Растровая графика. Основные понятия. Преимущества и недостатки.
Растровое изображение — изображение, представляющее собой сетку пикселей или точек цветов (обычно прямоугольную) на компьютерном мониторе, бумаге и других отображающих устройствах и материалах.
Важными характеристиками изображения являются:
· количество пикселей - разрешение. Может указываться отдельно количество пикселей по ширине и высоте (1024*768, 640*480,...) или же, редко, общее количество пикселей (часто измеряется в мегапикселях);
· количество используемых цветов или глубина цвета (эти характеристики имеют следующую зависимость: N = 2^I, где N - количество цветов,а I - глубина цвета);
· цветовое пространство (цветовая модель) RGB, CMYK, XYZ, YCbCr и др.
Растровую графику редактируют с помощью растровых графических редакторов. Создается растровая графика фотоаппаратами, сканерами, непосредственно в растровом редакторе, также путем экспорта из векторного редактора или в виде скриншотов.
Объем растрового изображения
V = K*I
V - объем изображения
K - количество пикселей
I - глубина цвета
Соотношение глубины цвета и количества цветов:
N = 2^I
N - количество цветов
I - глубина цвета
Достоинства:
· Растровая графика позволяет создать практически любой рисунок, в отличие, от векторной, где невозможно точно передать эффект перехода от одного цвета к другому без потерь в размере файла.
· Распространённость
· Высокая скорость обработки сложных изображений, если не нужно масштабирование.
· Растровое представление изображения естественно для большинства устройств ввода-вывода графической информации
Недостатки:
· Большой размер файлов с простыми изображениями.
· Невозможность идеального масштабирования.
· Невозможность вывода на печать на плоттер.
· Из-за этих недостатков для хранения простых рисунков рекомендуют вместо даже сжатой растровой графики использовать векторную графику.
Векторная графика. Основные понятия. Преимущества и недостатки.
Векторная графика — способ представления объектов и изображений в компьютерной графике, основанный на использовании геометрических примитивов, таких как точки, линии, сплайны и многоугольники. Термин используется в противоположность к растровой графике, которая представляет изображение как матрицу фиксированного размера, состоящую из точек (пикселей) со своими параметрами.
Обзор
Для создания изображения векторного формата, отображаемого на растровом устройстве, используются преобразователи, программные или аппаратные (встроенные в видеокарту). Подавляющее большинство современных компьютерных видеодисплеев, в силу принципов используемых для построения изображения, предназначены для отображения информации в растровом формате. Кроме этого, существует узкий класс устройств, ориентированных исключительно на отображение векторных данных. К ним относятся мониторы с векторной развёрткой, графопостроители, а также некоторые типы лазерных проекторов. На лекциях Костенецкий привел пример плоттера, который печатает листы для рекламных щитов: размер полотна большой => не нем нужно разместить изображение достаточно высокого разрешения, чтобы картинка была четкой => большой размер файла с растровым изображением => используются векторные изображения. Термин «векторная графика» используется в основном в контексте двухмерной компьютерной графики.
Преимущества перед растровой графикой
Размер, занимаемой описательной частью, не зависит от реальной величины объекта, что позволяет, используя минимальное количество информации, описать сколько угодно раз большой объект файлом минимального размера (= компактность).
В связи с тем, что информация об объекте хранится в описательной форме, можно бесконечно увеличить графический примитив. С другой стороны, если кривая представлена в виде ломаной линии, увеличение покажет, что она на самом деле не кривая (= качество не зависит от размера изображения).
Параметры объектов хранятся и могут быть легко изменены. Также это означает что перемещение, масштабирование, вращение, заполнение и т. д. не ухудшат качества рисунка. Более того, обычно указывают размеры в аппаратно-независимых единицах (англ. device-independent unit), которые ведут к наилучшей возможной растеризации на растровых устройствах (= легкость модификации).
При увеличении или уменьшении объектов толщина линий может быть задана постоянной величиной, независимо от реального контура.
Фундаментальные недостатки векторной графики.
Не каждый объект может быть легко изображен в векторном виде — для подобного оригинальному изображению может потребоваться очень большое количество объектов и их сложности, что негативно влияет на количество памяти, занимаемой изображением, и на время для его отображения (отрисовки) (= зависимость времени визуализации от количества и сложности объектов).
Перевод векторной графики в растр достаточно прост. Но обратного пути, как правило, нет — трассировка растра, при том что требует значительных вычислительных мощностей и времени, не всегда обеспечивает высокое качества векторного рисунка (= невозможность адекватно описать реальное изображение).
Цветовые модели. Аддитивная и субтрактивная модели.
Цветовые модели
Описание цвета может опираться на составление любого цвета на основе основных цветов или на такие понятия, как светлота, насыщенность, цветовой тон. Применительно к компьютерной графике описание цвета также должно учитывать специфику аппаратуры для ввода/вывода изображений. В связи с необходимостью описания различных физических процессов воспроизведения цвета были разработаны различные цветовые модели. Цветовые модели позволяют с помощью математического аппарата описать определенные цветовые области спектра. Цветовые модели описывают цветовые оттенки с помощью смешивания нескольких основных цветов.
Основные цвета разбиваются на оттенки по яркости (от темного к светлому), и каждой градации яркости присваивается цифровое значение (например, самой темной – 0, самой светлой – 255). Считается, что в среднем человек способен воспринимать около 256 оттенков одного цвета. Таким образом, любой цвет можно разложить на оттенки основных цветов и обозначить его набором цифр – цветовых координат.
Таким образом, при выборе цветовой модели можно определять трехмерное цветовое координатное пространство, внутри которого каждый цвет представляется точкой. Такое пространство называется пространством цветовой модели.
Профессиональные графические программы обычно позволяют оперировать с несколькими цветовыми моделями, большинство из которых создано для специальных целей или особых типов красок: CMY, CMYK, CMYK256, RGB, HSB, HLS, L*a*b, YIQ, Grayscale (оттенки серого) и Registration color. Некоторые из них используются редко, диапазоны других перекрываются.
Аддитивная цветовая модель - цветовая модель, в которой воспроизведение цветов получается путем сложения основных цветов.
Субтрактивная цветовая модель - цветовая модель, в которой воспроизведение цветов получается путем вычитания основных цветов из белого цвета.