Типы компьюторной графики

Размер  файла в растровом изображении  основывается на количестве пикселов в изображении.

Чем больше пикселов содержит изображение, тем больше по размеру его файл.

Для того чтобы эффективно работать с растровыми изображениями, мы вовсе не обязаны стремиться к огромным изображениям с немыслимым количеством пикселов на дюйм.

Даже если вы имеете мощную компьютерную систему, работа с большими изображениями с высоким разрешением  может оказаться достаточно обременительной.

Таким образом, все компьютерные изображения можно разделить по целям использования и выделить приоритетные размеры разрешения изображения в зависимости от этих целей (рис. 1.4.).

Изображения для монитора - 72 ppi, 96 ppi

Изображения для печати на принтере - 150-300 ppi

Полиграфическая печать - 300 ppi

 

Рис. 1.4. Все растровые  изображения можно условно разделить 

по целевому использованию

 

Пиксел обладает двумя отличительными характеристиками:

• позицией и размером по отношению к остальным пикселам растрового изображения - разрешением
• цветовыми возможностями, измеряемыми в битах, - цветовой глубиной

 

Существует несколько  значений цветовой глубины, используемых в изображениях.

С цветовой глубиной тесно  связаны названия для организации  этих цветовых данных (в Photoshop они называются цветовыми режимами).

Понятие глубины цвета - это чистая метафора.

Специалисты, которые ввели  в оборот это понятие, представили  мысленно, как дополнительные битовые  матрицы информации располагаются "как бы в глубину".

Глубина цвета измеряется числом двоичных разрядов (бит), отведенных для каждого пиксела.

Единица глубины цвета - b/p (бит на пиксел).

 

Типы  изображений по глубине цвета

Установка глубины цвета  необходима в начале работы с изображением и определяет его тип и количество возможных оттенков тона (цвета).

Рассмотрим возможности  цветопередачи и понятие глубины  цвета, используя понятия Photoshop.

Компьютерная  палитра	Цветовая  глубина	Цветовой  режим в Photoshop, пояснения	Пример
Черно-белое (2 цвета)	1 b/p	Штриховой рисунок (BITMAP) Глубина цвета у черно-белой штриховой графики равна 1 биту, поэтому такую графику иногда называют "однобитовой". Единственный бит информации может указывать состояние "включено" или "отключено". Это означает, что существует два возможных цвета - белый (ток  включен) или черный (ток отключен)
16 цв.	4 b/p	Максимальное число цветов для индексированного изображения  равно 256.
256 цв.	8 b/p	Такие цвета кодируются в  виде цветовых таблиц (индексов). В этой таблице цвета предопределены, как мелки в коробке пастели. Этот режим достаточно часто используется, например, в  изображениях для Web-страниц. Подобная организация делает размер файла небольшим. Существует способ имитации тоновых уровней с помощью  смешивания пикселов (так называемый "dithering"), когда несколько пикселов призваны вызывать у зрителя ощущение какого-либо тона. Таким образом получают вполне фотореалистичное изображение с малой глубиной цвета
Черно-белый полутон	8 b/p	Если используется тоновое  изображение, то глубина цвета такого изображения традиционно равна 8 битам. Такое изображение называют "grayscale" ("серая шкала"). Если каждый пиксел кодировать восемью битами, то можно получить 256 оттенков серого. Информация о полутоновом  изображении организуется в одноцветный  канал, который называется Black (Черный)
RGB True Color (Истинный цвет)	24 b/p (8 b/p, 3 канала)	Такое изображение называется по имени цветовой модели - RGB-image или TrueColor (Истинный цвет). Для того чтобы сохранить  цветовую информацию, технические системы  используют цветные фильтры (красный, зеленый и синий). В результате создаются три  изображения в градациях серого со значениями яркости от 0 до 255. В них каждый пиксел описывается  восемью битами, в сумме 24 бита, что  дает возможность закодировать около 16,7 миллиона оттенков
CMYK	32 b/p (4 канала по 8 b/p)	Режим CMYK. Создаются четыре канала изображения в градациях серого Или изображение в режиме RGB с дополнительным альфа-каналом

 

Таким образом, различают следующие основные типы изображений по глубине цвета: черно-белые штриховые изображения, изображения в градациях серого и полноцветные изображения.

Объем пиксельного файла - это количество информации, для хранения которой требуется дисковое пространство.

Можно рассчитать объем изображения  еще до того, как он создан.

Объем файла в пиксельной графике никоим образом не зависит от содержания.

Из этого факта вытекают следующие правила:

Необходимость кадрирования, что обозначает "обрезку" лишнего изображения и удаление лишней площади.

Это полезно и по эстетическим критериям.

Если необходимо уменьшать  объем файла, то влиять можно только на геометрические размеры, разрешение и глубину цвета.

Разрешение определяет величину пиксела геометрически.

Глубина цвета определяет количество битов, с помощью которых  составляются коды тона (цвета).

Хотя разрешение и глубина  цвета существуют неразрывно (не бывает изображений с разрешением, но без глубины цвета, и наоборот), но фактически они никак не связаны.

Штриховая графика для вывода на фотонаборном автомате обладает высоким разрешением и минимальной глубиной цвета (1 bit).

В плакатах возможны изображения  с очень низким разрешением (5 ppi), но большой глубиной цвета (24 b/p).

Разрешение - это размер минимального элемента, а глубина цвета - это качество минимального элемента (тоновый и цветовой уровни).

Коротко рассмотрим понятия  цветовых моделей.

Цветовая  модель - это способ описания цвета с помощью количественных характеристик.

В этом случае не только легко  сравнивать отдельные цвета и  их оттенки между собой, но и использовать их в цифровых технологиях.

 

Цветовая модель RGB (по первым буквам слов Red (Красный), Green (Зеленый) и Blue (Синий))

 

Множество оттенков цветов мы различаем оттого, что излучается свет определенных длин волн.

К излучаемым цветам можно отнести, например, белый свет, цвета на экране телевизора, монитора и так далее.

Основными считаются три: красный, зеленый и синий.

Цветовая модель RGB представляется в виде трехмерного графика: куба, у которого нулевая точка - черный цвет (излучение отсутствует) - (0, 0, 0).

Каждая координата отражает вклад каждой составляющей в результирующий цвет в диапазоне от 0 до 255 (уровень серого в каждом цветовом канале).

Точка с максимальными  значениями (255, 255, 255) представляет белый цвет.

По диагонали, соединяющей  эти точки, располагаются серые  оттенки, так как значения трех составляющих одинаковы (23, 23, 23), (130, 130, 130) и т. д.).

Этот диапазон называют серой  шкалой (grayscale).

Три вершины куба дают чистые исходные цвета (255, 0, 0), (0, 255, 0), (0, 0, 255), остальные три отражают двойные смешения исходных цветов: из красного и зеленого получается желтый (255, 255, 0), из зеленого и синего - голубой (0, 255, 255), а из красного и синего - пурпурный (255, 0, 255).

 

Рис. 1.6.  Основные цвета модели RGB

 

Вернемся к 16,7 миллионам оттенков цвета в одноименной палитре: для нашего глаза оттенки цвета, описываемые координатами (0, 0, 1), (0, 1, 0) и даже (3, 6, 4), будут неразличимы; но компьютер их воспринимает как различные.

Совокупность всех значений координат дает более 16 млн оттенков (224 = 16 777 216).

Данная цветовая модель применяется  в качестве основной во всех компьютерных системах.

Соответственно в этой модели доступны максимальные возможности  редактирования изображения.

 

Цветовая модель CMYK (Сyan (голубой), Magenta (пурпурный), Yellow (желтый), Key ("ключевой"))

 

Данная модель описывает  реальные полиграфические краски.

Основных красок три: Сyan (голубой), Magenta (пурпурный), Yelloy (желтый).

Они составляют полиграфическую  триаду (process colors).

Каждому пикселу в CMYK-изображении присваиваются  значения, определяющие процентное содержание триадных красок.

Нулевые значения составляющих дают белый цвет (бумага), максимальные значения должны давать черный, их равные значения - оттенки серого.

 

Рис. 1.7.  Триада основных цветов модели CMYK

 

Полиграфические краски не так идеальны, как луч света.

Смешение трех основных красок не синтезирует чистый черный цвет, поэтому в число основных полиграфических  красок была внесена черная краска: буква K - это сокращение от слова "Key" ("основной", "ключевой").

От черного цвета в значительной степени зависит общая резкость оттисков.

Эта модель применяется только в полиграфическом производстве, поэтому перевод в нее всегда осуществляется на последних этапах обработки изображения.

Модели RGB и CMYK хотя и связаны друг с другом, однако их взаимные переходы друг в друга никогда не происходят без потерь.

 

 

Цветовая модель HSB (Цветовой оттенок (Hue), Насыщенность (Saturation), Яркость (Brightness))

 

Модель HSB согласуется с восприятием цвета человеком: цветовой тон - эквивалент длины волны, насыщенность - интенсивность волны, а яркость - количество света.

Эта модель считается самой  удобной в подборе цвета для  пользователя (при выборе мы в любой  программе фактически пользуемся этой моделью, а не вводим цифровые характеристики цвета - (рис. 1.8.).

Однако эта модель является абстрактной, поскольку не существует технических средств для непосредственного измерения цветового тона и насыщенности.

Она не образует цветовых каналов  в документе (сохранить документ в этой цветовой модели нельзя).

Цвет может быть представлен  в природе, на экране монитора, на бумаге.

Во всех случаях возможный  диапазон цветов, или цветовой охват (gamut), будет разным.

Самый широкий охват - в  природе, он ограничивается только возможностями  человеческого зрения.

Часть из того, что существует в природе, может передать монитор.

Часть из того, что передает монитор, можно напечатать (например, при полиграфическом исполнении плохо передаются цвета с очень низкой плотностью).

 

Рис. 1.8. Модель HSB дает пользователю удобство

выбора цветового  тона

 

Вопросы для контроля

1. Каковы основные типы компьютерных изображений?
2. Из чего состоят векторные изображения?
3. Где применяются векторные изображения?
4. Где применяются растровые изображения?
5. Каков основной наименьший элемент растрового изображения?
6. Дайте характеристики (две) пиксела
7. Что такое разрешение растрового изображения? В чем оно измеряется?
8. Как подобрать разрешение изображения для определенной цели (на экран компьютера, для вывода на принтер)?
9. Что такое глубина цвета? В каких единицах она измеряется?
10. Как соотносятся друг с другом разрешение и глубина цвета?
11. От чего зависит объем (размер файла на диске) растрового изображения?
12. Какие цветовые модели вы знаете?
13. Где применяется модель цвета CMYK?
14. Можно ли сохранить файл в цветовой модели HSB?