Растровые графические изображения – Векторная и растровая графика — что это такое, особенности изображений

Растровая и векторная графика

Здравствуйте дорогие читатели! В сегодняшней статье на фотодизарт.ру  мы поговорим о том, что такое растровая и векторная графика. Разберем, какие достоинства и недостатки присутствуют в каждом из графических форматов. Наверняка вам уже известно, что все компьютеры работают с графикой в двух графических форматах растровом (точечном) и векторном (объектном).

Растровое изображение представлено в памяти персонального компьютера, как комплекс информации о цвете всех пикселей, упорядоченных каким либо образом. Самым актуальным примером растровой графики в обыденном миру является мозаика. Мозаика состоит из одинаковых элементов разного цвета и в сборе представляет собой единое целое напоминая изображение их точек. В растровом изображение точки до того мелкие, что человеческий глаз их не видит, а видит изображение как единое целое.

Растровая графика — это графическое изображение на компьютере или в другом цифровом виде, состоящее из массива сетки пикселей, или точек различных цветов, которые имеют одинаковый размер и форму.

Схематическое изображение пикселей.

К наиболее популярным форматам  растровой графики можно отнести форматы: GIF, JPEG, PNG.

Векторная графика – это перечень всех объектов (линий, фигуры и т.д.) из которых состоит векторное изображение, каждому из объектов в изображение определено, к какому из классов объектов он относится и принадлежит, также приведены определенные параметры для управления объектом.

Аналоги векторным изображениям в реальном мире подобрать не просто. Хотя, например может претендовать геометрия со своими фигурами или же инженерная графика так, как в проектирование каких либо узлов оборудования создаются чертежи, которые состоят из различных геометрических фигур и в итоге составляют единое целое (изображение).

Схематическое представление объектов, которые составляют изображение.

К самым популярным форматам векторной графики можно отнести: CDR, Ai, SVG.

Основные различия растровой и векторной графики

Достоинства растровой графики:

  • Растровая графика предоставляет возможность создавать любые изображения не обращая внимание на сложность их исполнения в отличие от векторной графики, которая неспособна предать хорошо переход цветов от одного к другому.
  • Широкий спектр применения – растровая графика на сегодняшний день нашла широкое применение в различных областях, от мелких изображений (иконок) до крупных (плакатов).
  • Очень высокая скорость обработки изображений различной сложности, при условие что нет необходимости в их масштабирование.
  • Представление растровой графики является естественным для большинства устройств и техники ввода-вывода графики.

Недостатки растровой графики:

  • Большой размер файлов с простыми растровыми изображениями.
  • Невозможно увеличение изображения в масштабе без потери качества.
  • Вывод изображения при печати на плоттер является затруднительным.
  • При хорошем качестве изображения требуются значительный объем дискового пространства для хранения файлов.
  • Сложность преобразования растрового изображения в векторное.

Исходя из вышеуказанных недостатков хранить простые рисунки рекомендуется не в сжатой растровой графике, а использовать векторную.

Достоинства векторной графики:

  • Масштабирование размеров без потери качества изображения.
  • Масштабированные изображения не увеличиваются в весе ни на один байт.
  • Во время масштабирования качество, резкость, четкость и цветовые оттенки изображений не страдают.
  • Вес изображения в векторном формате в разы меньше веса изображения в растровом формате.
  • При конвертации изображения из векторного формата в растровый, не возникает никакой сложности.
  • Толщина линий при изменение масштаба (увеличение или уменьшение) объектов может не изменяться.

Недостатки векторной графики:

  • В векторной графике можно изобразить далеко не каждый объект. Объем памяти и интервал времени на отображение векторной графики зависит от количества объектов и их сложности.
  • После преобразование из растрового изображения в векторное, обычно качество векторного изображения не высокое.

На сегодняшний день наиболее популярными и востребованными графическими редакторами являются:

Редактор растровой графики: Adobe Photoshop, GIMP.

Редакторы векторной графики: CorelDraw и Adobe Illustrator.

Векторная и растровая графика хранится в определенных форматах изображения.

fotodizart.ru

Виды компьютерной графики. Растровая графика

Всем привет. И так, компьютерная графика…  Почки каждый из нас принимает участие в развитии компьютерной графики, используя при этом графические редакторы, но некоторые об этом даже не подозревают. Именно о видах компьютерной графики и пойдет сегодня речь..

Пока существует 4 вида компьютерной графики. Кто знает, может и это не предел, ведь прогресс не стоит на месте.

Но именно в этой статье, мы поговорим о растровой графике более подробно.

Растровая графика — это

все изображения, которые получены с фото или видео камер, либо отсканированные. Поэтому растровая графика предназначена в основном для редактирования изображений, а не для их создания. Для работы с растровыми изображениями существует множество различных программ, но лидером является всем хорошо известная программа Adobe Photoshop, о которой мы поговорим в следующих статьях и подробно разберем ее работу.

Растровое изображение — представляет собой сетку пикселей или цветных точек (обычно прямоугольную) на компьютерном мониторе, бумаге и других отображающих устройствах и материалах (растр).

Основным элементом растровой графики является точка. Если изображение экранное, то эта точка называется пикселем.

Пи́ксельпи́ксел (иногда пэл, англ. pixel, pel — сокращение от pix element, в нек. ист. piсture cell — букв. элемент изображений) или элиз (редкоиспользуемый русский вариант термина) — наименьший логический элемент двумерного цифрового изображения в растровой графике, а также [физический] элемент светочувствительной матрицы (иногда называемый 

сенсель — от sensor element) и элемент матрицы дисплеев, формирующих изображение. Пиксель представляет собой неделимый объект прямоугольной или круглой формы, характеризуемый определённым цветом. Растровое компьютерное изображение состоит из пикселей, расположенных по строкам и столбцам.

Качество растрового изображения зависит от разрешения — количество точек на единицу длинны ( точек на дюйм — dpi или количество пикселей на дюйм — ppi). У каждой точки есть свои характеристики: размещение,  цвет и оттенки. Изображения растровой графики занимают большой объем данных, поэтому для хранения требую достаточно много места на жестком диске и много оперативной памяти для работы с ней.

При редактировании растровой графики, непосредственно редактируются сами пиксели, т.к. размеры самой сетки остаются неизменными. Следует учесть, что при редактировании таких изображений, качество может теряться за счет увеличения размера изображения. Это объясняется достаточно просто, т.к. вы увеличиваете размеры самой сетки, но при этом количество пикселей остается тем же, они просто увеличиваются в размерах и изображение превращается в мозаику. Даже при уменьшении или повороте изображения — частично теряется качество, могут теряться маленькие детали. Этот процесс называется пиксилизацией, и говорит о том, что растровые изображения плохо переносят масштабирование. А при добавлении дополнительных пикселей, теряется резкость изображения, т.к. цвета для новых пикселей распределяются между уже существующими.

Так же качество характеризуется большим количеством оттенков изображения, Которые задаются для каждой точки. Чем большим количеством оттенков характеризуется изображения, тем большее количество разрядов требуется для их описания. Красный может быть цветом номер 001, а может и – 00000001.

Делая вывод из перечисленного, можно сказать, что растровая графика обладает как достоинствами и недостатками. К достоинствам можно отнести:

  • Универсальность. Растровая графика позволяет как просматривать, так и редактировать абсолютно любое изображение, любой сложности и качества.
  • Наиболее популярная. Практически все изображения, которые сейчас используются от логотипов до масштабных графических проектов. Используется для всех устройств ввода-вывода информации, т.к. наиболее естественно передает графическую информацию (мониторы, мобильные устройства, принтеры, сканеры, цифровые фотоаппараты)
  • Высокое разрешение и качество изображения. Отлично редактируются без потерь качества, если не применять масштабирование.

К недостаткам можно отнести:

  • Слишком большой размер графических изображений, который затрудняет хранение большого количества объектов растровой графики.
  • Потеря качества при масштабировании изображения. Это существенно сказывается качестве печатной и полиграфической продукции. Теряются мелкие детали и оттенки графики.
  • Отсутствует возможность вывода на плоттер для печати.

Основные программы для работы с растровой графикой:

  • Adobe Photoshop — лидер среди редакторов векторной графики
  • Fractal Desing

И напоследок Самое большое графити в мире.

Прокопенко Ирина

vladimirovna.biz

1) Растровая графика, основные понятия

Все растровые изображения состоят из множества точек. Это наиболее простой способ представления изображения, потому что именно таким образом видит его наш глаз.

Процесс формирования растрового изображения можно сравнить с мозаичным панно, где с помощью одинаковых по форме, но различных по цвету элементов создаются различные образы. Если отойти от мозаичного панно достаточно далеко, отдельные элементы становятся неразличимо малы, и изображение кажется однородным. Точно так же кодируются и растровые изображения в компьютерной графике. Все изображение подобно таблице разбивается по горизонтали и вертикали на мелкие ячейки – точки, каждая из которых принимает усредненный по площади ячейки цвет. При работе с изображением в памяти компьютера запоминается вся таблица (именно поэтому растровые изображения всегда прямоугольные) и цвет каждой ее точки. Таким образом, в растровых изображениях не существует объектов как таковых.

Пиксель – неделимая точка в графическом изображении. Пиксель характеризуется прямоугольной формой и размерами, определяющими пространственное разрешение изображения.

Под растровым (bitmap, raster) понимают способ представления изображения в виде совокупности отдельных точек (пикселей) различных цветов или оттенков.

Рисунок 3. Пример Растрового изображения

Растровый способ кодирования изображений обеспечивает легкость их ввода с помощью сканеров. Светочувствительный элемент сканера измеряет оптическую плотность сканируемого оригинала (рисунка, фотографии, слайда) по всей его площади: в отдельных точках с заданным интервалом вдоль и поперек оригинала. В результате получается прямоугольная таблица, каждая ячейка которой соответствует измеренному значению цвета. Она представляется точным снимком оригинала в цифровой форме. Каждая ячейка таблицы называется точкой, а вся таблица –

растровым изображением.

Цифровое изображение, находящееся в памяти компьютера, не имеет своего физического воплощения, это всего лишь набор цифр. Увидеть его можно только посредством какого-либо устройства вывода. По этой причине внешний вид изображения (размер, качество, цветопередача и т.п.) сильно зависят от характеристик монитора или принтера.

Достоинством растрового способа представления изображений является возможность получения фотореалистичного изображения высокого качества в различном цветовом диапазоне.

+ Растровая графика позволяет создать (воспроизвести) практически любой рисунок, вне зависимости от сложности, в отличие, например, от векторной, где невозможно точно передать эффект перехода от одного цвета к другому без потерь в размере файла.

+ Распространённость — растровая графика используется сейчас практически везде: от маленьких значков до плакатов.

+ Высокая скорость обработки сложных изображений, если не нужно масштабирование.

+ Растровое представление изображения естественно для большинства устройств ввода-вывода графической информации, таких как мониторы (за исключением векторных), матричные и струйные принтеры, цифровые фотоаппараты, сканеры.

Недостатком – то, что высокая точность и широкий цветовой диапазон требуют увеличения объема файла для хранения изображения и оперативной памяти для его обработки.

- Большой размер файлов с простыми изображениями.

- Невозможность идеального масштабирования.

- Невозможность вывода на печать на плоттер.

Растровая графика описывает изображения с использованием цветных точек, называемых пикселями, расположенных на сетке. При редактировании растровой графики редактируются пиксели, а не линии. Растровая графика зависит от разрешения, поскольку информация, описывающая изображение, прикреплена к сетке определенного размера. При редактировании растровой графики качество ее представления может измениться. В частности, изменение размеров растровой графики может привести к «разлохмачиванию» краев изображения, поскольку пиксели будут перераспределяться на сетке. Вывод растровой графики на устройства с более низким разрешением, чем разрешение самого изображения, понизит его качество.

studfiles.net

Растровое изображение

История развития компьютерной графики

Отправной точкой развития компьютерной графики можно считать 1930 год, когда в США нашим соотечественником Владимиром Зворыкиным (рис.1.), работавшим в компании “Вестингхаус” (Westinghouse), была изобретена электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), впервые позволяющая получать изображения на экране без использования механических движущихся частей.

Началом эры собственно компьютерной графики можно считать декабрь 1951 года, когда в Массачусеттском технологическом институте (МТИ) для системы противовоздушной обороны военно-морского флота США был разработан первый дисплей для компьютера “Вихрь” (рис.2). Изобретателем этого дисплея был инженер из МТИ Джей Форрестер.

 

 

Рис.1. Владимир Зворыкин:  изобретатель электронно-лучевой трубки

Рис.2. Компьютер "Вихрь"

 

Одним из отцов-основателей компьютерной графики считается Айвен Сазерленд (Ivan Sotherland), который в 1962 году все в том же МТИ создал программу компьютерной графики под названием “Блокнот” (Sketchpad) (рис.3). Эта программа могла рисовать достаточно простые фигуры (точки, прямые, дуги окружностей), могла вращать фигуры на экране.

Под руководством Т. Мофетта и Н. Тейлора фирма Itek разработала цифровую электронную чертежную машину. В 1964 году General Motors представила систему автоматизированного проектирования DAC-1 (рис.4.), разработанную совместно с IBM.

 

 

 

Рис.3. Программа компьютерной графики под названием “Блокнот”(Sketchpad)

Рис.4. Компьютер "DAC-1"

 

В 1965 году фирма IBM выпустила первый коммерческий графический терминал под названием IBM-2250 (рис.5).

В 1968 году группой под руководством Н. Н. Константинова была создана компьютерная математическая модель движения кошки. Машина БЭСМ-4 (рис.6), выполняя написанную программу решения дифференциальных уравнений, рисовала мультфильм «Кошечка» (рис.7), который для своего времени являлся прорывом. Для визуализации использовался алфавитно-цифровой принтер.

 

 

Рис.5. Графический терминал  IBM-2250

Рис.6. Компьютер "БЭСМ-4"

Рис.7.  Мультфильм "Кошечка"

 

В 1977 году Commodore выпустила свой РЕТ (рис.8.) (персональный электронный делопроизводитель), а компания Apple создала Apple-II (рис.9). Появление этих устройств вызывало смешанные чувства: графика была ужасной, а процессоры медленными. Однако ПК стимулировали процесс разработки периферийных устройств: недорогих графопостроителей и графических планшетов.

 

 

 

Рис.8. Персональный электронный делопроизводитель PET

Рис.9. Компьютер "Apple II"

       

В конце 70-х годов для космических кораблей “Шаттл” появились летные тренажеры, основанные на компьютерной графике. В 1982 году на экраны кинотеатров вышел фильм “Трон” (рис.10) в котором впервые использовались кадры, синтезированные на компьютере. В 1984 году был выпущен первый Macintosh, название которого произошло от сорта яблок "Макинтош" (рис.11) с их графическим интерфейсом пользователя. Первоначально областью применения ПК были не графические приложения, а работа с текстовыми процессорами и электронными таблицами, но его возможности как графического устройства побуждали к разработке относительно недорогих программ как в области САПР, так и в более общих областях бизнеса и искусства.  

Рис.10. Кадр из фильма "Трон"

Рис.11. Компьютер "Apple Macintosh "

К концу 80-х программное обеспечение имелось для всех сфер применения: от комплексов управления до настольных издательских комплексов. В конце восьмидесятых возникло новое направление рынка на развитие аппаратных и программных систем сканирования, автоматической оцифровки. Оригинальный толчок в таких системах должна была создать магическая машина Ozalid, которая бы сканировала и автоматически векторизовала чертеж на бумаге, преобразуя его в стандартные форматы CAD/CAM. Однако, акцент сдвинулся в сторону обработки, хранения и передачи сканируемых пиксельных

В 90-х стираются отличия между КГ и обработкой изображения. Машинная графика часто имеет дело с векторными данными, а основой для обработки изображений является пиксельная информация. Еще несколько лет назад каждый пользователь требовал рабочую станцию с уникальной архитектурой, а сейчас процессоры рабочих станций имеют быстродействие, достаточное для того, чтобы управлять как векторной, так и растровой информацией. Кроме того, появляется возможность работы с видео. Прибавьте аудиовозможности - и вы имеете компьютерную среду мультимедиа.

Все области применения - будь то искусство, инженерная и научная, бизнес/развлечения и - являются сферой применения КГ. Возрастающий потенциал ПК и их громадное число - обеспечивает устойчивый рост индустрии в данной отрасли.

Современный кинематограф, СМИ, реклама - пример широкого применении компьютерной графики

Х/ф. «Трон», «Шрек»/

Формирование общих понятий о компьютерной графике

Авторы чаще всего выделяют два типа (вида) графики: растровую и векторную.

Но, в настоящее время существуют:

  1. Растровая графика.

  2. Векторная графика.

  3. Трехмерная графика.

  4. Фрактальная графика.

  5. Символьная графика

В связи с этим необходимо на парах разобрать все пять видов графики с целью формирования общего представления студентов о предмете и формирования их заинтересованности в нем.

Компьютерная графика (рассмотрим различные определения понятия "компьютерная графика")

  • область информатики, занимающаяся проблемами получения различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) на компьютере [1];

  • новая отрасль знаний, которая, с одной стороны, представляет комплекс аппаратных и программных средств, используемых для формирования, преобразования и выдачи информации в визуальной форме на средства отображения ЭВМ;

  • совокупность методов и приемов для преобразования при помощи ЭВМ данных в графическое представление;

  • вид искусства.

Ожидаемые результаты:

  1. Студенты получат представление о видах графики.

  2. Узнают о сферах применения

  3. Научатся распознавать виды графики

  4. Получат практические навыки применения полученных знаний с использованием различных видов графики.

Виды графики

Представление данных на компьютере в графическом виде впервые было реализовано в середине 50-х годов. Сначала, графика применялась в научно-военных целях.

Под видами компьютерной графики подразумевается способ хранения изображения на плоскости монитора.

Машинная графика в настоящее время уже вполне сформировалась как наука. Существует аппаратное и программное обеспечение для получения разнообразных изображений - от простых чертежей до реалистичных образов естественных объектов. Машинная графика используется почти во всех научных и инженерных дисциплинах для наглядности восприятия и передачи информации. Знание её основ в наше время необходимо любому ученому или инженеру. Машинная графика властно вторгается в бизнес, медицину, рекламу, индустрию развлечений. Примене­ние во время деловых совещаний демонстрационных слайдов, под­готовленных методами машинной графики и другими средствам автоматизации конторского труда, считается нормой. В медицине становится обычным получение трехмерных изображений внутренних ­органов по данным компьютерных томографов. В наши дни телевидение и другие рекламные предприятия часто прибегают к услугам машинной графики и компьютерной мультипликации. Использование машинной графики в индустрии развлечений охватыва­ет такие несхожие области как видеоигры и полнометражные художественные фильмы.

В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику подразделяют:

Показ презентации «Вектор-растр»

  • Растровая графика.

  • Векторная графика.

  • Трехмерная графика.

  • Фрактальная графика.

  • Символьная графика (устарела и на сегодняшний день практически не используется, поэтому рассматривать ее не будем)

Учащиеся рисуют таблицу и самостоятельно во время лекции заполняют её. Во время подведения итогов урока проверяется заполнение таблицы.

Растровое изображение составляется из мельчайших точек (пикселов) – цветных квадратиков одинакового размера. Растровое изображение подобно мозаике - когда приближаете (увеличиваете) его, то видите отдельные пиксели, а если удаляете (уменьшаете), пиксели сливаются.

Компьютер хранит параметры каждой точки изображения (её цвет, координаты). Причём каждая точка представляется определенным количеством бит (в зависимости от глубины цвета). При открытии файла программа прорисовывает такую картину как мозаику – как последовательность точек массива. Глубина цвета - сколько битов отведено на хранение цвета каждой точки: - в черно-белом - 1 бит - в полутоновом - 8 бит - в цветном - 24 (32) бита на каждую точку.

Растровые файлы имеют сравнительно большой размер, т.к. компьютер хранит параметры всех точек изображения.

Поэтому размер файла зависит от параметров точек и их количества:

  • от глубины цвета точек,

  • от размера изображения (в большем размере вмещается больше точек),

  • от разрешения изображения (при большем разрешении на единицу площади изображения приходится больше точек).

Чтобы увеличить изображение, приходится увеличивать размер пикселей-квадратиков. В итоге изображение получается ступенчатым, зернистым.

Для уменьшения изображения приходится несколько соседних точек преобразовывать в одну или выбрасывать лишние точки. В результате изображение искажается: его мелкие детали становятся неразборчивыми (или могут вообще исчезнуть), картинка теряет четкость.

Исходное изображение

Фрагмент увеличенного изображения

Как Вы думаете, растровое изображение масштабируется с потерей качества или нет? ( Растровое изображение масштабируется с потерей качества)

Растровое изображение нельзя расчленить. Оно «литое», состоит из массива точек. Поэтому в программах для обработки растровой графики предусмотрен ряд инструментов для выделения элементов «вручную».

Например, в Photoshop - это инструменты «Волшебная палочка», Лассо, режим маски и др.

Оригинал Увеличенный фрагмент для показа массива точек

Близкими аналогами являются живопись, фотография

Программы для работы с растровой графикой:

Paint

Microsoft Photo Editor

Adobe Photo Shop

Fractal Design Painter

Micrografx Picture Publisher

Применение:

  • для обработки изображений, требующей высокой точности передачи оттенков цветов и плавного перетекания полутонов. Например, для:

  • ретуширования, реставрирования фотографий;

  • создания и обработки фотомонтажа, коллажей;

  • применения к изображениям различных спецэффектов;

  • после сканирования изображения получаются в растровом виде

Векторное изображение

Если в растровой графике базовым элементом изображения является точка, то в векторной графике – линия. Линия описывается математически как единый объект, и потому объем данных для отображения объекта средствами векторной графики существенно меньше, чем в растровой графике. Линия – элементарный объект векторной графики. Как и любой объект, линия обладает свойствами: формой (прямая, кривая), толщиной, цветом, начертанием (сплошная, пунктирная). Замкнутые линии приобретают свойство заполнения. Охватываемое ими пространство может быть заполнено другими объектами (текстуры, карты) или выбранным цветом. Простейшая незамкнутая линия ограничена двумя точками, именуемыми узлами. Узлы также имеют свойства, параметры которых влияют на форму конца линии и характер сопряжения с другими объектами. Все прочие объекты векторной графики составляются из линий. Например, куб можно составить из шести связанных прямоугольников, каждый из которых, в свою очередь, образован четырьмя связанными линиями. Возможно, представить куб и как двенадцать связанных линий, образующих ребра.

Компьютер хранит элементы изображения (линии, кривые, фигуры) в виде математических формул. При открытии файла программа прорисовывает элементы изображения по их математическим формулам (уравнениям).

Точка. Этот объект на плоскости представляется двумя числами (х, у), указывающими его положение относительно начала координат.

Прямая линия. Ей соответствует уравнение y=kx+b. Указав параметры k и b, всегда можно отобразить бесконечную прямую линию в известной системе координат, то есть для задания прямой достаточно двух параметров. Отрезок прямой. Он отличается тем, что требует для описания еще двух параметров – например, координат x1 и х2 начала и конца отрезка. Кривая второго порядка. К этому классу кривых относятся параболы, гиперболы, эллипсы, окружности, то есть все линии, уравнения которых содержат степени не выше второй. Кривая второго порядка не имеет точек перегиба. Прямые линии являются всего лишь частным случаем кривых второго порядка. Формула кривой второго порядка в общем виде может выглядеть, например, так:

x2+a1y2+a2xy+a3x+a4y+a5=0.

Кривая третьего порядка. Отличие этих кривых от кривых второго порядка состоит в возможном наличии точки перегиба. Например, график функции у = x3 имеет точку перегиба в начале координат. Именно эта особенность позволяет сделать кривые третьего порядка основой отображения природных объектов в векторной графике. Например, линии изгиба человеческого тела весьма близки к кривым третьего порядка. Все кривые второго порядка, как и прямые, являются частными случаями кривых третьего порядка.

В общем случае уравнение кривой третьего порядка можно записать так:

x3+a1y3+a2x2y+a3xy2+a4x2+a5y2+a6xy+a7x+a8y+a9=0.

Таким образом, кривая третьего порядка описывается девятью параметрами. Описание ее отрезка потребует на два параметра больше.

Кривая третьего порядка (слева) и кривая Безье (справа)

Кривые Безье. Это особый, упрощенный вид кривых третьего порядка Метод построения кривой Безье (Bezier) основан на использовании пары касательных, проведенных к отрезку линии в ее окончаниях. Отрезки кривых Безье описываются восемью параметрами, поэтому работать с ними удобнее. На форму линии влияет угол наклона касательной и длина ее отрезка. Таким образом, касательные играют роль виртуальных “рычагов”, с помощью которых управляют кривой.

Векторное изображение масштабируется без потери качества: масштабирование изображения происходит при помощи математических операций: параметры примитивов просто умножаются на коэффициент масштабирования.

Изображение может быть преобразовано в любой размер (от логотипа на визитной карточке до стенда на улице) и при этом его качество не изменится.

Векторное изображение можно расчленить на отдельные элементы (линии или фигуры), и каждый редактировать, трансформировать независимо.

Векторные файлы имеют сравнительно небольшой размер, т.к. компьютер запоминает только начальные и конечные координаты элементов изображения -этого достаточно для описания элементов в виде математических формул. Размер файла как правило не зависит от размера изображаемых объектов, но зависит от сложности изображения: количества объектов на одном рисунке (при большем их числе компьютер должен хранить больше формул для их построения), характера заливки - однотонной или градиентной) и пр. Понятие «разрешение» не применимо к векторным изображениям.

Векторные изображения: более схематичны, менее реалистичны, чем растровые изображения, «не фотографичны».

Близкими аналогами являются слайды мультфильмов, представление математических функций на графике.

Программы для работы с векторной графикой:

Corel Draw

Adobe Illustrator

Fractal Design Expression

Macromedia Freehand

AutoCAD

Применение:

  • для создания вывесок, этикеток, логотипов, эмблем и пр. символьных изображений;

  • для построения чертежей, диаграмм, графиков, схем;

  • для рисованных изображений с четкими контурами, не обладающих большим спектром оттенков цветов;

  • для моделирования объектов изображения;

  • для создания 3-х мерных изображений;

Сравнение растрового и векторного изображения.

Компьютерное растровое изображение представляется в виде прямоугольной матрицы, каждая ячейка которой - цветная точка. Т.е. основным элементом растрового изображения является точка. Если изображение экранное, то эта точка называется пикселем.

studfiles.net

DTP - Настольные издательские системы

Все материалы, находящиеся в этом разделе, являются переводами документов с сайта http://www.prepressure.com.

Графические изображения, которые обрабатываются на компьютере, можно разделить на две главные категории. Все изображения являются либо растровыми, либо векторными. Если вы работаете в препрессе, вам необходимо отчетливо представлять себе разницу между ними, их достоинства и недостатки.

В общем случае, сканированные изображения являются растровыми, а изображения, созданные в Corel Draw или Illustrator, сохраняются в векторном виде. Но вы можете конвертировать изображения из одного вида в другой, а также смешивать их в одном файле. Это иногда приводит в замешательство.

Растровые данные

Растровые изображения (битмапы) полностью оправдывают свое название: это набор битов, которые формируют изображение. Изображение представляет из себя матрицу отдельных точек (или пикселов), которые имеют каждая свой цвет (задаваемый битами, минимально возможной единицей информации в компьютере).

Посмотрите на типичное растровое изображение:

Слева вы видите изображение, а справа его часть с вершиной одной из гор, увеличенную на 250 процентов. Как вы видите, изображение состоит из сотен рядов и колонок маленьких элементов, каждый из которых имеет собственный цвет. Один такой элемент называется пикселом. Человеческий глаз не различает отдельные элементы, поэтому мы видим цельную картинку с плавными переходами цвета.

Число элементов, необходимых для получения реалистичной картинки зависит от многих факторов. Ниже это описано более подробно.

Типы растровых изображений

Растровые изображения могут содержать любое число цветов, но мы разделяем их на четыре основные категории:

  1. Однобитные (Line-art). Эти изображения содержат только два цвета, обычно черный и белый. Иногда такие изображения называют битмапами, потому что компьютер использует только один бит на каждый пиксел.
  2. Серые (Grayscale) изображения, которые содержат различные оттенки серого, а также чистые черный и белый цвета.
  3. МНогоцветные: такие изображения содержат оттенки двух или более цветов. Самые популярные многоцветные изображения - дуотоны, которые обычно состоят из черного и какого-нибудь другого цвета (обычно Pantone). пример внизу состоит из из черного и Pantone Warm Red.
  4. Полноцветные изображения. Цветовая информация может быть описана при помощи различных цветовых пространств: RGB, CMYK или Lab, например.

Характеристики растровых изображений

Растровые данные занимают много места. Изображение CMYK формата A4, оптимизированное для печати среднего качества (150 lpi), занимает 40 MB. Сжатие может уменьшить размер файла.

Попытка увеличить растровое изображение показывает один из его главных недостатков: если его увеличить слишком сильно, изображение выглядит ненатуральным и начинает разбиваться на отдельные элементы. Но и большое уменьшение приводит к потере четкости.

Растровые изображения очень просто печатать, если ваш RIP или принтер имеет достаточно памяти. Старые устройства PostScript level 1 затруднялись печатать изображения (особенно однобитные), если они были повернуты в верстке, но новые устройства имеют достаточно ресурсов, чтобы обрабатывать любые эффекты без затруднений.

Приложения, которые могут работать с растровыми файлами

Есть сотни приложений, которые могут быть использованы для создания или обработки растровых изображений. В препрессе полностью доминирует Adobe PhotoShop. Но это не значит, что другие альтернативы, такие как Corel Photo-Paint, должны игнорироваться.

Форматы файлов, которые используются для растровых изображений

Растровые данные могут сохраняться в большом количестве форматов. Вот некоторые из них:

  • BMP: ограниченный формат файлов, не применяется в препрессе.
  • EPS: гибкий формат, который может содержать и растровые и векторные данные.
  • GIF: используется для веб-графики
  • JPEG: или иначе JFIF, используется для веб-графики
  • PDF: универсальный формат, который может содержать данные любого типа, включая целые страницы
  • PICT: формат файлов, который может содержать как растровые, так и векторные данные, используется на Macintosh, не очень пригоден для препресса
  • TIFF: самый популярный растровый формат в препрессе

Векторная графика

Векторная графика - изображения, которые полностью описываются с помощью математических формул. На рисунке внизу слева вы видите само изображение, а справа линии, которые строят изображение.

Каждая линия состоит или из большого количества точек и линий, их соединяющих, либо из небольшого количества контрольных точек, соединенных кривыми Безье. Именно этот метод дает наилучшие результаты и используется в большинстве программ.

Этот рисунок демонстрирует разные методы. Слева круг построен из большого числа точек, соединенных прямыми. Справа этот же круг нарисован при помощи четырех точек (узлов).

Характеристики векторных изображений

Векторные изображения обычно занимают файлы малого размера, потому что содержат только данные о кривых Безье, которые создают изображение. Файлы EPS, которые часто используют для хранения векторной графики, включают растровое превью, наряду с векторными данными. Размер этого превью зачастую больше, чем размер векторных данных.

Векторная графика обычно может масштабироваться без потерь в качестве. Это идеально для логотипов компаний, карт и других объектов, которые могут часто масштабироваться. Учтите, что не все векторные изображения могут масштабироваться так, как вы этого хотите:

  • Изображения, содержащие информацию о треппинге, могут масштабироваться не более чем на 20% в сторону увеличения или уменьшения.
  • Тонкие линии могут исчезнуть при слишком большом уменьшении.
  • Мелкие ошибки могут стать заметными при большом увеличении.

Очень легко создавать векторные изображения, но их сложно печатать. особенно это относится к мозаикам (мелкие изображения, повторяющиеся сотни и тысячи раз) и эффекту "Линза" в Corel Draw, что приводит к очень сложным файлам.

Приложения, которые могут работать с векторными файлами

Есть сотни приложений, которые могут быть использованы для создания и обработки векторных изображений. В препрессе самыми популярными являются Adobe Illustrator, Corel Draw и Macromedia Freehand.

Форматы файлов, которые используются для векторных изображений

Векторные данные могут сохраняться в большом количестве форматов. Вот некоторые из них:

  • EPS: самый популярный формат для обмена векторной графикой, кроме того, может включать растровые данные.
  • PDF: универсальный формат, который может содержать данные любого типа, включая целые страницы
  • PICT: формат файлов, который может содержать как растровые, так и векторные данные, используется на Macintosh, не очень пригоден для препресса

От растровых данных к векторным и обратно

Часто бывает необходимо преобразовать изображение из растрового в векторное или обратно:

  • Если вы отсканировали логотип, то это растр, но было бы более практичным иметь его в векторном виде для возможности масштабирования без потерь в качестве.
  • Векторную графику приходится конвертировать в растр для размещения на веб-сайтах.
  • Векторная графика зачастую бывает слишком сложна для RIPа и вывода на пленку. Иногда преобразование в растр упрощает файл.

mikeudin.net

Растровая графика

Начнём знакомиться с растровой компьютерной графикой. Программный инструментарий ее наиболее развит и прост для усвоения. Способ выполнения изображения позволяет имитировать привычную работу с помощью графических инструментов, таких как карандаш, уголь, сангина, ластик, кисть и многих других, а также позволяет передать фактуру бумаги или холста, ткани или металла. С помощью средств растровой графики можно выполнять учебные и творческие задания по композиции и рисунку. Кроме того, широкие графические, цветовые и колористические возможности программного инструментария растровой графики позволяют легко изменять цветовые и тоновые отношения, что ценно для решения живописных задач.

Растровая графика – вам уже известно, что растровые изображения напоминают лист клетчатой бумаги или шахматную доску, на которой любая клетка закрашена определенным цветом, образуя в совокупности рисунок. Пиксель - основной элемент растровых изображений, это одна клеточка. Именно из совокупности пикселей и состоит растровое изображение.

Растровые изображения обладают множеством характеристик, которые должны быть фиксированы компьютером. Размеры изображения и расположение пикселей в нем - это две основные характеристики, которые файл растровых изображений должен сохранить, чтобы создать картинку. Еще одна – цвет. Например, изображение описывается конкретным расположением и цветом каждой точки сетки, что создает изображение примерно так как в мозаике.

Растровая графика зависит от разрешения, поскольку информация, описывающая изображение, прикреплена к сетке определенного размера. Разрешение - это количество пикселей на единицу длины, чаще всего на дюйм – dpi, причем, чем выше разрешение, тем больше пикселей помещается в дюйме и тем качественней изображение. Глубина цвета определяет то количество оттенков, в диапазоне которых точка может изменять свой цвет.

Глубина кодируется 24 bit на точку – это примерно 16 500 000 цветов. Этот режим называют «Настоящий цвет». Кодирование в 16 bit на точку позволяет различать 65 536 оттенков цвета. Этот режим получил название «Качественный цвет». Кодирование в 8 bit на точку позволяет различить всего 256 оттенков цвета. Этот режим известен как «Фиксированные цвета». Эти понятия непосредственно связаны со второй группой понятий «Цветовые форматы», о которых мы будем говорить на следующих уроках.

При редактировании растровой графики качество ее представления может измениться, ведь меняются сами пиксели. В частности, изменение размеров растровой графики может привести к «разлохмачиванию» краев изображения, поскольку пиксели будут перераспределяться на сетке. К сожалению, масштабирование таких картинок в любую сторону также обычно ухудшает качество. При уменьшении количества точек теряются мелкие детали и деформируются надписи (правда, это может быть не так заметно при уменьшении визуальных размеров самой картинки – т.е. сохранении разрешения).

Добавление пикселей приводит к ухудшению резкости и яркости изображения, т.к. новым точкам приходится давать оттенки, средние между двумя и более граничащими цветами. Вывод растровой графики на устройства с более низким разрешением, чем разрешение самого изображения, тоже понизит его качество. Несмотря на эти недостатки, только растровая графика эффектно представляет реальные образы. Реальный мир состоит из миллиардов мельчайших объектов, и человеческий глаз как раз приспособлен для восприятия огромного набора дискретных элементов, образующих предметы, поэтому растровые изображения выглядят реально, конечно, если они были получены с высоким разрешением.

Помимо естественного вида растровые изображения имеют другие преимущества. Устройства вывода, такие как принтеры, для создания изображений используют наборы точек, поэтому растровые изображения могут быть очень легко распечатаны.

Таким образом, растровое представление обычно используют при сканировании и обработке графических изображений с большим количеством деталей и оттенков, например, фотографий, при создании изображений для использования в других программах, в частности для передачи другим пользователям по сети Internet, при создании различных художественных эффектов, которые возможны благодаря специальным программным фильтрам. Самые известные программы растровой графики — Adobe Photoshop и Corel PHOTO-PAINT.

В каких случаях лучше использовать растровую графику?

Во-первых, как уже говорилось, способ выполнения изображений в этом виде графики позволяет имитировать привычную работу с помощью графических инструментов: карандаша, угля, сангины, ластика, кисти. В растровом изображении можно передать фактуру бумаги или холста, ткани или металла. Во-вторых, широкие графические, цветовые и колористические возможности растровой графики позволяют легко изменить цветовые или тоновые отношения изображения - обычно при сканировании и обработке графических изображений с большим количеством деталей и оттенков. Например, фотографий.

Заметим, что этот вид графики часто используют при создании изображений для других программ. Например, для передачи другим пользователям по сети Internet. В третьих, растровая графика незаменима при создании самых различных художественных эффектов, которые возможны только благодаря специальным программным фильтрам. Каждый объект растрового изображения находится в одном из слоев, имеющих прямоугольную форму. Слой можно представить в виде набора небольших квадратных ячеек, одинаковых по размеру, в которых можно сформировать некоторое изображение (растровый объект), состоящее из мозаичных элементов (пикселей).

Пиксель характеризуется не только цветом, но и прозрачностью при наложении элементов друг на друга. В случае, когда растровое изображение состоит из одного слоя, его можно сравнить с витражом, состоящим из небольших квадратных цветных стекол, или же с узором, вышитым крестиком. Растровые форматы файлов предназначены исключительно для сохранения растровых изображений. К числу наиболее популярных относятся следующие: BMP, PCX, TIFF, CPT, PSD, GIF и JPEG.

Форматы СРТ и PSD используют для сохранения многослойных изображений, а форматы GIF и JPEG применяют главным образом при работе в Internet, (они обеспечивают приемлемое качество изображений при небольших размерах файлов). В зависимости от того, какую обработку изображения планируется выполнить, может возникнуть потребность представления его в том или ином виде (растровом или векторном). Для преобразования растровых изображений в векторные и наоборот используются соответствующие функции программ векторной графики, а также специализированные программы трассировки Adobe Streamline 4.0, CorelTRACE 9. Операция трассировки заключается в формировании в автоматическом или ручном режиме векторного изображения, являющегося копией исходного растрового. Создаваемое изображение состоит из отдельных векторных объектов, раскрашенных определенными цветами и расположенных определенным образом друг относительно друга. Операция преобразования векторного изображения в растровое называется растрированием.

esate.ru

42.Растровые и векторные графические изображения

Все компьютерные изображения разделяются на два типа: растровые и векторные.

Растровая графика. Растровые графические изображения формируются в процессе преобразования графической информации из аналоговой формы в цифровую (сканирование, ТВ-тюнер и т.п.).

Растровое изображение хранится с помощью точек различного цвета (пикселей), которые образуют строки и столбцы. Каждый пиксель имеет определенное положение и цвет.

Хранение каждого пикселя требует определенного количества битов информации, которое зависит от количества цветов в изображении.

Пиксель – минимальный участок изображения, цвет которого можно задать независимым образом.

Качество растрового изображения зависит от размера изображения (количество пикселей по горизонтали и вертикали) и количества цветов, которые можно задать для каждого пикселя.

Растровые графические изображения многоцветных фотографий и иллюстраций обычно имеют большой размер и большую глубину цвета (24 или 32 битов на точку). В результате файлы, хранящие растровые изображения, имеют большой информационный объем.

Растровые изображения очень чувствительны к масштабированию. При уменьшении растрового изображения несколько соседних точек преобразуются в одну, поэтому теряется различимость мелких деталей изображения.

При увеличении изображения увеличивается размер каждой точки и появляется ступенчатый эффект.

Векторные графические изображения являются оптимальным средством хранения высокоточных графических объектов (чертежи, схемы и т.п.), для которых имеет значение сохранение четких и ясных контуров.

К векторной графики относятся – системы компьютерного черчения и автоматизированного проектирования (САПР), программы обработки трехмерной графики и т.п.

Векторные изображения формируются из объектов – точка, линия, окружность, прямоугольник и т.п.

Все эти объекты хранятся в памяти компьютера в виде графических примитивов и описывающих их математических формул.

Достоинством векторной графики является то, что файлы, хранящие векторные графические изображения, имеют небольшой объем.

Векторные графические изображения могут быть увеличены или уменьшены без потери качества. Это возможно, т.к. масштабирование изображений производится с помощью простых математических операций (умножения параметров графических примитивов на коэффициент масштабирования).

43.Форматы графических файлов

Форматы графических файлов определяют способ хранения информации в файле (растровый или векторный), а также форму хранения информации (используемый алгоритм сжатия).

Сжатие применяется для растровых графических файлов, т.к. они имеют достаточно большой объем. Сжатие графических файлов отличается от их архивации с помощью программ-архиваторов тем, что алгоритм сжатия включается в формат графического файла.

Существуют различные алгоритмы сжатия для разных типов изображения:

1.Для сжатия рисунков типа аппликация, которые содержат большие области однотонной закраски, наиболее эффективно применение алгоритма замены последовательности повторяющихся величин (пикселей одинакового цвета) на две величины (пиксель и количество его повторений). Такой алгоритм сжатия используется в графических файлах форматов BMP.

2.Для рисунков типа диаграммы целесообразно применение другого метода сжатия – поиск повторяющихся в рисунке «узоров». Такой алгоритм используется в графических файлах форматов TIFF и GIF и позволяет сжать файл в несколько раз.

.3.Для сжатия отсканированных фотографий и иллюстраций используется алгоритм сжатия JPEG. Этот алгоритм использует тот факт, что человеческий глаз очень чувствителен к изменению яркости отдельных точек изображения, но гораздо хуже замечает изменение цвета. Применение этого метода позволяет сжимать файлы в десятки раз, однако может приводить к необратимой потери информации.

Некоторые форматы графических файлов являются универсальными, т.к. могут быть обработаны большинством графических редакторов.

Некоторые программы обработки изображений используют оригинальные форматы, которые распознаются самой создающей программой. Преимущество оригинальных форматов файлов состоит в том, что они позволяют сохранять изображения при меньшем размере файла.

Форматы растровых графических файлов

Формат

Описание

BMP

Универсальный формат, используется в операционной системе Windows. Рекомендуется для хранения и обмена данными с другими приложениями.

TIFF

Поддерживается всеми основными графическими редакторами и компьютерными платформами. Рекомендуется для использования в издательских системах.

GIF

Поддерживается приложениями для различных операционных систем. Алгоритм сжатия без потери информации. Рекомендуется для хранения изображений, создаваемых программным путем, и рисунков с ограниченным количеством цветов (до 256). Используется для размещения графики на Web-страницах.

PNG

Аналогичный формату GIF.

JREG

Поддерживается приложениями для различных операционных систем. Используется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете.

Форматы векторных графических файлов

Формат

Описание

WMF (Windows MetaFile)

Универсальный формат векторных графических файлов для Windows-приложений. Используется для хранения коллекции графических изображений Microsoft Clip Gallery.

EPS (PostScript)

Поддерживается программами для различных операционных систем. Рекомендуется для печати и создания иллюстраций в настольных издательских системах.

CDR (CorelDRaw)

Оригинальный формат векторных графических файлов, используемый в системе обработки векторной графики CorelDraw.

studfiles.net

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *