Способы представления графических изображений

Существуют два способа представления графического изображения:

- растровый (изображение со сложными гаммами цветов оттенков и форм: фотографии, рисунки, отсканированные данные);

- векторный (чертежи, изображения с простыми формами, тенями, окраской).

Растр или растровый массив (bitop) представляет совокупность битов, расположенных на сетчатом поле-канве. Бит может быть включен (единичное состояние) или выключен (нулевое состояние).

Состояние битов можно использовать для представления черного или белого цветов, так, что, соединив на канве несколько битов, можно создать изображение из черных и белых точек. Растровое изображение напоминает лист клетчатой бумаги, на котором каждая клеточка закрашена черным или белым цветом, в совокупности формируя рисунок. Основным элементом растрового изображения пиксель (pixel). Под этим термином часто понимают несколько различных понятий: отдельный элемент растрового изображения, отдельная точка на экране монитора, отдельная точка на изображении, напечатанном принтером.

Цвет каждого пикселя растрового изображения – черный, белый, серый или любой из спектра – запоминается с помощью комбинации битов. Размер изображения описывает физическую длину и ширину изображения, которая измеряется в пикселах.

Разрешение – это плотность размещения пикселов, которая измеряется в точках на дюйм (dpi). Эта величина представляет собой расстояние между соседними пикселами. Чем больше битов используется для этого, тем большее количество оттенков цветов для каждого пиксела можно получить. Число битов используемых компьютером для хранении информации о каждом пикселе, называется битовой глубиной или глубиной цвета.

Наиболее простой тип растрового изображения состоит из пикселов, имеющих два цвета – черный и белый. Для хранения такого типа пикселов требуется 1 бит в памяти компьютера, поэтому изображение, состоящее из пикселов такого вида, называется однобитовым изображением. Для отображения большого количества цветов используются больше битов информации.

Основной недостаток растровой графики состоит в том, что каждое изображение для своего хранения требует большое количество памяти. Другой недостаток – снижение качества изображения при масштабировании.

Векторное представление определяет описание изображения в виде линий и фигур, возможно, с закрашенными областями, заполняемыми сплошным или градиентным цветом. В векторной графики для описания объектов используются комбинации компьютерных команд и математических формул для описания объектов.

Векторную графику называется объектно-ориентированной или чертежной графикой. Достоинствами векторной графики являются:

- описание объекта является простым и занимает мало памяти;

- простота масштабирования изображения без ухудшения его качества;

- независимость объема памяти требуемой для хранения изображения от выбранной цветовой модели.

Недостатком – некоторая искусственность, заключающая в том, что любое изображение необходимо разбить на конечное множество составляющих его примитивов.

Векторная и растровая графика существуют не обособленно друг от друга. Векторные рисунки могут включать в себя и растровые изображения, могут быть преобразованы друг в друга. В этом случае говорят о конвертации графических файлов в другие форматы. Не всегда осуществимо преобразование растровой графики в векторную.

Разрешающая способность – это количество элементов в заданной области.

Имеются:

- разрешающая способность графического изображения;

- разрешающая способность принтера как устройства вывода;

- разрешающая способность мыши как устройства ввода.

Существуют два метода описания цвета: система аддитивных цветов и система субтрактивных цветов.

Система аддитивных цветов работает с изучаемым светом. Аддитивный цвет получается при объединении разноцветных лучей света. В системе используются три основных цвета: красный, зеленый и синий (Red, Green, Blue - RGB). При смешивании их в разных пропорциях получается соответствующий цвет. Отсутствие этих цветов представляет в системе черный цвет.

В системе субтрактивных цветов происходит обратный процесс: какой-либо цвет образуется вычитанием других цветов из общего луча света. Система работает с отраженным цветом, например, от листа бумаги. В системе субтрактивных цветов основными является голубой, пурпурный и желтый цвета (Cyan, Magenta, Yellow - CMY).

Когда эти цвета смешивают на бумаге в равной пропорции получается черный цвет.

Существуют и другие системы кодирования цветов, например, представление его в виде тона, насыщенности и яркости.

Тон представляет собой конкретный оттенок цвета, отличный от других: красный, голубой, зеленый и др. Насыщенность характеризует относительную интенсивность цвета. Яркость (или освещенность) цвета показывает величину черного оттенка, добавляемого к цвету, что делает его более темным.

Рассмотренные системы работают со всем спектром цветов – миллионами возможных оттенков. Однако пользователю часто достаточно не более несколько сотен оттенков. В этом случае удобно использовать индексированные палитры – наборы цветов, содержащие фиксированное количество цветов, например 16 или 256, из которых можно выбрать необходимый цвет. Эти наборы занимают меньше памяти.