Основные характеристики растровой графики

Размер изображения. Растровые изображения характеризуются количеством составляющих их точек. В силу частого отождествления точек и пикселей размеры изображений измеряют в пикселях. Это представляется удобным, если изображение предназначено только для демонстрации на мониторе (Web-страницы и прочие документы для электронного распространения). Удобство обусловлено стандартизированным количеством пикселей, которое могут отображать мониторы. Для большинства мониторов эта величина составляет 800х600, 1024х768, 1152х864, 1280*960, 1280х1024, 1600х1200 и т.д.

 

Чтобы представить себе, сколько места на экране монитора займет изображение известного размера, надо знать, сколько пикселей монитора приходится на единицу длины. Такая величина имеет собственное название – разрешение экранного изображения, и измеряется в пикселях на дюйм (pixel per inch, ppi). В каждом конкретном случае она зависит от физического размера экрана и установленного размера растровой сетки, т. е. количества пикселей по вертикали и горизонтали.

 

Разрешение изображения определяет, насколько точно будут воспроизведены детали изображения. Чем выше разрешение, тем выше качество печати и тем больше объем данных изображения. Это, в свою очередь, означает необходимость большего объема памяти для записи изображения. Разрешение выражается в dpi (Dots Per Inch – «точках на дюйм»). Например, разрешение 400 dpi означает, что в каждом дюйме присутствует 400 точек. Размер одной точки составляет примерно 63,5 микрон (0,0635 мм).

 

Разрешение дисплея – это степень резкости изображения, показываемого на дисплее. Разрешение дисплея измеряется в dpi (точек/дюйм). Однако термин разрешение дисплея используется и для определения разрешающей способности самого дисплея. Разрешение дисплея заметно ниже разрешения принтера или сканера. Следовательно, если нужно создать изображение для основной страницы Web, то требования к разрешению будут намного ниже, чем возможности сканера или принтера (например, вполне достаточно будет разрешения 72–100 dpi).

 

Разрешение при печати – работа цветного струйного принтера основана на распылении чернильных частиц на бумажный или какой-либо другой носитель, используемый для печати. Разрешение при печати выражается числом чернильных частиц, которые можно распылить на один дюйм (примерно 2,54 мм) бумаги. Например, разрешение 1440 dpi означает, что на длине одного дюйма бумаги будет распылено 1440 чернильных частиц. Чем больше число чернильных частиц, тем точнее воспроизводятся детали изображения. Однако при этом соответственно возрастает и время печати.

 

Выражать размер изображения в пикселях удобно при подготовке графики для электронного распространения. Если же цель состоит в получении печатной копии, то лучше оперировать метрическими единицами.

 

В файлах изображений хранится информация о геометрическом размере и разрешении изображений. Эти величины используются при помещении изображения в программу верстки или подготовки иллюстраций.

 

 

Форматы изображения

Растровые изображения обычно хранятся в сжатом виде. В зависимости от типа сжатия может быть возможно или невозможно восстановить изображение в точности таким, каким оно было до сжатия (сжатие без потерь или сжатие с потерями соответственно). Так же в графическом файле может храниться дополнительная информация: об авторе файла, фотокамере и её настройках, количестве точек на дюйм при печати и др.

 

Сжатие без потерь - использует алгоритмы сжатия, основанные на уменьшении избыточности информации.

 

BMP или Windows Bitmap — обычно используется без сжатия, хотя возможно использование алгоритма RLE.

 

GIF (Graphics Interchange Format) — устаревающий формат, поддерживающий не более 256 цветов одновременно. Всё ещё популярен из‑за поддержки анимации, которая отсутствует в чистом PNG.

 

PCX устаревший формат, позволявший хорошо сжимать простые рисованые изображения (при сжатии группы подряд идущих пикселов одинакового цвета заменяются на запись о количестве таких пикселов и их цвете).

PNG (Portable Network Graphics)

 

Сжатие с потерями - основано на отбрасывании части информации (как правило наименее воспринимаемой глазом).

JPEG очень широко используемый формат изображений. Сжатие основано на усреднении цвета соседних пикселей(информация о яркости при этом не усредняется) и отбрасывании высокочастотных составляющих в пространственном спектре фрагмента изображения. При детальном рассмотрении сильно сжатого изображения заметно размытие резких границ и характерный муар вблизи них.

Цветовые режимы изображения

Цветовой режим определяет способ генерации цветов. Выбор цветового режима зависит от варианта вывода изображения.

Цветовой режим RGB, строящийся на основе трех цветовых излучениях (красном, зеленом и синем) предназначен в первую очередь для экранных изображений. Хотя RGB-изображение можно печатать, если использовать систему управления цветом на уровне устройства печати.
Цветовой режим CMYK, строящийся на основе четырех красителей (голубом, пурпурном, желтом и черном), предназначен для типографической печати с цветоделением и печати на цифровом оборудовании, например, копире в композитном виде.

 

Цветовой режим G ray scale определяет информацию об оттенках серого (серая шкала) изображения. Используется для подготовки черно-белых изображений с градациями, например черно-белых фотографий для печати. Режим строится на основе одной черной краски.

 

Цветовой режим Bitmap строится на информации только о черном и белом цвете изображения. Это штриховой принцип изображения, который используется для описания растровых иллюстраций с деталями без градационных переходов, как в Grayscale. Режим также строится на основе одной черной краски.

 

Изображения всех перечисленных цветовых режимов имеют цветовые каналы, которые хранят информацию об основных цветовых компонентах. Цветовой канал представляет собой черно-белое изображение с градациями (кроме Bitmap режима). Уровень серого (яркость) в определенном месте изображения канала задает интенсивность присутствия цветовой составлюющей канала в композитном цвете изображения.

Так RGB изображение имеет три канала цветности Red, Green, Blue каждый из которых может стандартно иметь 256 градаций. Таким образом 256*256*256 = 16,8 млн цветов RGB гаммы.

CMYK изображение в свою очередь имеет четыре канала цветности Cyan, Magenta, Yellow и Black, каждый из которых может иметь 100 градаций.

Изображения Grayscale и Bitmap имеют по одному цветовому каналу. Первый может содержать 256 градаций серого, а второй 2 цвета - черный и белый.

Существует такой параметр - глубина цвета изображения, которая определяет количество памяти, выделяемое на все каналы изображения для запоминания цветовой гаммы. Для всех цветовых режимов, кроме Bitmap, на каждый канал выделяется 8 бит (28 = 256 комбинаций), тогда глубина цвета в RGB изображении равна 24 бит, в CMYK равна 32 бит, а в Grayscale равна 8 бит. В Bitmap режиме на канал выделяется 1 бит (21=2 комбинации) и глубина цвета равна 1 биту,

 

Глубина цвета напрямую влияет на размер файла изображения:

Размер файла, (байт) = Пиксельный размер, (px*px) X Глубина цвета, (bits/px)