Grafică raster

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 19 decembrie 2019; verificările necesită 23 de modificări .

Imagine raster ( lat. rastrum - scraper, rake) - o imagine care este o grilă (mozaic) de pixeli - puncte colorate (de obicei dreptunghiulare) pe un monitor și alte dispozitive de afișare.

Caracteristicile importante ale unei imagini sunt:

Dimensiunea imaginii în pixeli - poate fi exprimată ca număr de pixeli în lățime și înălțime (800 × 600, 1024 × 768, 1600 × 1200 pixeli etc.) sau ca număr total de pixeli. Astfel, o imagine de 1600 × 1200 pixeli este formată din 1.920.000 pixeli, adică aproximativ 2 megapixeli.
Numărul de culori utilizate sau adâncimea culorii (aceste caracteristici au următoarea relație: , unde este numărul de culori, este adâncimea culorii); $N=2^{k}$ $N$ $k$
Spațiu de culoare ( model de culoare ) - RGB , CMYK , XYZ , YCbCr etc.;
Rezoluția imaginii este o valoare care determină numărul de puncte (elementele imaginii raster) per unitate de suprafață (sau unitate de lungime). A nu se confunda cu dimensiunea grilei imaginii.

Grafica raster este editată folosind editori de grafică raster . Grafica raster este creată direct într-un editor raster, camere, scanere, precum și prin exportul dintr-un editor vectorial sau ca capturi de ecran .

Beneficii

Grafica raster vă permite să creați aproape orice desen, indiferent de complexitate, spre deosebire de grafica vectorială.
Prevalență - graficele raster sunt acum folosite aproape peste tot: de la pictograme mici la postere.
Viteză mare de procesare pentru imagini complexe dacă nu se solicită scalare.
Reprezentarea raster a unei imagini este naturală pentru majoritatea dispozitivelor de intrare-ieșire pentru informații grafice, cum ar fi monitoarele (cu excepția dispozitivelor de ieșire vectorială), imprimantele cu matrice de puncte și cu jet de cerneală, camerele digitale, scanerele și telefoanele mobile.

Dezavantaje

Dimensiune mare a datelor pentru imagini simple cu un număr mare de puncte.
Incapacitatea de a scala menținând în același timp nivelul original de detaliu.
Imposibilitatea tipăririi pe un plotter vectorial fără manipulări suplimentare ale imaginii.

Din cauza acestor deficiențe, grafica vectorială este recomandată pentru stocarea desenelor simple .

Formate

Imaginile raster sunt de obicei stocate într-o formă comprimată. În funcție de tipul de compresie, este posibil sau nu posibil să se restabilească imaginea exact așa cum era înainte de compresie ( compresie fără pierderi sau , respectiv, compresie cu pierderi). De asemenea, în fișierul grafic pot fi stocate date suplimentare: despre autorul fișierului, camera și setările acestuia, numărul de puncte pe inch la imprimare, locația (dacă imaginea este un instantaneu), software-ul utilizat pentru pregătire , etc. EXIF este adesea folosit în aceste scopuri. .

Compresie fără pierderi

Utilizează algoritmi de compresie bazați pe reducerea redundanței informațiilor .

BMP sau Windows Bitmap - Utilizat de obicei fără compresie, deși algoritmul RLE poate fi utilizat .
GIF (Graphics Interchange Format) este un format învechit care nu acceptă mai mult de 256 de culori simultan. Încă popular din cauza suportului pentru animație lipsește din PNG pur , deși software-ul începe să accepte APNG .
PCX este un format învechit.
PNG (Portable Network Graphics) este un format bitmap bazat pe algoritmul de compresie Deflate .
JPEG-LS în modul de compresie fără pierderi - algoritmul folosește predicția adaptivă a valorii actuale a pixelilor din mediu, inclusiv pixelii deja codificați.
Lossless JPEG este un algoritm de compresie rapid, dar ineficient, care utilizează (atunci când parcurge imaginea pixel cu pixel de la stânga la dreapta, de sus în jos) o simplă predicție neadaptativă a valorii pixelului curent din valorile din partea de sus, stânga, și pixeli din stânga sus.

Compresie cu pierderi

Pe baza respingerii unei părți a informațiilor, de regulă, cele mai puțin percepute de ochi.

JPEG este un format de imagine foarte utilizat. Comprimarea folosește împărțirea imaginii în blocuri, cuantizarea componentelor spectrale spațiale din fiecare bloc al imaginii, urmată de codificarea lor folosind entropie . O examinare detaliată a unei imagini foarte comprimate arată neclaritatea marginilor ascuțite și un moiré caracteristic în apropierea acestora. La rapoarte de compresie scăzute, imaginea restaurată nu se poate distinge vizual de cea originală.

Diverse

TIFF acceptă o gamă largă de modificări de adâncime a culorii, diferite spații de culoare, diferite setări de compresie (atât cu pierderi, cât și fără) etc.
Formatul Raw stochează informațiile obținute direct din matricea unei camere digitale sau a unui dispozitiv similar, fără a-i aplica nicio transformare, precum și setările camerei. Vă permite să evitați pierderea de informații atunci când aplicați diferite transformări unei imagini (pierderea de informații are loc ca urmare a rotunjirii și culoarea pixelilor depășind valorile admise). Folosit la fotografierea în condiții dificile (lumină scăzută, incapacitatea de a seta balansul de alb etc.) pentru procesarea ulterioară pe un computer (de obicei în modul manual). Aproape toate camerele digitale semi-profesionale și profesionale vă permit să salvați imagini Raw. Formatul fișierului variază de la model la producător, nu există un standard unic pentru toate imaginile Raw.

Istorie

Primele calculatoare nu aveau mijloace separate pentru lucrul cu grafica, dar erau deja folosite pentru obținerea și procesarea imaginilor. Prin programarea memoriei primelor mașini electronice, construite pe bază de tuburi catodice de stocare, a fost posibilă obținerea unei imagini raster.

În 1961, programatorul S. Russell a condus proiectul de creare a primului joc de calculator cu grafică. Crearea jocului „ Spacewar ” („Războiul spațiului”) a durat aproximativ 200 de ore-om. Jocul a fost creat pe o mașină PDP-1 .

În 1963, omul de știință american Ivan Sutherland a creat software-ul și sistemul hardware Sketchpad, care a făcut posibilă trasarea de puncte, linii și cercuri pe un tub cu un stilou digital. Au fost suportate acțiuni de bază cu primitive: mutare, copiere etc. De fapt, acesta a fost primul editor raster implementat pe un computer. De asemenea, programul poate fi numit prima interfață grafică și a fost așa chiar înainte de apariția termenului în sine.

La mijlocul anilor 1960. au existat dezvoltări în aplicaţiile industriale ale graficii pe computer. Deci, sub conducerea lui T. Mofett și N. Taylor, Itek a dezvoltat o mașină electronică digitală de desen. În 1964, General Motors a introdus sistemul de proiectare asistată de calculator DAC-1, dezvoltat în colaborare cu IBM.

În 1968, un grup condus de Konstantinov N. N. a creat un model matematic computerizat al mișcării unei pisici. Mașina BESM-4, care execută programul scris pentru rezolvarea ecuațiilor diferențiale, a desenat desenul animat „Kitty”, care pentru vremea sa a fost o descoperire. Pentru vizualizare a fost folosită o imprimantă alfanumerică. Grafica pe computer a cunoscut progrese semnificative odată cu apariția capacității de a stoca imagini și de a le afișa pe un ecran de computer.