графика растровая векторная

Растровая графика Изображение в памяти компьютера представлено совокупностью точек. Растровый рисунок состоит из квадратиков-пикселей.

Что такое пиксель? Пиксель (англ. Picture element, элемент рисунка) – это наименьший элемент рисунка, для которого можно независимым образом задать цвет.

В процессе разбиения рисунка на квадратики, то есть отдельные элементы, производится его ДИСКРЕТИЗАЦИЯ. Как дискретизация отражается на изображении? Так как каждый пиксель может иметь один цвет, изображение исказилось. Т.е. произошла потеря части исходной информации.

Разрешение – это количество пикселей на дюйм. Например, разрешение 72 px говорит о том, что на каждые 2,54 см приходятся 72 пикселя.

Двоичный код черно-белого рисунка

8- речная триада 16- речная Тетрад ы A1010 B1011 C1100 D1101 E1110 F1111

Как закодировать цвет?

Цветовая модель RGB Яркость каждого цвета кодируется целым числом от Например, черный цвет (0,0,0). белый цвет (255,255,255). желтый цвет (255,255,0).,

Цветовая модель RGB Код в 16-тиричной системе счисления

Цветовая модель RGB Всего есть по 256 вариантов яркости каждого из трех цветов. Это позволяет закодировать = оттенков, что более чем достаточно для человека. Так как 256 = 2 8, каждая из трех составляющих занимает в памяти 8 бит или 1 байт, а вся информация о каком-то цвете – 24 бита (или 3 байта). Эта величина называется глубиной цвета. Глубина цвета - количество бит, используемых для представления цвета при кодировании одного пикселя растровой графики.

8-битное кодирование цвета Цвет каждого пикселя кодируется 1 байтом

16-битное кодирование цвета 2 16 = различных цветов. Режим High Color (англ. – «высокий» цвет) Цвет красный и синий - по 5 бит, зеленый – 6 бит.

24-битное (и 32-битное) кодирование цвета Режим истинного (реального) цвета (англ. – истинный цвет) «32-битный цвет» это пример неправильного употребления термина при описании глубины цвета. Заблуждением является то, что 32-битный цвет позволяет представить различных оттенка. В реальности 32-битный цвет является 24- битным (Truecolor) с дополнительным 8- битным каналом, который либо заполнен нулями (пустотой), либо представляет Альфа-канал, который задаёт прозрачность изображения в определённых пикселях. Цвет каждого пикселя кодируется 3 байтами

Цветовая модель CMYK Изображение, печатаемое принтером, состоит из точек этих 4 цветов, расположенных очень близко друг к другу. пурпурный

модель HSB (англ. Hue – тон, оттенок; Saturation – насыщенность, Brightness – яркость), Ближе всего к естественному восприятию человека. Тон – это, например, синий, зеленый, желтый. Насыщенность – это чистота тона, при уменьшении насыщенности до нуля получается серый цвет. Яркость определяет, насколько цвет светлый или темный. Любой цвет при снижении яркости до нуля превращается в черный. насыщенность яркость

модель Lab (англ. Lighntess – светлота, a и b – параметры, определяющие тон и насыщенность цвета), которая является международным стандартом. тон насыщенность

Современные форматы графических файлов (например, формат.PSD программы Adobe Photoshop) вместе с кодами пикселей содержат и профиль монитора, на котором создавался рисунок.

Вывод При растровом кодировании рисунок разбивается на пиксели (дискретизируется). Для каждого пикселя определяется единый цвет, который чаще всего кодируется с помощью RGB-кода. На практике эти операции выполняет сканер (устройство для ввода изображений) и цифровой фотоаппарат.

Достоинства Растровое кодирование имеет достоинства:универсальный метод (можно закодировать любое изображение); единственный метод для кодирования и обработки размытых изображений, не имеющих четких границ, например, фотографий; при дискретизации всегда есть потеря информации; при изменении размеров изображения искажается цвет и форма объектов на рисунке, поскольку при увеличении размеров надо как-то восстановить недостающие пиксели, а при уменьшении – заменить несколько пикселей одним; размер файла не зависит от сложности изображения, а определяется только разрешением и глубиной цвета; как правило, растровые рисунки имеют большой объем. Недостатки

Форматы растровой графики GIF (Graphics Interchange Format) Формат GIF был разработан в 1987 году компьютерной информационной службой CompuServe.Преимущества Малый размер, который достигается ограниченной цветовой гаммой - не более 256 цветов. Прозрачный фон. Анимация. И еще один немаловажный фактор, то что алгоритм сжатия LZW формата GIF запатентован. Владельцем патента с 1994 года является фирма Unisys, и она начала брать плату с разработчиков, использующих формат GIF.

Форматы растровой графики PNG (Portable Network Graphics) Плод сообщества независимых программистов - ответная реакция на переход популярнейшего формата GIF в разряд коммерческих продуктов. Формат PNG делает почти все, что и формат GIF, за исключением анимации.Преимущества Лучшие сжатие данных - сжимает растровые изображения не только по горизонтали, но и по вертикали. Поддерживает цветные фотографические изображения вплоть до 48-битных включительно. 256 уровней прозрачности. Размер картинки в формате PNG будет меньше, чем у GIF. Но самые мелкие мелочи получатся легче у GIF, потому что в файле изображения PNG около 1 Kb занимает описание палитры цветов, что порой бывает сопоставимо с размером самого изображения.

Форматы растровой графики PNG-24 Формат, аналогичный PNG-8, но использующий 24-битную палитру цвета. Что позволяет сохранять в этом формате фотографии и сложные рисунки. Полная цветовая палитра. Качественная прозрачность позволяет накладывать рисунок на любой фон GIF и обычный PNG рубятся по краям и потому прозрачность подходит для определенного фона - светлого.

Форматы растровой графики JPG, JPEG, JFIF (JPEG File Interchange Format) Для поиска лучшего способа сжатия изображений фотографического качества, две организации по стандартизации – International Telecommunications Union (ITU) и International Organization for Standartization (ISO) – создали Joint Photographic Experts Group (JPEG). Использует сжатие с "потерями" (lossy compression). При таком сжатии удаляется та информация, которая несущественна для восприятия изображения.

Форматы растровой графики BMP (BitMap) Самый простой растровый формат BMP является родным форматом Windows. В BMP данные о цвете хранятся только в модели RGB, то есть этот формат создан для использования на экране.

Форматы растровой графики TIFF, TIF (Tagged Image File Format) Изначально разработан компанией Aldus для своего графического редактора PhotoStyler. Как универсальный формат для хранения растровых изображений, TIFF достаточно широко используется, в первую очередь, в издательских системах, требующих изображения наилучшего качества. Благодаря своей совместимости с большинством профессионального ПО для обработки изображений, формат TIFF очень удобен при переносе изображений между компьютерами различных типов (например, с PC на Маc и обратно).

Форматы растровой графики PSD (Photoshop) Формат Adobe Photoshop, отличается возможностью хранения слоев (layers). Удобен только для обработки в Photoshop и для хранения исходника для редактирования в будущем.

Форматы растровой графики RAW (RAW Image Data) Формат разработан для цифровых фотоаппаратов. Это точная копия картинки, запечатленной на матрице во время съемки, представляет из себя три фотографии, снятые в красных, синих и зеленых цветах. Расширения RAW-файлов у разных производителей могут отличаться, и их далеко не всегда получается открыть с помощью программ для обработки изображений.

Для интернета фотография или рисунок с перетекающими тонамиJPEG картинка с прямыми линиями, небольшой цветовой гаммой, с ровной заливкой (без градиента) GIF PNG сложная картинка с прозрачным фономPNG-24 анимацияSWF иконкиICO Для печати и хранения Для печатиTIFF Для храненияPSD Для логотипаEPS (CDR AI) Логотип для MS OfficeWMF Для фотографии Для хранения и печати фотографий, только не низкого качестваJPEG Для типографии и для оригинала самого лучшего качестваRAW КАКОЙ ФОРМАТ ИЗБРАТЬ?

Векторная графика

Где растр и где вектор?

Форматы векторной графики

Сканируется цветное изображение размером 10´10 см. Разрешающая способность сканера 600 dpi и глубина цвета 32 бита. Какой информационный объем будет иметь полученный графический файл? Решение Переведем разрешающую способность сканера из точек на дюйм в точки на сантиметр: 600 dpi : 2,54 » 236 точек/см Следовательно, размер изображения в точках составит 2360 х 2360 точек. Общее количество точек изображения равно: 2360 х 2360 = Информационный объем файла равен: 32 бит х = бит » 21 Мбайт

Определить объем видеопамяти компьютера, который необходим для реализации графического режима монитора с разрешающей способностью 1024 ´ 768 точек и палитрой из цветов (High Color). Решение Глубина цвета составляет: I = 16 бит (т.к = 216) Количество точек изображения равно: 1024 х 768 = Требуемый объем видеопамяти равен: 16 бит х = бит » 1,2 Мбайта

Задачи Самоконтроль:

Источники К.Ю.Поляков, А.П.Шестаков, Е.А.Еремин. Информатика и ИКТ. Учебник для 10 класса

Решение задач на кодирование графической информации

1. Основные термины Видеопамять - это специальная оперативная память, в которой формируется графическое изображение. Иными словами для получения на экране монитора картинки её надо где-то хранить. Для этого и существует видеопамять.

Объем видеопамяти Объем видеопамяти рассчитывается по формуле: V=I*X*Y, где I – глубина цвета отдельной точки, X, Y –размеры экрана по горизонтали и по вертикали (произведение х на у – разрешающая способность экрана).

Разрешающая способность Разрешающая способность (количество точек, с помощью которых на экране воспроизводится изображение). Примеры разрешения 800*600 точек 1024*768 точек. 1152*864 точки.

Глубина цвета Глубина цвета (количество бит, используемых для кодирования цвета точки), например, 8, 16, 24, 32 бита. Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки, Тогда количество цветов, отображаемых на экране монитора может быть вычислено по формуле N=2 I, где N – количество цветов, I – глубина цвета или битовая глубина.

Палитра Палитра (количество цветов, которые используются для воспроизведения изображения), например 4 цвета, 16 цветов, 256 цветов, 256 оттенков серого цвета, 2 16 цветов в режиме называемом High color или 2 24 цветов в режиме True color.

1. Определить требуемый объем видеопамяти для различных графических режимов экрана монитора, если известна глубина цвета на одну точку: Режим экрана Глубина цвета (бит на точку) (I) на на на на 1024 Решение: 1. Всего точек на экране (разрешающая способность). 2. Вычисляем необходимый объем видеопамяти.

2. Черно-белое (без градаций серого) растровое графическое изображение имеет размер точек. Какой объем памяти займет это изображение? Решение: 1. Объем видеопамяти рассчитывается по формуле: V=I*X*Y, где I – глубина цвета отдельной точки, X, Y –размеры экрана по горизонтали и по вертикали (произведение х на у – разрешающая способность экрана). 2. I - ? N=2 I, где N – количество цветов, I – глубина цвета или битовая глубина. 3. V =

3. Для хранения растрового изображения размером 128 x 128 пикселей отвели 4 КБ памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения? N-? Решение: 1. Объем видеопамяти рассчитывается по формуле: V=I*X*Y, где I – глубина цвета отдельной точки, X, Y –размеры экрана по горизонтали и по вертикали (произведение х на у – разрешающая способность экрана). 2.N=2 I, где N – количество цветов, I – глубина цвета или битовая глубина.

4. Сколько бит видеопамяти занимает информация об одном пикселе на ч/б экране (без полутонов)? i – количество бит, используемых для кодирования цвета точки - ? Решение: 1.N=2 I, где N – количество цветов, I – глубина цвета или битовая глубина.

5. Какой объем видеопамяти необходим для хранения четырех страниц изображения, если битовая глубина равна 24, а разрешающая способность дисплея- 800 х 600 пикселей? Дано: i=24 бит. X*Y=800*600 V для 4-х страниц - ? Решение:

Определить объем видеопамяти компьютера, который необходим для реализации графического режима монитора High Color с разрешающей способностью 1024 х 768 точек и палитрой цветов из цветов. Решение: 2. Количество точек изображения равно: 3. Объем видеопамяти равен: 16-битное кодирование цвета 2 16 = различных цветов.

В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с до 16. Во сколько раз уменьшится объем занимаемой им памяти? Решение: Чтобы закодировать нужно 2 i =65536 i 1 =16 бит Чтобы закодировать 16 цветов нужно 2 i =16 i 2 =4 бит I 1 /i 2 /глубина цвета

Достаточно ли видеопамяти объемом 256 Кбайт для работы монитора в режиме и палитрой из 16 цветов? Решение: V=I*X*Y, где I – глубина цвета отдельной точки, 1 22 i =16 Количество цветов=2 i