Растровая графика: назначение, расширения, методы записи, основные программы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание:

1. Растровая графика: назначение, расширения, методы записи, основные программы…………………………………………………………………………….3
2. Специальные программы межплатформенного обмена………………………….12
3. Список используемой литературы…………………………………………………15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Растровая графика: назначение, расширения, методы записи, основные программы.

Растровое изображение представляет из себя мозаику из очень мелких элементов — пикселей. Растровый рисунок похож на лист клетчатой бумаги, на котором каждая клеточка закрашена определённым цветом, и в результате такой раскраски формируется изображение.

Принцип растровой графики чрезвычайно прост. Он был изобретен и использовался людьми за много веков до появления компьютеров. Во-первых, это такие направления искусства, как мозаика, витражи, вышивка. В любой из этих техник изображение строится из дискретных элементов. Во-вторых, это рисование «по клеточкам» — эффективный способ переноса изображения с подготовительного картона на стену, предназначенную для фрески. Суть этого метода заключается в следующем. Картон и стена, на которую будет переноситься рисунок, покрываются равным количеством клеток, затем фрагмент рисунка из каждой клетки картона тождественно изображается в соответствующей клетке стены.

Полное количество пикселей (разрешение), и количество информации в каждом пикселе (обычно называемой глубиной цвета) определяют качество растровой печати. Из-за большого количества информации, требуемой для хранения высококачественных картинок, часто используются методы сжатия для уменьшения размера файла изображения. Некоторые методы сжатия приводят к потере информации, качество изображения ухудшается в пользу меньшего размера файла.

Растровая графика зависит от разрешения. Изображения не могут быть масштабированы на произвольное разрешение без потери качества. Растровая графика чаще имеет дело с фотографиями и изображениями фотографического типа. Мониторы обычно показывают от 72 до 130 ppi (pixels per inch – пикселей на дюйм), некоторые современные принтеры могут печатать 2400 dpi (dots per inch – точек на дюйм) и даже больше.

     Растровую графику можно разделить по назначению. Для Интернета требуются изображения среднего качества, при небольших разрешениях (70-200 dpi) и малых размерах (15-640 пикселей) изображения лучше и быстрее отображаются на странице браузера и не возникает особых проблем с размером экрана и масштабированием.                Фотографические снимки должны храниться и использоваться в лучшем качестве и по возможности в лучшем формате (RAW, JPEG), исходные файлы с камер – важные документы, для которых перед редактированием рекомендуется делать back-up. Сканированные документы обычно имеют разрешение 200-600 dpi, при больших существенно увеличивается размер файла и это не имеет особой практической пользы. Черно-белые сканированные документы обычно сохраняются в форматах TIFF и GIF, цветные – в JPEG или GIF. В последнее время часто используют форматы PDF и DJVU (или подобные, от Adobe и LizardTech), т.к. они гораздо лучше стандартных форматов сжимают полученные сканированные оттиски и более удобны для чтения и пересылки документации и электронных книг через Интернет, однако PDF по сути является векторным форматом и имеет гораздо более широкие возможности, которые касаются не только графики. Изображения для печати с принтера лучше иметь в достаточно высоком разрешении, около 1200 dpi, в таких разрешениях человеческому глазу не заметны переходы и неровности на отпечатанном листе.

Принципы масштабирования растровой графики.

Увеличение или уменьшение изображение называется масштабированием. В зависимости от типа графики масштабирование может выполняться по различным алгоритмам. При трансформации (увеличении, вращении, вытягивании и пр.) растровая графика становится менее четкой и, в отличие от векторной графики, теряет качество изображения. Растровая графика представляет собой матрицу точек. Каждый пиксель увеличивается пропорционально заданному увеличению. При сжатии соседние пиксели аппроксимируются и образуется «смешанный» цвет, суммируются данные с соседних пикселей и выдаётся среднее значение. При этом, соответственно, изображение теряет свою четкость и яркость. Существуют программы и алгоритмы, помогающие сжимать и увеличивать растровые изображение с минимальными дефектами и отрицательными последствиями в конечном изображении, например в программе ACDSee одним из наиболее удачных алгоритмов масштабирования является Lanczos.

Сканер: назначение, методика сканирования, основные параметры.

Сканер – это электронное устройство, которое переводит изображение объекта (рисунок или текст) в цифровой вид. По принципу действия сканер немного походит на цифровой фотоаппарат: отраженный от объекта свет попадает на матрицу, а затем через 
аналогово-цифровой преобразователь в компьютер.

Параметры сканера определяют качество полученного изображения в цифровом виде. Основной характеристикой является оптическое разрешение. Поскольку на выходе со сканера получается файл растровой графики, то от этой характеристики напрямую зависит четкость изображения. Бывает, что разрешение сканнера не одинаково по ширине (определяется матрицей сканера) и высоте (определяется количеством «ходов» лампы сканера для снятия изображения). Интерполированное разрешение практической ценности мало представляет, поскольку те же операции возможны и в графических редакторах. При съемке объекта нужно правильно подобрать контраст и яркость – эти параметры можно отрегулировать практически в любом ПО для сканеров. Также нужно ограничить область сканирования, задать получаемому файлу имя и формат (для ч/б и градаций серого лучше подходит GIF и TIFF, для цветных – JPEG). Конечный файл будет отличаться от того, что можно увидеть на экране ПО для сканера – обычно ввиду малого размера окна ПО детали неразличимы, и вместо них просто ничего не видно, но на самом деле изображение выходит четким (все зависит от конкретной программы и сканера и подбирается индивидуально).

      Знание файловых форматов и их возможностей является одним из ключевых факторов в допечатной подготовке изданий, подготовке изображений для web и в компьютерной графике вообще. Да, сегодня нет такого калейдоскопа расширений, как в начале 90-х, когда каждая компания-производитель редакторов изображений считала своим долгом создать свой файловый тип, а то и не один, однако это не означает, что "все нужно сохранять в TIFF, а сжимать JPEG'ом". Каждый, из утвердившихся сегодня форматов, прошел естественный отбор, доказал свою жизнеспособность и нужность. Все они имеют какие-то характерные особенности и возможности, делающие их незаменимыми в работе. Знание особенностей, тонкостей технологии важно для современного дизайнера так же, как для художника необходимо разбираться в различиях химического состава красок, свойствах грунтов, типов металлов и породах дерева.

    OPI (Open Prepress Interface) - технология, разработанная фирмой Aldus, позволяющая импортировать не оригинальные файлы, а их образы, создавая в программе лишь копию низкого разрешения (эскиз) и ссылку на оригинал. В процессе печати на принтер, эскизы подменяются на оригинальные файлы. Применение OPI, вместо простого внедрения, (embedding) дает возможность экономить ресурсы компьютера (прежде всего, память), заметно повышая его производительность. OPI является основной работы с импортированными графическими файлами в таких программах, как FreeHand и QuarkXPress, широко применяется в других продуктах.

   Растровый файл устроен проще (для понимания, по крайней мере). Он представляет из себя прямоугольную матрицу (bitmap), разделенную на маленькие квадратики - пикселы (pixel - picture element). Растровые файлы можно разделить на два типа: предназначенные для вывода на экран и для печати. Разрешение файлов таких форматов как GIF, JPEG, BMP зависит от видеосистемы компьютера.

    В старых Маках на квадратный дюйм экрана приходилось 72 пиксела (экранное разрешение), на Windows единого стандарта не сложилось, но сегодня чаще всего употребляется значение 96 пикселов на квадратный дюйм экрана. Реально, однако, эти параметры теперь стали довольно условными, так как почти все видеосистемы современных компьютеров позволяют изменять количество отображаемых на экране пикселов. Растровые форматы, предназначенные исключительно для вывода на экран имеют только экранное разрешение, то есть один пиксел в файле соответствует одному экранному пикселу. На печать они выводятся так же с экранным разрешением.

    Растровые файлы, предназначенные для допечатной подготовки изданий имеют, подобно большинству векторных форматов, параметр Print Size - печатный размер. С ним связано понятие печатного разрешения, которое представляет из себя соотношение количества пикселов на один квадратный дюйм страницы (ppi, pixels per inch или dpi - dots per inch, - термин не совсем верный, но часто употребимый). Печатное разрешение может быть от 130 dpi (для газеты) до 300 (высококачественная печать), больше почти никогда не нужно.

    Растровые форматы, так же отличаются друг от друга способностью нести дополнительную информацию: различные цветовые модели, вектора, Альфа-каналы или каналы плашковых (spot)-цветов, слои различных типов, интерлиньяж (черезстрочная подгрузка), анимация, возможности сжатия и другое.

GIF (CompuServe Graphics Interchange Format)

Независящий от аппаратного обеспечения формат GIF был разработан в 1987 году (GIF87a) фирмой CompuServe для передачи растровых изображений по сетям. В 1989-м формат был модифицирован (GIF89a), были добавлены поддержка прозрачности и анимации. GIF использует LZW-компрессию, что позволяет неплохо сжимать файлы, в которых много однородных заливок (логотипы, надписи, схемы).

GIF позволяет записывать  изображение "через строчку" (Interlaced), благодаря чему, имея только часть  файла, можно увидеть изображение  целиком, но с меньшим разрешением. Это достигается за счет записи, а затем подгрузки, сначала 1, 5, 10 и т.д. строчек пикселов и растягивания  данных между ними, вторым проходом  следуют 2, 6, 11 строчки, разрешение изображения  в интернетовском браузере увеличивается. Таким образом, задолго до окончания  загрузки файла пользователь  может понять, что внутри и  решить, стоит ли ждать, когда  файл поднимется весь. Через строчная запись незначительно увеличивает размер файла, но это, как правило, оправдывается приобретаемым свойством.

В GIF’e можно назначить один или более цветов прозрачными, они станут невидимыми в интернетовских браузерах и некоторых других программах. Прозрачность обеспечивается за счет дополнительного Alpha-канала, сохраняемого вместе с файлом. Кроме того файл GIF может содержать не одну, а несколько растровых картинок, которые браузеры могут подгружать одну за другой с указанной в файле частотой. Так достигается иллюзия движения (GIF-анимация).

Основное ограничение формата GIF состоит в том, что цветное изображение может быть записано только в режиме 256 цветов. Для полиграфии этого явно недостаточно.

JPEG (Joint Photographic Experts Group)

Срого говоря JPEG’ом называется не формат, а алгоритм сжатия, основанный не на поиске одинаковых элементов, как в RLE и LZW, а на разнице между пикселами. Кодирование данных происходит в несколько этапов. Сначала графические данные конвертируются в цветовое пространство типа LAB, затем отбрасывается половина или три четверти информации о цвете (в зависимости от реализации алгоритма). Далее анализируются блоки 8х8 пикселов. Для каждого блока формируется набор чисел. Первые несколько чисел представляют цвет блока в целом, в то время, как последующие числа отражают тонкие делали. Спектр деталей базируется на зрительном восприятии человека, поэтому крупные детали более заметны.

На следующем этапе, в зависимости от выбранного вами уровня качества, отбрасывается определенная часть чисел, представляющих тонкие детали. На последнем этапе используется кодирование методом Хафмана для более эффективного сжатия конечных данных. Восстановление данных происходит в обратном порядке.

Таким образом, чем выше уровень компрессии, тем больше данных отбрасывается, тем ниже качество. Используя JPEG можно получить файл в 1-500 раз меньше, чем ВМР! Формат аппаратно независим, полностью поддерживается на РС и Macintosh, однако он относительно нов и не понимается старыми программами (до 1995 года). JPEG не поддерживает индексированные палитры цветов. Первоначально в спецификациях формата не было и CMYK, Adobe добавила поддержку цветоделения, однако CMYK JPEG во многих программах делает проблемы. Лучшим решением является использование JPEG-сжатия в Photoshop EPS-файлах, которое описывается ниже.

Существют подформаты JPEG. Baseline Optimized - файлы несколько лучше сжимаются, но не читаются некоторыми программами. JPEG Baseline Optimized разработан специально для Интернета, все основные браузеры его поддерживают. Progressive JPEG так же разработан специально для Сети, его файлы меньше стандартных, но чуть больше Baseline Optimized. Главная особенность Progressive JPEG в поддержке аналога через строчного вывода.

Из сказанного можно сделать следующие выводы. JPEG’ом лучше сжимаются растровые картинки фотографического качества, чем логотипы или схемы - в них больше полутоновых переходов, среди однотонных заливок же появляются нежелательные помехи. Лучше сжимаются и с меньшими потерями большие изображения для web или с высокой печатной резолюцией (200-300 и боее dpi), чем с низкой (72-150 dpi), т.к. в каждом квадрате 8х8 пикселов переходы получаются более мягкие, за счет того, что их (квадратов) в таких файлах больше. Не желательно сохранять с JPEG-сжатием любые изображения, где важны все ньюансы цветопередачи (репродукции), так как во время сжатия происходит отбрасывание цветовой информации. В JPEG’е следует сохранять только конечный вариант работы, потому что каждое пересохранение приводит ко все новым потерям (отбрасыванию) данных и превращения исходного изображения с кашу.

Цветовое пространство LAB представляет цвет в трех каналах: один канал выделен для значений яркости (L - Lightnes) и два других для цветовой информации (А и В). Цветовые каналы соответствуют шкале, а не какому)нибудь одному цвету. Канал А представляет непрерывный спектр от зеленого к красному, в то время как канал В - от синего к желтому. Средние значения для А и В соответствуют реальным оттенкам серого.

Существует похожая цветовая модель YCC, используемая в форматах Kodak Photo CD и FlashPix.

Метод сжатия Хаффмана (Huffman) разработан в 1952 году и используется как составная часть в ряде других схем сжатия, таких как LZW, Дефляция, JPEG. В методе Хаффмана берется набор символов, который анализируется, чтобы определить частоту каждого символа. Затем для наиболее часто встречающихся символов используется представление в виде минимально возможного количества битов. Например, буква "е" чаще всего встречается в английских текстах. Используя кодировку Хаффмана вы можете представить "е" всего лишь двумя битами (1 и 0), вместо восьми битов, необходимых для представления буквы "е" в кодировке ASCII.

PNG (Portable Network Graphics)

PNG - разработанный относительно  недавно формат для Сети, призваный  заменить собой устаревший GIF. Использует сжатие без потерь Deflate, сходное с LZW(именно из-за патентования в 1995-м году алгоритма LZW возник PNG). Сжатые индексированные файлы PNG, как правило, меньше аналогичных GIF'ов, RGB PNG меньше соответствующего файла в формате TIFF.