Автор работы: Пользователь скрыл имя, 18 Января 2012 в 11:32, курсовая работа
Под термином графика обычно понимается визуальное (то есть воспринимаемое зрением) представление каких-либо реальных или воображаемых объектов. Графика рассматривается как язык визуальной культуры и грамотности человека, как язык проектирования (дизайна), как язык техники и технологии, как самое простое и естественное для человека средство осмысления и познания окружающего его мира и как язык профессионального (технического и художественно-технического) и непрофессионального общения между людьми.
Тон представляет собой конкретный оттенок цвета, отличный от других: красный, зеленый, голубой и т. п. Насыщенность цвета характеризует его относительную интенсивность (или чистоту). Уменьшая насыщенность, например, красного, мы делаем его более пастельным, приближаем к серому. Яркость (или освещенность) цвета показывает величину черного оттенка, добавленного к цвету, что делает его более темным.
Система HSB имеет перед другими системами важное преимущество: она больше соответствует природе цвета, хорошо согласуется с моделью восприятия цвета человеком.
В 1920 году была разработана цветовая пространственная модель CIE Lab (Communication Internationale de I'Eclairage - международная комиссия по совещанию. L, a, b - обозначения осей координат в этой системе). Система является аппаратно независимой и потому часто применяется для переноса данных между устройствами. В модели CIE Lab любой цвет определяется светлотой (L) и хроматическими компонентами: параметром а, изменяющимся в диапазоне от зеленого до красного, и параметром b, изменяющимся в диапазоне от синего до желтого. Цветовой охват модели CIE Lab значительно превосходит возможности мониторов и печатных устройств, поэтому перед выводом изображения, представленного в этой модели, его приходится преобразовывать. Данная модель была разработана для согласования цветных фотохимических процессов с полиграфическими. Цветовое пространство LAB представляет цвет в трех каналах: один канал выделен для значений яркости (L - Lightness) 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.
Множественность моделей говорит о сложности попыток представления цвета. Несмотря на явные достижения и практическое использование работа в этом направлении продолжается в связи с постоянным повышением требований к качеству воспроизведения изображений при экранной демонстрации и получении печатной продукции.
Кодируется цвет графических изображений с помощью бит. Количество бит, с помощью которых закодирован цвет называют битовой глубиной изображения. Обычно принимают глубину в 1, 4, 8, 16, 24 и 32 бита, что соответствует (21,24,28,216,224, 232) 2, 16, 256, 65.536 (High color), 16.777.216 (True color), 4.294.967.296 возможным цветовым оттенкам. Кодирование осуществляется в соответствии с определенной цветовой моделью. В RGB для каждого из трех цветов выделяется канал в 1 байт (8 бит), где интенсивность каждого из цветов может принимать значения от 0 до 255.
Для растровых изображений, состоящих из точек, особую важность имеет понятие разрешения, выражающее количество точек, приходящихся на единицу длины. При этом следует различать:
разрешение оригинала;
разрешение экранного изображения;
разрешение печатного изображения.
Разрешение оригинала измеряется в точках на дюйм (dots per inch - dpi) и зависит от требований к качеству изображения и размеру файла, способу оцифровки и создания исходной иллюстрации, избранному формату файла и другим параметрам. В общем случае действует правило: чем выше требование к качеству, тем выше должно быть разрешение оригинала.
Для экранных копий изображения элементарную точку растра принято называть пикселем. Размер пикселя варьируется в зависимости от выбранного экранного разрешения (из диапазона стандартных значений), разрешение оригинала и масштаб отображения.
Мониторы
для обработки изображений с диагональю
20-21 дюйм, как правило, обеспечивают стандартные
экранные разрешения 640х480, 800х600, 1024х768,1280х1024,1600х1200,
Разрешение печатного изображения и понятие линиатуры. Размер точки растрового изображения как на твердой копии (бумага, пленка и т. д.), так и на экране зависит от примененного метода и параметров растрирования оригинала. При растрировании на оригинал как бы накладывается сетка линий, ячейки которой образуют элемент растра. Частота сетки растра измеряется числом линий на дюйм (lines per inch - lpi) и называется линиатурой.
Размер точки растра рассчитывается для каждого элемента и зависит от интенсивности тона в данной ячейке. Чем больше интенсивность, тем плотнее заполняется элемент растра. То есть, если в ячейку попал абсолютно черный цвет, размер точки растра совпадет с размером элемента растра. В этом случае говорят о 100% заполняемости. Для абсолютно белого цвета значение заполняемости составит 0%. На практике заполняемость элемента на отпечатке обычно составляет от 3 до 98%. При этом все точки растра имеют одинаковую оптическую плотность, в идеале, приближающуюся к абсолютно черному цвету. Иллюзия более темного тона создается за счет увеличения размеров точек и, как следствие, сокращения пробельного поля между ними при одинаковом расстоянии между центрами элементов растра. Такой метод называют растрированием с амплитудной модуляцией.
При выводе копии изображения на принтере или полиграфическом оборудовании линиатуру растра выбирают, исходя из компромисса между требуемым качеством, возможностями аппаратуры и параметрами печатных материалов
Для лазерных принтеров рекомендуемая линиатура составляет 65 - 100 lpi, для газетного производства - 65-85 lpi, для книжно-журнального - 85 - 133 lpi, для художественных и рекламных работ - 133 - 300 lpi.
При печати изображений с наложением растров друг на друга, например многоцветных, каждый последующий растр поворачивается на определенный угол. Традиционными для цветной печати считаются углы поворота: 105 градусов для голубой печатной формы, 75 градусов для пурпурной, 90 градусов для желтой и 45 градусов для черной. При этом ячейка растра становится косоугольной, и для воспроизведения 256 градаций тона с линиатурой 150 lpi уже недостаточно разрешения 16*150=2400 dpi. Поэтому для фотоэкспонирующих устройств профессионального класса принято минимальное стандартное разрешение 2540 dpi, обеспечивающее качественное растрирование при разных углах поворота растра.
Масштабирование заключается в изменении вертикального и горизонтального размеров изображения. Масштабирование может быть пропорциональным - в этом случае соотношение между высотой и шириной рисунка не изменяется, а меняется общий размер, и непропорциональным - в этом случае оба измерения изменяются по-разному.
Масштабирование векторных рисунков выполняется просто и без потери качества. Так как объекты векторной графики создаются по их описаниям, то для изменения масштаба векторного объекта, достаточно изменить его описание. Например, чтобы увеличить в два раза векторный объект, следует удвоить значение, описывающее его размер.
Масштабирование растровых рисунков является намного более сложным процессом, чем для векторной графики, и часто сопровождается потерей качества. При изменении размеров растрового изображения выполняется одно из следующих действий:
одновременное изменение размеров всех пикселов (в большую или меньшую сторону);
добавление или убавление пикселов из рисунка для отражения производимых в нем изменений, называемых выборкой пикселов в изображении.
По своей сути масштабирование не меняет физические размеры графического файла, поскольку не воздействует ни на один из параметров (число точек, глубина цвета), от которых зависит его значение, а только меняет экранное или печатное разрешение изображения.
В отличие от масштабирования дискретизация - это операция, которая вмешивается в структуру изображения, изменяя число точек.
В растровой графике получили распространение три основных метода дискретизации, которые различаются между собой скоростью работы и точностью результатов.
Nearest Neighbor (Метод ближайшего соседа). Самый простой метод интерполяции, обладающий высокой скоростью работы и результатами не самого высокого качества. В качестве образца для нового пикселя берутся характеристики его ближайшего фактического соседа. Метод дает неплохие результаты для областей с регулярной геометрией, например прямых линий, прямоугольников и пр.
Bilinear (Билинейная интерполяция). Этот метод несколько сложнее в реализации, но дает лучшие результаты по сравнению с методом Nearest Neighbor. Параметры новой точки рассчитываются усреднением цветовых или тоновых характеристик соседних действительных пикселов изображения. Свои преимущества метод показывает при уменьшении количества точек изображения. Рациональной областью его применения является обработка изображений среднего качества. Bicubic (Бикубическая интерполяция). Это лучший метод интерполяции. Новые точки рассчитываются по существующим соседям на основе несколько более сложных алгоритмов, чем в предыдущем методе.В результате дискретизация выполняет глубокую перестройку изображения, при определенных условиях воздействуя на каждый его пиксель.
Данные об изображении хранятся в графических файлах. Эти файлы организованы определенным образом. К примеру, для растрового изображения в файле необходимо хранить информацию о цвете для каждого пикселя, а так же порядок и количество пикселей по ширине и высоте. Для векторного же изображения в файле необходимо хранить лишь координаты и задаваемые параметры примитивов, фигур и объектов и взаимосвязи между ними.
Такие способы хранения информации в файле, а также форму хранения информации (используемый алгоритм сжатия) определяют форматы графических файлов. Сжатие применяется для растровых графических файлов, так как они имеют достаточно большой объем. Существуют различные алгоритмы сжатия, причем для различных типов изображения целесообразно применять подходящие типы алгоритмов сжатия.
Формат BMP (Windows Bitmap - растровое изображение Windows) является собственным форматом графического редактора Microsoft Paint, поставляемого вместе с операционной системой Windows. Он поддерживается многими приложениями DOS, Windows и OS/2, но не поддерживается Mac OS. Формат BMP допускает применение алгоритма последовательного сжатия без потерь RLE и может представлять до 16 млн. цветов. Однако не все графические программы распознают сжатые BMP-файлы. Несжатые BMP-файлы имеют большой объем. Файлы данного формата имеют расширение bmp.
Обычно BMP-файлы используются для иллюстраций в справочных системах, пиктограмм, а также в качестве так называемых обоев (фоновой картинки) для рабочего стола Windows.
Независящий от аппаратного обеспечения формат GIF был разработан в 1987 году фирмой CompuServe для передачи растровых изображений по сетям. GIF использует LZW-компрессию, что позволяет неплохо сжимать файлы, в которых много однородных заливок (логотипы, надписи, схемы).
Метод сжатия LZW (Lempel-Ziv-Welch) разработан в 1978 году израильтянами Лемпелом и Зивом и доработан позднее в США. Сжимает данные путем поиска одинаковых последовательностей (они называются фразы) во всем файле. Выявленные последовательности сохраняются в таблице, им присваиваются более короткие маркеры (ключи). Так, если в изображении имеются наборы из розового, оранжевого и зеленого пикселов, повторяющиеся 50 раз, LZW выявляет это, присваивает данному набору отдельное число (например, 7) и затем сохраняет эти данные 50 раз в виде числа 7.
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 может понять содержимое изображения. Чересстрочная 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).
Информация о работе Способы представления графической информации