Растровые графические изображения формируются в процессе сканирования существующих на бумаге или фотопленке изображений и фотографий, а также при использовании цифровых фото- и видеокамер. Можно создать растровое графическое изображение непосредственно на компьютере с использованием графического редактора.
Растровые изображения очень чувствительны к масштабированию (увеличению или уменьшению). При уменьшении растрового изображения несколько соседних точек преобразуются в одну, поэтому теряется четкость мелких деталей изображения. При увеличении увеличивается размер каждой точки и появляется ступенчатый эффект, который можно увидеть невооруженным глазом.
Растровые графические редакторы. Растровые графические редакторы являются средством обработки цифровых фотографий и отсканированных изображений, поскольку позволяют повышать их качество путем изменения цветовой палитры изображения и даже цвета каждого отдельного пикселя. Можно повысить яркость и контрастность старых или некачественных фотографий, удалить мелкие дефекты изображения (например, царапины), преобразовать черно-белое изображение в цветное и т. д.
В День Государственного флага России химчане рассказали, что означают его цвета
Кроме того, растровые графические редакторы можно использовать для художественного творчества путем использования различных эффектов преобразования изображения. Обычную фотографию можно превратить в мозаичное панно, картину, рельефное изображение и другие.
В состав операционной системы Windows входит простой растровый графический редактор Paint , широкие возможности по обработке растровых изображений имеют профессиональный графический редактор Adobe Photoshop и его бесплатный аналог GIMP .
Инструменты рисования растровых графических редакторов. Для создания изображения традиционными методами необходимо выбрать инструмент рисования (это могут быть фломастеры, кисть с красками, карандаши и многое другое). В растровых графических редакторах существуют аналогичные инструменты, позволяющие изменять цвет определенных групп пикселей:
• Карандаш позволяет рисовать произвольные тонкие линии.
• Кист ь позволяет рисовать произвольные линии различной толщины с использованием «кисти» выбранной формы.
• Ластик (Кисть, рисующая цветом фона) позволяет стирать произвольные пиксели изображения, при этом размер Ластика можно менять.
• Распылител ь позволяет разбрызгивать «краску» (закрашивать пиксели случайным образом) и таким образом закрашивать произвольные области.
• Заливка позволяет закрашивать замкнутые области целиком.
• Надпись позволяет создавать текстовые области на пиксельных изображениях. Установив курсор внутри текстовой области, можно произвести ввод текста, который становится частью пиксельного изображения.
Рисование графических примитивов. Растровые графические редакторы позволяют рисовать в поле рисования графические примитивы (прямая линия, кривая линия, прямоугольник, многоугольник и окружность). В растровом графическом редакторе нарисованный объект перестает существовать как самостоятельный элемент после окончания рисования и становится лишь группой пикселей на изображени и.
История российского флага (триколора) – историк Константин Гусев | Флаг России | Научпоп
• Линия позволяет нарисовать прямую линию, существует возможность перед рисованием задать тип линии (сплошная, пунктирная и т. д.), ее толщину и цвет с помощью дополнительных меню.
• Кривая позволяет нарисовать произвольную линию и перетаскиванием мышью придать ей требуемую форму.
• Прямоугол ьник позволяет нарисовать прямоугольни к: щелчком зафиксировать положение первой вершины, перетащить указатель по диагонали и зафиксировать положение второй вершины.
• Многоугол ьник позволяет нарисовать многоугольник: последовательно щелчками зафиксировать положение вершин и двойным щелчком зафиксировать положение последней вершины.
• Окружность (Эллип с) позволяет нарисовать окружность или эллипс: щелчком зафиксировать положение точки овала, перетащить указатель по диагонали и зафиксировать положение точки, противоположной относительно центра овала. Если в процессе рисования держать нажатой клавишу < Shift >, то будет нарисована окружность.
Операции копирования, перемещения и удаления. Редактирование изображения может производиться с использованием трех основных операций: копирования, перемещения и удаления. При выполнении операции копирования выделенный фрагмент сохраняется в изображении и может быть многократно в него вставлен. При выполнении операции перемещения выделенный фрагмент удаляется из изображения, но может быть многократно в него вставлен. Операция удаления приводит к удалению выделенного фрагмента из изображения.
Перед выполнением каждой операции редактирования необходимо выделить область изображения (группу пикселей) в растровом редакторе. Обычно возможны следующие выделени я:
•выделение прямоугол ьной област и;
•выделение произвол ьной области.
Палитра цветов. Различают основной цвет, которым рисуются контуры фигур, и цвет фона, которым фигуры закрашиваются. В меню палитры цветов обычно размещаются индикаторы основного цвета и цвета фона, которые отображают текущие установки.
Выбор цвета с использованием меню палитры ограничен, так как оно содержит только несколько десятков цветов. Однако графические редакторы позволяют использовать расширенную палитру цветов, в которой можно осуществлять выбор среди набора из десятков миллионов цветов.
Принцип формирования цветов в расширенной палитре базируется на том, что любой оттенок цвета можно получить, смешивая в определенной пропорции три базовых цвета: красный, зеленый и синий. Это можно сделать как с помощью мыши, перемещая указатель по цветовому полю, так и вводя величины интенсивностей каждого базового цвета (в интервале от 0 до 255) с клавиатуры в соответствующие текстовые поля.
В большинстве графических редакторов для копирования цветов можно использовать инструмент Пипетка. Щелчок левой кнопкой мыши в области с выбранным цветом задает его в качестве основного цвета, а щелчок правой кнопкой — в качестве цвета фона.
Геометрические преобразования. Растровые изображения могут быть подвергнуты геометрическим преобразованиям:
• изменению размера по горизонтали и вертикали;
• поворотам по часовой стрелке или против часовой стрелки;
• наклонам на различные углы;
• отражениям в различных плоскостях.
В растровых редакторах имеется масштабирующий инструмент, который позволяет увеличивать или уменьшать масштаб представления изображения или рисунка на экране, но не влияет при этом на его реальные размеры. Обычно такой инструмент называется Лупа.
Форматы растровых графических файлов. Форматы графических файлов определяют способ хранения информации в файле, а также используемый алгоритм сжатия.
Растровые графические файлы имеют обычно большой информационный объем, так как в них хранятся коды цветов всех точек изображения. Для растровых графических файлов обычно применяется сжатие, которое отличается от архивирования с помощью программ -архиваторов тем, что алгоритм сжатия включается непосредственно в формат графического файла (форматы BMP, TIFF , GIF , PNG и др.).
Для сжатия изображений, содержащих большие области однотонной закраски, наиболее эффективно применение алгоритма сжатия, который заменяет последовательность повторяющихся величин (пикселей одинакового цвета) на две величины (пиксель и количество его повторений). Для рисунков целесообразно применение другого метода сжати я, который использует поиск повторяющихся в рисунке «узоров ».
Для сжатия отсканированных фотографий и иллюстраций используется метод сжатия JPEG , который отбрасывает избыточную для человеческого восприятия информацию (компьютер обеспечивает воспроизведение более 16 млн различных цветов, тогда как человек вряд ли способен различить более сотни цветов и оттенков). Применение метода JPEG позволяет сжимать файлы в десятки раз, однако приводит к необратимой потере информации (файлы не могут быть восстановлены в первоначальном виде).
GIF -анимация. GIF -анимация является последовательностью растровых графических изображений (кадров), которые хранятся в одном растровом графическом файле в формате GIF. Для создания последовательности растровых изображений и для их преобразования в GIF -анимацию можно использовать многофункциональные растровые редакторы или специальные редакторы GIF — а нимаци й.
В процессе просмотра такого GIF -файла растровые графические изображения последовательно появляются на экране монитора, что и создает иллюзию движения. При создании GIF -анимации можно задать величину задержки появления каждого кадра, чем она меньше, тем лучше качество анимации. Кроме того, можно установить количество повторений (от одного до беско н ечности) последовательности кадров, хранящихся в GIF -файле .
Большое количество кадров ведет к лучшему качеству анимации, но при этом увеличивает размер GIF -файла. Для уменьшения его информацио нного объема можно анимиро- вать только некоторые части изображения.
Контрольные вопросы
1. Почему при уменьшении и увеличении растрового изображения ухудшается его качество?
2. В чем состоят основные различия форматов растровых графических файлов ?
Источник: txtbooks.ru
Пространственное разрешение монитора
Выберите все двоичные коды, которые существуют в цветовой модели RGB.
Пространственное разрешение монитора
Изображение на экране монитора, состоящее из 1280 пикселей, соответствует какому пространственному разрешению монитора?
| 1024×1280 |
| 800×1024 |
| 1280×1024 |
| 1400×1280 |
Задача
Цветной рисунок состоит из 65536 цветов и занимает 3 Кб информации. Из скольких точек состоит данный рисунок?
Глубина цвета
Если в палитре 256 цветов, то чему равна глубина цвета?
Выделите правильный ответ.
Решение задачи
Монитор позволяет получать на экране 216216 цвета. Какой объём памяти в байтах требуется для кодирования 11 пикселя?
Задача
Источник: helpiks.su
Чем государственный флаг россии отличается от принципа получения цветного пикселя на экране монитора
Графическая информация может быть представлена в аналоговой и дискретной формах. Примером аналогового представления графической информации может служить живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно, а дискретного — изображение, напечатанное с помощью струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета.
Графические изображения из аналоговой (непрерывной) формы в цифровую (дискретную) преобразуются путем пространственной дискретизации. Пространственную дискретизацию изображения можно сравнить с построением изображения из мозаики (большого количества маленьких разноцветных стекол). Изображение разбивается на отдельные маленькие элементы (точки, или пиксели), причем каждый элемент может иметь свой цвет (красный, зеленый, синий и т. д.).
Пиксель — минимальный участок изображения, для которого независимым образом можно задать цвет.
В результате пространственной дискретизации графическая информация представляется в виде растрового изображения, которое формируется из определенного количества строк, содержащих, в свою очередь, определенное количество точек (рис. 1.1).
| Рис. 1.1. Растровое изображение темного прямоугольника на светлом фоне |
Разрешающая способность. Важнейшей Характеристикой качества растрового изображения является разрешающая способность
Разрешающая способность растрового изображения определяется количеством точек как по горизонтали, так и по вертикали на единицу длины изображения.
Чем меньше размер точки, тем больше разрешающая способность (больше строк растра и точек в строке) и, соответственно, выше качество изображения. Величина разрешающей способности обычно выражается в dpi (dot per inch — точек на дюйм), т. е. в количестве точек в полоске изображения длиной один дюйм (1 дюйм = 2,54 см)
Пространственная дискретизация непрерывных изображений, хранящихся на бумаге, фото- и кинопленке, может быть осуществлена путем сканирования. В настоящее время все большее распространение получают цифровые фото- и видеокамеры, которые фиксируют изображения сразу в дискретной форме.
Качество растровых изображений, полученных в результате сканирования, зависит от разрешающей способности сканера, которую производители указывают двумя числами (например, 1200 х 2400 dpi)
Сканирование производится путем перемещения полоски светочувствительных элементов вдоль изображения. Первое число является оптическим разрешением сканера и определяется количеством светочувствительных элементов на одном дюйме полоски. Второе число является аппаратным разрешением; оно определяется количеством «микрошагов», которое может сделать полоска светочувствительных элементов, перемещаясь на один дюйм вдоль изображения (рис. 1.2).
| Рис. 1.2. Оптическое и аппаратное разрешение сканера |
Глубина цвета. В процессе дискретизации могут использоваться различные палитры цветов, т. е. наборы цветов, в которые могут быть окрашены точки изображения. Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки. Количество цветов N в палитре и количество информации I, необходимое для кодирования цвета каждой точки, связаны между собой и могут быть вычислены по формуле:
| N=2 I | (1.1) |
В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета) палитра цветов состоит всего из двух цветов (черного и белого). Каждая точка экрана может принимать одно из двух состояний — «черная» или «белая», следовательно, по формуле (1.1) можно вычислить, какое количество информации необходимо, чтобы закодировать цвет каждой точки:
2 = 2 I => 2 1 = 2 I => I = 1 бит.
Количество информации, которое используется для кодирования цвета точки изображения, называется глубиной цвета.
Наиболее распространенными значениями глубины цвета при кодировании цветных изображений являются 4, 8, 16 или 24 бита на точку. Зная глубину цвета, по формуле (1.1) можно вычислить количество цветов в палитре (табл. 1.1).
Контрольные вопросы
1. Объясните, как с помощью пространственной дискретизации происходит формирование растрового изображения.
2. В каких единицах выражается разрешающая способность растровых изображений?
3. Как связаны между собой количество цветов в палитре и глубина цвета?
Задания для самостоятельного выполнения
1.1. Задание с выборочным ответом. В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 65 536 до 16. Его информационный объем уменьшился в:
1) 2 раза; 2) 4 раза; 3) 8 раз; 4) 16 раз.
1.2. Задание с кратким ответом. Черно-белое (без градаций серого) растровое графическое изображение имеет размер 10 х 10 точек. Какой информационный объем имеет изображение?
1.3. Задание с кратким ответом. Цветное (с палитрой из 256 цветов) растровое графическое изображение имеет размер 10 х 10 точек. Какой информационный объем имеет изображение?
1.4. Задание с развернутым ответом. Сканируется цветное изображение размером 10 х 10 см. Разрешающая способность сканера _ 1200 х 1200 dpi, глубина цвета — 24 бита. Какой информационный объем будет иметь полученный графический файл?
Растровые изображения на экране монитора
Графические режимы монитора. Качество изображения на экране монитора зависит от величины пространственного разрешения и глубины цвета.
Пространственное разрешение экрана монитора определяется как произведение количества строк изображения на количество точек в строке. Монитор может отображать информацию с различными пространственными разрешениями (800 х 600, 1024 х 768, 1152 х 864 и выше).
Глубина цвета измеряется в битах на точку и характеризует количество цветов, в которые могут быть окрашены точки изображения. Количество отображаемых цветов также может изменяться в широком диапазоне, от 256 (глубина цвета 8 битов) до более чем 16 миллионов (глубина цвета 24 бита).
Чем больше пространственное разрешение и глубина цвета, тем выше качество изображения.
В операционных системах предусмотрена возможность выбора необходимого пользователю и технически возможного графического режима.
Рассмотрим формирование на экране монитора растрового изображения, состоящего из 600 строк по 800 точек в каждой строке (всего 480 000 точек) и глубиной цвета 8 битов. Двоичный код цвета всех точек хранится в видеопамяти компьютера (рис. 1.3), которая находится на видеокарте (рис. 1.4).
| Рис. 1.3. Формирование растрового изображения на экране монитора |
| Рис. 1.4. Видеокарта |
Видеокарта устанавливается в слот расширения системной платы PCI или AGP. Монитор подключается к аналоговому выходу VGA или цифровому выходу DVI видеокарты.
Периодически, с определенной частотой, коды цветов точек вчитываются из видеопамяти точки отображаются на экране монитора. Частота считывания изображения влияет на стабильность изображения на экране. В современных мониторах обновление изображения происходит c частотой 75 и более раз в секунду, что обеспечивает комфортность восприятия изображения пользователем компьютера (человек не замечает мерцания изображения). Для сравнения можно напомнить, что частота смены кадров в кино составляет 24 кадра в секунду.
Объем видеопамяти. Информационный объем требуемой видеопамяти можно рассчитать по формуле:
In = I × X × Y,
где In — информационный объем видеопамяти в битах;
X × У — количество точек изображения (X — количество точек по горизонтали, Y — по вертикали);
I — глубина цвета в битах на точку.
Пример: необходимый объем видеопамяти для графического режима с пространственным разрешением 800 х 600 точек и глубиной цвета 24 бита равен:
In = I × X × Y = 24 бита × 800 × 600 = 11 520 000 бит = 1 440 000 байт = 1 406,25 Кбайт = 1,37 Мбайт.
Качество отображения информации на экране монитора зависит от размера экрана и размера пикселя. Зная размер диагонали экрана в дюймах (15″, 17″ и т. д.) и размер пикселя экрана (0,28 мм, 0,24 мм или 0,20 мм), можно оценить максимально возможное пространственное разрешение экрана монитора.
Контрольные вопросы
1. С помощью каких параметров задается графический режим экрана монитора?
2. Как вы думаете, почему частота обновления изображения на экране монитора должна быть больше, чем частота кадров в кино?
Источник: 5byte.ru