урок 1

Тема урока: ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И СРЕДСТВА КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ

Растровое изображение представляет собой мозаику из очень мелких элементов — пикселей. Оно похоже на лист клетчатой бумаги, на котором каждая клеточка (пиксель) закрашена определенным цветом, и в результате такой раскраски формируется изображение .

Растровая графика работает с сотнями и тысячами пикселей, которые формируют рисунок.

В компьютерной графике термин «пиксель», может обозначать разные понятия:

наименьший элемент изображения на экране компьютера;
отдельный элемент растрового изображения;
точку изображения, напечатанного на принтере.

Поэтому будем пользоваться следующей терминологией:

видеопиксель — наименьший элемент изображения на экране;
пиксель — отдельный элемент растрового изображения;
точка — наименьший элемент, создаваемый принтером.

При этом для изображения одного пикселя могут быть использованы один или несколько видеопикселей или точек.

Экран дисплея разбит на фиксированное число видеопикселей, которые образуют графическую сетку (растр) из фиксированного числа строк и столбцов. Размер графической сетки обычно представляется в форме N х М, где:

N — количество видеопииселей по горизонтали,

а М — по вертикали.

На современный дисплеях используются, например, такие размеры графической сетки; 640 х 430,800 х 600,1024 х 768, 1240 х 1024 и др.

Видеопиксели очень малы (менее 0,3 мм) и расположены близко друг к другу. Чтобы изображение могло восприниматься глазом, его необходимо составить из сотен или тысяч видеопикселей, каждый из которых должен иметь свой собственный цветовой оттенок. Увеличенный видеопиксель представляет собой квадратик (рис. 1*2 и рис. I на цветной вклейке).

Достоинства растровой графики

1. Каждому видеопикселю можно придать любой из миллионов цветовых оттенков. Если размеры пикселей приближаются к размерам видеопикселей, то растровое изображение выглядит не хуже фотографии. Таким образом, растровая графика эффективно представляет изображения фотографического качества.

2. Компьютер легко управляет устройствами вывода, которые используют точки для представления отдельных пикселей. Поэтому растровые изображения могут быть легко распечатаны на принтере.

Недостатки растровой графики

1. В файле растрового изображения запоминается информация о цвете каждого видеопикселя в виде комбинации битов. Изображение наиболее простого типа имеет только два цвета (например, белый и черный). В этом случае для кодирования цвета каждого видеопикселя требуются два значения, значит, достаточно одного бита памяти — двух (2¹) значений: 0 и 1. Если цвет видеопикселя определяется двумя битами, то мы имеем четыре (2^а) возможных комбинации О и 1: 00, 01, 10, 11, значит, уже можно закодировать четыре цвета. Четыре бита памяти позволяют закодировать 16 (2⁴) цветов, восемь битов — 256 (2⁸) цветов, 24 бита — 16 777 216 (2²⁴) различных цветовых оттенков.

Простые растровые картинки занимают небольшой объем памяти (несколько десятков или сотен килобайтов). Изображения фотографического качества часто требуют нескольких мегабайтов. Например если размер графической сетки 1240 х 1024, а количество используемых цветов — 16 777 216, то объем растрового файла составляет около 4 Мб, так как информация о цвете видеопикселей в файле

занимает

1240 * 1024*24 = 30 474 240 (бит), или

30 474 240 : 8 = 3 809 280 (байт), или

3 809 280 : 1024 = 3720 (Кб), или 3720 ; 1024 = 3,63 (Мб).

Таким образом, для хранения растровых изображений требуется большой объем памяти.

Самым простым решением проблемы хранения растровых изображений является увеличение емкости запоминающих устройств компьютера. Современные жесткие и оптические диски предоставляют значительные объемы памяти для данных. Оборотной стороной этого решения является стоимость, хотя цены на эти запоминающие устройства в последнее время заметно снижаются.

Другой способ решения проблемы заключается в сжатии графических файлов, т, е. использовании программ, уменьшающих размеры файлов растровой графики за счет изменения способа организации данных. Существует несколько методов сжатия графических данных. В простейшем из них последовательность повторяющихся величин (в нашем случае — набор битов для представления видеопикселей) заменяется парой величин — повторяющейся величиной и количеством ее повторений. На рис, показано, как подобным образом может быть сжата одна строка черно-белого растрового рисунка.

Такой метод сжатия лучше всего работает с изображениями, которые содержат большие области однотонной закраски, но намного хуже с его помощью сжимаются фотографии, так как в них почти нет длинных строк из одинаковых пикселей. Сильно насыщенные узорами изображения хорошо сжимаются методом LZW (назван так по первым буквам фамилий его разработчиков — Lempel , Ziv и Welch ). Объединённая группа экспертов по фотографии ( Joint Photographic Experts Group ) предложила метод JPEG для сжатия изображений фотографического качества.

Растровое изображение после масштабирования или вращения может потерять свою привлекательность. Например, области однотонной закраски могут приобрести странный («муаровый») узор; кривые и прямые линии, которые выглядели гладкими, могут неожиданно стать пилообразными. Если уменьшить, а затем снова увеличить до прежнего размера растровый рисунок, то он станет нечётким и ступенчатым, а закрашенные области могут быть искажены.

Растровое изображение плохо поддается масштабированию и скажениям.

Page updated

Google Sites

Report abuse