadí uspořádání bodů (rastrových prvků). Na Obr. 2. je zobrazen rastr, jehož prvky jsou čtverce, takový rastr se nazývá obdélníkový, to jsou rastry, které se nejčastěji používají.

I když je možné jako rastrový prvek použít postavu jiného tvaru: trojúhelník, šestiúhelník; splňující následující požadavky:

všechny číslice musí být stejné;

by měl zcela zakrývat rovinu bez přejíždění nebo děr.

Je tedy možné použít rovnostranný trojúhelník na obr. 1 jako rastrový prvek. 3, pravidelný šestiúhelník (šestistěn) Obr. 4. Můžete vytvářet rastry pomocí nepravidelných polygonů, ale takové rastry nemají žádný praktický význam.

Rýže. 3. Trojúhelníkový rastr

Podívejme se na způsoby konstrukce čar v obdélníkovém a šestiúhelníkovém rastru.

Rýže. 4. „Šestihranný rastr“

V pravoúhlém rastru se čárová konstrukce provádí dvěma způsoby:

Výsledkem je osmičlenná linka. Sousední pixely řádku mohou být v jedné z osmi možných (viz obr. 5a) pozic. Nevýhodou je příliš tenký vlasec pod úhlem 45°.

Výsledkem je čtyřčlenná linka. Sousední pixely řádku mohou být v jedné ze čtyř možných (viz obr. 5b) pozic. Nevýhodou je příliš silná čára pod úhlem 45°.

Rýže. 5. Kreslení čáry v obdélníkovém rastru

V šestiúhelníkovém rastru jsou čáry šestičlenné (viz obr. 6), takové čáry jsou stabilnější na šířku, tzn. rozptyl šířky čáry je menší než u čtvercového rastru.

Rýže. 6. Kreslení čáry v šestiúhelníkovém rastru

Jedním ze způsobů, jak vyhodnotit rastr, je přenos kódovaného obrazu s přihlédnutím k použitému rastru komunikačním kanálem s následným restaurováním a vizuální analýzou dosažené kvality. Experimentálně a matematicky bylo prokázáno, že šestiúhelníkový rastr je lepší, protože poskytuje nejmenší odchylku od originálu. Rozdíl ale není velký.

Modelování šestiúhelníkového rastru. Je možné sestavit šestiúhelníkový rastr založený na čtvercovém rastru. K tomu je šestiúhelník znázorněn jako obdélník.

Faktory, které ovlivňují množství paměti spotřebované bitmapou

Soubory rastrové grafiky zabírají velké množství paměti počítače. Některé obrázky zabírají hodně paměti, protože mají velký počet pixelů, z nichž každý zabírá část paměti. Na množství paměti, kterou zabírá rastrový obrázek, mají největší vliv tři skutečnosti:

velikost obrázku;

bitová barevná hloubka;

Formát souboru použitý k uložení obrázku.

Existuje přímá souvislost s velikostí souboru bitmapového obrázku. Čím více pixelů je v obrázku, tím větší je velikost souboru. Rozlišení obrázku nijak neovlivňuje velikost souboru. Rozlišení ovlivňuje velikost souboru pouze při skenování nebo úpravě obrázků.

Vztah mezi bitovou hloubkou a velikostí souboru je přímý. Čím více bitů je použito v pixelu, tím větší bude soubor. Velikost souboru rastrové grafiky do značné míry závisí na formátu obrazu zvoleném pro uložení. Pokud jsou všechny ostatní věci stejné, jako je velikost obrazu a bitová hloubka, schéma komprese obrazu je zásadní. Například soubor BMP má obvykle větší velikost ve srovnání se soubory PCX a GIF, které jsou zase větší než soubor JPEG.

Mnoho obrazových souborů má svá vlastní kompresní schémata a mohou také obsahovat další data, která stručně popisují obraz pro účely náhledu.

Výhody a nevýhody rastrové grafiky

výhody:

Rastrové grafiky efektivně reprezentují skutečné obrazy. Skutečný svět se skládá z miliard drobných předmětů a lidské oko je přesně navrženo tak, aby vnímalo obrovskou sadu diskrétních prvků, které tvoří objekty. V nejvyšší kvalitě vypadají obrázky zcela reálně, podobně jako fotografie vypadají ve srovnání s kresbami. To platí pouze pro vysoce detailní obrázky, obvykle získané skenováním fotografií. Kromě přirozeného vzhledu mají rastrové obrázky další výhody. Výstupní zařízení, jako jsou laserové tiskárny, používají k vytváření obrázků vzory bodů. Na takových tiskárnách lze velmi snadno tisknout rastrové obrázky, protože počítače snadno ovládají výstupní zařízení tak, aby reprezentovalo jednotlivé pixely pomocí bodů.

nedostatky:

Bitmapové obrázky zabírají velké množství paměti. Existuje také problém úpravy rastrových obrázků, protože velké rastrové obrázky zabírají značné množství paměti a pro zajištění provozu editačních funkcí pro takové obrázky je také spotřebováno značné množství paměti a dalších počítačových zdrojů.

O kompresi rastrové grafiky

Někdy jsou charakteristiky rastrového obrázku zapsány v této podobě: 1024x768x24. To znamená, že šířka obrazu je 1024 pixelů, výška je 768 a barevná hloubka je 24. 1024x768 je pracovní rozlišení pro 15 - 17 palcové monitory. Je snadné uhodnout, že velikost nekomprimovaného obrázku s těmito parametry bude 1024*768*24 = 18874368 bajtů. To je více než 18 megabajtů - příliš mnoho na jeden obrázek, zvláště pokud potřebujete uložit několik tisíc těchto obrázků - to není na počítačové standardy tolik. To je důvod, proč se počítačová grafika téměř vždy používá v komprimované podobě.

RLE (Run Length Encoding) je kompresní metoda, která spočívá v hledání sekvencí identických pixelů v řádcích rastrového obrázku („red, red, ..., red“ se zapisuje jako „N red“).

LZW (Lempel-Ziv-Welch) je složitější metoda, která vyhledává opakující se fráze – identické sekvence pixelů různých barev. Každá fráze je spojena s určitým kódem při dešifrování souboru je kód nahrazen původní frází.

Když jsou soubory JPEG komprimovány (se ztrátovou kvalitou), obraz je rozdělen na části 8x8 pixelů a jejich hodnota je v každé části zprůměrována. Průměrná hodnota se nachází v levém horním rohu bloku, zbytek prostoru zabírají pixely s nižším jasem. Většina pixelů se pak vynuluje. Při dešifrování obdrží nula pixelů stejnou barvu. Na obrázek je pak aplikován Huffmanův algoritmus.

Huffmanův algoritmus je založen na teorii pravděpodobnosti. Nejprve jsou prvky obrázku (pixely) seřazeny podle četnosti výskytu. Poté se z nich sestaví Huffmanův kódový strom. Každý prvek je spojen s kódovým slovem. Vzhledem k tomu, že velikost obrázku má tendenci k nekonečnu, je dosaženo maximální komprese. Tento algoritmus se také používá v archivátorech.

Komprese se používá také pro vektorovou grafiku, ale zde nejsou takové jednoduché vzory, protože formáty vektorových souborů se obsahově poměrně výrazně liší.

Geometrické charakteristiky rastru

Pro rastrové obrázky sestávající z bodů má tento koncept zvláštní význam oprávnění, vyjadřující počet bodů na jednotku délky. Je třeba rozlišovat mezi:

původní rozlišení;

rozlišení obrazu na obrazovce;

rozlišení vytištěného obrázku.

Původní rozlišení. Původní rozlišení se měří v dpi (tečky za palec – dpi) a závisí na požadavcích na kvalitu obrazu a velikosti souboru, způsobu digitalizace a vytvoření originální ilustrace, zvoleném formátu souboru a dalších parametrech. Obecně platí pravidlo: čím vyšší požadavek na kvalitu, tím vyšší rozlišení by měl mít originál.

Rozlišení obrazovky. U obrazovkových kopií obrázku se obvykle nazývá elementární rastrový bod pixel. Velikost pixelů se liší v závislosti na vybraném Rozlišení obrazovky(z rozsahu standardních hodnot), původní rozlišení a měřítko displeje.

Monitory pro zpracování obrazu s úhlopříčkou 20–21 palců (profesionální třída) zpravidla poskytují standardní rozlišení obrazovky 640x480, 800x600, 1024x768, 1280x1024, 1600x1200, 1600x120180,001 pixelů, 1201x0160. Vzdálenost mezi sousedními fosforovými body na vysoce kvalitním monitoru je 0,22–0,25 mm.

Pro sítotisk stačí rozlišení 72 dpi, pro tisk na barevné nebo laserové tiskárně 150–200 dpi a pro výstup na fotoexpozičním zařízení 200–300 dpi. Bylo stanoveno pravidlo, že při tisku by rozlišení originálu mělo být 1,5krát větší než rastrová lineatura výstupní zařízení. V případě, že se tištěná kopie oproti originálu zvětší, měly by být tyto hodnoty vynásobeny faktorem měřítka.

Rozlišení tištěného obrazu a koncept lineatury. Velikost bodu rastrového obrázku jak na papírové kopii (papír, film atd.), tak na obrazovce závisí na použité metodě a parametrech rastrování originál. Při rastrování se na předlohu překrývá mřížka čar, jejíž buňky tvoří rastrový prvek. Frekvence rastrové mřížky se měří číslem řádky na palec (řádky na palec – Ipi) a nazývá se lineatura.

Velikost rastrového bodu se vypočítá pro každý prvek a závisí na intenzitě tónu v dané buňce. Čím vyšší je intenzita, tím hustěji je prvek rastru vyplněn. To znamená, že pokud buňka obsahuje absolutně černou barvu, bude se velikost rastrového bodu shodovat s velikostí rastrového prvku. V tomto případě hovoří o 100% obsazenosti. U zcela bílé barvy bude hodnota výplně 0 %. V praxi se obsazenost prvků na tisku obvykle pohybuje od 3 do 98 %. V tomto případě mají všechny rastrové body stejnou optickou hustotu, ideálně se blíží absolutní černé. Iluze tmavšího tónu vzniká zvětšením velikosti bodů a v důsledku toho zmenšením bílého prostoru mezi nimi se stejnou vzdáleností středů rastrových prvků. Tato metoda se nazývá rasterizace amplitudové modulace (AM).

Rozlišení tedy charakterizuje vzdálenost mezi sousedními pixely (obr. 1.). Rozlišení se měří počtem pixelů na jednotku délky. Nejoblíbenější jednotkou měření je dpi(bodů na palec) – počet pixelů na jeden palec délky (2,54 cm). Rozteč by neměla být ztotožňována s velikostí pixelů – velikost pixelu se může rovnat rozteči, nebo může být menší nebo větší než rozteč.

Rýže. 1. Rastr.

Velikost rastr se obvykle měří počtem pixelů horizontálně a vertikálně. Dá se říci, že pro počítačovou grafiku je často nejvhodnější rastr se stejnou roztečí pro obě osy, tedy dpiX = dpiY. To je výhodné pro mnoho algoritmů pro zobrazování grafických objektů. Jinak - problémy. Například při kreslení kruhu na obrazovce EGA (zastaralý model počítačového videosystému, jeho rastr je obdélníkový, pixely jsou roztaženy na výšku, takže pro zobrazení kruhu musí být vygenerována elipsa).

Tvar pixelu rastr je určen vlastnostmi grafického výstupního zařízení (obr. 1.2). Pixely mohou být například obdélníkového nebo čtvercového tvaru, jejichž velikost je stejná jako rozteč rastru (displej z tekutých krystalů); kulaté pixely, které svou velikostí nemusí odpovídat rozteči rastru (tiskárny).

Rýže. 2. příklady zobrazení stejného obrázku na různých rastrech

Intenzita tónu(tzv světlost) Je zvykem rozdělit ji do 256 úrovní. Větší počet gradací není lidským zrakem vnímán a je nadbytečný. Menší číslo zhoršuje vnímání obrazu (minimální přijatelná hodnota pro kvalitní polotónovou ilustraci je 150 úrovní). Je snadné spočítat, že k reprodukci 256 úrovní tónů stačí mít rastrovou buňku o velikosti 256 = 16 x 16 pixelů.

Při výstupu kopie obrazu na tiskárnu nebo tiskové zařízení se volí rastrová lineatura na základě kompromisu mezi požadovanou kvalitou, možnostmi zařízení a parametry tiskových materiálů. Pro laserové tiskárny je doporučená lineatura 65–100 dpi, pro výrobu novin – 65–85 dpi, pro tisk knih a časopisů – 85–133 dpi, pro umělecká a reklamní díla – 133–300 dpi.

Dynamický rozsah. Obvykle se posuzuje kvalita reprodukce tónového obrazu dynamický rozsah (D). Tento optická hustota,číselně se rovná dekadickému logaritmu převrácené hodnoty propustnost (pro originály vystavené světlu, jako jsou diapozitivy) nebo koeficient odrazu(pro jiné originály, jako jsou tištěné výtisky).

U optických médií, která propouštějí světlo, se dynamický rozsah pohybuje od 0 do 4. U povrchů, které odrážejí světlo, se hodnota dynamického rozsahu pohybuje od 0 do 2. Čím vyšší je dynamický rozsah, tím více polotónů je v obraze a tím lepší je kvalitu jeho vnímání.

V digitálním světě počítačového zobrazování pojem pixel označuje několik různých konceptů. Může to být jeden bod na obrazovce počítače, jeden bod vytištěný na laserové tiskárně nebo jeden prvek v rastrovém obrázku. Tyto pojmy nejsou totéž, takže aby nedošlo k záměně, měly by být nazývány následovně: video pixel, když se odkazuje na obraz obrazovky počítače; tečka, když se odkazuje na jeden bod vytvořený laserovou tiskárnou. Existuje koeficient pravoúhlosti obrazu, který je zaveden speciálně pro zobrazení počtu pixelů matice vzoru vodorovně a svisle.

Vrátíme-li se k analogii s listem papíru, můžete vidět, že každý rastrový obrázek má určitý počet pixelů ve vodorovných a svislých řadách. Pro obrazovky existují následující koeficienty pravoúhlosti: 320x200, 320x240, 600x400, 640x480, 800x600 atd. Tento koeficient se často nazývá velikost obrazu. Součin těchto dvou čísel udává celkový počet pixelů v obrázku.

Existuje také něco jako koeficient pravoúhlosti pixelů. Na rozdíl od poměru pravoúhlosti obrazu se vztahuje ke skutečným rozměrům pixelů videa a je to poměr skutečné šířky ke skutečné výšce. Tento koeficient závisí na velikosti displeje a aktuálním rozlišení, a proto nabývá na různých počítačových systémech různých hodnot. Barva libovolného pixelu v rastrovém obrázku je uložena v počítači pomocí kombinace bitů. Čím více bitů se k tomu použije, tím více odstínů barev lze získat. Počet bitů, které počítač používá pro daný pixel, se nazývá bitová hloubka pixelu. Nejjednodušší rastrový obrázek se skládá z pixelů pouze se dvěma možnými barvami, černou a bílou, a proto se obrázky skládající se z pixelů tohoto typu nazývají jednobitové obrázky. Počet dostupných barev nebo odstínů šedé je 2 na mocninu počtu bitů na pixel.

Barvy popsané ve 24 bitech poskytují přes 16 milionů dostupných barev a často se nazývají přirozené barvy. Rastrové obrázky mají mnoho vlastností, které musí být organizovány a zachyceny počítačem.

Rozměry obrázku a uspořádání jeho pixelů jsou dvě hlavní charakteristiky, které musí soubor rastrového obrázku uložit, aby mohl vytvořit obrázek. I když jsou poškozeny informace o barvě kteréhokoli pixelu a jakýchkoli dalších charakteristikách, počítač bude stále schopen znovu vytvořit verzi výkresu, pokud ví, jak jsou umístěny všechny jeho pixely. Pixel sám o sobě nemá žádnou velikost, je to jen oblast paměti počítače, která uchovává informace o barvách, takže koeficient pravoúhlosti obrazu neodpovídá žádnému skutečnému rozměru. Znáte-li pouze koeficient pravoúhlosti obrázku s určitým rozlišením, můžete určit skutečné rozměry obrázku. Vzhledem k tomu, že rozměry obrázku jsou uloženy odděleně, jsou pixely ukládány jeden po druhém, stejně jako běžný blok dat. Počítač nemusí ukládat jednotlivé pozice, pouze vytvoří mřížku, aby odpovídala danému faktoru pravoúhlosti obrázku, a poté ji vyplní pixel po pixelu.

Počet bitmapových barev

Počet barev(barevná hloubka) je také jednou z nejdůležitějších vlastností rastru. Počet barev je důležitou charakteristikou každého obrázku, nejen rastrového.

Obrázky klasifikujeme následovně:

Dvoubarevný(binární) – 1 bit na pixel. Mezi dvoubarevnými obrázky jsou nejběžnější černobílé obrázky.

Půltón– přechody šedé nebo jiných barev. Například 256 gradací (1 bajt na pixel).

Barevné obrázky. Od 2 bitů na pixel a více. Volá se barevná hloubka 16 bitů na pixel (65 536 barev). VysokýCo1og, 24 bitů na pixel (16,7 milionů barev) – SkutečnýCo1og. Počítačové grafické systémy také využívají větší barevnou hloubku – 32, 48 nebo více bitů na pixel.

Formáty rastrových grafických souborů

GIF– formát, který používá bezeztrátový kompresní algoritmus LZW. Maximální barevná hloubka je 8 bitů (256 barev). Má také schopnost nahrávat animaci. Podporuje průhlednost pixelů (dvě úrovně - plná průhlednost nebo plná neprůhlednost). Tento formát je široce používán při vytváření webových stránek. Formát GIF umožňuje zaznamenat obrázek „přes čáru“, díky čemuž, když máte pouze část souboru, můžete vidět celý obrázek, ale s nižším rozlišením. Je výhodné použít pro obrázky s malým počtem barev a ostrými hranami (například textové obrázky).

JPEG (JPG)– formát, který používá algoritmus ztrátové komprese, který umožňuje zmenšit velikost souboru stokrát. Barevná hloubka – 24 bit. Průhlednost pixelů není podporována. Při silné kompresi se v oblasti ostrých hranic objevují defekty. Formát JPEG je vhodný pro kompresi plnobarevných fotografií. Vzhledem k tomu, že opětovná komprese způsobuje další zhoršení kvality, doporučuje se uložit pouze konečný výsledek práce jako JPEG. JPEG je široce používán při vytváření webových stránek a také pro ukládání velkých sbírek fotografií.

Srovnání GIF a JPEG

GIF – formát je vhodný při práci s ručně kreslenými obrázky;

JPEG – formát je nejvhodnější pro ukládání fotografií a obrázků s velkým množstvím barev;

Formát GIF se používá k vytváření animací a obrázků s průhledným pozadím.

BMP je formát grafického editoru Paint. Nepoužívá kompresi. Dobře se hodí pro ukládání velmi malých obrázků – například ikon na ploše. Velké soubory v tomto formátu zabírají příliš mnoho místa.

PNG– určený k nahrazení formátu GIF. Používá algoritmus bezeztrátové komprese Deflate (vylepšený LZW). Maximální barevná hloubka je 48 bitů. Podporuje kanály masky přechodu průhlednosti (256 úrovní průhlednosti). PNG je relativně nový formát, a proto zatím nepříliš rozšířený. Používá se hlavně ve webdesignu. Bohužel i některé moderní prohlížeče (např. Internet Explorer 6) průhlednost PNG nepodporují, a proto se nedoporučuje používat průhledné obrázky PNG na webových stránkách.

TIFF– formát speciálně navržený pro naskenované obrázky. Lze použít bezeztrátový kompresní algoritmus LZW. Umožňuje ukládat informace o vrstvách, barevných profilech (profily ICC) a maskovacích kanálech. Podporuje všechny barevné modely. Nezávislý na hardwaru. Používá se v publikačních systémech a také pro přenos grafických informací mezi různými platformami.

PSD– formát grafického editoru Adobe Photoshop. Používá algoritmus bezeztrátové komprese RLE. Umožňuje uložit všechny informace vytvořené v tomto programu. Vzhledem k popularitě Photoshopu je navíc tento formát podporován téměř všemi moderními editory počítačové grafiky. Je vhodné jej použít pro ukládání mezivýsledků při práci ve Photoshopu a dalších rastrových editorech.

RIFF– formát grafického editoru Corel Painter. Umožňuje uložit všechny informace vytvořené v tomto programu. Mělo by se používat k ukládání mezivýsledků při práci v programu Painter.

Formát	Max.	počet bitů/pixel	Max.	počet barev	Max.
		281 474 976 710 656	velikost obrázku, pixel	Kompresní metody
			Kódování více obrázků	2 147 483 647 x 2 147 483 647

Deflace (varianta LZ77)

celkem 4 294 967 295

LZW, RLE a další

Nástroje pro práci s rastrovou grafikou ovládá nastavení nástrojů pro úpravy. Štětec vstoupí do režimu úprav po poklepání na jeho obrázek v paletě. Kliknutí se stisknutou klávesou CTRL zničí štětec. Poklepáním na volné pole palety se otevře dialogové okno pro vytvoření nového štětce, který se automaticky přidá do palety.

Možnosti palety slouží k úpravě vlastností aktuálního nástroje. Můžete jej otevřít nejen z panelu nabídek, ale také dvojitým kliknutím na ikonu nástroje v panelu nástrojů. Složení ovládacích prvků palety závisí na zvoleném nástroji.

Informace o paletě poskytuje informační podporu pro zobrazovací nástroje. Prezentuje: aktuální souřadnice ukazatele myši, velikost aktuálně vybrané oblasti, barevné parametry prvku obrázku a další údaje.

Paletový navigátor umožňuje prohlížet různé části obrazu a měnit měřítko zobrazení. Okno palety obsahuje miniaturu obrázku s vybranou oblastí zobrazení.

Syntéza palet Zobrazuje hodnoty barev aktuální barvy popředí a pozadí. Posuvníky na barevném pruhu odpovídajícího barevného systému umožňují tyto parametry upravovat.

Katalog palet obsahuje sadu dostupných barev. Tuto sadu lze stáhnout a upravit přidáváním a odebíráním barev. Barevný tón popředí a pozadí se volí ze sady. Standardní balíček programu obsahuje několik barevných sad převážně od Pantone.

Paleta vrstev slouží k ovládání zobrazení všech vrstev obrazu, počínaje horní. Je možné určovat parametry vrstev, měnit jejich pořadí a pracovat s vrstvami různými metodami.

Paleta kanálů slouží k výběru, vytváření, duplikování a mazání kanálů, určování jejich parametrů, změně pořadí, převodu kanálů na nezávislé objekty a generování kombinovaných obrázků z několika kanálů.

Paleta obrysy obsahuje seznam všech vytvořených vrstevnic. Když převedete cestu na výběr, použije se k vytvoření ořezové cesty.

Grafika Vektor grafika Fraktál grafika Rastrové obrázek... třetí řád. V obecně V tomto případě lze rovnici křivky... uložit ve formátu TIFF inteligence o maskách (konturách) obrázků. ...

• Grafika vytvářet webové stránky ve Flashi

  Kurz >> Informatika

  ... grafika. Všeobecné je známo, že vektor grafika zabírá méně místa než dříve rastr grafika... ale také rastr Snímky. Použitím rastr grafika obrázek je popsán... v tomto případě HTML kód smíšený na minimum kvůli...

• Počítač grafika (9)

  Cheat sheet >> Informatika, programování

  Proto se často vyskytují termíny „VEKTOR“. GRAFIKA" A " RASTER GRAFIKA". V prvním případě se za účelem minimalizace provádějí po částech lineární... matematické modely prvků Všeobecné hlasitost informace v matematickém modelu objektu M. Tedy...

Než se začnete učit program Photoshop, měli byste se nejprve seznámit s úplně základními základními pojmy ze světa digitální grafiky. Patří sem typy grafiky: rastrové a vektorové obrázky.

Tyto dva pojmy se s vámi budou neustále setkávat, pojďme tedy přijít na to, co to je a jaký je mezi nimi rozdíl.

Rastrové obrázky

Rastrové obrázky jsou hlavním a nejoblíbenějším typem grafiky. Lví podíl obrázků, na které narazíte na internetu, jsou právě tyto rastr. Váš fotoaparát, smartphone a jakýkoli jiný gadget nebo zařízení pořizuje snímky, které již patří do rastru. Jedná se o technicky nejjednodušší a nejdostupnější způsob vykreslování grafiky.

Stejně jako každý živý organismus se skládá z drobných částic zvaných buňky rastrový obrázek se skládá z pixelů.

Program Photoshop byl vytvořen speciálně pro práci s rastrovými obrázky. Všechny funkce, nástroje a mechanismy programu jsou určeny pro úpravu obrazových bodů.

Proč je tento typ grafiky tak oblíbený?

Faktem je, že díky své struktuře mohou rastrové obrázky zobrazovat plynulé barevné přechody a přechody. Okraje objektů na fotografiích se mohou zdát hladké. Barva se přenáší jasně, blíží se skutečnosti, a to je přesně to, co je potřeba k tomu, abychom zprostředkovali náš skutečný svět ve formě fotografie.

Bitmapové obrázky jsou obvykle uloženy v komprimované podobě. V závislosti na typu komprese může nebo nemusí být možné obnovit obraz přesně tak, jak byl před kompresí (bezztrátová komprese nebo ztrátová komprese). Do grafického souboru lze uložit i další informace: o autorovi souboru, fotoaparátu a jeho nastavení, počet bodů na palec při tisku atd.

I přes výhody rastr má vážné nevýhody:

1. Vzhledem k tomu, že každý pixel obsahuje poměrně hodně informací, když se bavíme o milionech pixelů na jednom obrázku, je jasné, jaké množství informací bude zakódováno v paměti. Výsledkem je větší velikost souborů. Čím více pixelů tedy fotografie má, tím více váží.

2. Potíže se změnou měřítka obrazu. Když přiblížíte, objeví se zrno a detaily zmizí. Při zmenšení fotografie dochází ke ztrátě pixelů v důsledku složitých procesů převodu. Detail obrázku v tomto případě neutrpí tolik jako při zvětšení, ale tento proces je již nevratný, čili pokud potřebujete obrázek znovu zvětšit, ztratí hodně na kvalitě.

Vektorové obrázky

Vektorové obrázky se skládají z elementárních geometrických objektů, jako jsou body, čáry, kružnice, mnohoúhelníky a tak dále. Jejich obrysy jsou založeny na matematických rovnicích, které přístrojům říkají, jak kreslit jednotlivé objekty. Tyto objekty tvoří tvary a ty jsou zase plné barev.

Vektorový obrázek je množina souřadnic vrcholů, které tvoří nejjednodušší geometrické tvary tvořící výsledný obraz.

Takovou grafiku vytváří přímo osoba pomocí specializovaných programů, například Adobe Illustrator a Corel Draw. Musíte mít speciální dovednosti v používání těchto programů, stejně jako schopnost kreslit. To samozřejmě nemá moc lidí k dispozici, takže tento typ grafiky není tak rozšířený.

Vektorové obrázky jsou primárně vytvářeny pro reklamní a designový průmysl.

Výhody vektorové grafiky:

1. Možnost změnit velikost obrázků bez ztráty kvality na libovolnou velikost, přičemž hmotnost obrázku se nezvýší. Při změně velikosti se souřadnice a tloušťka čáry přepočítají a poté se objekty konstruují v nových velikostech.

2. Vektorový obrázek neuchovává tuny informací, takže váha takového souboru bude několikanásobně menší než u rastru.

3. Schopnost transformovat obrázek z vektoru na rastr bez ztráty kvality nebo jakýchkoli potíží. Photoshop to zvládne dvěma kliknutími.

nedostatky:

Vektorová grafika není vhodná pro vytváření realistických maleb a fotografií. Je velmi omezená při zprostředkování hladkých přechodů a přechodů mezi barvami. Díky tomu jsou všechny barvy a linie v silném kontrastu.

Přestože Photoshop pracuje s rastrovou grafikou, obsahuje ve své sadě nástrojů také vektorové prvky. Za prvé toto. Když přidáte text do obrazu ve Photoshopu, vytvoří se samostatná textová vrstva. Dokud tato vrstva žije nezávisle, jedná se o vektorový prvek. Dá se roztáhnout na libovolnou velikost a text bude vždy přehledný.

Photoshop se také skládá z jednoduchých vektorových obrázků.

Kromě toho všeho, ačkoli Photoshop neumí vytvářet vektorovou grafiku, umí otevřít. To vám umožní přidávat předem připravené designové objekty a škálovat je bez ztráty kvality.

Pojďme si to tedy stručně shrnout:

— rastrové obrázky jsou fotorealistické, zatímco vektorové obrázky vždy ukazují, že jsou nakreslené;

— změna měřítka obrazu je velmi důležitá funkce, kterou musíte vědět, jak používat při práci s Photoshopem. Chcete-li to provést, musíte vědět, jak a kdy se kvalita grafiky ztrácí a snažit se tomu zabránit. Pak budou vaše budoucí díla jedním z těch, kde je hezké obdivovat ty nejmenší detaily a obdivovat, jak dobře jsou nakresleny.

Pokud si všimnete chyby v textu, vyberte ji a stiskněte Ctrl + Enter. Děkuji!

Vzorkování

Příklad analogové reprezentace grafické informace může to být obraz, jehož barva se plynule mění, nebo diskrétní - obraz vytištěný na inkoustové tiskárně a sestávající z jednotlivých bodů různých barev.

Příklad analogového úložiště zvukové informace je vinylová deska (zvuková stopa neustále mění svůj tvar) a diskrétní je zvukový kompaktní disk (jehož zvuková stopa obsahuje oblasti s různou odrazivostí).

Prezentace obrázků v počítači

Obraz:

Rastrové

Vektor

Rastr:

Rastrový obrázek je sbírka bodů (pixelů) různých barev.

Pixel - minimální plocha obrázku, jehož barvu lze nastavit nezávisle.

Během procesu kódování je obraz prostorově diskretizován.

Prostorové vzorkování obrazu lze přirovnat ke konstrukci obrazu z mozaiky (velké množství malých různobarevných brýlí).

Obrázek je rozdělen na samostatné malé fragmenty (tečky) a každému fragmentu je přiřazena hodnota barvy, tzn kód barvy (červená, zelená, modrá atd.).

Kvalita obrázku závisí na počtu bodů (čím menší je velikost bodu a tím větší je jejich počet, tím lepší kvalita) a počtu použitých barev (čím více barev, tím lepší je kvalita zakódovaného obrázku ).

Výhody rastrového kódování:

2. Prevalence

Nevýhody rastrového kódování:

1. Univerzální metoda (umožňuje kódovat libovolný obrázek)

2. Prevalence

3. Jediná metoda pro kódování a zpracování rozmazaných obrázků, které nemají jasné hranice (fotografie)

4. Bitmapa je přirozená pro většinu I/O zařízení

Nejoblíbenější rastrové formáty:

Formáty rastrových obrázků:

Bitová mapa (BMP)- univerzální formát rastrové grafiky používaný v operačním systému Windows. Tento formát je podporován mnoha grafickými editory, včetně editoru Paint. Doporučeno pro ukládání a výměnu dat s jinými aplikacemi.

Graphics Interchange Format (GIF)- formát rastrové grafiky, podporovaný aplikacemi pro různé operační systémy. Obsahuje bezeztrátový kompresní algoritmus, který umožňuje několikanásobně zmenšit velikost souboru. Doporučeno pro ukládání obrázků vytvořených programově (diagramy, grafy atd.) a kreseb (např. aplikace) s omezeným počtem barev (až 256). Používá se k umístění grafických obrázků na webové stránky na internetu.

Formát souboru označeného obrázku (TIFF)- formát rastrové grafiky, podporovaný všemi hlavními grafickými editory a počítačovými platformami. Obsahuje bezeztrátový kompresní algoritmus. Používá se k výměně dokumentů mezi různými programy. Doporučeno pro použití při práci s publikačními systémy. Formát podporuje širokou škálu variací barevné hloubky, různé barevné prostory a různá nastavení komprese (ztrátové i neztrátové).

DRSNÝ- ukládá informace přímo získané z matice digitálního fotoaparátu nebo podobného zařízení, aniž by na něj byly aplikovány jakékoli transformace, a také ukládá nastavení fotoaparátu.

Vektorový obrázek:

Vektorový obrázek je sbírka grafických primitiv (bod, čára, elipsa...). Každé primitivum je popsáno matematickými vzorci. Kódování závisí na prostředí aplikace.

Důstojnost vektorová grafika znamená, že soubory uchovávající vektorovou grafiku mají relativně malou velikost.

Důležitá je také vektorová grafika lze zvýšit nebo snížit bez ztráty kvality.

Výhody vektorového obrázku:

1. Nejlepší způsob, jak ukládat výkresy, schémata, mapy

2. Během kódování nedochází ke ztrátě informací

3. Při změně velikosti nedochází k žádnému zkreslení

4. Velikost souboru závisí na složitosti výkresu

5. Při změně měřítka obrazu nedochází k žádnému zkreslení

Nevýhody vektorových obrázků:

1. Ne všechny objekty lze zobrazit ve vektorové podobě

2. Převod z rastrového na vektorový obrázek je obtížný

3. Neefektivní použití pro fotografie a rozmazané obrázky

Formáty vektorových obrázků

cdr– formát používaný aplikací CorelDraw.

cmx– formát grafických programů od Corel Corporation, určený pro přenos kreseb mezi různými programy.

ai– formát souboru vytvořený aplikací Adobe Illustrator.

wmf(Windows Metafile) je grafický formát souboru v Microsoft Windows, univerzální vektorový formát podporovaný většinou aplikací Windows.

eps– poměrně univerzální formát vektorových souborů podporovaný většinou vektorových editorů – CorelDraw, Adobe Illustrator, Macromedia FreeHand.

fla– zdrojové soubory Flash jsou vytvořeny v AdobeFlash (dříve MacromediaFlash).

swf– Formát Flash, který lze zobrazit pomocí přehrávače Flash Player, nainstalovaného jako plugin v prohlížeči.

svg– Zkratka pro angličtinu. Škálovatelná vektorová grafika. Jedná se o otevřený standard, tzn. Na rozdíl od většiny ostatních formátů není SVG proprietární.

"

Rastrový obrázek je sbírka barevných bodů (obvykle obdélníkových) na monitoru, papíru nebo jiných zobrazovacích zařízeních a materiálech.

Každý bod rastrového obrázku je tak malý, že jej oko nevnímá jako samostatný objekt, ale soubor bodů je vnímán jako jeden obrázek. Tato zobrazovací technologie je velmi podobná mozaice.

Příklad rastrového obrázku lze vidět v novinách nebo časopisech: jakákoli fotografie v nich se skládá z řady bodů různých barev a velikostí, které jsou na první pohled neviditelné. Televizní obraz a pohled na obrazovce monitoru je rovněž rastrový, pouze na rozdíl od tisku na papír je rastrový bod obrazu počítače čtvercový (obr. 8.3).

Bod v rastrovém obrázku se nazývá pixel.

Rýže. 8.3.

Pixel

Připomeňme, že výraz "pixel" ("pixel") (z angl. pixel, pel – zkratka z angličtiny pix živel , obrázek buňka , obrázek živel – prvek obrázku) má dva významy:

• 1) nejmenší prvek dvourozměrného digitálního obrazu v rastrové grafice;
• 2) „fyzický“ prvek matice displejů, které tvoří obraz. Pixel je nedělitelný objekt obdélníkového nebo kulatého tvaru, vyznačující se určitou barvou (ve vztahu k plazmovým panelům).

Rastrový počítačový obraz se skládá z pixelů uspořádaných do řádků a sloupců. Čím více pixelů na jednotku plochy obrázek obsahuje, tím je detailnější.

Každý pixel v rastrovém obrázku je objekt charakterizovaný určitou barvou, jasem a případně průhledností nebo kombinací těchto hodnot. Jeden pixel může uchovávat informace pouze o jedné barvě, která je s ním spojena (v některých počítačových systémech jsou barva a pixely reprezentovány jako dva samostatné objekty).

Pixel je také nejmenší jednotka rastrového obrazu vytvořeného pomocí grafických zobrazovacích systémů (počítačové monitory, tiskárny atd.). Rozlišení takového zařízení je určeno horizontálními a vertikálními rozměry výstupního obrazu v pixelech. Barva pixelů zobrazených na barevných monitorech se skládá z triád (subpixely červené, zelené a modré barvy umístěné vedle sebe v určité sekvenci).

GOST 27459–87 "Systémy zpracování informací. Počítačová grafika. Termíny a definice" a termín "pixel" znamená "nejmenší prvek vizualizační plochy, kterému lze nezávisle specifikovat barvu, intenzitu a další charakteristiky obrazu."

Charakteristika bitmapového obrázku

Rastrové obrázky se vyznačují následujícími parametry:

• počet pixelů – počet pixelů na šířku a výšku může být uveden samostatně (1024 x 768, 640 x 480 atd.) nebo celkový počet pixelů;
• povolení – hodnota udávající možnou velikost a detaily obrazu;
• počet použitých barev nebo barevná hloubka;
• barevný režim – stupně šedi, indexované, RGB, CMYK atd.;
• barevný prostor (barevný model ) – RGB, CMYK, LAB, HSV atd.

Rýže. 8.4.

Kvalita rastrového obrázku závisí na počtu rastrových bodů, ze kterých se skládá (obr. 8.4). Hlavním ukazatelem kvality je rozlišení obrazu, tzn. počet bodů na jednotku délky (palce, mm, cm). Nejčastěji se měří počet bodů na palec (dpi). tečky na palec) . Větší počet bodů dává obrázku větší detaily, nicméně při ukládání takového obrázku je nutné uložit informaci o barvě každého bodu, a protože bodů může být až několik milionů, velikost ukládaného souboru bude také velký.

Maximální detail rastrového obrázku je nastaven při jeho vytvoření a nelze jej zvětšit. Bez výrazných ztrát lze rastrové obrázky pouze zmenšit. Když jsou rastrové obrázky zvětšeny, pixely se změní na zvětšené čtverce jedné nebo druhé barvy.

Rastrová grafika vzniká pomocí fotoaparátů, skenerů, přímo v rastrovém editoru, dále exportem z vektorového editoru nebo formou screenshotů.