Из чего состоит растровая графика

Растровое изображение — изображение, представляющее собой сетку пикселей — цветных точек (обычно прямоугольных) на мониторе, бумаге и других отображающих устройствах.

Важными характеристиками изображения являются:

  • Размер изображения в пикселях — может выражаться в виде количества пикселей по ширине и по высоте (800×600px, 1024×768px, 1600×1200px и т. д.) или же в виде общего количества пикселей (так, изображение размером 1600×1200px состоит из 1 920 000 точек, то есть примерно из двух мегапикселей точек);
  • Количество используемых цветов или глубина цвета (эти характеристики имеют следующую зависимость: N = 2 k <displaystyle N=2^>, где N <displaystyle N>— количество цветов, k <displaystyle k>— глубина цвета);
  • Цветовое пространство (цветовая модель) — RGB, CMYK, XYZ, YCbCr и др.;
  • Разрешение изображения — величина, определяющая количество точек (элементов растрового изображения) на единицу площади (или единицу длины).

Растровую графику редактируют с помощью растровых графических редакторов. Создаётся растровая графика фотоаппаратами, сканерами, непосредственно в растровом редакторе, а также путём экспорта из векторного редактора или в виде снимков экрана.

Содержание

Преимущества [ править | править код ]

  • Растровая графика позволяет создать практически любой рисунок, вне зависимости от сложности, в отличие, например, от векторной, где невозможно точно передать эффект перехода от одного цвета к другому без потерь в размере файла;
  • Распространённость — растровая графика используется сейчас практически везде: от маленьких значков до плакатов;
  • Высокая скорость обработки сложных изображений, если не нужно масштабирование;
  • Растровое представление изображения естественно для большинства устройств ввода-вывода графической информации, таких как мониторы (за исключением векторных устройств вывода), матричные и струйные принтеры, цифровые фотоаппараты, сканеры, а также сотовые телефоны.

Недостатки [ править | править код ]

  • Большой размер файлов у простых изображений;
  • Невозможность идеального масштабирования;
  • Невозможность вывода на печать на векторный графопостроитель.

Из‑за этих недостатков для хранения простых рисунков рекомендуют вместо даже сжатой растровой графики использовать векторную графику.

Форматы [ править | править код ]

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). Также в графическом файле могут храниться дополнительные данные: об авторе файла, фотокамере и её настройках, количестве точек на дюйм при печати и др.

Сжатие без потерь [ править | править код ]

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, хотя ПО начинает поддерживать APNG.
  • PCX — устаревший формат, позволявший хорошо сжимать простые рисованные изображения (при сжатии группы подряд идущих пикселей одинакового цвета заменяются на запись о количестве таких пикселей и их цвете).
  • PNG (Portable Network Graphics) — растровый формат, в основе которого алгоритм сжатия Deflate.
  • JPEG-LS в режиме сжатия без потерь — алгоритм использует адаптивное предсказание значения текущего пикселя по окружению, включающему уже закодированные пиксели.
  • Lossless JPEG — быстрый, но малоэффективный алгоритм сжатия, использующий (при обходе изображения попиксельно слева направо, сверху вниз) простое неадаптивное предсказание значения текущего пикселя по значениям верхнего, левого и верхнего левого пикселей.

Сжатие с потерями [ править | править код ]

Основано на отбрасывании части информации, как правило, наименее воспринимаемой глазом.

  • JPEG — очень широко используемый формат изображений. Сжатие использует разбиение изображения на блоки, квантование пространственных спектральных компонент в каждом блоке изображения с последующим их энтропийным кодированием. При детальном рассмотрении сильно сжатого изображения заметно размытие резких границ и характерный муар вблизи них. При невысоких степенях сжатия восстановленное изображение визуально неотличимо от исходного.
Читайте также:  Как вернуть родную прошивку tp link

Разное [ править | править код ]

  • TIFF поддерживает большой диапазон изменения глубины цвета, разные цветовые пространства, разные настройки сжатия (как с потерями, так и без) и др.
  • Raw хранит информацию, непосредственно получаемую с матрицы цифрового фотоаппарата или аналогичного устройства без применения к ней каких-либо преобразований, а также хранит настройки фотокамеры. Позволяет избежать потери информации при применении к изображению различных преобразований (потеря информации происходит в результате округления и выхода цвета пикселя за пределы допустимых значений). Используется при съёмке в сложных условиях (недостаточная освещённость, невозможность выставить баланс белого и т. п.) для последующей обработки на компьютере (обычно в ручном режиме). Практически все полупрофессиональные и профессиональные цифровые фотоаппараты позволяют сохранять RAW изображения. Формат файла зависит от модели фотоаппарата, единого стандарта не существует.

История [ править | править код ]

Первые вычислительные машины не имели отдельных средств для работы с графикой, однако уже использовались для получения и обработки изображений. Программируя память первых электронных машин, построенную на основе запоминающих электронно-лучевых трубок, можно было получать растровое изображение.

В 1961 году программист С. Рассел возглавил проект по созданию первой компьютерной игры с графикой. Создание игры «Spacewar» («Космические войны») заняло около 200 человеко-часов. Игра была создана на машине PDP-1.

В 1963 году американский учёный Айвен Сазерленд создал программно-аппаратный комплекс Sketchpad, который позволял рисовать точки, линии и окружности на трубке цифровым пером. Поддерживались базовые действия с примитивами: перемещение, копирование и др. По сути, это был первый растровый редактор, реализованный на компьютере. Также программу можно назвать первым графическим интерфейсом, причём она являлась таковой ещё до появления самого термина.

В середине 1960-х гг. появились разработки в промышленных приложениях компьютерной графики. Так, под руководством Т. Мофетта и Н. Тейлора фирма Itek разработала цифровую электронную чертёжную машину. В 1964 году General Motors представила систему автоматизированного проектирования DAC-1, разработанную совместно с IBM.

В 1968 году группой под руководством Константинова Н. Н. была создана компьютерная математическая модель движения кошки. Машина БЭСМ-4, выполняя написанную программу решения дифференциальных уравнений, рисовала мультфильм «Кошечка», который для своего времени являлся прорывом. Для визуализации использовался алфавитно-цифровой принтер. Существенный прогресс компьютерная графика испытала с появлением возможности запоминать изображения и выводить их на компьютерном дисплее.

В этой статье мы поговорим о том, что такое растровая графика, каковы ее главные характеристики, где она встречается, и в каких форматах чаще всего представлена. Каждый человек ежедневно, так или иначе, сталкивается с этим видом компьютерной графики, поэтому стоит узнать о ней больше.

Разбираемся в понятиях

Начнем с определения такого понятия как растровая графика: это изображения, состоящие из множества мелких квадратиков, собранных в одну прямоугольную сеть.

Квадратиками являются пикселы (их еще называют точками) — наименьшая единица измерения цифровой картинки; и чем их численность выше, тем большее количество деталей содержит файл, а значит, тем лучшего он качества.

Как вы уже и сами догадались, к растровым изображениям в первую очередь можно отнести фотографии. Попробуйте их максимально увеличить, и вы увидите описанные квадратики.

Разница с пиксельной графикой

Несмотря на то, что основной элемент в растровой графике — пикселы, не стоит путать ее с пиксельной графикой. Последняя тоже формируется на их основе, но такие изображения создаются исключительно на компьютере с помощью растровых редакторов. Они имеют настолько малое разрешение, что пикселы четко просматриваются.

Если грубо обобщить, то растровую графику вы можете встретить в реалистичных изображениях, а пиксельную — в сделанных на компе, с четко выраженными квадратиками. Но в сути своей, это одно и тоже.

Отличие от векторной графики

Есть еще один вид компьютерной графики — векторная — от которой вам стоит научиться отличать растровую. Векторные изображения состоят не из точек, а из линий и других примитивных геометрических элементов, формул и вычислений.

Они создаются в специальных программах, и находят применение в написании макетов, чертежей, схем, карт и пр.

При небольшой детализации векторные рисунки имеют гораздо меньший вес, чем растровые. Дело в том, что в файлах первых хранится не полная информация о содержимом, как у вторых, а лишь координаты картинки, по которым она заново воссоздается при открытии.

Читайте также:  Бесплатная программа виндовс7 улучшения системных параметров

Допустим, чтобы нарисовать квадрат, вы задаете координаты углов, цвет заполнения и обводки. Закрывая редактор, в файле сохраняются только эти данные. И когда вы снова захотите его открыть, программа воспроизведет согласно им ваши труды.

Также в отличие от растровых картинок, векторные поддаются любому масштабированию без потери качества.

Характеристики растровых изображений

Основными свойствами растровых картинок являются:

  • Разрешение. Показывает, сколько пикселов приходится на единицу площади. Измерение чаще всего производится в точках на дюйм — dpi. Чем больше эта цифра, тем качественнее изображение. Для размещения в интернете достаточно 72−100 dpi, а для печати на бумаге — минимум 300 dpi.

  • Размер. Не путайте его с предыдущим параметром, как это делают многие. Эта характеристика указывает на общее количество пикселей в изображении или точное — по ширине и высоте. К примеру, картинка на 1600×1200px в общей сложности содержит 1 920 000 точек, что округленно составляет 2 мегапикселя.
    Как правило, в фотобанках принимают фото максимум на 4 Мп, а для иллюстрирования — 25 Мп.

  • Цветовое пространство. Способ отображения цветов в координатах. То есть каждый цвет представлен точкой, имеющий свое расположение в палитре. Если вы имели дело с Фотошопом, могли заметить, что при выборе какого-то оттенка, выводятся его точные координаты. Об этом и речь.
    Цветовая модель бывает таких видов: RGB, CMYK, YCbCr, XYZ и пр.

  • Глубина цвета. Вычисляется по формуле: N = 2ᵏ, где N — количество цветов, а k — глубина. Указывает, сколько бит приходится на цвет каждого пиксела. От этого зависит максимальное число оттенков, которое может содержать изображение. Чем оно больше, тем точнее будет картинка.

Плюсы и минусы

Растровая графика обладает такими преимуществами:

Реалистичность. С ее помощью создаются изображения любой сложности, включая множество деталей, плавных переходов от одного оттенка к другому.

  • Популярность. Данный вид графики используется повсеместно.
  • Возможность автоматизированного ввода информации. Например, когда вы с помощью сканера делаете из реальной фотографии цифровую копию.
  • Быстрая обработка сложных картинок. Правда, за исключением случаев, когда требуется сильное увеличение.
  • Адаптация под различные устройства ввода-вывода (мониторы, принтеры, фотоаппараты, телефоны и пр.), а также под множество программ для просмотра. Кстати, создать и редактировать растровые файлы вы можете в таких прогах как Adobe PhotoShop, Corel PhotoPaint, Ulead PhotoImpact GIMP и т. п.

Есть и отрицательные стороны:

  • Большой вес изображений.
  • Невозможность увеличения без снижения качества (проявляются пикселы);
  • Невозможность уменьшения без потери деталей.

Форматы растровых картинок

Форматом, по сути, является то, что вы видите в названии изображения после точки (.jpeg, .png, .raw и пр.). Также его еще называют расширением, которое многие путают с разрешением из-за схожести в звучании.

Расскажу об основных форматах растровой графики:

  • JPEG (Joint Photographic Experts Group — наименование производителя).Наиболее распространенное расширение. Именно в нем чаще всего сохраняются фотографии. Но JPEG не годится для хранения чертежей и других рисунков с резкими переходами, так как в них будет проявляться сильный контраст. Также не сохраняйте в нем недоделанные до конца работы, потому что при каждом новом редактировании будете теряться качество.

  • RAW. Переводится с английского как «сырой», что отображает суть этого формата. В нем чаще всего снимают профессиональные фотографы, чтобы потом можно было проводить глубокую обработку кадров. RAW является как бы отпечатком в палитре RGB (красном, зеленом и синем канале) на матрице фотоаппарата.
    При выводе на компьютер через специальную программу этот «негатив» указывает, с какой интенсивностью нужно передать упомянутые цвета для тех или иных пикселов, определяет баланс белого, хранит настройки фототехники в момент съемки экспортируемого кадра и пр.

  • TIFF (Tagged Image File Format). Альтернатива предыдущему варианту. Некоторые фотоаппараты, которые не поддерживают RAW, могут делать кадры в этом формате. В нем сохраняются изображения очень высокого качества с любыми цветовыми моделями. Но за это приходиться платить слишком большим весом файлов (от 8 до 20 Мб).

  • GIF (Graphics Interchange Format). Еще одно из наиболее популярных расширений, хоть уже и устаревших, потому что поддерживает анимацию и хорошо сжимает файлы в размере. Но имеет и минус — отображает малое количество цветов (до 256).
Читайте также:  Как восстановить предыдущую сессию в гугле

  • PNG (Portable Network Graphics).

Все больше вытесняет предыдущий формат, так как использует тот же алгоритм сжатия, но при этом не снижает качество и отображает все цвета.

Однако не поддерживает анимацию.

На этом всё. Что такое растровая графика понятно я думаю освятил?

Здравствуйте дорогие читатели! В сегодняшней статье на фотодизарт.ру мы поговорим о том, что такое растровая и векторная графика. Разберем, какие достоинства и недостатки присутствуют в каждом из графических форматов. Наверняка вам уже известно, что все компьютеры работают с графикой в двух графических форматах растровом (точечном) и векторном (объектном).

Растровое изображение представлено в памяти персонального компьютера, как комплекс информации о цвете всех пикселей, упорядоченных каким либо образом. Самым актуальным примером растровой графики в обыденном миру является мозаика. Мозаика состоит из одинаковых элементов разного цвета и в сборе представляет собой единое целое напоминая изображение их точек. В растровом изображение точки до того мелкие, что человеческий глаз их не видит, а видит изображение как единое целое.

Растровая графика — это графическое изображение на компьютере или в другом цифровом виде, состоящее из массива сетки пикселей, или точек различных цветов, которые имеют одинаковый размер и форму.

Схематическое изображение пикселей.

К наиболее популярным форматам растровой графики можно отнести форматы: GIF, JPEG, PNG.

Векторная графика — это перечень всех объектов (линий, фигуры и т.д.) из которых состоит векторное изображение, каждому из объектов в изображение определено, к какому из классов объектов он относится и принадлежит, также приведены определенные параметры для управления объектом.

Аналоги векторным изображениям в реальном мире подобрать не просто. Хотя, например может претендовать геометрия со своими фигурами или же инженерная графика так, как в проектирование каких либо узлов оборудования создаются чертежи, которые состоят из различных геометрических фигур и в итоге составляют единое целое (изображение).

Схематическое представление объектов, которые составляют изображение.

К самым популярным форматам векторной графики можно отнести: CDR, Ai, SVG.

Основные различия растровой и векторной графики

Достоинства растровой графики:

  • Растровая графика предоставляет возможность создавать любые изображения не обращая внимание на сложность их исполнения в отличие от векторной графики, которая неспособна предать хорошо переход цветов от одного к другому.
  • Широкий спектр применения — растровая графика на сегодняшний день нашла широкое применение в различных областях, от мелких изображений (иконок) до крупных (плакатов).
  • Очень высокая скорость обработки изображений различной сложности, при условие что нет необходимости в их масштабирование.
  • Представление растровой графики является естественным для большинства устройств и техники ввода-вывода графики.

Недостатки растровой графики:

  • Большой размер файлов с простыми растровыми изображениями.
  • Невозможно увеличение изображения в масштабе без потери качества.
  • Вывод изображения при печати на плоттер является затруднительным.
  • При хорошем качестве изображения требуются значительный объем дискового пространства для хранения файлов.
  • Сложность преобразования растрового изображения в векторное.

Исходя из вышеуказанных недостатков хранить простые рисунки рекомендуется не в сжатой растровой графике, а использовать векторную.

Достоинства векторной графики:

  • Масштабирование размеров без потери качества изображения.
  • Масштабированные изображения не увеличиваются в весе ни на один байт.
  • Во время масштабирования качество, резкость, четкость и цветовые оттенки изображений не страдают.
  • Вес изображения в векторном формате в разы меньше веса изображения в растровом формате.
  • При конвертации изображения из векторного формата в растровый, не возникает никакой сложности.
  • Толщина линий при изменение масштаба (увеличение или уменьшение) объектов может не изменяться.

Недостатки векторной графики:

  • В векторной графике можно изобразить далеко не каждый объект. Объем памяти и интервал времени на отображение векторной графики зависит от количества объектов и их сложности.
  • После преобразование из растрового изображения в векторное, обычно качество векторного изображения не высокое.

На сегодняшний день наиболее популярными и востребованными графическими редакторами являются:

Редактор растровой графики: Adobe Photoshop, GIMP.

Редакторы векторной графики: CorelDraw и Adobe Illustrator.

Векторная и растровая графика хранится в определенных форматах изображения.