Растрова графіка, загальні відомості – лекція. Електронний підручник з курсу "підвищення кваліфікації керівних працівників, фахівців та викладачів вузу в галузі ікт" Основні поняття векторної та растрової графіки

Основні поняття растрової графіки

Чим відрізняється растрова графіка від векторної

Всю двовимірну комп'ютерну графіку можна розділити на 2 великі класи – векторну та растрову.

Векторна графіка – сукупність різноманітних геометричних форм і складніших об'єктів, що з прямих, дуг кіл і кривих Безье. Головна характерна риса- масштабування векторних зображень без втрати якості. Однак її можливості обмежені, зокрема створити фотографічне зображення засобами векторної графіки неможливо.

Растрова – двомірний масив"квадратиків" (пікселів) різних кольорів, малих настільки, що при погляді на растрове зображення бачимо не набір пікселів, а цілісну картину.

Параметри растрового зображення

Растрове зображення характеризується двома важливими параметрами- Розмір і дозвіл.

Розмір - Це розмірність масиву, кількість пікселів по горизонталі та вертикалі.

Розширення – кількість пікселів, що припадають на дюйм (або іншу одиницю виміру) надрукованого зображення. Таким чином, роздільна здатність зв'язує між собою розмір растрового зображення в пікселях з фізичним розміром в дюймах або сантиметрах зображення, виведеного на друк. У той же час на відображення на екрані монітора дозвіл жодним чином не впливає.

Системи представлення кольору

Існують дві основні системи подання кольору. RGB і CMYK . Перша застосовується у комп'ютерних моніторах, друга – під час друку на папері. Головна їхня відмінність – на екрані відсутність кольору представлена ​​чорним кольором, на папері – білим. Відповідно, змішання максимальної кількостікольорів на екрані відповідатиме білий, на папері – чорний. Таким чином, системи протилежні одна одній. У RGB як основні використовуються червоний (Red), зелений (Green) і синій (Blue) кольори, у CMYK – протилежні їм блакитний (Cyan), пурпуровий (Magenta) та жовтий (Yellow). Однак, на папері через недосконалість друкованих пристроїв не вдається створити ідеально чорний колір шляхом змішування, тому в системі CMYK додається ще один базовий колір – чорний (black).

Глибиною кольору називається кількість біт, що зберігають інформацію про колір, що припадає на один піксел зображення. Від цього параметра залежить кількість кольорів, що використовуються у зображенні. Скажімо, 8-бітна глибина кольору – це 2^8 = 256 кольорів. Рівень якості, у якому людське око нездатний відрізнити комп'ютерне фотографічне зображення від реального – 24 біта, тобто. близько 16 мільйонів кольорів.

Формати растрової графіки для Інтернету

Зрозуміло, від обсягу інформації про колір залежить обсяг графічного файлу в байтах. Тому потрібен компроміс між якістю відтворення та обсягом графічного файлу, що досягається, зокрема, шляхом оптимізації графіки. В Інтернеті використовуються два основних формати растрової графіки - GIF і JPG.

GIF здатний зберігати інформацію про будь-яку кількість кольорів від 2 до 256, за рахунок скорочення кількості кольорів досягається різке зменшення обсягу файлу.

У форматі JPG зображенняспрощується за рахунок дроблення на прямокутні ділянки різного розміру, залиті одним кольором або двоколірним градієнтом.

Піксел

Растрове зображення – сітка чи растр, комірки якої називаються пікселями. Іншими словами, можна припустити, що зображення складається з кінцевого числа квадратиків певного кольору. Ці квадратики називають pixel (від PICture ELement) - піксел або піксель

Кожен піксел у растровому зображенні має строго певне положення та колір. Будь-який об'єкт інтерпретується як набір фарбованих пікселів. При обробці растрових зображень редагуються не конкретні об'єкти та контури, а складові групи пікселів. Растрові зображення забезпечують високу точність градації кольорів та напівтонів та хороші для відображення фотографій. Якість растрових зображень залежить від роздільної здатності обладнання, оскільки будь-який малюнок – це певна кількість пікселів. Некоректна обробка тексту, наприклад зміна розміру, може призвести до того, що межі малюнків вийдуть нерівними, а дрібні деталі можуть бути втрачені.

Розмір та дозвіл

Основні характеристики растрового зображення: розмір та роздільна здатність.

Розмір растрового зображення визначається пікселах. Як було зазначено, пікселі - це умовні квадратики, куди розбивається реальне зображення. У цьому випадку вказується кількість пікселів у горизонтальній лініїта вертикальної. Наприклад "розстр 2048 на 1536 пікселів" означає, що зображення являє собою матрицю 2048 пікселів шириною і 1536 висотою.

Число пікселів на одиницю довжини називається роздільною здатністю зображення і вимірюється в пікселах на дюйм ppi (pixels per inch) або в точках на дюйм, а dpi (dots per inch) – для монітора, принтера, сканера Вона визначає, скільки пікселів перетвориться лінія довжиною 1 дюйм.

Зображення з більшою роздільною здатністю містить більше пікселів, що мають менший розмір. Величина роздільної здатності значною мірою визначає якість зображення.

Якщо мати на увазі пристрій введення/виводу, як правило, використовуються одиниці від 100 dpi до 2400 dpi. 100 dpi - це дуже посередня якість, абсолютно непридатна для будь-якої професійної діяльності. Лазерні принтеризазвичай мають від 300 до 600 dpi

Розмір зображення на екрані визначає кількість пікселів у зображенні, розмір монітора та його параметри. Великий монітор з екранною матрицею 640х480 має більші пікселі, ніж маленький із тією ж розмірністю. Роздільна здатність PC монитора 96 dpi. При розміщенні зображення треба це враховувати. Наприклад, зображення з 144 ppi на екрані з роздільною здатністю 72 dpi вдвічі перевищує реальний розмір.

Якщо на моніторі відображається скановане зображення, то якість закладеного під час сканування залежить від встановленої роздільної здатності. Подальше збільшення роздільної здатності в графічному редакторі не призводить до покращення зображення, тому що відбувається перерозподіл даних на більшу кількість пікселів.

Зображення складається з кінцевого числа пікселів. Кожен піксел на малюнку має певний колір, позначений цифрою.

Наприклад, можна переглянути зображення по порядку зліва направо і зверху вниз і виписувати номери кольорів пікселів, що зустрічаються. Вийде рядок приблизно з'єднуючого вигляду:

212= 45= 67= 45= 127= 4= 78= 245= 34 ...

Ось цей рядок і є наші оцифровані дані. Тепер ми можемо стиснути їх (оскільки стиснені графічні дані зазвичай мають достатньо великий розмір) і зберегти файл. Крім того, цими даними графічний редакторможе маніпулювати, реалізовуючи всі найсміливіші задуми Вашої фантазії.

Кодування кольору

Всі пікселі мають колір, визначений вказаним цифрою. А як визначити, яка цифра потрібна? Є ряд способів кодування кольору, які поділяються на дві основні групи: індексовані (з палітрою) і повнокольорові.

Ідея індексованих растрів у тому, що номер кольору насправді є номером "фарби", якою зафарбовано цей піксел. Тому крім самих кольорів пікселів програмі необхідно також знати і палітру з якої ці кольори вибираються. Цей спосіб схожий на методи справжнього художника, але не дуже добре підходить для обробки на комп'ютері, так як програмі, крім самих пікселів, доводиться мучитися ще й з палітрою, підбираючи найбільш підходящі кольори.

Другий метод полягає в тому, що за номером кольору ми можемо визначити сам колір.

При кодуванні кольору визначається глибина кольору - кількість біт (байт), які використовує піксел для представлення кольору.

Цей параметр визначає наступні типи зображень.

Чорно-біле зображення містить лише 2 кольори - чорний і білий, що кодуються відповідно 0 і 1. Глибина кольору становить у даному випадку 1 біт.

Індексоване зображення, на відміну від чорно-білого режиму, має багатшу палітру. Наскільки? Визначатиме Вам. Як правило, графічні редактори підтримують палітру від 2 (необов'язково чорного та білого) до 256 кольорів. Кількість кольорів на палітрі визначає два взаємно протилежні параметри - якість зображення та його розмір.

При поліпшенні якості збільшується і розмір – 9, 13 та 32 Кб відповідно. Наприклад, для 6 кольорів - 3 біти, для 8 - теж 3 біти, для 16 - 4 біти та для 256 - 8 біт.

Напівтоновий (у градаціях сірого, Grayscale). Тут беремо чорний колір за 0, білий за 255, а проміжні відтінки позначаються відповідними цифрами. Наприклад - 68 цей колір, ближчий до чорного (темно сірий, скажімо так...). При цьому вже набагато зручніше проводити математичні операції над зображенням, оскільки за кольором можна визначити його номер. Глибина кольору – 8 біт.

Повнокольоровий. Як відомо, будь-який колір можна представити у вигляді змішування основних трьох кольорів – червоного, синього та зеленого у різних пропорціях. Цим і користуються під час використання повнокольорових зображень. На кожен канал - R, G або B (Red, Green, Blue - Червоний, Зелений або Синій) є свій окремий параметр, що вказує на кількість відповідної компоненти кінцевого кольору. Наприклад – (255,64, 23) – колір містить сильний червоний компонент, трохи зеленого і зовсім трохи синього. Природно, що цей режим найбільше підходить для передачі багатства фарб навколишньої природи: Але він вимагає і великих витрат, тому що глибина кольору тут найбільша - 3 канали по 8 біт на кожен дають 24 біти.

Растрова графіка – це зображення, складені з пікселів – маленьких кольорових квадратиків, розміщених у прямокутній сітці. Піксел – це найменша одиниця цифрового зображення. Якість растрового зображення безпосередньо залежить від кількості пікселів, з яких воно складається – чим більше пікселів, тим більше деталей можна відобразити. Збільшити растрове зображення шляхом тупого збільшення масштабу не вдасться - кількість пікселів збільшити неможливо, у цьому, я думаю, багато хто переконувався, коли намагався розглянути дрібні деталі на маленькій цифрової фотографіїнаближаючи її на екрані; в результаті цієї дії розглянути щось крім зростаючих квадратиків (це саме вони - пікселі) не вдавалося. Такий фокус вдається лише агентам ЦРУ у голлівудських фільмах, коли вони за допомогою збільшення зображення з камери зовнішнього спостереження розпізнають номери машини. Якщо ви не є співробітником цієї структури і не володієте такою чарівною апаратурою – нічого у вас не вийде.

У растрового зображення є кілька параметрів. Для фотостокера найважливішими є: роздільна здатність, розмір та колірна модель. Іноді розмір також називають роздільною здатністю і тому відбувається плутанина, щоб цього не відбувалося, потрібно чітко уявляти про що йдеться і «дивитися по контексту» - розмір вимірюється в Мп (мегапіксехах), а роздільна здатність - dpi або ppi.

Розширення- кількість пікселів на дюйм (ppi - pixel per inch) для опису відображення на екрані або кількість точок на дюйм (dpi - dot per inch) для друку зображень. Існує кілька усталених правил: для публікації зображення в мережі Інтернет використовують роздільну здатність 72ppi, а для друку - 300dpi(ppi). Вимоги мікростоків до зображень - 300dpi, оскільки багато робіт купуються саме для друку.

Розмір- загальна кількість пікселів у зображенні, зазвичай вимірюється в Мп (мегапікселах), це лише результат множення кількості пікселів за висотою на кількість пікселів по ширині зображення. Тобто, якщо величина фотографії 2000х1500, її розміром буде 2000*1500=3 000 000 пікселів чи 3Мп. Для відправки на фотобанки розмір зображення не повинен бути меншим за 4Мп, а у разі ілюстрації - не більше 25Мп.

Колірна модель- Характеристика зображення, що описує його подання на основі колірних каналів. Мені відомо 4 колірні моделі - RGB (червоний, зелений та синій канали), CMYK (блакитний, пурпуровий, жовтий та чорний), LAB («світло», червоно-зелений та синьо-жовтий) та Grayscale (відтінки сірого). Всі мікростоки приймають растрову графіку колірної моделі RGB.

Переваги растрової графіки:

1. Можливість відтворення зображень будь-якого рівня складності. Кількість деталей, що відтворюються на зображенні, багато в чому залежить від кількості пікселів.
2. Точна передача переходів кольорів.
3. Наявність безлічі програм для відображення та редагування растрової графіки. Більшість програм підтримують однакові формати файлів растрової графіки. Растрове уявлення, мабуть, найстаріший спосіб зберігання цифрових зображень.

Недоліки растрової графіки

1. Великий розмір файлу. Фактично для кожного піксела доводиться зберігати інформацію про його координати та колір.
2. Неможливість масштабування (зокрема, збільшення) зображення без втрати якості.

Формати растрової графіки

Незважаючи на простоту представлення растрової графіки, її форматів існує «вагон і маленький візок»! І їхня кількість продовжує змінюватися - якісь формати старіють, якісь тільки починають розроблятися. Описувати все - довго і не цікаво, я опишу лише ті, які, на мою думку, можуть бути цікавими дизайнерам та фотостокерам.

PNG(Portable Network Graphics) – ще один формат растрової графіки, що підтримує прозорість, причому не тільки звичайну прозорість, як GIF, але й напівпрозорість – плавний перехід кольору в прозору область. Метою створення PNG якраз і була заміна GIF, оскільки компанія CompuServe - розробник формату GIF у 1995 році на 10 років запатентувала алгоритм стиснення, використаний при створенні gif-картинок, що унеможливлювало безкоштовне використанняданого формату у комерційних проектах.

Переваги PNG:

1. Можливість створення повнокольорового зображення з колірними переходами та півтонами.
2. Збереження графічної інформаціїза допомогою алгоритму стиснення без втрат.
3. Можливість використання альфа-каналів, тобто, просто кажучи, прозорості і, більше того - напівпрозорості, що дозволяє створювати плавні переходи кольору в прозору область.

Недоліки у PNG, на мій погляд, всього 2:

1. Неможливість створення анімованого зображення
2. Неоднозначне «розуміння» прозорості формату PNGІнтернет-браузерами. Деякі браузери, в основному застарілі версії, відмовляються відображати прозорі області зображення PNG і зафарбовують їх сірим кольором. Але цей недолік, на мою думку, скоро перестане бути актуальним.

TIFF(Tagged Image File Format) – формат для зберігання зображень високої якості, підтримує будь-які з існуючих колірних моделей, забезпечує широкий діапазон зміни глибини кольору, підтримує роботу з шарами. Зберігання інформації у форматі TIFF можливе як із втратами, так і без втрат. Фотокамери, які не підтримують формат RAW, іноді можуть робити знімки у форматі TIFF.

На фотобанки, які мають можливість завантажувати додаткові формати до основного зображення у форматі JPEG (Dreamstime.com, iStock.com) як додаткове можна завантажувати TIFF.

Недоліком формату є велика вага файлу, набагато більша, ніж файл RAW-формату такої ж якості - кожен знімок у TIFF важить від 8 до 20Мб.

RAW(у перекладі з англійської «raw» - сирої)

Формат RAW з'явився завдяки цифровим фотоапаратам. RAW - це по суті "відбиток", який залишається на матриці фотоапарата в момент зйомки, а точніше цілих 3 відбитка - в червоному, зеленому і синьому кольорах. Крім цих відбитків у RAW-файлі зберігаються і деякі інші дані, які в подібному випадку носять скоріше довідковий характер, що диктують RAW-конвертеру з якоюсь інтерсивністю відобразити на екрані кожен з кольорових каналів для різних пікселів - це баланс білого, колірний простір і т.д. . Зміна цих параметрів ніяк не вплине на вихідну інформацію, ви можете їх безболісно змінити і в будь-який момент повернутися до початкового вигляду. З отриманим в результаті експорту іншим растровим форматом працюватиме вже набагато проблематичніше. Розширення у файлів формат RAWможуть бути різні (.cr2,.crw,.nef і т.д.) залежно від марки фотоапарата - кожен виробника камер свій спосіб зберігання інформації. Для редагування RAW-файлів та перетворення їх в інші растрові формати виробники камер постачають свій власний софт і при цьому RAW-конвертер фірми Canon читатиме лише RAW-файли зняті фотоапаратами Canon (.cr2,.crw) і не зможе прочитати RAW-файл знятий фотоапаратом Nikon (. nef). Існують RAW-конвертери сторонніх виробників, які працюють із більшістю RAW-файлів. Загалом відсутність єдиного стандарту створює певні незручності при роботі з цим форматом.

Недоліками формату є великий розмір файлу (хоча і не такий великий, як TIFF) та відсутність єдиного стандарту формування RAW-файлів для всіх виробників та фототехніки.

RAW як і TIFF можна відправляти на фотобанки як «додатковий» формат зображення - наявність вихідника може вплинути на рішення дизайнера про покупку зображення.

JPEG(Joint Photographic Experts Group – назва розробника) – найпоширеніший формат растрової графіки (принаймні – в Інтернеті). JPEG - приклад використання алгоритмів стиснення «з втратами» або, по-іншому, «спотворює стиснення», він найбільш підходить для зберігання картин, фотографій та інших реалістичних зображень з плавними кольоровими переходами, але практично не придатний для креслень і схем, тобто для зображень з різкими переходами - алгоритм стиснення утворюватиме помітні артефакти у місцях різкого розмаїття.

Не рекомендується зберігати у цьому форматі проміжні варіанти роботи – кожне «перезбереження» вестиме до незворотної втрати частини інформації. Алгоритм стиснення, що використовується в цьому форматі (lossy compress) заснований на «усереднення» кольору пікселів, що стоять поруч.

JPEG не підтримує роботу з альфа-каналами, тобто не може містити прозорі пікселі, але дозволяє зберегти у файлі відсічний контур, що у разі роботи з фотобанками потрібно обов'язково відзначити в описі наявність відсічного контуру (якщо ви його, звичайно, зробили і знаєте що це таке) – це важлива інформація для покупця зображення.

Формат JPEG - також основний формат, в якому фотобанки приймають растрові зображення (фотографії та ілюстрації) для продажу. Зберігати кінцевий варіант файлу, що відправляється на мікросток, потрібно в колірній моделі RGB, роздільною здатністю 300dpi і, звичайно, в 100% якості. Також можна вписати у файл IPTC-інформацію (назва, опис, ключові слова) - формат JPEG дозволяє це зробити і це значно заощадить вам час при надсиланні зображень на кілька фотобанків.

Крім загальних форматів растрової графіки (GIF, JPEG, TIFF та ін.), які «читаються» всіма графічними редакторами та переглядачами зображень, існують «рідні» формати майже кожного редактора, які можна відкрити лише програмою, в якій вони були зроблені, наприклад, формат.PSD програми Adobe Photoshop. При обробці фотографій, растрових ілюстрацій та дизайні, проміжні варіанти слід зберігати в таких форматах і лише фінальні версії перекладати JPEG. Це потрібно для того, щоб можна було зберігати результати роботи без втрати інформації та будь-якої миті внести зміни до зображення або проекту.

Комп'ютерне растрове зображення представляється у вигляді прямокутної матриці, кожна комірка якої представлена ​​кольоровою точкою.

При оцифруванні зображення воно ділиться на такі крихітні осередки, що очей людини їх не бачить, сприймаючи все зображення як ціле. Сама сітка отримала назву растрової карти, а її одиничний елемент називається пікселем.

Піксели подібні до зерен фотографії і при значному збільшенні вони стають помітними. Растрова карта є набір (масив) трійок чисел: дві координати пікселя на площині та його колір.

На відміну від векторних зображень, при створенні об'єктів растрової графіки математичні формули не використовуються, тому для синтезу растрових зображень необхідно задавати роздільну здатність та розмір зображення.

За допомогою растрової графіки можна відобразити та передати всю гаму відтінків та тонких ефектів, властивих реального зображення. Растрове зображення ближче до фотографії, воно дозволяє більш точно відтворювати основні характеристики фотографії: освітленість, прозорість та глибину різкості.

Найчастіше растрові зображення отримують за допомогою сканування фотографій та інших зображень, за допомогою цифрової фотокамери або "захоплення" кадру відеозйомки. Растрові зображення можна отримати безпосередньо в програмах растрової або векторної графіки шляхом перетворення векторних зображень.

Існує безліч форматів файлів растрової графіки, і кожен із них передбачає власний спосіб кодування інформації про зображення. Перерахуємо особливості лише найпоширеніших форматів.

З великої кількості форматів графічних файлівв Інтернеті зараз широко використовуються лише два - GIF та JPEG. Про них і поговоримо докладніше.

GIF – формат

Популярний формат GIF розроблений фірмою CompuServe, як не залежить від апаратного забезпечення. Він призначений для зберігання растрових зображень зі стисненням. В одному файлі цього формату може зберігатися кілька зображень. Зазвичай, ця можливість використовується для зберігання анімованих зображень (як набір кадрів).

GIF-формат дозволяє записувати зображення "через рядок" (Interlaced), завдяки чому, маючи тільки частину файлу, можна побачити зображення цілком, але з меншою роздільною здатністю. Ця можливість широко застосовується до Інтернету. Спочатку ви бачите картинку з грубою роздільною здатністю, а в міру надходження нових даних її якість покращується. Основне обмеження формату GIF полягає в тому, що кольорове зображення може містити не більше ніж 256 кольорів. Для поліграфії цього явно замало.

JPEG - формат

Формат файлу JPEG (Joint Photographic Experts Group - Об'єднана експертна група з фотографії) був розроблений компанією C-Cube Microsystems, як ефективний методзберігання зображень з великою глибиною кольору, наприклад, одержуваних при скануванні фотографій з численними ледь вловимими (а іноді невловимими) відтінками кольору.

Найбільша відмінність формату JPEG від інших форматів полягає в тому, що в JPEG використовується алгоритм стиснення із втратами(а чи не алгоритм без втрат).

Алгоритм стиснення без втрат так зберігає інформацію про зображення, що зображення в точності відповідає оригіналу. При стисканні з втратами приноситься в жертву частина інформації про зображення, щоб досягти більшого коефіцієнта стиснення.

Стиснення, що використовується у форматі JPEG, незворотно спотворює зображення. Це не помітно за його простого перегляду, але стає явним при наступних маніпуляціях. Проте розмір файлу виходить від 10 до 500 разів менше, ніж BMP! Якщо ви вирішили записати зображення у форматі JPEG, краще виконати всі необхідні операції перед першим записом файлу.

Порівняння GIF та JPEG

1. GIF-формат зручний при роботі з мальованими картинками.
2. JPEG-формат краще використовувати для зберігання фотографій та зображень з великою кількістюквітів.
3. Для створення анімації та зображень з прозорим фономзастосовується GIF-формат.

Векторна графіка

Основним логічним елементом векторної графіки є геометричний об'єкт. Як об'єкт приймаються прості геометричні фігури (так звані примітиви - прямокутник, коло, еліпс, лінія), складові фігури або фігури, побудовані з примітивів, заливки кольорів, у тому числі градієнти.

Перевага векторної графіки полягає в тому, що форму, колір та просторове положення складових її об'єктів можна описувати за допомогою математичних формул.

Важливим об'єктом векторної графіки є сплайн. Сплайн - це крива, з якої описується та чи інша геометрична фігура. На сплайнах збудовано сучасні шрифти TrueTypeі PostScript.

У векторної графіки багато переваг. Вона економна у плані дискового простору, який буде необхідний зберігання зображень: це пов'язані з тим, що зберігається саме зображення, лише деякі основні дані, використовуючи які, програма щоразу відтворює зображення заново. Крім того, опис параметрів кольору майже не збільшує розмір файлу.

Об'єкти векторної графіки легко трансформуються і модифікуються, що практично ніякого впливу якість зображення. Масштабування, поворот, викривлення можуть бути зведені до пари-трійки елементарних перетворень над векторами.

У тих областях графіки, де важливе значеннямає збереження ясних та чітких контурів, наприклад, у шрифтових композиціях, у створенні логотипів та інше, векторні програми незамінні.

Векторна графіка може включати і фрагменти растрової графіки: фрагмент стає таким же об'єктом, як і всі інші (щоправда, зі значними обмеженнями в обробці).

Важливою перевагою програм векторної графіки є розвинуті засоби інтеграції зображень та тексту, єдиний підхід до них. Тому програми векторної графіки незамінні у сфері дизайну, технічного малювання, для креслярсько-графічних та оформлювальних робіт.

Однак, з іншого боку, векторна графіка може здатися надмірно жорсткою, фанерною. Вона справді обмежена у чисто живописних засобах: у програмах векторної графіки практично неможливо створювати фотореалістичні зображення.

Крім того, векторний принцип опису зображення не дозволяє автоматизувати введення графічної інформації, як це робить сканер для точкової графіки.

Останнім часом все більшого поширення набувають програми тривимірного моделювання, що також мають векторну природу.

Маючи витончені методи відтворення (метод трасування променів, метод випромінювання), ці програми дозволяють створювати фотореалістичні растрові зображення з довільною роздільною здатністю з векторних об'єктів при помірних витратах сил і часу.

Почнемо знайомитися з растровий комп'ютерною графікою . Програмний інструментарій її найбільш розвинений та простий для засвоєння. Спосіб виконання зображення дозволяє імітувати звичну роботу за допомогою графічних інструментів, таких як олівець, вугілля, сангіна, гумка, пензель та багато інших, а також дозволяє передати фактуру паперу чи полотна, тканини чи металу. За допомогою засобів растрової графіки можна виконувати навчальні та творчі завдання з композиції та малюнку. Крім того, широкі графічні, колірні та колористичні можливості програмного інструментарію растрової графіки дозволяють легко змінювати колірні та тонові відносини, що є цінним для вирішення живописних завдань.

Растрова графіка - вам вже відомо, що растрові зображення нагадують аркуш картатого паперу або шахівницю, на якій будь-яка клітина зафарбована певним кольором, утворюючи в сукупності малюнок. Піксель- Основний елемент растрових зображень, це одна клітина. Саме із сукупності пікселів і складається растрове зображення.

Растрові зображення мають безліч характеристик, які повинні бути фіксовані комп'ютером. Розміризображення та розташуванняпікселів у ньому – це дві основні характеристики, які файл растрових зображень повинен зберегти, щоб створити картинку. Ще одна - колір. Наприклад, зображення описується конкретним розташуванням та кольором кожної точки сітки, що створює зображення приблизно так як у мозаїці.

Растрова графіка залежить від дозволуоскільки інформація, що описує зображення, прикріплена до сітки певного розміру. Роздільна здатність - це кількість пікселів на одиницю довжини, найчастіше на дюйм - dpi, причому, чим вищий дозвіл, тим більше пікселівміститься в дюймі і тим якісніше зображення. Глибина кольорувизначає кількість відтінків, в діапазоні яких точка може змінювати свій колір.

Глибина кодується 24 bitна точку – це приблизно 16 500 000 квітів. Цей режим називають «Справжній колір». Кодування в 16 bitна точку дозволяє розрізняти 65 536 відтінків кольору. Цей режим отримав назву «Якісний колір». Кодування в 8 bitна точку дозволяє розрізнити все 256 відтінків кольору. Цей режим відомий як «Фіксовані кольори». Ці поняття безпосередньо пов'язані з другою групою понять «Кольорові формати», про які ми говоритимемо на наступних уроках.

При редагуванні растрової графіки якість її подання може змінитися, адже змінюються пікселі. Зокрема, зміна розмірів растрової графіки може призвести до «розкушування» країв зображення, оскільки пікселі перерозподілятимуться на сітці. На жаль, масштабування таких картинок у будь-який бік зазвичай погіршує якість. При зменшенні кількості точок губляться дрібні деталі і деформуються написи (щоправда, це може бути помітно при зменшенні візуальних розмірів самої картинки – тобто. збереженні дозволу).

Додавання пікселів призводить до погіршення різкості та яскравості зображення, т.к. новим точкам доводиться давати відтінки, середні між двома і більш квітами, що межують. Виведення растрової графіки на пристрої з нижчою роздільною здатністю, ніж роздільна здатність самого зображення, теж знизить його якість. Незважаючи на ці недоліки, лише растрова графіка ефектно репрезентує реальні образи. Реальний світ складається з мільярдів найдрібніших об'єктів, і людське око якраз пристосоване для сприйняття величезного набору дискретних елементів, що утворюють предмети, тому растрові зображення виглядають реально, звичайно, якщо вони були отримані з високою роздільною здатністю.

Крім природного вигляду, растрові зображення мають інші переваги. Пристрої виведення, такі як принтери, для створення зображень використовують набори точок, тому растрові зображення можуть бути легко роздруковані.

Таким чином, растрове подання зазвичай використовують при скануванні та обробці графічних зображеньз великою кількістю деталей і відтінків, наприклад, фотографій, при створенні зображень для використання в інших програмах, зокрема передачі іншим користувачам по мережі Internetпри створенні різних художніх ефектів, які можливі завдяки спеціальним програмним фільтрам. Найвідоміші програми растрової графіки Adobe Photoshopі Corel PHOTO-PAINT.

У яких випадках краще використовувати растрову графіку?

По-перше, як говорилося, спосіб виконання зображень у цьому вигляді графіки дозволяє імітувати звичну роботу з допомогою графічних інструментів: олівця, вугілля, сангіни, гумка, пензля. У растровому зображенні можна передати фактуру паперу чи полотна, тканини чи металу. По-друге, широкі графічні, колірні та колористичні можливості растрової графіки дозволяють легко змінити колірні або тонові відносини зображення - зазвичай при скануванні та обробці графічних зображень з великою кількістю деталей та відтінків. Наприклад, фотографій.

Зауважимо, що цей вид графіки часто використовують під час створення зображень для інших програм. Наприклад, для передачі іншим користувачам по мережі Internet. По-третє, растрова графіка незамінна при створенні різних художніх ефектів, які можливі тільки завдяки спеціальним програмним фільтрам. Кожен об'єкт растрового зображення знаходиться в одному із шарів, що мають прямокутну форму. Шар можна подати у вигляді набору невеликих квадратних осередків, однакових за розміром, у яких можна сформувати деяке зображення (розривний об'єкт), що складається з мозаїчних елементів (пікселів).

Піксель характеризується як кольором, а й прозорістю при накладенні елементів друг на друга. У випадку, коли растрове зображення складається з одного шару, його можна порівняти з вітражем, що складається з невеликих квадратних кольорових шибок, або з візерунком, вишитим хрестиком. Растрові формати файлів призначені виключно для збереження растрових зображень. До найбільш популярних відносяться такі: BMP, PCX, TIFF, CPT, PSD,GIFі JPEG.

Формати СРТі PSDвикористовують для збереження багатошарових зображень, а формати GIFі JPEGзастосовують головним чином при роботі в Internet, (Вони забезпечують прийнятну якість зображень при невеликих розмірах файлів). Залежно від того, яку обробку зображення планується виконати, може виникнути потреба уявлення його в тому чи іншому вигляді (растровому або векторному). Для перетворення растрових зображень у векторні та навпаки використовуються відповідні функції програм векторної графіки, а також спеціалізовані програми трасування Adobe Streamline 4.0, CorelTRACE 9. Операція трасування полягає у формуванні в автоматичному або ручному режимі векторного зображення, що є копією вихідного растрового. Створюване зображенняскладається з окремих векторних об'єктів, розфарбованих певними кольорами і певним чином розташованих один щодо одного. Операція перетворення векторного зображення на растрове називається раструванням.

Комп'ютерна графіка непомітно, але міцно увійшла до нашого повсякденного життя. Вона вже давно перестала бути долею обраних. Щоразу, переносячи фотографії з цифрового фотоапарата в комп'ютер або просто натискаючи на кнопку «зберегти», щоб додати в колекцію картинку, що сподобалася, ви працюєте з комп'ютерною графікою.

Чи варто витрачати час на теорію?

Знання основ того, як функціонує метод роботи із зображеннями, співслужить вам хорошу службу. Розширення після назви файлу перестануть бути для вас якоюсь чарівною абракадаброю, а почнуть справно постачати важливу інформацію. Ви зможете свідомо вирішити, які зображення краще стиснути, щоб не засмічувати місце на жорсткому диску, та грамотно оберете, яким саме способом це можна зробити.

Редагування власних фотографій також перейде зі стану «методу наукового тику» на абсолютно новий рівень. А в деяких безневинна забава із зображеннями на екрані поступово переходила й у досить прибуткову роботу.

Різниця між растрової та векторною графікою

на Наразів комп'ютерному середовищі в основному використовується векторна та растрова графіка. Вони кардинально відрізняються один від одного способом кодування інформації.

Ні для кого не секрет, що всі дані в комп'ютері записані за допомогою бінарного коду. Таким чином, будь-яка інформація, чи то текст, картинка або звук, певним чином шифрується. Щоб зберегти векторне зображення, воно розбивається на елементарні геометричні фігури, які, своєю чергою, описуються найпростішими математичними формулами. Таким чином, наприклад, буква «і» для графічного редактора буде описана двома паралельними відрізками заданої довжини, які з'єднані лінією під кутом 45 градусів.

Растрове зображення розбивається за іншим принципом. Комп'ютер дробить картинку на безліч точок, які називають пікселями, і запам'ятовує колір та розташування кожного пікселя.

Переваги і недоліки

Якщо ви працюєте з векторним малюнком, то теоретично можете його збільшувати до безкінечності. Причому як зображення це жодною мірою не позначиться. Так як параметри задані у вигляді геометричних формул, комп'ютер просто переробляє їх та заповнює всі порожнечі потрібними кольорами. В результаті ви маєте чітке зображення.

Недоліки растрової графіки криються саме в тому, що при стисканні (яке в переважній більшості випадків має місце за збереження файлу) може суттєво постраждати якість. Утворюється так звана зернистість. Однак саме растрова графіка використовується у складних зображеннях. У векторних малюнках можна створити дуже прості картинки. Тому зараз ми зосередимося на тому, де застосовується растрова графіка.

Області застосування

Растрові зображення ідеально передають зміст відсканованих об'єктів. З їх допомогою можна працювати з півтонами та плавним переходом кольору. Фотографії, зняті цифровим фотоапаратом, також використовують виключно растрові зображення. Також цей формат є незамінним інструментом у сфері веб-дизайну.

Формати растрової графіки

Згадаймо, що інформація про зображення в нашому випадку кодується за допомогою точок. Одиницею вимірювання у цьому кодуванні служить піксел. Це найменша точка, яку неможливо поділити ні щодо розміру, ні щодо кольору.

Кількість цих точок на задану одиницю площі називається роздільною здатністю. На зображенні з великою роздільною здатністю (великою кількістю окремих точок) ми побачимо чіткий малюнок та плавні переходи кольору. Однак у випадку, коли роздільна здатність невелика, якість картинки може сильно страждати (адже комп'ютер просто виводить на екран кількість точок, що є в його пам'яті, і розтягує їх до запитуваного розміру).

Можна умовно порівняти із мовою. Для того щоб передати ту саму інформацію на різних мовах, знадобиться різна кількість букв, звуків та слів. Також у більшості випадків розрізнятиметься і граматична конструкція. А «перекладачами» з цих «мов» у наших комп'ютерах є спеціалізовані програми, які або «читають» його, або конвертують у потрібний формат.

Основною відмінністю між форматами залишається спосіб збереження інформації. Розглянемо найпоширеніші.

BMP

Це один із першопрохідників. Коли він розроблявся, растрова графіка знаходилася, можна сказати, біля витоків свого існування. Творці особливо не морочилися і запрограмували BMP на послідовне запам'ятовування кожного пікселя. Фактично це просто копіювання, але з деякою втратою кольору, так як у розпорядженні формату BMP всього 256 кольорів.

TIFF

Досить громіздкий у масштабах цифрових сховищ, проте просто незамінний під час виведення інформації на друк. На відміну від BMP, він підтримує можливість інформації. Причому при цьому можна використовувати не один, а кілька різних алгоритмів. Однак якщо ви не працюєте в галузі поліграфічного друку чи бодай якогось видавництва, серйозна потужність цього формату вам особливо не знадобиться.

GIF

Це вже наближений до реального використання (для нефахівців) формат. Особливо відомий він можливістю використання анімаційної послідовності. Комп'ютерна графіка, виконана в цьому форматі, дозволяє створювати напівпрозорі зображення. Однак плавні переходи кольорів вам передати не вдасться. Найчастіше застосування растрової графіки у форматі GIF можна побачити у веб-дизайні. Воно сумісне з усіма платформами і до того ж досить компактно стискає інформацію, що є важливим чинником швидкості відкриття інтернет-сторінок.

JPEG

Найпопулярніший формат. І це цілком заслужено. Будь-які графічні редактори растрової графіки, без сумніву, підтримують цей формат. Він був розроблений з конкретною метою - позбутися обмежень, що накладаються стиском GIF-файлів. у цьому форматі досягає коефіцієнта 100 одиниць. Це величезний показник. Однак у такого стиску все-таки є свої недоліки - відбувається деяка втрата даних, і не виключено, що збережене зображення стане дещо розмитим. Так як цей формат просто відкидає інформацію, яку вважає незначною, завжди існує ризик спотворення деяких деталей.

JPEG 2000

Поліпшений варіант ранньої версії. Інформація про зображення стискається ще компактніше, а втрат стало значно менше. Найчастіше цей формат використовується для зберігання фотографій на жорсткому диску комп'ютера та просторах інтернету. Однак слід пам'ятати, що якщо ви неодноразово зберігатимете одне і те ж зображення у форматах JPEG або JPEG 2000, воно щоразу втрачатиме частинки інформації, і в кінцевому підсумку ви отримаєте значно спотворену, в порівнянні з оригіналом, картинку.

PNG

Значно покращений за якістю зібрати формат GIF. Зберігши буквально всі переваги свого попередника, він позбавлений його недоліків. Використовується як для так і для дизайну веб-сторінок. Крім того, PNG, на відміну від GIF, офіційно перебуває у вільному доступі.

PSD

Растрова графіка у форматі PSD обробляється виключно у програмі Adobe Photoshop. Це внутрішній пакет цієї програми. Він підтримує роботу із шарами редагованого зображення.

CDR

Це також внутрішній пакет для растрової графіки Як правило, ця програма використовується графічними дизайнерами для створення зображень з нуля. Але безперечно підтримується і функція редагування.

Редактори растрової графіки

А тепер трохи про програми, які працюють із редагуванням зображень.

Найбільш популярною серед користувачів на даний момент є програма Adobe Photoshop, яка просто називається просто "Фотошопом". Ця розробка, по суті, монополізувала роботу з растровими зображеннями серед фахівців з дизайну. Однак ця програма платна і коштує вона не так мало. Тому почали з'являтись розробки інших компаній. Деякі їх вже отримали досить широке застосування.

Щодо самого "Фотошопа", то це ніяк не позначилося на його популярності. програми досить простий, а у різноманітних відеокурсах та самовчителях браку не спостерігається.

У "Фотошопі" ви можете не тільки зробити колаж із фотографій або додати на зображення вбудовані ефекти. Найпростіші функції цієї програми можна освоїти дуже швидко, і це відчинить двері для нестримного польоту фантазії. Ви зможете виправляти недоліки зовнішності, коригувати колірну гаму, змінювати фон і ще багато-багато всього.

Графічний редактор GIMP

що до безкоштовних програм, то можна сміливо рекомендувати GIMP. Цей графічний редактор може легко потіснити розкручений "Фотошоп". Він чудово справляється з усіма завданнями, необхідними для редагування растрових зображень і має деякі початкові функції для роботи з векторною графікою.

Програма GIMP дозволяє робити фотографії більш насиченими та живими, вона легко прибирає зайві елементи із зображення та може використовуватись для підготовки професійних дизайнерських проектів. Комп'ютерна графіка, створювана за допомогою цієї програми, виглядає природною та органічно вписується в загальну картину.

Графічний редактор Corel DRAW

Було б неправильно оминути продукцію компанії Corel. Corel DRAW ви зможете з легкістю працювати як з растровими, так і з векторними зображеннями. Можливості цього інструменту настільки численні, що вивчення програми Corel DRAW входить до обов'язкового курсу підготовки графічних дизайнерів у коледжах.

Ця програма також платна, і арсенал її продукції поповнюється із завидною регулярністю. Але, незважаючи на найширші можливості, які цей графічний редактор надає користувачеві, його інтуїтивно зрозумілий інтерфейс перетворює робочий процес на задоволення.

Безкоштовні графічні редактори

І ще буквально кілька слів про альтернативні програми для редагування зображень. У більшості випадків вони чудово справляються із запитами середньостатистичного користувача, а місця та ресурсів на вашому комп'ютері забирають у рази менше. Та й працювати з ними за великим рахунком легше, тому що ви не будете перевантажені необхідністю вибору серед усіляких функцій, призначення яких залишається до кінця не зрозумілим.

Якщо ви любите незвичайні і більш жартівливі фотографії, спробуйте скористатися програмою Funny Photo Maker. Там ви знайдете безліч оригінальних рамок та кумедних візуальних ефектів.

Для серйозніших робіт підійде Picasa. Цей редактор заточений під використання в комп'ютерних мережах. Його нові можливості дозволять вам ще простіше оформляти свої сторінки в соціальних мережах. А вбудовані ефекти для редагування не розчарують навіть досвідченого фахівця.

Ще одна цікава програма – це Paint.NET. Вона дуже схожа за своїми функціями та можливостями на Adobe Photoshop. А інструменти, що використовуються в Paint.NET, можуть скласти серйозну конкуренцію згаданому комерційному аналогу.