Кодирование графической информации

Растровая графика

Если рассмотреть с помощью увеличительного стекла черно-белое графическое изображение, напечатанное в газете или книге, то можно увидеть, что оно состоит из мельчайших точек, образующих характерный узор, называемый растром.

Поскольку линейные координаты и индивидуальные свойства каждой точки (яркость) можно выразить с помощью целых чисел, то можно сказать, что растровое кодирование позволяет использовать двоичный код для представления графических данных. Общепринятым на сегодняшний день считается представление черно-белых иллюстраций в виде комбинации точек с 256 градациями серого цвета, и, таким образом, для кодирования яркости любой точки обычно достаточно восьмиразрядного двоичного числа.

Количество разрядов двоичного кода (бит), используемого для кодирования цвета точки, называется глубиной цвета, а количество точек в изображении по горизонтали и вертикали называется разрешающей способностью экрана.

В настоящее время используются значения глубины цвета 4, 8, 16 или 24 бит на точку и разрешающая способность экрана 640 х 480, 800 х 600, 1024 х 768 и 1280 х 1024 точек по горизонтали и вертикали, соответственно. Растровая графика используется для хранения фотографий и рисунков с множеством оттенков цветовой гаммы.

Недостатки растровой графики.

1. 1. Большие объемы данных требуют высоких технических характеристик ПК. Память 128мб и выше, высокопроизводительный процессор - для обработки, и большой винчестер для хранения.

2. 2. Невозможность увеличения для рассмотрения деталей. (идет искажение картинки – показать пример с воронками)

Векторная. Помимо растровой графики существует векторная. В отличие от растровой, векторные изображения состоят не из пикселей, а из контуров. То есть при использовании векторной графики изображение формируется из объектов (точка, линия, окружность, прямоугольник и т. д.), которые хранятся в памяти компьютера в виде графических примитивов и описывающих их математических формул. Преимуществом векторной графики является то, что векторные графические изображения можно масштабировать без потери качества, поэтому векторную графику используют для хранения чертежей, схем, и других высокоточных объектов, не требующих передачи оттенков цветовой гаммы. Файлы, хранящие векторную графику, имеют сравнительно небольшой объём. Достоинства векторной графики: малый объем, возможность масштабирования.

Еще один вид графики - фрактальная. Фрактальная графика, как и векторная вычисляемая, но отличается тем, что никакие объекты в памяти не хранятся. Изображение строится по уравнению, или системе уравнений, поэтому ничего кроме формулы хранить не надо. Изменив коэффициенты можно получить совершенно другую картину. Фрактальными свойствами обладают многие объекты живой и неживой природы.(снежинка, ветка папоротника)

Способность фрактальной графики моделировать образы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций. (показать)

Для кодирования цветных графических изображений применяется принцип декомпозиции произвольного цвета на основные составляющие. В качестве таких составляющих используют три основных цвета: красный (Red, R), зеленый (Green, G) и синий (Blue, В). На практике считается (хотя теоретически это не совсем так), что любой цвет, видимый человеческим глазом, можно получить путем механического смешения этих трех основных цветов. То есть вся остальная палитра создается путем смешения трех основных цветов в различных соотношениях. Такая система кодирования называется системой RGB по первым буквам названий основных цветов. В этой модели получаются изображения на экране монитора и изображения, получаемые сканированием.

Если для кодирования яркости каждой из основных составляющих использовать по 256 значений (восемь двоичных разрядов), как это принято для полутоновых черно-белых изображений, то на кодирование цвета одной точки надо затратить 24 разряда. При этом система кодирования обеспечивает однозначное определение 16,5 млн. различных цветов, что на самом деле близко к чувствительности человеческого глаза. Режим представления цветной графики с использованием 24 двоичных разрядов называется полноцветным (True Color).

Каждому из основных цветов можно поставить в соответствие дополнительный цве т, то есть цвет, дополняющий основной цвет до белого. Оказывается, что для любого из основных цветов дополнительным будет цвет, образованный суммой пары остальных основных цветов. Соответственно, дополнительными цветами являются: голубой (Cyan, С), пурпурный (Magenta, М) и желтый (Yellow, Y). Принцип декомпозиции произвольного цвета на составляющие компоненты можно применять не только для основных цветов, но и для дополнительных, то есть любой цвет можно представить в виде суммы голубой, пурпурной и желтой составляющей. Такой метод кодирования цвета принят в полиграфии, но в полиграфии используется еще и четвертая краска - черная (Black, К). Поэтому данная система кодирования обозначается четырьмя буквами CMYK (черный цвет обозначается буквой "К", потому, что буква "В" уже занята синим цветом), и для представления цветной графики в этой системе надо иметь 32 двоичных разряда. Такой режим тоже называется полноцветным (True Color).