 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Б.З Растровая графика
Растровая графика стала развиваться позднее, чем векторная или аналитическая, так как ее представление требует значительно больших вычислительных мощностей и объема компьютерной памяти. Однако в настоящий момент она является наиболее распространенной. Растровую графику можно сравнить с мозаикой, удовлетворяющей следующим условиям - квадратные плитки одного размера, расположенные друг за другом в четкой последовательности по длине и ширине и имеющие определенное количество цветов. Для представления изображения в растровом формате необходимо провести дискретизацию - разделение изображения на равные части и квантование - определение для каждой ее части качественной характеристики, то есть цвета. Чем большее количество плиток большего количества цветов содержит изображение, тем более проработанной, детальной, яркой и четкой будет растровая картина, но при этом, как обратное следствие, тяжелее будет ее хранение и обработка на компьютере. Отдельная «плитка» растровой картинки называется «пиксель» и является наименьшим простейшим элементом растровой графики. Количество цветовых оттенков, используемых в одном изображении, называется «глубиной цвета» и определяется количеством бит, выделенных на описание одного пикселя. Эта величина зависит от выбранной цветовой модели.
Основные цветовые модели. Цветовая модель - это способ представления и описания цвето-тоновых характеристик изображения. Цветовой канал - это компьютерная форма отображения каждой составляющей цветовой додели.
Bitmap - цветовая модель, в которой на описание одного пикселя отводится один бит. Так как бит может принимать значение либо 0, либо 1, то элемент изображения может иметь один из двух возможных цветов, например 0 - черный, 1 - белый. Bitmap может применяться для изображений, содержащих только 2 цвета, например чертежей, знаков, черно-белой графики.
|
|
 | |||
 |
|
Grayscale. Для представления изображения в градациях серого используется глубина в 8 бит на пиксель, что дает нам 28 = 256 градаций серого: значение пикселя равное 0 соответствует глубокому черному, 128 - 50% серому, 256 - ярко-белому. Для восприятия тональных оттенков этого количества градаций вполне достаточно. Grayscale применяется для работы и хранения монохромных изображений.
RGB. Цветное самосветящееся изображение можно разделить на 3 базовых цвета - красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue). В результате их пропорционального смешения получается белый свет. Такая модель сложения цветов называется аддитивной. Для ее описания на каждый цвет используется по 8 бит: 8(R)+8(G)+8(B)=24(RGB) бита на пиксель, или 224 = 16777216 цветов. Все цвета создаются пропорциональным сочетанием данных трех основных цветов. Так как каждый цветовой канал имеет 256 градаций, тогда черный цвет будет кодироваться, как R = О, G = О, В - О, белый - R = 255, G - 255, В = 255, красный - R = 255, G = О, В = О, зеленый R = О, G = 255, В = 0, желтый - R = 255, G = 255, В = 0, фиолетовый - R = 255, G = О, В = 255 и серый - R = 128, G = 128, В = 128. Модель RGB применяется в устройствах отображения информации, которые светятся сами (экран монитора, телевизор) и подходит для web-публикаций, видеодизайна и мультимедийных презентаций.
CMYK. Цвет реальных несамосветящихся объектов образуется из-за поглощения одних цветовых волн света, падающего на объект, и отражения других. Объект, освещенный белым светом, поглощает волны синего и зеленого цветов, а отражает желтые и красные, при этом цвет его поверхности будет оранжевый, так как из белого цвета вычитаются синяя и зеленая составляющие, а видимой остается оранжевая. Модель вычитающихся цветов носит название субтрактивной. Основными цветами такой модели являются голубой (Cyan), пурпурный (Magenta) и желтый (Yellow). Эти цвета составляют полиграфическую триаду (process colors). При печати они поглощают красную, зеленую и синюю составляющие белого света таким образом, что большая часть видимого цветового спектра может быть репродуцирована на бумаге. При полном отсутствии краски остается белая бумага, дающая белый цвет. Смесь всех этих пигментов в равной пропорции не дает черного цвета, поэтому в полиграфии для достижения глубокого черного цвета, а также ней-
трально-ceporo, добавляют еще одну краску - черную (Kontur). В итоге получается четырехкрасочная модель CMYK. Несмотря на то, что на каждый цветовой канал в CMYK отводится по 8 бит, что дает 8(C)+8(M)+8(Y)+8(K)=32(CMYK) бита на пиксель или 2зг = 4294967296 оттенков, цветовой и световой диапазон охвата у этой модели ниже, чем у RGB, так как отраженный цвет будет заведомо
меньшего контраста и насыщенности, чем самосветящийся. Смешение всех пигментов дает черный цвет, отсутствие краски - белый. Область применения модели CMYK - полиграфия.
Lab - цветовая модель, разработанная для инвариантного определения цветов без привязки к аппаратному обеспечению компьютера. В этой модели присутствуют три канала: L - яркость (lightness) и два канала цвета - канал баланса пурпурного-зеленого (а) и канал баланса синего-желтого (Ь). Таким образом, пропадает зависимость цветового охвата от типа выводного устройства -монитора (RGB) или принтера (CMYK). Эта модель используется в качестве посредника при преобразовании из одной цветовой модели к другой.
HSB - абстрактная цветовая модель, представляющая цвет в виде трех составляющих компонентов:Н - цветовой тон (Hue), изменяемый по цветовому кругу, S - насыщенность (Saturation) от серого до максимально насыщенного и В - flpKOCTb(Brightness) от черного до белого.
Плашечные цвета. Часто бывает, что для печати полиграфического продукта используют не триадную печать (CMYK), а одну-две краски, имеющие определенный оттенок. Такие цвета называются плашечными и выбирают из готовых стандартизированных цветовых каталогов, например Pantone или TRUMATCH. С помощью триадных красок можно передать любые цвета, а с помощью плашечных - только оттенки их собственного цвета. С другой стороны, плашечные цвета обеспечивают высокую точность воспроизведения, поэтому используются в случае необходимости получения тонкого цветового оттенка, например, в фирменном стиле. Плашечные цвета также называют смесовыми, поскольку краски для них смешиваются заранее, до стадии попадания в печатную машину. В некоторых случаях плашечные и CMYK-цвета используются совместно.
Duotone. Напечатать черно-белое изображение можно при помощи цветового режима Grayscale, однако, для передачи тонких оттенков градаций тона и придания полутонам своеобразной окраски используют цветовую модель Duotone. Она позволяет представить моноцветное изображение как смесь нескольких простых цветов, как правило, плашечных.
Indexed Color- индексированные цвета при использовании ограниченного количества оттенков, например в веб-графике для уменьшения размера сайта. Модель индексированных цветов позволяет сохранить от 4 до 256 различных оттенков в индекс-палитру. Палитра индексированных цветов может быть стандартной (например, системные цвета Windows, Mac или стандартные Web-цвета), адаптивной (компьютер подбирает наиболее подходящие цвета) и выборочной (пользователь сам выбирает необходимые цвета). Если в изображении используются цвета, которых нет в индексе-палитре, то они создаются за счет детеринга - смешения пикселей имеющихся цветов для получение нового оттенка. Такая цветовая модель применяется для сохранения изображений с небольшим количеством цветов и для уменьшения размера файла при размещения графики в Интернете в форматах Gif или PNG. Недостатком Indexed Color является малое для фотореалистичности количество цветов.
Разрешение растрового изображения. Основными параметрами растрового изображения для компьютерного отображения является количество элементов по горизонтали, вертикали, а также
глубина цвета. При выводе растрового изображения на внешний носитель появляется еще одна немаловажная характеристика - его разрешение. Так как носитель имеет определенные геометрические размеры, необходимо определиться с плотностью размещения растровых элементов на нем. Этот параметр определяет количество точек изображения на единицу длины печатной области и выражается в виде PPI - pixel per inch (пикселей на дюйм) или DPI - dot per inch (точек на дюйм). Чем выше разрешение, тем четче изображение. Для полиграфии применяется разрешение 300-450 ppi, для широкоформатной печати используют меньшее разрешение - 50-250 ppi, разрешение компьютерного монитора колеблется в пределах 72-96 ppi. Самое большое значение разрешения - у фотонаборных аппаратов - от 1200 ppi и выше. Необходимо заметить, что глубина цвета никак не связана с параметром разрешения. Например, у нас есть изображение величиной 800x600 элементов. Величина разрешения начинает активно проявлять себя при попытке «материализации» изображения. При выводе его на принтер с разрешением 72 ppi, оно будет иметь физический размер 28,22x21,17 см, а размер одного пикселя на бумаге будет составлять 0,35 мм. При выводе того же изображения при разрешении 300 ppi, оттиск будет иметь размер 6,77x5,08 см, а отдельный пиксель - 0,083 мм, то есть более чем в четыре раза мельче, естественно, при этом изображение будет значительно четче. Изображение, претерпевая стадии компьютерной обработки, может трансформироваться относительно первоначального в линейном размере и разрешении. Дизайнеру необходимо представлять конечный размер изображения, так для спичечной этикетки не нужен размер 1600x1200 пикселей, достаточным будет 800x600, а изображение отсканированное с разрешением 1200x900 не подойдет для печати на формате А4 (210x297 мм), так как для этого необходимо по крайней мере 2300x1600 элементов. Важен тот факт, что после оцифровки изображения в растровую форму, информация в файле становится конечной и из нее невозможно вычленить новую информацию, например, мелкие, плохо различимые детали. При уменьшении размера (в пикселях) информация теряется и восстановлению не подлежит, а при увеличении (например, с размера 800x600 пикселей до 1200x900) новой информации не прибавится. Именно поэтому при сканировании цифровое изображение не получится лучше оригинала. Дизайнер
шМш
 |
|
должен соблюдать принцип наименьшей потери информации -каждое цифровое преобразование уменьшает информацию о начальном объекте.
Достоинства и недостатки растровой графики. Достоинствами растровой графики являются простота ее задания (алгоритмы
оцифровки и воспроизведения), аппаратная реализуемость (наличие множества устройств для работы с ней) и фотореалистичность. Простота описания растровой графики понятна - задается сетка с определенными параметрами, затем по очереди раскрашиваются ее ячейки. Программным способом это реализовать достаточно просто. Из этого вытекает второе достоинство растровой графики - аппаратная реализуемость, которая подразумевает простоту применения растровой графики во множестве технических устройств (цифровые фото и видеокамеры, сканеры, принтеры, мониторы). Ее фотореалистичность позволяет при достаточном количестве пикселей и глубине цвета натурально воспроизводить фото- и видеообразы с точной передачей цветовых и тоновых оттенков.
К недостаткам растровой графики можно отнести большой объем файлов, сложности трансформации и аппаратную зависимость. Объемы файлов зависят от количества пикселей и глубины цвета. Размер несжатого файла качественно оцифрованной фотографии размером 2048 на 1536 пикселей и с глубиной цвета 24 би-
та на пиксель (RGB) будет равен 2048*1536*24=75497472 бит = 9437184 байт = 9216 килобайт = 9 мегабайт (примерно 7 дискет 3,5"). Сложность трансформации растровой графики определяется двумя причинами: во-первых пиксели упорядочены соответственно декартовой системе координа, то есть имеют прямоугольную форму, и, соответственно поворот растрового объекта на угол, не кратный 90°, вызовет искажения на границах перепада тона; во-вторых, как уже отмечалось, новой информации в графическом файле взяться неоткуда, соответственно при программном увеличении числа пикселей в изображении, например, с разрешения 640x480 до 1600x1200, новые пиксели будут генерироваться на основе уже имеющихся при помощи алгоритмов интерполяции, то есть нахождения неизвестных величин на основе уже имеющейся информации. Аппаратная зависимость позволяет видеть изображение того качества, которое может воспроизвести выводное устройство: качество вывода на фотопринтере будет лучше, чем то же изображение, распечатанное на матричном принтере для одного и того же изображения. Конечно, не следует забывать про исходное качество изображения - даже самое лучшее устройство не выведет картинку с хорошим качеством, если изначально она была нерезкой.
Для уменьшения объемов пиксельных изображений применяются различные алгоритмы сжатия, которые можно разделить на две основных категории - сжатие без потерь графической информации (lossless) и сжатие с потерями (lossy). В качестве простейшего примера сжатия без потерь, когда восстановленное изображение точно, бит в бит, будет соответствовать исходному, можно привести кодирование длин серий. Можно предположить, что в коде изображения будут встречаться повторяющиеся комбинации цифр, тогда вместо записи всего кода, процессор выделяет повторяющуюся часть один раз и указывает количество повторений. Алгоритмы сжатия с потерями основаны на таких особенностях человеческого восприятия как хорошая различимость яркостно-цветовых контрастов и плохое восприятие плавных изменений тона и цвета. Соответственно, информацию, располагающуюся в плавных переходах изображения, можно частично опустить, а элементы с четкими границами ужимать в меньшей степени. Яркостная составляющая изображения для человеческого глаза более важна, чем цветовая, поэтому информацию о цвете объектов можно сжимать значительно сильнее, чем об
 | |||||
 | |||||
 | |||||
их яркости. Такое сжатие использует алгоритм JPEG. Так как информация исходного файла восстанавливается не полностью, дизайнеру надо быть осторожным, включая компрессию, иначе на выходе он рискует получить некачественное изображение, с так называемыми «артефактами»..
Форматы растровых файлов. При выборе типа файла для сохранения растрового изображения, необходимо знать некоторые особенности разных форматов, такие, как распространенность и поддержка различными программами, возможность сохранения определенных цветовых моделей, способ сжатия, сохранение дополнительной и служебной информации. Рассмотрим некоторые из них.
Формат PCX (PCExchange), разработанный фирмой Z-Soft для программы PCPaintBrush, является одним из самых известных, и практически любое приложение, работающее с графикой, легко импортирует его. Он не позволяет хранить цветоделенные CMYK-изображения и цветовые профили, что делает невозможным его применение при создании цветных публикаций.
Формат BMP (Bitmap) предназначен для Windows и поддерживается всеми приложениями, работающими в этой среде. Позволяет хранить полноцветные изображения в цветовой модели RGB и индексированные изображения. Не поддерживает цветовых профилей и обтравочных контуров. Не применяется в издательской деятельности, но широко используется в оформлении прикладных программ.
Формат JPEG (JointPhotographicExpertsGroup) предназначен для сохранения растровых файлов со сжатием. Сжатие по этому методу уменьшает размер файла от десятых долей процента до ста раз (практический диапазон - от 5 до 15), но при этом происходит потеря качества, хотя, в большинстве случаев, эти потери находятся в пределах допустимых. Распаковка JPEG-файла происходит автоматически во время его открытия. Формат поддерживает только полутоновые и полноцветные изображения в моделях RGB и CMYK. Допускается сохранение контуров обтравки и цветовых профилей. Потери несущественны при создании графики для Internet и принтерных распечаток, но сказываются на качестве типографской продукции.
Формат GIF способен хранить только индексированные изображения. В издательских целях не применяется, но широко распространен в Web из-за самого эффективного метода сжатия, необходимого для сокращения времени передачи изображений и нагрузки на сеть. В версии 89а он допускает хранение в одном файле нескольких изображений. Web-браузер демонстрирует изображения, находящиеся в файле GIF 89а, последовательно. Если каждое изображение представляет собой фазу мультипликации, то можно увидеть маленький мультфильм.
Формат PNG (PortableNetworkGraphics) предназначен для передачи изображений в сетях. Поддерживает полноцветные изображения RGB и индексированные изображения. Возможно использование единственного дополнительного канала для хранения маски прозрачности. Имеет эффективный алгоритм сжатия без потери информации.
Формат PCD (PhotoCD) первоначально разрабатывался фирмой EastmanKodakCorp как часть технологии беспленочной фотографии, но в данном качестве большой популярности не приобрел. Вместо этого он начал играть заметную роль в практике использования настольных редакционно-издательских систем. Всего лишь за несколько лет из чистой экзотики формат стал обычным способом хранения большого числа изображений (например, в каталогах). Полезной особенностью формата является возможность определения требуемого разрешения изображения при импорте. Это избавляет от длительного импорта 20-мегабайтных изображений с непременным столь же длительным их пересчетом на более низкое разрешение.
Формат PSD (AdobePhotoShopDocument) является внутренним для программы AdobePhotoshop. Поддерживает все типы изображений, от черно.-белых штриховых до полноцветных CMYK. В нем сохраняются все сведения о документе, включая слои, каналы, контуры, цветовые профили и параметры печати. Устанавливается по умолчанию для любых" вновь создаваемых документов.
Формат TIFF (Tagged Image File Format) был создан в качестве универсального для хранения сканированных изображений с цветовыми каналами. Важным достоинством формата является его переносимость на разные платформы. При сохранении можно создать документ, доступный для чтения на компьютерах, совместимых с IBM или
|
Macintosh. Его импортируют все программы настольных издательских систем, а также открывают и обрабатывают практически любые программы растровой графики. Tiff позволяет хранить изображения с любой глубиной цвета и цветовой моделью. Поддерживаются и многочисленные алгоритмы сжатия без потерь качества, что немаловажно для работы с полноцветными изображениями большого размера.
Формат EPS (Encapsulated PostScript) достоин отдельного обсуждения. Он представляет собой описание изображения на языке PostScript предпочтительном для полиграфических целей. В рамках данного формата возможно хранение векторной и растровой графики, шрифтов, контуров обтравки, кривых калибровок. Как и сам язык PostScript формат EPS является универсальным форматом описания не только растровых и векторных изображений, но и текстовой информации.
Программы обработки растровой графики. Программы растровой графики можно разделить на два больших класса - программы для работы со статическими изображениями и для обработки видео - анимации.
Adobe Photoshop - самая распространенная и популярная программа обработки статичных растровых изображений. Первоначально она создавалась как простенькое приложение, распространя-
емое со сканерами, и включала в себя основные функции цвето-тоно-вой коррекции. В настоящее время восьмая версия Adobe Photoshop включает в себя огромное количество функций работы с изображениями: различные инструменты коррекции, ретуширования, рисования, обработки, маскирования, работу со слоями, каналами. Она позволяет создавать разветвленную историю создания работы. Файлы, созданные в Adobe Photoshop «понимают» такие программы, как Corel Draw, Photo Paint Adobe Illustrator, In Design, Premiere, After Effects, Discreet 3ds MAX, Combustion, Avid Xpess, и многие другие.
Corel Painter (бывший Fractal Design Painter, он же Procreate Painter) - программа для тех, кто предпочитает работать с графическим планшетом, создавая свои работы «с нуля». Этот программный продукт предоставляет беспрецедентные возможности по рисованию различными кистями, карандашами, акварелью, тушью, пастелью, маслом и множеством других обычных и необычных инструментов на различных поверхностях и во всевозможных слоях. Полная интегрированность с профессиональными графическими планшетами позволяет регулировать толщину, прозрачность, цвет, форму штриха в зависимости от нажатия пера на планшет. Сочетание «классической» ручной техники рисования и безграничных возможностей правки и редактирования на компьютере делает эту программу незаменимой для художников.
Photo Paint является аналогом программы Adobe Photoshop выпущенной фирмой Corel. По функциональности она очень похожа на Adobe Photoshop, однако менее удобна в использовании.
Paint - простейший редактор растровой графики, входящий в стандартную поставку MS Windows. Обладает минимальным набором функций для редактирования изображений.
Продукты для работы с видеоизображениями также можно отнести к программам растровой графики, так как они представляют собой последовательность пиксельных изображений. Можно отметить такие программы, как Adobe Premiere и Avid XpessDV для видеомонтажа, Adobe After Effects, Discreet Combustion и Pinnacle Commotion Pro для видеокомпозитинга. Основной задачей программ для видеомонтажа является возможность быстро смонтировать видеоряд, наложить титры, провести несложную тоно- и цветокоррекцию. Такие программы хорошо работают со звуком. Программы создания видеокомпозитинга позволяют проводить точ-
 | |||||
 | |||||
 | |||||
|
ную цветокоррекцию, кеинг, объединение графики и видео, трехмерный композитинг, работу с анимированными масками, трекинг камеры и объектов, рисование, работу с частицами, анимировать фильтры и эффекты, производить морфинг, ретушировать видеопродукцию. В таких программах создают спецэффекты для кино, заставки для телевидения, сложные видеопрезентации. Программы такого рода хорошо интегрированы с программами растровой, векторной и трехмерной графики. Для создания анимированных Gif-изображений используют программу Adobe Image Ready, входящую в комплект Adobe Photoshop.
Для использования изображений в публикациях и мультимедийных проектах необходимо иметь их в цифровой форме. Рассмотрим источники происхождения растровых изображений.
Клипарты - сборники готовых графических изображений на компакт-дисках, сформированные по тематике и форматам. Клипарты существуют растровые - подборка фотографий или пиксельных изображений высокого качества, векторные - подборка знаков, логотипов, символов, изображений в векторной форме, трехмерные - ЗЭ-модели с текстурами трехмерных объектов в формате распространенной программы трехмерной графики, видеоклипар-ты - подборки тематических видеоизображений для использования в программах видеокомпозитинга и монтажа.
Каталоги изображений. Существуют специальные фирмы, занимающиеся накапливанием, хранением и каталогизацией цифровых изображений. По специальным каталогам, распространяемым ими, можно отобрать и заказать необходимые изображения, обеспечив некоторую эксклюзивность его использования, так как фирма-распространитель гарантирует, что такое же изображение не появится в течение некоторого времени в другом проекте.
Цифровые фото- и видеокамеры дают возможность получения фото- и видеоматериала соответствующего потребностям проекта, однако реализуется только при наличии подходящго материала для фото- и видеосъемки.
Сканирование уже имеющихся изображений позволяет использовать фотографии, рисунки, полиграфические изображения с последующей оцифровкой.
Интернет содержит множество иллюстративного материала на различных тематических сайтах, он-лайн каталоги фотоизображений, векторных иллюстраций, шрифтов. Некоторые изображения высокого качества можно скачивать только заплатив определенную сумму.
Создание изображения на компьютере. Пользуясь изобразительными возможностями графических программ, можно начи-
........нать с «нуля», а можно компоновать уже имеющиеся графические элементы, комбинируя их, изменяя форму, размер, цвет, фактуру. К этой категории можно отнести применение программ создания и генерации компьютерных изображений - различного рода генераторы ландшафтов, текстур, фракталов.
Поиск по сайту: