Лекция: Растровые редакторы

Большинства программ для редактирования изображений – Adobe Photoshop, Corel PHOTO-PAINT или MS Paint — относится к растровым.

В XIX веке во Франции возникла техника живописи, которую назвали пуантилизмом: рисунок составлялся из разноцветных точек, наносимых кистью на холст. Подобный принцип используется и в компьютерах.

Растровые редакторы представляют изображение в виде множества точек. Точки на экране компьютера выстроены в ровные ряды. Совокупность точечных строк образуют графическую сетку или растр.

Одна точка носит название пиксель (picture element). Чем гуще сетка пикселей на экране, тем лучше качество изображения.

При работе с растровыми изображениями редактируются пикселы, а не объекты или фигуры. Растровые изображения – самый распространенный способ передачи таких нерастрированных изображений, как фотографии или цифровые рисунки, поскольку он позволяет наиболее эффективно передавать тонкие градации цвета и тонов.

Растровые изображения зависят от разрешения, то есть они содержат фиксированное количество пикселов. При сильном увеличении на экране или при печати с разрешением ниже первоначального теряются детали, а края становятся неровными.

Пиксел — минимальная неделимая точка в растровом изображении.
Каждый пиксель на цветном экране — это совокупность трех точек (зерен) разного цвета: красного, зеленого и синего.

Эти зерна расположены очень близко друг к другу, так, что зрение человека их не различает. Нам они кажутся слившимися в одну точку. Электронная пушка цветного дисплея испускает три луча. Каждый луч вызывает свечение зерна только одного цвета. Для этого в дисплее используется специальная фокусирующая система.

Цветные дисплеи такого типа называются RGB-мониторами (от первых букв английских слов red — красный, green — зеленый, blue — синий). Камеры, мониторы, сканеры и телевизоры являются устройствами RGB, поскольку создают изображение, смешивая свет красного, зеленого и синего цветов.

RGB является цветовой моделью (т.е. способом определения цветов) и используется для представления цифровых изображений, а также во всех устройствах, излучающих или принимающих световые лучи.

Красный, синий и зеленый цвета – это базовые, основные. Из сочетания красного, зеленого и синего цветов складывается вся красочная палитра на экране.

Выбор основных цветов обусловлен особенностями физиологии восприятия цвета сетчаткой человеческого глаза. Цветовая модель RGB нашла широкое применение в технике.

Вернемся к битам:

Каждый пиксель растрового изображения — объект, характеризуемый определённым цветом, яркостью и, возможно, прозрачностью. Один пиксел может хранить информацию только об одном цвете, который и ассоциируется с ним.

Информация о графическом изображении хранится в видеопамяти. В видеопамяти содержится информация о состоянии каждого пикселя экрана. Если каждый пиксель может принимать только два состояния: светится — не светится (белый — черный), то для кодировки достаточно одного бита памяти на пиксель (1 — белый, 0 — черный).

Слово бит (bit) является сокращением от слов binary digit — двоичная цифра, т.е. такая, которая может быть равна либо нулю, либо единице. С точки зрения компьютера, каждый бит может представлять два разных оттенка. Чем больше битов, тем больше оттенков можно с их помощью представить.

Если нужно кодировать большее количество состояний (различную яркость свечения или различные цвета), то одного бита на пиксель недостаточно. В данном случае количество битов — называемое также глубиной цвета — указывает на то, как много информации о цвете может содержать каждый пиксель изображения. Чем больше глубина битов, тем больше оттенков может быть представлено в изображении.

Для кодирования 4 цветов в видеопамяти используется 2 бита на каждый пиксель; для кодирования 8 цветов — 3 бита, 16 цветов — 4 бита и т.д. Количество цветов (К) и размер кода в битах (b) связаны формулой: K=2b. Из трех базовых цветов можно получить 8 различных красок. Большее число красок получается путем управления интенсивностью базовых цветов.

• 8-битовое изображение может содержать до 256 оттенков (28=256);
• 16-битовое изображение — приблизительно 32 000 оттенков;
• 24-битовое изображение — около 16 миллионов разных оттенков.
Если вы хотите получить потрясающее «реальное» наполненное красками изображение, используйте максимально возможную глубину цвета. Однако имейте при этом в виду, что, чем больше глубина цвета, тем большим будет размер создаваемого файла.

Чем больше битов, тем лучше качество, больше размер изображения.

Цветовая модель RGB была изначально разработана для описания цвета на цветном мониторе, но поскольку мониторы разных моделей и производителей различаются, были предложены несколько альтернативных цветовых моделей, соответствующих «усредненному» монитору. К таким относятся, например, sRGB и Adobe RGB. sRGB. Являясь разновидностью модели RGB, sRGB отличается от нее лишь тем, что представляет меньшую гамму, или диапазон, цветов. Одна из причин создания этой модели состояла в необходимости привести в соответствие цвета, отображаемые на экране, тем, которые будут получены при выводе изображения на печать. Поскольку устройства RGB могут отобразить намного больше цветов, чем в состоянии воспроизвести принтеры, ограничение диапазона цветовой гаммы RGB позволяет увеличить вероятность того, что то, что вы видите на экране, будет получено и на отпечатанной копии. Модель sRGB призвана определить общий стандарт для экранного воспроизведения изображений, так чтобы графика на Web-странице выглядела одинаково на мониторах разных пользователей. Вокруг модели sRGB по-прежнему ведутся жаркие споры. Многие, кто занимается редактированием изображений, ненавидят эту модель; другие воспринимают ее как компромиссное решение, позволяющее преодолеть проблему соответствия цветов. С практической точки зрения, большинство пользователей не должен особо беспокоить вопрос о том, в чем именно заключается различие между моделями RGB и sRGB. Если вы используете такие профессиональные программы редактирования изображений, как Photoshop или ей подобные, можете самостоятельно указать, какую модель — RGB или sRGB — следует применять, однако, как правило, этот выбор осуществляется автоматически, и вы можете даже не обращать на это внимание.

CMVK. В то время как излучающие свет устройства смешивают красный, зеленый и синий цвета для создания изображения, принтеры смешивают чернила первичных цветов для воспроизведения изображений на бумаге. Однако вместо красного, зеленого и синего, обычные принтеры используют чернила голубого, пурпурного, желтого и черного цветов (cyan, magenta, yellow, black). Такой способ создания цветов изображения называется моделью CMYK (черный цвет здесь обозначается буквой К, поскольку буква В — black — ассоциировалась бы со словом blue — синий). Полноцветные изображения, перед тем как выводить на печать, необходимо преобразовать к модели CMYK.

Достоинства растровой графики:

¢ простота и техническая реализуемость ввода изобразительной информации.

¢ растровое изображение имеет преимущества при работе с фотореалистичными объектами, потому что наш мир создан как растровый и его объекты трудно представить в векторном, то есть математическом, представлении.

¢ Форматы файлов, предназначенные для сохранения точечных изображений, являются стандартными, поэтому не имеет решающего значения, в каком графическом редакторе создано то или иное изображение.

Недостатки:

¢ При создании растрового изображения необходимо знание о разрешения изображения и глубине цвета. Ничего этого знать в векторной программе не нужно.

¢ Растровое изображение с максимальными разрешением и глубиной цвета будет иметь очень большой размер файла.

¢ Искажение растрового изображения при его трансформации: поворот, масштабирование.

¢ Невозможность редактирования растрового текста после его создания.