Растровая графика

Раздел в начальной стадии заполнения!

Содержание
Разрешение
Сканирование
Оптическое распознавание символов

Введение

Растровая иллюстрация представляет собой совокупность описания точек, формирующих изображение. Каждая такая точка имеет четыре основные характеристики: размер, тоновое значение, глубину цвета и позицию. Растровое изображение всегда имеет определенное число точек по вертикали и строк по горизонтали. Другая характеристика — разрешение, то есть число точек на единицу длины. Традиционно используется единица «число точек на дюйм» (dot per inch, dpi). В некоторых случаях — «пикселей на дюйм» (pixel per inch, ppi) и «выборок на дюйм» (selections per inch, spi). Использование соответствующих размерностей на сантиметр распространения не получило, хотя и поддерживается основными программами.

Когда приходится сталкиваться со сканированием и/или обработкой растровой графики?

  1. Изображения, имеющиеся на бумаге, изготовление которых с помощью специальных программ невозможно или чрезмерно трудоемко (в том числе с использованием векторизации).

    Доступ к этим материалам предоставляется только зарегистрированным пользователям!


Разрешение

Термин разрешение имеет два основных равноправно используемых и постоянно путаемых значения: абсолютное и относительное.

Абсолютное разрешение означает количество точек рисунка по горизонтали и вертикали. Стандартный вариант применения – разрешение экрана. Например, современный монитор или телевизор Full HD должен иметь разрешение 1920*1080 точек. В связи с распространением цифровых фотокамер, возникла производная величина – мегапиксел (миллион пикселов), получаемая перемножением числа точек по горизонтали и вертикали (фактически – площадь). Для приведенного примера (1920*1080) это составит 2 073 600 точек, то есть 2 мегапиксела. Кстати, отсюда вытекает прямой вывод, что такого разрешения достаточно только для просмотра на стандартном экране. Для правильной оценки величины следует также учитывать отношение сторон. Ведь для стандартного монитора и любительской камеры оно составляет 4:3, для широкоформатного экрана – 16:9, а для стандартизованной зеркальной фотокамеры – 3:2 (стандартный пленочный кадр 24*36 мм). Не вникая в тонкости фиксации изображения, следует упомянуть, что кадр 36-мм пленки содержит количество точек, примерно соответствующее 10 Мпкс, слайд – 16 Мпкс.

Относительное разрешение растровой графики измеряется в точках на дюйм (dot per inch — dpi) или пикселях на дюйм (pixel per inch – ppi) и применимо как для сравнения изображений, так и для оценки возможности их использования. Учтите, что у любого экрана также есть относительное разрешение, но оно нигде не указывается и должно рассчитываться индивидуально.

Пиксель — самый мелкий экранный элемент растровой графики квадратной формы. Размер пикселя определяется разрешением. Так при разрешении 300 dpi он будет равен 2.54 см/300 = 0.084(6) мм, а при 72 dpi — 0.352(7) мм.

Разрешение для растровых иллюстраций принципиально связано с их видом и назначением. Для цветного изображения весьма существенным становится и размер файла. Последний фактор нельзя игнорировать даже учитывая многократное возрастание емкости носителей.

Для Интернета и/или отображения на экране для всех видов графики традиционно используют разрешения 72(75) dpi или, реже, 96, 120 и 150 dpi. Последние значения могут оказаться гораздо более эффективными на современных мониторах с высокими экранными разрешениями (Full HD [1920*1080], UXGA [1600*1200] и выше), особенно для мобильных устройств с высоким разрешением, но небольшими линейными размерами. Для ориентировочного определения разрешения конкретного дисплея можно разделить число отображаемых им по горизонтали точек на измеренную линейкой (в дюймах) ширину видимой части. Последнюю величину можно также получить расчетным способом, исходя из паспортного размера диагонали и теоремы Пифагора.

Для целей печати на принтере существуют более сложные закономерности. Связано это с разрешением и типом принтера, разрешающей способностью глаза, качеством бумаги.

Для полиграфического воспроизведения или печати на PostScript-устройстве требуемое разрешение принципиально зависит от типа графики, что связано с технологическими особенностями формирования изображения.

Для оптимизации работы целесообразно использовать единое разрешение для всех иллюстраций одного типа (штриховые и полутоновые/цветные). В целом, оно зависит от большого числа факторов: требуемого качества, производительности компьютера, наличия свободного места на диске, оптического разрешения сканера, устройства вывода.

В каких случаях потребуется более высокое разрешение?

Всегда, если предполагается увеличение размеров иллюстрации. Это следует учесть при сканировании и генерации растрового рисунка из векторной программы. И в том и в другом случае, как правило нет возможности задавать будущие абсолютные размеры.

В каких случаях допустимо более низкое разрешение?

Можно дать категоричный ответ: ни в каких. Но это будет не совсем верно. Просто желательно не опускаться ниже рекомендованных в таблице значений (см. ниже). Кроме того, изображение может быть существенно уменьшено, что приведет к пропорциональному возрастанию разрешения.

Разрешения (dpi) для растровой графики в зависимости от вида и назначения:


Доступ к этим материалам предоставляется только зарегистрированным пользователям!


Классификация растровой графики

В основе лежит количество битов, отводимых на описание точки или, наоборот, цветность этой графики.

Схема классификации растровой графики:

1. По критерию цветности

То есть есть ли цвет и каковы его качественные различия.

1a. Штриховая или черно-белая (Bilevel, Bitmap или LineArt).

1b. Полутоновая (Halftone) [практически не используется и может считаться отмершей, сам термин стал использоваться для обозначения оттенков серого].

1c. Оттенки/градации серого (Grayscale). Возможно, данный вариант несет в себе наибольшую сложность, так как его очень часто называют черно-белым, бездумно перенося это словосочетание с привычных черно-белых фотографий.

1d. Цветная (Color). Бесспорно огромное значение цветной графики связано с глобальным распространением цветных дисплеев различного назначения. Отсюда же происходит и большинство грубейших ошибок работы с растровыми изображениями.

Цветовая схема RGB (аддитивная) или CMYK (субтрактивная). Названия получаются от английских названий цветов (красный, зеленый, голубой и синий, пурпурный, желтый + ключевой [черный]). Особый вариант — индексированный цвет (Index Color), когда все оттенки в файле делятся на варианты (обычно 256, что дает 8 бит, необходимых для кодирования), каждому из которых присваивается номер. Далее, на основе получившейся палитры цветов, строится таблица, где каждому номеру ячейки приписывается цветовой оттенок в значениях RGB.

Цветовое пространство LAB представляет цвет в трех каналах: один канал выделен для значений яркости (L — Lightnes) и два других - для цветовой информации (А и В). Цветовые каналы соответствуют шкале, а не какому-нибудь одному цвету. Канал А представляет непрерывный спектр от зеленого к красному, в то время как канал В — от синего к желтому. Средние значения для А и В соответствуют реальным оттенкам серого. Существует похожая цветовая модель YCC.

Не стоит бездумно переводить изображение из одной цветовой схемы в другую, так как при этом неизбежны потери цветовой информации, связанные с несоответствием цветового охвата разных схем.

Использование цветной растровой графики в научной литературе представляется в настоящий момент весьма сомнительным. Проблема связана с двумя аспектами: высокой стоимостью цветной полиграфии, что мало приемлемо для этого рода литературы, а также необходимостью специальной квалификации для работы с цветом. Дополнительно вопрос о цветных иллюстрациях для полиграфического исполнения обсуждается в разделе, посвященном построению рисунков и диаграмм. В любом случае, оптимальным будет вариант с передачей издателю оригинала (бумажной копии) и файлов, если они есть.

2. По глубине цвета

2, 8, 16, 256... цветов. Соответственно обычно используется 1, 3, 4, 8, 16, 24 и 32-битное представление.

3. По разрядности для черно-белой

Разрядность растрового изображения означает количество битов, отводимое на описание каждого пикселя.

Bilevel состоит только из черных и белых пикселей. Подразделяется на:

  1. Line-Art (штриховая) — пикселы только черные или белые.
  2. Halftone (полутоновая) — состоит из матрицы (4×4, 8×8, 16×16), отдельные пикселы которой могут как бы симулировать серый цвет. В последнее время используется очень редко или даже не поддерживается программами, в связи с чем само понятие «полутоновой» стало использоваться для обозначения изображений с оттенками серого.

Gray-Scale (с оттенками серого), когда каждый пиксель может иметь дополнительную характеристику уровня серого цвета (из 256 уровней). Для описания каждой точки требуется 8 битов (1 байт). Соответственно размер несжатого файла будет в 8 раз больше, чем в случае штриховой графики.

4. По разрешению

Классификация носит достаточно условный характер, но довольно важна, так как применима для практических целей.

Можно выделить экранное (72(75) dpi, 96 dpi, 120(150) dpi) и для печати (300, 600, 1200 dpi).

Следует отметить, что большое разнообразие устройств отображения с разнообразными характеристиками и физическими размерами породило путаницу в стандартах.

5. По назначению

Печать растровой графики

Распечатка растровых графических изображений является одной из наиболее часто встречающихся проблем с почти полным отсутствием толковых разъяснений.

....

Для чего можно использовать картинку из Интернета?

Как ни горько об этом говорить, упомянутый вопрос является самым востребованным в современных реалиях. Не лишним будет вспомнить здесь о возможном нарушении авторских прав.

Вопрос также тесно смыкается с грамотностью использования поисковых систем.

...

Ссылки и литература

  1. Пономаренко С.И. Пиксел и вектор. Принципы цифровой графики. СПб.: БХВ-Петербург, 2002, 496 с. (Единственная известная мне книга, которая содержит осмысленный текст.)

Copyright © 1993–2020 Мацкявичюс Д.А. Все права защищены.
Никакая часть сайта не может быть воспроизведена никаким способом без письменного разрешения правообладателя и явной ссылки на данный ресурс.