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ビットマップを適用します。ラスターグラフィックス、一般情報 - 講義。ラスターグラフィックスの欠点

あなたが経験豊富なデザイナーであれば、この記事は必要ありません。ラスターとベクターの違いはおそらく知っていて、ここにたどり着いたのは偶然です。すべての初心者にとって、この違いは明確ではないだけでなく、違いが存在することさえ疑いません。

それを理解してみましょう。ラスター画像とベクター画像はいずれの場合もグラフィックオブジェクトです。

ラスターグラフィックス。

写真プリントcnx.com

ラスターイメージの特徴は、モザイクのように、小さなセルの部分、つまりピクセルで構成されていることです。解像度が高くなるほど、単位面積あたりに収まるピクセルの数が多くなります。

例: 解像度 600x800px。

文字通り、これは次のことを意味します。画像には垂直に 600 ポイント、水平に 800 ポイントが含まれています。この画像が拡大されずにスクリーン上で見られる場合、おそらく人間の目は細胞性を認識しないでしょう。

A4 などの紙に拡大したり印刷したりすると、モザイクが表示されます。写真はクロスステッチの図案のように見えます。

ラスターイメージは、色の滑らかな変化やさまざまな色合いを伝えるために使用されます。最も一般的なアプリケーションは、写真の加工、コラージュの作成などです。最も人気のあるラスターグラフィックエディターは Photoshop です。

ラスターイメージは、ベクターイメージよりも多くのディスク領域を占有します。しかし、ここで、これは「テキストを描いた」場合に当てはまり、赤いフェラーリを背景にあなたの最愛の女の子を写真に撮った場合、ここではベクトルは無力であり、ラスターのみであることを覚えておくことが非常に重要です。

ベクターグラフィックス。

写真プリントcnx.com

ラスターイメージとは異なり、ベクターイメージは個々のドット、つまりピクセルで構成されません。ベクター画像のロジックはまったく異なります。ベクターグラフィックオブジェクトには、いわゆる参照点があり、それらの間には曲線があります。これらの曲線の曲率は数式で表されます。これは、設計者が高等数学の第一人者であり、あらゆる種類の双曲線や放物線の公式を覚えていなければならないという意味ではなく、正弦波さえも記述する必要はありません。これらはすべてグラフィックエディタによって行われます。設計者は、ドットを配置し、マウスで曲線を「ドラッグ」して、目的の形状を実現します。

最も人気のあるベクターグラフィックエディタは CorelDrow と Adobe Illustrator です。

ベクターグラフィックスは、小冊子、チラシ、名刺などの印刷でよく使用されます。テキスト、ロゴ、装飾パターンを含む製品 - 桃色の 18 階調すべてを正確に再現する必要がなく、曲線を使用して記述することができるもの。ベクトル画像は「曲線内」と呼ばれることがよくあります。

ベクター画像の最大の利点は、グラフィックオブジェクトが大幅に増加しても画像の品質が変わらないことです。画像は、ベクトルから名刺に印刷しても、同じ名刺を看板サイズで印刷しても、同様に優れたものになります。

その結果、次のようになります。

ビットマップ:
長所: 色、色合い、影の変化の溢れを非常に明確かつ微妙に伝えます。
マイナス: ズームインすると品質が低下します。画像が色付きの四角形 (ピクセル) に崩れます。高解像度では多くのスペースを占有します。
適用範囲: 写真の処理、サイトのレイアウトの作成、広い色域のグラフィックオブジェクトの作成

ベクトル画像:
長所: 拡大縮小が簡単 - 非常に高い倍率でも画像の品質が損なわれません。
マイナス: ビットマップのような滑らかな色の遷移をレンダリングできません。
適用範囲：印刷、チラシ、小冊子、販促物、名刺、ロゴなどのデザイン。

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ラスターグラフィックス

ラスターグラフィックス、一般情報。画像のビットマップ表現。ラスタータイプ。ビットマップが使用するメモリの量に影響を与える要因。ラスターグラフィックの長所と短所。ラスターの幾何学的特性 (解像度、ラスターサイズ、ピクセル形状)。ビットマップ内の色の数。ラスターグラフィックスを操作するためのツール。

ラスターグラフィックス、一般情報

コンピュータのビットマップは長方形のマトリックスとして表され、その各セルは色付きのドットで表されます。

基礎 ラスターグラフィックプレゼンテーションは ピクセル(ドット) はその色を示します。たとえば、白地に赤い楕円を記述する場合は、色を指定する必要があります。 それぞれ楕円と背景の点。画像は多数のドットとして表現されます。ドットの数が多いほど、画像の見た目は良くなり、ファイルサイズは大きくなります。それらの。画像であっても、単位長さあたりのドットの数に応じて、品質が良くなったり悪くなったりすることがあります。解決(通常は、1 インチあたりのドット数 - dpi または 1 インチあたりのピクセル数 - ppi)。

ラスターイメージは市松模様の紙に似ており、その上にセルが黒または白で塗りつぶされ、集合体として画像が形成されます。 ピクセル– ラスター画像の主要な要素。ビットマップ画像はそのような要素から構成されます。ビットマップグラフィックスは、色の付いたドット ( ピクセル)グリッド上にあります。

ビットマップグラフィックを編集するときは、 ピクセル、だがしかし行。画像を説明する情報が特定のサイズのグリッドに添付されるため、ラスターグラフィックスは解像度に依存します。ラスターグラフィックを編集すると、プレゼンテーションの品質が変わる場合があります。特に、ラスターグラフィックスのサイズを変更すると、ピクセルがグリッド上で再配分されるため、画像のエッジが「ぼやける」可能性があります。画像自体の解像度よりも低い解像度のデバイスにラスターグラフィックスを出力すると、品質が低下します。

さらに、品質は、画像の各点が取り得る色と色合いの数によっても特徴付けられます。画像を特徴づける色合いが多いほど、画像を記述するために必要なビット数も多くなります。赤は色番号 001 の場合もあれば、00000001 の場合もあります。したがって、画像が優れているほど、ファイルサイズは大きくなります。

ラスター表現は通常、詳細や色合いが多い写真タイプの画像に使用されます。残念ながら、このような画像を任意の方向に拡大縮小すると、通常は品質が低下します。ポイント数が減少すると、細部が失われ、碑文が変形します (ただし、画像自体の視覚的寸法が縮小される、つまり解像度が維持される場合、これはそれほど目立たない可能性があります)。ピクセルを追加すると、画像の鮮明さと明るさが低下するためです。新しいポイントには、2 つ以上の境界色の平均的な色合いを与える必要があります。

ラスターグラフィックスの助けを借りて、実際の画像に固有の色合いや微妙な効果の全範囲を反映して伝えることができます。ビットマップイメージは写真に近く、照明、透明度、被写界深度といった写真の主な特性をより正確に再現できます。

ほとんどの場合、ラスターイメージは、デジタルカメラを使用して写真やその他のイメージをスキャンするか、ビデオのフレームを「キャプチャ」することによって取得されます。ラスターイメージは、ベクターイメージを変換することによって、ラスタープログラムまたはベクターグラフィックスプログラムで直接取得することもできます。

一般的なフォーマット .tif、.gif、.jpg、.png、.bmp、.pcxや。。など。

画像のビットマップ表現

ピクセル– ラスター画像の主要な要素。これらの要素からビットマップイメージが構成されます。

デジタル画像ピクセルの集合体です。ラスターイメージの各ピクセルは、x および y 座標と輝度 V(x,y) (白黒イメージの場合) によって特徴付けられます。ピクセルは離散的であるため、その座標は離散値、通常は整数または有理数になります。カラー画像の場合、各ピクセルは x 座標と y 座標、および 3 つの輝度、つまり赤色の輝度、青色の輝度、緑色の輝度 (V R 、V B 、V G) によって特徴付けられます。これら 3 つの色を組み合わせることで、さまざまな色合いを得ることができます。

画像の特性の少なくとも 1 つが数値ではない場合、画像は次の形式に属することに注意してください。 アナログ 。アナログ画像の例としては、ホログラムや写真があります。このような画像を処理するには、特別な方法、特に光学変換が必要です。場合によっては、アナログ画像がデジタル形式に変換されることもあります。このタスクは画像処理によって実行されます。

ビットマップ内のピクセルの色は、ビットの組み合わせを使用して保存されます。これに使用されるビットが多いほど、より多くの色の階調を取得できます。明るさの階調は通常1バイト(256階調)が割り当てられ、0が黒、255が白(最大輝度)となります。カラー画像の場合、3色すべての明るさの階調ごとに1バイトが割り当てられます。明るさの階調を異なるビット数 (4 または 12) でエンコードすることは可能ですが、人間の目は色ごとに 8 ビットの階調しか識別できません。ただし、特別な機器ではより正確な色再現が必要な場合があります。 24 ビットで記述される色は 1,600 万以上の利用可能な色を提供し、多くの場合自然色と呼ばれます。

カラーパレットでは、各ピクセルはコードによって記述されます。このコードは、256 個のセルで構成されるカラーテーブルに関連付けられています。各セルの容量は 24 ビットです。各セルの出力には、赤、緑、青の 8 ビットがあります。

赤、緑、青の強度によって形成される色空間は、カラーキューブとして表されます (図 1 を参照)。

米。 1. カラーキューブ

立方体の頂点 A、B、C はそれぞれ緑、青、赤の最大強度であり、それらが形成する三角形はと呼ばれます。 パスカルの三角形. この三角形の周囲は、最も飽和した色に対応します。最大彩度の色には常に 2 つのコンポーネントのみが含まれます。セグメント OD には灰色の陰影があり、現在の O は黒に対応し、点 D は白に対応します。

ラスタータイプ

ラスタードット（ラスター要素）が配置される順序です。図上。 2. 要素が正方形であるラスターが表示されます。このようなラスターは次のように呼ばれます。 長方形、最も一般的に使用されるのはこれらのラスターです。

ラスター要素として、三角形、六角形など、異なる形状の図形を使用することもできます。次の要件を満たしていること。

すべての数字は同じでなければなりません。

衝突や穴がないように平面を完全にカバーする必要があります。

したがって、ラスター要素として正三角形を使用することができます（図2）。３、正六角形（六面体）の図。 4. 不規則なポリゴンを使用してラスターを構築することもできますが、そのようなラスターには実用的な意味がありません。

米。 3. 三角形ラスター

長方形と六角形のラスターにラインを構築する方法を考えてみましょう。

米。 4.「六角形ラスター」

長方形ラスターでは、次の 2 つの方法で線が描画されます。

結果は 8 つの接続された線になります。ラインの隣接するピクセルは、8 つの可能な位置 (図 5a を参照) の 1 つに配置できます。欠点は、45°の角度では線が細すぎることです。

結果は 4 つの接続された線になります。ラインの隣接するピクセルは、4 つの可能な位置 (図 5b を参照) のいずれかになります。欠点は、45°の角度で線が太すぎることです。

米。 5. 長方形ラスター内のラインの構築

六角形のラスターでは、ラインは 6 つに接続されており (図 6 を参照)、そのようなラインは幅がより安定しています。線幅の分散は正方形ラスターよりも小さくなります。

米。 6. 六角形ラスター内のラインの構築

ラスターを推定する方法の 1 つは、使用されるラスターを考慮に入れて、通信チャネルを介してエンコードされたイメージを送信し、その後、達成された品質を復元および視覚的に分析することです。六角形のラスターの方が優れていることが実験的および数学的に証明されています。オリジナルからの偏差が最小限に抑えられます。しかし、その違いはそれほど大きくありません。

六角形のラスターをモデリングします。 正方形のラスターに基づいて六角形のラスターを構築することが可能です。これを行うには、六角形が長方形として表されます。

ビットマップが使用するメモリ量に影響を与える要因

ラスターグラフィックファイルは、大量のコンピューターメモリを占有します。一部の写真は、ピクセル数が多く、それぞれがメモリの一部を占有するため、大量のメモリを消費します。ビットマップが使用するメモリ量に最も大きな影響を与えるのは、次の 3 つです。

画像サイズ;

色のビット深度。

画像を保存するために使用されるファイル形式。

ビットマップイメージのファイルサイズの間には直接的な関係があります。画像内のピクセルが多いほど、ファイルサイズは大きくなります。画像の解像度はファイルのサイズには影響しません。解像度は、画像をスキャンまたは編集する場合にのみファイルサイズに影響します。

ビット深度とファイルサイズの関係は直接的です。ピクセル内で使用されるビットが多いほど、ファイルは大きくなります。ラスターグラフィックスファイルのサイズは、画像を保存するために選択した形式に大きく依存します。画像サイズやビット深度などの画像圧縮スキームは重要です。たとえば、BMP ファイルは、JPEG ファイルよりも大きい PCX および GIF ファイルよりも大きくなる傾向があります。

多くの画像ファイルには独自の圧縮スキームがあり、追加の画像プレビューデータが含まれる場合もあります。

ラスターグラフィックスのメリットとデメリット

利点:

ラスターグラフィックスは現実の画像を効果的に表現します。現実の世界は何十億もの小さな物体で構成されており、人間の目は物体を形成する個別の要素の巨大なセットを認識するように適応されているだけです。最高レベルの品質では、画像は図面と比べて写真のように非常にリアルに見えます。これは、通常は写真をスキャンして取得される非常に詳細な画像にのみ当てはまります。自然な外観に加えて、ラスター画像には他の利点もあります。レーザープリンタなどの出力デバイスは、ドットのセットを使用して画像を作成します。コンピュータが出力デバイスを制御してドットを使用して個々のピクセルを表現するのは簡単であるため、ラスターイメージはこのようなプリンタで非常に簡単に印刷できます。

欠点:

ラスター画像は大量のメモリを消費します。また、ラスターイメージの編集の問題もあります。大きなラスターイメージは大量のメモリを占有するため、そのようなイメージの編集機能を確実に動作させるには、大量のメモリアレイやその他のコンピューターリソースも消費されます。

ラスターグラフィック圧縮について

ビットマップの特性は、1024x768x24 の形式で記述されることがあります。これは、画像の幅が 1024 ピクセル、高さが 768、色深度が 24 であることを意味します。1024x768 は、15 ～ 17 インチのモニターで動作する解像度です。これらのパラメータを使用した非圧縮画像のサイズは、1024*768*24 = 18874368 バイトになることが容易に推測できます。これは 18 メガバイトを超えます。1 枚の写真には多すぎます。特にこれらの写真を数千枚保存する必要がある場合は、コンピュータの標準ではそれほど多くありません。これが、コンピューターグラフィックスがほとんど常に圧縮形式で使用される理由です。

RLE (Run Length Encoding) は、ビットマップ画像のピクセルの中から同一のピクセルの連続を検索する圧縮方式です (「赤、赤、...、赤」は「N reds」と書きます)。

LZW (Lempel-Ziv-Welch) はより複雑な方法で、繰り返されるフレーズ、つまり異なる色の同じピクセルのシーケンスを検索します。各フレーズには特定のコードが割り当てられており、ファイルが復号化されると、コードは元のフレーズに置き換えられます。

JPEG ファイルを圧縮する場合 (品質は低下します)、画像は 8x8 ピクセルのセクションに分割され、各セクションの値が平均されます。平均値はブロックの左上隅に位置し、残りの場所は輝度の低いピクセルによって占められます。次に、ほとんどのピクセルがゼロに設定されます。デコードすると、ゼロピクセルは同じ色になります。次に、ハフマンアルゴリズムが画像に適用されます。

ハフマンアルゴリズムは確率理論に基づいています。まず、画像要素 (ピクセル) が出現頻度によって並べ替えられます。次に、それらからハフマンコードツリーが構築されます。各要素にはコードワードが割り当てられます。画像サイズが無限大になる傾向がある場合、最大の圧縮が達成されます。このアルゴリズムはアーカイバでも使用されます。

圧縮はベクターグラフィックにも使用されますが、ベクターファイル形式は内容が大きく異なるため、そのような単純なパターンはもうありません。

ラスターの幾何学的特徴

ドットで構成されるラスター画像の場合、 権限、単位長さあたりの点の数を表します。その際、以下を区別する必要があります。

オリジナルの解像度。

画面イメージの解像度。

印刷画像の解像度。

元の解像度。原稿の解像度は次のように測定されます。 1 インチあたりのドット数 (点 あたり インチ – dpi) 画質とファイルサイズの要件、オリジナルのイラストをデジタル化して作成する方法、選択したファイル形式、その他のパラメーターによって異なります。一般に、品質要件が高くなるほど、オリジナルの解像度も高くする必要があるというルールが適用されます。

画面の解像度。画像の画面上のコピーの場合、ラスターの基本ドットは通常、 ピクセル。ピクセルサイズは選択した項目によって異なります。 画面の解像度（基準値の範囲内より）、 元の解像度と表示スケール。

対角20〜21インチ（プロフェッショナルグレード）の画像処理用モニターは、原則として、640x480、800x600、1024x768、1280x1024、1600x1200、1600x1280、1920x1200、1920x1600ピクセルの標準画面解像度を提供します。高品質モニターの隣接する蛍光体ドット間の距離は 0.22 ～ 0.25 mm です。

スクリーンコピーの場合は 72 dpi、カラープリンタまたはレーザープリンタでの印刷の場合は 150 ～ 200 dpi、写真デバイスでの出力の場合は 200 ～ 300 dpi の解像度で十分です。印刷する場合、オリジナルの解像度はオリジナルの 1.5 倍である必要があるという経験則が確立されています。 スクリーンの線形出力デバイス。ハードコピーがオリジナルと比較して拡大される場合、これらの値に倍率を乗算する必要があります。

印刷画像の解像度と線分の概念。ハードコピー (紙、フィルムなど) とスクリーン上のラスターイメージドットのサイズは、適用される方法とパラメーターによって異なります。 ふるい分けオリジナル。スクリーニングの際、線のグリッドがオリジナルに重ねられ、そのセルが形成されます。 ラスター要素。ラスターグリッド周波数は次の数値で測定されます。 1 インチあたりの線数 (1 インチあたりの線数 - Ipi)そして電話した 線画。

ラスタードットのサイズは要素ごとに計算され、指定されたセルのトーンの強度に依存します。強度が大きいほど、ラスター要素の密度が高くなります。つまり、セル内に完全に黒色がある場合、ラスタードットのサイズはラスター要素のサイズと一致します。この場合、占有率 100% について話します。純白の場合、塗りつぶし値は 0% になります。実際には、プリント上の要素の占有率は通常 3 ～ 98% です。この場合、ラスターのすべてのドットは同じ光学濃度を持ち、理想的には絶対的な黒に近づきます。より暗い色調の錯覚は、ドットのサイズを大きくすることによって作成され、その結果、ラスター要素の中心間の距離は同じでも、ドット間の空白が減少します。この方法はスクリーニングと呼ばれます。 振幅変調 (AM)。

したがって、解像度は隣接するピクセル間の距離を特徴付けます (図 1)。解像度は単位長さあたりのピクセル数で測定されます。最も一般的な測定単位は次のとおりです。 dpi(ドット/インチ) - 長さ 1 インチ (2.54 cm) 内のピクセル数。ピクセルサイズでステップを識別しないでください。ピクセルサイズはステップと同じでも、ステップより小さいか大きい場合もあります。

米。 1.ラスター。

サイズ通常、ラスターは水平方向と垂直方向のピクセル数で測定されます。コンピューターグラフィックスの場合、多くの場合、両軸のピッチが同じラスター、つまり dpiX = dpiY が最も便利であると言えます。これは、グラフィックオブジェクトを表示するための多くのアルゴリズムにとって便利です。それ以外の場合は問題があります。たとえば、EGA ディスプレイ画面上に円を描く場合 (コンピュータービデオシステムの古いモデルで、そのラスターは長方形で、ピクセルの高さが引き伸ばされているため、円を表すには楕円を生成する必要があります)。

ピクセルの形状ラスターはグラフィック出力デバイスの機能によって決まります (図 1.2)。たとえば、ピクセルは、ラスターピッチと同じサイズの長方形または正方形の形状である場合があります (液晶ディスプレイ)。ピクセルを丸めます。サイズがラスターピッチ (プリンター) と等しくない場合があります。

米。 2. 同じ画像を異なるラスターで表示する例

トーンの強さ(いわゆる 軽さ） 256 レベルに細分化するのが通例です。階調数が多くなると人間の視覚では認識できなくなり、冗長になります。数値が小さいと、画像の認識が悪化します (高品質のハーフトーンイラストの許容最小値は 150 レベルです)。 256 のトーンレベルを再現するには、256 = 16 x 16 ピクセルのラスターセルサイズがあれば十分であることを計算するのは簡単です。

プリンタまたは印刷機器で画像のコピーを出力する場合、ラスター線形は、必要な品質、機器の機能、および印刷物のパラメータの間の妥協点に基づいて選択されます。レーザープリンタの推奨線形は 65 ～ 100 dpi、新聞の制作には 65 ～ 85 dpi、書籍や雑誌の制作には 85 ～ 133 dpi、アートや広告作品には 133 ～ 300 dpi です。

ダイナミックレンジ。通常、階調イメージの再現性が評価されます。 ダイナミックレンジ(D)。これ 光学密度、数値的にはの逆数の 10 進対数に等しい 透過率 (スライドなど、光を通して見るオリジナルの場合) または 反射係数(印刷されたコピーなどの他のオリジナルの場合)。

光を透過する光学メディアの場合、ダイナミックレンジの範囲は 0 ～ 4 です。光を反射する表面の場合、ダイナミックレンジの値は 0 ～ 2 です。ダイナミックレンジが高いほど、画像内に存在するハーフトーンが多くなり、認識の質が向上します。

コンピューターイメージングのデジタルの世界では、ピクセルという用語はいくつかの異なるものを指します。それは、コンピュータ画面上の 1 つのドット、レーザープリンタで印刷された 1 つのドット、またはラスターイメージの 1 つの要素である可能性があります。これらの概念は同じではないため、混乱を避けるために、次のように呼ぶ必要があります。コンピュータ画面の画像を指す場合はビデオピクセル。レーザープリンタによって生成される単一のドットを指す場合のドット。画像の正方形性係数というものがありますが、これはパターンマトリクスの水平方向と垂直方向のピクセル数の画像に特化して導入されたものです。

1 枚の紙のたとえに戻ると、ビットマップイメージには水平および垂直の行に特定の数のピクセルがあることがわかります。画面のアスペクト比には、320x200、320x240、600x400、640x480、800x600 などがあります。この要素は、画像サイズと呼ばれることがよくあります。これら 2 つの数値の積により、画像内の合計ピクセル数が求められます。

ピクセルの角型係数というものもあります。画像のアスペクト比とは異なり、ビデオピクセルの実際の寸法を指し、実際の幅と実際の高さの比率です。この係数はディスプレイのサイズと現在の解像度に依存するため、コンピューターシステムが異なると異なる値になります。ラスターイメージ内のピクセルの色は、ビットの組み合わせを使用してコンピューターに保存されます。これに使用されるビットが多いほど、より多くの色の階調を取得できます。コンピューターがピクセルに使用するビット数は、ピクセルのビット深度と呼ばれます。最も単純なラスターイメージは、白と黒の 2 色のみを持つピクセルで構成されているため、この種のピクセルで構成されるイメージはシングルビットイメージと呼ばれます。使用可能な色またはグレーの階調の数は、ピクセル内のビット数の 2 乗です。

24 ビットで記述される色は 1,600 万以上の利用可能な色を提供し、多くの場合自然色と呼ばれます。ラスター画像には、コンピューターによって整理および修正する必要がある多くの特性があります。

画像の寸法とそのピクセル配置は、画像を作成するためにビットマップファイルが維持する必要がある 2 つの主な特性です。ピクセルの色やその他の特性に関する情報が破損した場合でも、すべてのピクセルがどのように配置されているかを知っていれば、コンピューターは画像のバージョンを再作成できます。ピクセル自体にはサイズがなく、色情報を保存するコンピューターメモリの領域にすぎないため、画像の正方形比は実際の寸法に対応しません。特定の解像度の画像の正方形比のみがわかれば、画像の実際のサイズを決定できます。画像の寸法は個別に保存されるため、通常のデータブロックと同様に、ピクセルが 1 つずつ保存されます。コンピューターは個々の位置を保存する必要はなく、画像の指定されたアスペクト比に合わせてグリッドを作成し、それをピクセルごとに塗りつぶします。

ビットマップ内の色の数

色の数(色の深さ) もラスターの最も重要な特性の 1 つです。色の数は、ラスター画像に限らず、あらゆる画像にとって重要な特性です。

画像を次のように分類します。

バイカラー(バイナリ) - ピクセルあたり 1 ビット。 2 色の画像の中で、白黒画像が最も一般的です。

ハーフトーン– グレーまたは他の色のグラデーション。例えば、２５６階調（１ピクセルあたり１バイト）。

カラー画像。ピクセルあたり 2 ビット以上。 16 ビット/ピクセル (65,536 色) の色深度は、高いコログ、 24 ビット/ピクセル (1670 万色) – 真実コログ。コンピュータグラフィックスシステムでは、ピクセルあたり 32、48 ビット、またはそれ以上の大きな色深度も使用されます。

ラスターグラフィックスファイル形式

gif– LZW 可逆圧縮アルゴリズムを使用する形式。最大色深度は 8 ビット (256 色) です。アニメーションを録画する機能もあります。ピクセル透明度 (2 レベル - 完全透明または完全不透明) をサポートします。この形式は、Web ページを作成するときに広く使用されています。 GIF 形式を使用すると、画像を「ラインを通じて」記録できるため、ファイルの一部だけがあれば画像全体を見ることができますが、解像度は低くなります。色数が少なく、境界線がはっきりしている画像 (テキスト画像など) に使用すると効果的です。

JPEG (JPG)- ファイルサイズを数百分の 1 に削減できる非可逆圧縮アルゴリズムを使用する形式。色深度 - 24 ビット。ピクセルの透明度はサポートされていません。強い圧縮下では、鋭い境界の領域に欠陥が現れます。 JPEG 形式はフルカラー写真の圧縮に適しています。再圧縮するとさらに画質が劣化することを考慮し、最終的な作業結果のみを JPEG で保存することをお勧めします。 JPEG は、Web ページの作成や、大規模な写真コレクションの保存に広く使用されています。

GIFとJPEGの比較

GIF - この形式は、手描きの画像を扱う場合に便利です。

JPEG - この形式は、色数が多い写真や画像を保存するのに最適です。

GIF は、背景が透明なアニメーションや画像を作成するために使用されます。

BMP- グラフィックエディターペイントのフォーマットです。圧縮は適用されません。デスクトップアイコンなどの非常に小さな画像の保存に適しています。この形式の大きなファイルは、多くのスペースを占有します。

PNG- GIF 形式を置き換えるように設計されています。 Deflate 可逆圧縮アルゴリズム (高度な LZW) を使用します。最大色深度は 48 ビットです。グラデーション透明マスクチャネル (256 透明レベル) をサポートします。 PNG は比較的新しい形式であるため、まだあまり一般的ではありません。主にWebデザインで使用されます。残念ながら、一部の最新のブラウザ (Internet Explorer 6 など) でも透過 PNG がサポートされていないため、Web ページで透過 PNG 画像を使用することはお勧めできません。

TIFFスキャンされた画像用に特別に設計された形式です。 LZW可逆圧縮アルゴリズムを使用できます。レイヤー、カラープロファイル (ICC プロファイル)、およびマスクチャネルに関する情報を保存できます。全カラーモデルに対応。ハードウェアに依存しません。出版システムで使用されるだけでなく、異なるプラットフォーム間でグラフィック情報を転送するためにも使用されます。

PSD- グラフィックエディターAdobe Photoshopのフォーマット。 RLE 可逆圧縮アルゴリズムを使用します。このプログラムで作成したすべての情報を保存できます。さらに、Photoshop の人気により、この形式はほとんどすべての最新のコンピュータグラフィックスエディタでサポートされています。 Photoshop やその他のラスターエディターで作業するときに、中間結果を保存するためにこれを使用すると便利です。

リフ- グラフィックエディタ Corel Painter の形式。このプログラムで作成したすべての情報を保存できます。これは、Painter で作業するときに中間結果を保存するために使用する必要があります。

フォーマット	最大。ビット/ピクセル	最大。色の数	最大。画像サイズ、ピクセル	圧縮方法	複数の画像エンコーディング




		281 474 976 710 656	2147483647 × 2147483647	デフレ（LZ77型）
			合計 4,294,967,295	LZW、RLEなど

ラスターグラフィックスを操作するためのツール

Adobe の Photoshop パッケージは、ラスターグラフィックスを処理する膨大なクラスのプログラムの中で特別な位置を占めています。今日、これはコンピュータグラフィックスの標準であり、他のすべてのプログラムは常にそれと比較されます。

Adobe Photoshop プログラムの主なコントロールは、メニューバーとツールバーに集中しています。特別なグループは、ダイアログボックス - ツールパレットで構成されます。

パレットブラシ編集ツールの設定を制御します。パレット内の画像をダブルクリックすると、ブラシ編集モードに入ります。 CTRLキーを押しながらクリックするとブラシが破壊されます。パレットの空の領域をダブルクリックすると、新しいブラシを作成するためのダイアログボックスが開き、パレットに自動的に追加されます。

パレットオプション現在のツールのプロパティを編集するために使用します。メニューバーからだけでなく、ツールバーのツールアイコンをダブルクリックしても開くことができます。パレットコントロールの構成は、選択したツールによって異なります。

パレット情報展示施設の情報サポートを提供します。これは、マウスポインタの現在の座標、現在の選択範囲のサイズ、画像要素のカラーパラメータ、およびその他のデータを表示します。

パレットナビゲータを使用すると、画像のさまざまな部分を表示したり、表示スケールを変更したりできます。画像のサムネイルがパレットウィンドウの表示領域を選択して配置されます。

パレット合成現在の前景色と背景色の色の値を表示します。対応するカラーシステムのカラーバーのスライダーを使用して、これらのパラメータを編集できます。

パレットカタログ利用可能な色のセットが含まれています。このようなセットは、色の追加や削除によってロードおよび編集できます。前景と背景の色調をセットから選択します。プログラムの標準パッケージには、主に Pantone からのいくつかのカラーセットが提供されています。

パレットレイヤー画像のすべてのレイヤーの表示を最上位から順に制御するために使用されます。レイヤーのパラメータを定義したり、その順序を変更したり、さまざまな方法を使用してレイヤーを操作したりすることが可能です。

パレットチャンネルチャンネルの選択、作成、複製、削除、パラメーターの決定、順序の変更、チャンネルの独立したオブジェクトへの変換、および複数のチャンネルから結合された画像の形成に使用されます。

パレットのアウトライン作成されたすべての輪郭のリストが含まれます。パスを選択範囲に変換する場合、クリッピングパスを形成するために使用されます。

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Photoshop プログラムの学習に取り組む前に、まずデジタルグラフィックスの世界における最初の基本概念をよく理解しておく必要があります。これらには、次の種類のグラフィックスが含まれます。 ラスター画像とベクター画像。

これら 2 つの概念は常に登場するので、それらが何であるか、そしてそれらの違いは何であるかを理解しましょう。

ビットマップ

ラスターイメージは、主要で最も一般的な種類のグラフィックスです。インターネットで出会う画像の大部分は、まさに ラスター。カメラ、スマートフォン、その他のガジェットやデバイスは、すでにラスターに属している写真を撮影します。これは技術的にはグラフィックを描画する最も簡単で手頃な方法です。

あらゆる生物が最も小さな粒子である細胞で構成されているように、 ビットマップはピクセルで構成されています.

Photoshop は、ビットマップ画像を処理するために特別に設計されました。プログラムのすべての機能、ツール、メカニズムは、画像ピクセルを編集するために設計されています。

なぜこのタイプのグラフィックがこれほど人気があるのでしょうか?

実際、ビットマップイメージはその構造により、滑らかな色の遷移やグラデーションを表示できます。写真内のオブジェクトのエッジが滑らかになる場合があります。実物に近い色が鮮明に伝わり、まさに私たちの現実世界を写真として伝えるために必要なものです。

通常、ラスターイメージは圧縮形式で保存されます。圧縮の種類に応じて、圧縮前とまったく同じようにイメージを復元できる場合とできない場合があります (可逆圧縮または非可逆圧縮)。また、ファイルの作成者、カメラとその設定、印刷時の 1 インチあたりのドット数などの追加情報をグラフィックファイルに保存することもできます。

このような利点にもかかわらず、ラスターには次のような特徴があります。 重大な欠点:

1. 各ピクセルには多くの情報が含まれているため、1 つの画像内の数百万ピクセルについて話すと、メモリ内にどれだけの情報がエンコードされるかが明らかになります。これにより、ファイルサイズが増加します。したがって、写真のピクセル数が多いほど、重さも重くなります。

2. 画像の拡大縮小が難しい。ズームインすると粒状感が現れ、ディテールが失われます。写真を縮小すると、複雑な変換プロセスの結果、ピクセルが失われます。この場合、画像の細部は拡大時ほど損なわれませんが、このプロセスはすでに元に戻すことはできません。つまり、画像を再度拡大する必要がある場合、品質が大幅に失われます。

ベクトル画像

ベクター画像は、点、線、円、多角形などの基本的な幾何学的オブジェクトで構成されます。それらのアウトラインは、デバイスに個々のオブジェクトの描画方法を指示する数式に基づいています。これらのオブジェクトが形状を構成し、色で塗りつぶされます。

ベクトル画像最終的な画像を構成する最も単純な幾何学的形状を形成する頂点座標のセットです。

このようなグラフィックは、Adobe Illustrator や Corel Draw などの特殊なプログラムを使用して、人によって直接作成されます。これらのプログラムを使用するには特別なスキルと描画能力が必要です。もちろん、これは多くの人が利用できるわけではないため、このタイプのグラフィックスはそれほど普及していません。

ベクター画像は主に広告およびデザイン業界向けに作成されています。

ベクターグラフィックスの利点:

1. 画像の重量を増加させずに、品質を損なうことなく画像を任意のサイズに拡大縮小する機能。サイズを変更すると、線の座標と太さが再計算され、オブジェクトが新しいサイズで構築されます。

2. ベクターイメージには大量の情報が保存されないため、そのようなファイルの重さはラスターの数分の 1 になります。

3. 品質を損なうことなく、またいかなる困難も伴うことなく、画像をベクターからラスターに変換する機能。 Photoshop では 2 回のクリックでこれを実行できます。

欠点:

ベクターグラフィックスは、リアルな絵画や写真の作成には適していません。色の間の滑らかな遷移やグラデーションのレンダリングには大幅な制限があります。その結果、すべての色と線のコントラストが強くなります。

Photoshop はラスターグラフィックスで動作しますが、そのツールセットにはベクター要素も含まれています。まずはこれ。 Photoshop で画像にテキストを追加すると、別のテキストレイヤーが作成されます。このレイヤーが単独で存在する限り、それはベクター要素です。任意のサイズに拡大でき、テキストは常に鮮明です。

Photoshop は最も単純なベクター画像も表します。

これらすべてに加えて、Photoshop ではベクターグラフィックを作成できませんが、 彼はそれを開けることができる。したがって、品質を損なうことなく、事前に準備されたデザインオブジェクトを追加してスケールすることができます。

それでは、簡単にまとめてみましょう。

- ラスター画像はフォトリアリスティックですが、ベクター画像は常に描画されたものを示します。

- 画像の拡大縮小は、Photoshop を使用するときに使用できるようにする必要がある非常に重要な機能です。これを行うには、グラフィックスの品質がいつどのように失われるかを知り、これを防ぐように努める必要があります。そうすれば、あなたの将来の作品は、細部を賞賛し、それらがどれほどクールに描かれているかを賞賛するのが楽しいものになるでしょう。

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サンプリング

アナログ表現の例 グラフィック情報 色が連続的に変化する絵画キャンバスとして機能することも、インクジェットプリンターで印刷され、異なる色の個別のドットで構成される画像である離散的なこともできます。

アナログストレージの例 音情報 はビニールレコード (サウンドトラックの形状が連続的に変化します)、ディスクリートはオーディオ CD (サウンドトラックに異なる反射率の領域が含まれます) です。

コンピュータにおける画像の表現

画像：

ラスター

ベクター

ビットマップ:

ビットマップは、さまざまな色のドット (ピクセル) の集合です。

ピクセル - 色を個別に設定できる画像の最小領域。

画像をエンコードするプロセスでは、その空間サンプリングが実行されます。

画像の空間的離散化は、モザイク (多数の小さな色とりどりのガラス) から画像を構築することに例えることができます。

画像は個別の小さなフラグメント (ドット) に分割され、各フラグメントにはその色の値が割り当てられます。 カラーコード (赤、緑、青など)。

画質は、ドットの数 (ドットサイズが小さいほど、したがってドット数が大きいほど品質が高くなります) と使用される色の数 (色が多いほど、画像のエンコードが良くなります) によって決まります。

ラスターエンコーディングの利点:

2. 普及率

ビットマップエンコーディングの短所:

1. ユニバーサル方式 (あらゆる画像をエンコード可能)

2. 普及率

3. 明確な境界がないぼやけた画像（写真）をエンコードして処理する唯一の方法

4. ビットマップはほとんどの I/O デバイスにとって自然です

最も一般的なラスター形式:

ビットマップ形式:

ビットマップ画像(BMP)- Windows オペレーティングシステムで使用されるラスターグラフィックファイルの汎用形式。この形式は、ペイントエディタを含む多くのグラフィックエディタでサポートされています。データを保存したり、他のアプリケーションと共有したりする場合に推奨されます。

グラフィックス交換フォーマット (GIF)- ビットマップグラフィックファイル形式。さまざまなオペレーティングシステムのアプリケーションでサポートされています。ファイルサイズを数分の 1 に削減できる可逆圧縮アルゴリズムが含まれています。プログラムで作成された画像 (図、グラフなど) や色数が限られている (最大 256 色) の図面 (アップリケなど) を保存する場合に推奨します。インターネット上の Web ページにグラフィックを配置するために使用されます。

タグ付き画像ファイル形式 (TIFF)- ビットマップグラフィックファイル形式。すべての主要なグラフィックエディタおよびコンピュータプラットフォームでサポートされています。可逆圧縮アルゴリズムが含まれています。異なるプログラム間でドキュメントを交換するために使用されます。パブリッシングシステムを使用する場合の使用をお勧めします。この形式は、幅広い色深度の変更、さまざまな色空間、さまざまな圧縮設定 (非可逆圧縮と非圧縮圧縮の両方) をサポートしています。

生- デジタルカメラまたは同様のデバイスのマトリックスから変換を適用せずに直接取得した情報を保存し、カメラの設定も保存します。

ベクトル画像:

ベクトル画像グラフィックプリミティブ (点、線分、楕円など) のコレクションです。各プリミティブは数式で記述されます。エンコーディングはアプリケーション環境によって異なります。

尊厳ベクターグラフィックスとは、ベクターグラフィックスを保存するファイルが比較的小さいことです。

ベクターグラフィックスも重要です 品質を損なうことなく拡大または縮小できます。

ベクター画像の長所:

1. 図面、ダイアグラム、地図を保存する最良の方法

2. エンコード時に情報が失われない

3. サイズ変更時に歪みがありません

4. ファイルサイズは図面の複雑さによって異なります。

5. 画像を拡大縮小するときに歪みがありません

ベクター画像の短所:

1. すべてのオブジェクトをベクトル形式で表現できるわけではありません

2. ラスター画像からベクター画像への変換が難しい

3. 写真やぼやけた画像には効果がありません

ベクター画像形式

CDR CorelDraw で使用される形式です。

cmxは、異なるプログラム間で図面を転送するために設計された Corel グラフィックソフトウェア形式です。

あい Adobe Illustratorで作成されたファイル形式です。

wmf(Windows メタファイル) は、Microsoft Windows システムのグラフィックファイル形式であり、ほとんどの Windows アプリケーションでサポートされているユニバーサルベクトル形式です。

epsは、CorelDraw、Adobe Illustrator、Macromedia FreeHand など、ほとんどのベクターエディターでサポートされている比較的汎用的なベクターファイル形式です。

フラ– Adobe Flash (旧 Macromedia Flash) で作成されたオリジナルの Flash ファイル。

スイフト– ブラウザのプラグインとしてインストールされた Flash Player で表示できる Flash 形式。

SVG- 英語の略語。スケーラブルなベクターグラフィックス。それはオープンスタンダードです。他のほとんどの形式とは異なり、SVG は独自のものではありません。

ビットマップイメージは、モニター、紙、その他の表示デバイスやマテリアル上の一連のカラードット (通常は長方形) です。

ラスターイメージの各点は非常に小さいため、目には個別のオブジェクトとして認識されませんが、点のセットは 1 つのイメージとして認識されます。この画像技術はモザイクに非常に似ています。

ラスターイメージの例は、新聞や雑誌で見ることができます。新聞や雑誌の写真は、一見しただけでは認識できない、さまざまな色やサイズのドットの配列で構成されています。テレビ画像やモニター画面上の表示もラスターですが、紙への印刷とは異なり、コンピューター画像のラスタードットは正方形です (図 8.3)。

ビットマップ内の点は「ピクセル」と呼ばれます。

米。 8.3.

ピクセル

「ピクセル」（「ピクセル」）という用語を思い出してください（英語から）。 ピクセル、ペル 英語の略。 ピクセル 要素 、写真 細胞 、写真 要素 – image 要素) には 2 つの意味があります。

1) ラスターグラフィックスの 2 次元デジタル画像の最小要素。
2) 画像を形成する表示マトリックスの「物理的」要素。ピクセルは、(プラズマパネルに関連して) 特定の色によって特徴付けられる、長方形または円形の分割できないオブジェクトです。

ラスターコンピューターイメージは、行と列に配置されたピクセルで構成されます。画像に含まれる単位面積あたりのピクセル数が多いほど、画像はより詳細になります。

ビットマップ内の各ピクセルは、特定の色、明るさ、場合によっては透明度、またはこれらの値の組み合わせによって特徴付けられるオブジェクトです。 1 つのピクセルは、それに関連付けられた 1 つの色のみに関する情報を保存できます (コンピューターシステムによっては、色とピクセルが 2 つの別個のオブジェクトとして表現されます)。

ピクセルは、グラフィック表示システム (コンピュータモニタ、プリンタなど) によって生成されるラスターイメージの最小単位でもあります。このようなデバイスの解像度は、表示される画像のピクセル単位の水平方向と垂直方向の寸法によって決まります。カラーモニタに表示されるピクセルの色は、トライアド (特定の順序で並んで配置された赤、緑、青のサブピクセル) で構成されます。

GOST 27459–87「情報処理システム、コンピュータグラフィックス、用語と定義」の「ピクセル」という用語は、「色、強度、その他の画像特性を独立して割り当てることができる視覚化表面の最小要素」を意味します。

ビットマップの特性

ラスターイメージは次のパラメーターによって特徴付けられます。

画素数 - 幅と高さのピクセル数 (1024 x 768、640 x 480 など)、または合計ピクセル数を個別に指定できます。
許可 - 画像の可能なサイズと詳細を示す値。
使用される色の数または色の深さ。
カラーモード – グレースケール、インデックス付き、RGB、CMYK など。
色空間 (カラーモデル ) - RGB、CMYK、LAB、HSVなど。

米。 8.4.

ラスターイメージの品質は、ラスターイメージを構成するラスタードットの数によって決まります (図 8.4)。品質の主な指標は画像の解像度です。単位長さあたりのドットの数 (インチ、mm、cm)。ほとんどの場合、1 インチあたりのドット数が測定されます (英語 dpi - 点インチあたり） . ドット数が多いほど画像の精細感が増しますが、画像を保存する際には各ドットの色の情報を保存する必要があり、最大で数百万ドットになるため、保存するファイルのサイズも大きくなります。大きくなる。

ラスターイメージの最大詳細度は作成時に設定され、増やすことはできません。あまり損失がなければ、ビットマップ画像は縮小することしかできません。ラスターイメージを拡大すると、ピクセルはある色の拡大された正方形に変わります。

ラスターグラフィックスは、カメラ、スキャナー、ラスターエディターで直接作成されるほか、ベクターエディターからエクスポートしたり、スクリーンショットとして作成されます。

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