No Image

Сферы применения растровой графики

СОДЕРЖАНИЕ
2 просмотров
11 марта 2020

Для обработки изображений на компьютере используются специальные программы – графические редакторы.

Графический редактор – это программа создания, редактирования и просмотра графических изображений.

Графические редакторы можно разделить на две категории: растровые и векторные.

Растровая графика

Программы растровой графики работают с точками экрана (пикселями). Точки не знают, какие объекты они представляют — окружности, линии, прямоугольники.

Компьютер запоминает цвет каждой точки, а пользователь из таких точек собирает рисунок, как в детской мозаике.

Достоинства растровой графики:

Растровые редакторы являются наилучшим средством обработки фотографий и рисунков, т.к. обеспечивают высокую точность передачи градаций цветов и полутонов.

Недостатки растровой графики:

Изображения, создаваемые в растровых программах, всегда занимают много памяти. По этой причине информация в файлах растрового формата хранится, как правило, в сжатом виде.

Растровые изображения невозможно увеличивать для уточнения деталей. Так как изображение состоит из точек, то увеличение приводит к тому, что точки становятся крупнее, что визуально искажает иллюстрацию. Этот эффект называется пикселизацией.

Применение

Применяется для обработки фотоизображений, художественной графике, реставрационных работ, работ со сканером.

Графические редакторы, в которых используется растровая графика: Paint, PhotoShop.

Векторная графика

Программы векторной графики хранят информацию об объектах, составляющих изображение в виде графических примитивов: прямых линий, дуг окружностей, прямоугольников, закрасок и т.д.

Достоинства векторной графики:

Преобразования без искажений.

Маленький графический файл.

Рисовать быстро и просто.

Независимое редактирование частей рисунка.

Высокая точность прорисовки (до 1 000 000 точек на дюйм).

Редактор быстро выполняет операции.

Недостатки векторной графики:

Векторные изображения выглядят искусственно.

Ограниченность в живописных средствах.

Применение

Применяется в компьютерной полиграфии, системе компьютерного проектирования, компьютерном дизайне и рекламе.

Растровое изображение — изображение, представляющее собой сетку (мозаику) пикселов — цветных точек (обычно прямоугольных) на мониторе, бумаге и других отображающих устройствах.

Важными характеристиками изображения являются:

  • Размер изображения в пикселах — может выражаться в виде количества пикселов по ширине и по высоте (800 × 600 px, 1024 × 768 px, 1600 × 1200 px и т. д.) или же в виде общего количества пикселов (так, изображение размером 1600 × 1200 px состоит из 1 920 000 точек, то есть примерно из двух мегапикселов);
  • Количество используемых цветов или глубина цвета (эти характеристики имеют следующую зависимость: N = 2 k <displaystyle N=2^>, где N <displaystyle N>— количество цветов, k <displaystyle k>— глубина цвета);
  • Цветовое пространство (цветовая модель) — RGB, CMYK, XYZ, YCbCr и др.;
  • Разрешение изображения — величина, определяющая количество точек (элементов растрового изображения) на единицу площади (или единицу длины). Не путать с размером сетки изображения!

Растровую графику редактируют с помощью растровых графических редакторов. Создаётся растровая графика фотоаппаратами, сканерами, непосредственно в растровом редакторе, а также путём экспорта из векторного редактора или в виде снимков экрана.

Содержание

Преимущества [ править | править код ]

  • Растровая графика позволяет создать 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 устройств вывода), матричные и струйные принтеры, цифровые фотоаппараты, сканеры, а также сотовые телефоны.

Недостатки [ править | править код ]

  • Большой размер файлов у простых изображений из большого количества точек;
  • Невозможность идеального масштабирования;
  • Невозможность вывода на печать на векторный графопостроитель.
Читайте также:  Моя страничка в контакте войти без пароля

Из‑за этих недостатков для хранения простых рисунков рекомендуют вместо даже сжатой растровой графики использовать векторную графику.

Форматы [ править | править код ]

Растровые изображения обычно хранятся в сжатом виде. В зависимости от типа сжатия может быть возможно или невозможно восстановить изображение в точности таким, каким оно было до сжатия (сжатие без потерь или сжатие с потерями соответственно). Также в графическом файле могут храниться дополнительные данные: об авторе файла, фотокамере и её настройках, количестве точек на дюйм при печати, место съёмки (если изображение — снимок), программное обеспечение, использованное для подготовки, и др.

Сжатие без потерь [ править | править код ]

Использует алгоритмы сжатия, основанные на уменьшении избыточности информации.

  • BMP или Windows Bitmap — обычно используется без сжатия, хотя возможно использование алгоритма RLE.
  • GIF (Graphics Interchange Format) — устаревающий формат, поддерживающий не более 256 цветов одновременно. Всё ещё популярен из-за поддержки анимации, которая отсутствует в чистом PNG, хотя ПО начинает поддерживать APNG.
  • PCX — устаревший формат, позволявший хорошо сжимать простые рисованные изображения (при сжатии группы подряд идущих пикселов одинакового цвета заменяются на запись о количестве таких пикселов и их цвете).
  • PNG (Portable Network Graphics) — растровый формат, в основе которого алгоритм сжатия Deflate.
  • JPEG-LS в режиме сжатия без потерь — алгоритм использует адаптивное предсказание значения текущего пиксела по окружению, включающему уже закодированные пикселы.
  • Lossless JPEG — быстрый, но малоэффективный алгоритм сжатия, использующий (при обходе изображения попиксельно слева направо, сверху вниз) простое неадаптивное предсказание значения текущего пиксела по значениям верхнего, левого и верхнего левого пикселов.

Сжатие с потерями [ править | править код ]

Основано на отбрасывании части информации, как правило, наименее воспринимаемой глазом.

  • JPEG — очень широко используемый формат изображений. Сжатие использует разбиение изображения на блоки, квантование пространственных спектральных компонент в каждом блоке изображения с последующим их энтропийным кодированием. При детальном рассмотрении сильно сжатого изображения заметно размытие резких границ и характерный муар вблизи них. При невысоких степенях сжатия восстановленное изображение визуально неотличимо от исходного.

Разное [ править | править код ]

  • TIFF поддерживает большой диапазон изменения глубины цвета, разные цветовые пространства, разные настройки сжатия (как с потерями, так и без) и др.
  • Raw хранит информацию, непосредственно получаемую с матрицы цифрового фотоаппарата или аналогичного устройства без применения к ней каких-либо преобразований, а также хранит настройки фотокамеры. Позволяет избежать потери информации при применении к изображению различных преобразований (потеря информации происходит в результате округления и выхода цвета пиксела за пределы допустимых значений). Используется при съёмке в сложных условиях (недостаточная освещённость, невозможность выставить баланс белого и т. п.) для последующей обработки на компьютере (обычно в ручном режиме). Практически все полупрофессиональные и профессиональные цифровые фотоаппараты позволяют сохранять RAW изображения. Формат файла зависит от модели фотоаппарата, единого стандарта не существует.

История [ править | править код ]

Первые вычислительные машины не имели отдельных средств для работы с графикой, однако уже использовались для получения и обработки изображений. Программируя память первых электронных машин, построенную на основе запоминающих электронно-лучевых трубок, можно было получать растровое изображение.

В 1961 году программист С. Рассел возглавил проект по созданию первой компьютерной игры с графикой. Создание игры «Spacewar» («Космические войны») заняло около 200 человеко-часов. Игра была создана на машине PDP-1.

В 1963 году американский учёный Айвен Сазерленд создал программно-аппаратный комплекс Sketchpad, который позволял рисовать точки, линии и окружности на трубке цифровым пером. Поддерживались базовые действия с примитивами: перемещение, копирование и др. По сути, это был первый растровый редактор, реализованный на компьютере. Также программу можно назвать первым графическим интерфейсом, причём она являлась таковой ещё до появления самого термина.

Читайте также:  Игры от создателей клэш оф кланс

В середине 1960-х гг. появились разработки в промышленных приложениях компьютерной графики. Так, под руководством Т. Мофетта и Н. Тейлора фирма Itek разработала цифровую электронную чертёжную машину. В 1964 году General Motors представила систему автоматизированного проектирования DAC-1, разработанную совместно с IBM.

В 1968 году группой под руководством Константинова Н. Н. была создана компьютерная математическая модель движения кошки. Машина БЭСМ-4, выполняя написанную программу решения дифференциальных уравнений, рисовала мультфильм «Кошечка», который для своего времени являлся прорывом. Для визуализации использовался алфавитно-цифровой принтер. Существенный прогресс компьютерная графика испытала с появлением возможности запоминать изображения и выводить их на компьютерном дисплее.

Графические объекты мы встречаем каждый день. Овладев знаниями по компьютерной графике, вам не составит особого труда выполнить какой-то рисунок или начертить диаграмму, схему, график. Но что бы понять все тонкости компьютерной графики, давайте эту тему рассмотрим более подробно.

Что же такое графика? Как правило, под этим понятием подразумевают изображения объектов, будь они реальные или воображаемые, но те, которые способно воспринять наше зрение. Но в работе с изображениями особое место отводится компьютерной графике. Все данные об компьютерных изображениях сохраняются в отдельных файлах, которые называют графическими и они имеют определенный формат. На компьютере графические данный могут храниться в векторной или растровой форме.

Растровые изображения

А теперь давайте попробуем разобраться, что же собой представляют растровые компьютерные изображения. Такие изображения на компьютере представлены в виде прямоугольной матрицы. Каждая ячейка такой матрицы заполнена цветными точками. То есть, можно сказать, что растровое изображение состоит из массива точек или можно сказать, из крошечных ячеек, которые называются пикселями и расположены они в правильной сетке. Пиксель в растровом изображении является наименьшим элементом, благодаря которому изображение имеет цвет и яркость. Но здесь следует отметить, что пиксели остаются невидимы человеческому глазу и воспринимаются в изображении, как единое целое.

Давайте проведем небольшой эксперимент. Для этих целей возьмем любой рисунок и на бумаге расчертим одинакового размера горизонтальные и вертикальные линии. Теперь мы видим, что у нас получилась правильная сетка с множеством квадратных ячеек. А теперь попробуем заполнить каждую ячейку тем цветом, который больше всего подходит к данному рисунку. Вот таким образом и без помощи компьютера, мы получили растровое изображение.

Такая вот сетка в рисунке называется растровой картой, ну, а ее единичный элемент или ячейка и есть тот самый пиксель. А мы с вами уже знаем, что пиксели человеческому взгляду не видны, но если изображение значительно увеличить, то они становятся заметными. Из этого следует, что в растровой графике важным является разрешение, то количество точек, которое вмещается на единицу длины, а записывается оно в единицах dpi. Раздельная способность такого изображения на экране монитора, как правило, составляет 72 или 96 dpi, оттиска лазерного принтера – 600 dpi.

Источником растровых изображений являются сканеры, видеокамеры, цифровые фотоаппараты, а также различная медицинская аппаратура. К тому же такие изображения можно нарисовать в графических редакторах.

Зачастую растровые изображения используются в издательском и рекламном деле, в WEB-технологиях для создания пользовательских интерфейсов, в фотографии или медицине.

Как правило, растровые изображения, предназначаются для высококачественной печати, поэтому они имеют очень большой объем. Во избежание проблем с большими графическими файлами, часто используют другой способ представления изображений, который называется векторным.

Читайте также:  Total war warhammer дополнения

Векторные изображения

В отличие от растровой графики, в векторной, основным ее элементом являются графические примитивы – линия, прямоугольник, многоугольник, эллипс, текст. Они, как правило, описываются с помощью математической формулы. Благодаря такому представлению данных файлов векторного изображения оно более компактное, но правда имеет свои нюансы, так как при построении объектов, производится непрерывный пересчет параметров кривой в координаты экранного или печатного изображения.

Таким графическим примитивам присущи определенные особенности. Этими особенностями являются: форма, толщина, цвет и тому подобное. Но, плюс в том, что файлы векторных изображений имеют небольшой объем и объекты, из которых они состоят, легко поддаются модификации. Кроме того, в векторной графике существуют неограниченные возможности, позволяющие выполнить идеальное масштабирование.

Сравнительная характеристика растровой и векторной графики

А сейчас мы попробуем сравнить с вами разницу между растровой и векторной графикой. Если вы были внимательны на уроке, то вам известно, что растровое изображение содержит информацию на каждый ее пиксель, тогда как в векторном изображении, достаточно иметь математическое описание объектов.

Вы уже знаете, что в растровой графике размеры изображения и глубина его цвета зависит от объема файла. То есть, чем больше объем, тем лучше изображение. Поэтому в растровых изображениях объемы файлов могут быть очень большими.

И если в векторной графике, например, изображение круга можно увеличить благодаря увеличению его радиуса, то в растровой только на пиксельном уровне.

Так же следует знать, что существует возможность перевода векторной графики в растровую. Но, правда, такая трассировка растра, проигрывает в качестве векторного рисунка.

Но если сравнивать на уровне качества изображения, то здесь, конечно же, в выигрыше будет растровый рисунок, так как только с помощью растровой графики изображение выглядит не хуже качественной фотографии.

Применение растровой и векторной графики

Сделав сравнительную характеристику растровой и векторной графики, теперь мы можем сделать вывод, что главным превосходством растровой графики, является ее точность в передаче сканированных изображений. Также, следует заметить, что чем больше изображение в растровой графике, тем она больший объем занимает и такое изображении очень медленно обрабатывается, да и масштабируется также плохо.

А вот основным преимуществом векторной графики, является разнообразие современных средств обработки таких изображений. Но и в векторной графике также существуют свои недостатки. А основным таким недостатком является то, что невозможно в растре сохранять полутоновые изображения в виде, который близок к оригиналу.

Исходя из этого, можно сказать, что для каждой графики существуют определенные области, в которых их применяют.

Растровая графика применяется:

• Во-первых, для хранения и обработки полутоновых изображений. Это могут быть изначально сделанные на компьютере фотографии и картины, или же сканированные.

• Во-вторых, такой вид графики широко применяется в веб-дизайне, так как применяемые на их страницах изображения имеют небольшие размеры. Кроме этого, вывод таких изображений происходит без помощи дополнительных программ, так как это может сделать сам веб-обозреватель.

• В-третьих, с помощью растровой графики есть возможность воспроизводить изображения любой сложности.

Векторная графика применяется:

• Во-первых, если есть необходимость сохранения в электронном виде таких штриховых изображений, как карты, чертежи, гравюры и рисунки, сделанные карандашом.

• Во-вторых, такая графика применима при создании небольших изображений, которые нужно будет обрабатывать при вводе.

Ну и напоследок, хочу сказать, что во всех других случаях можно использовать и ту и другую графику, но в каждом конкретном случае следует не забывать о их преимуществах и недостатках каждой из видов графики.

Комментировать
2 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Компьютеры
0 комментариев
No Image Компьютеры
0 комментариев
No Image Компьютеры
0 комментариев
No Image Компьютеры
0 комментариев
Adblock detector