Формы растровой графики. Форматы растровых файлов

Дата написания: 24.12.2023

Время на чтение: 33 минут

Пример, показывающий разницу между растровой и векторной графикой при увеличении.
Растровые изображения плохо масштабируются, тогда как векторные изображения могут быть неограниченно увеличены без потери качества (изображения были сконвертированы в SVG для показа на этой странице).

Растровое изображение - изображение, представляющее собой сетку пикселей - цветных точек (обычно прямоугольных) на мониторе , бумаге и других отображающих устройствах.

Важными характеристиками изображения являются:

Растровую графику редактируют с помощью растровых графических редакторов . Создаётся растровая графика фотоаппаратами, сканерами, непосредственно в растровом редакторе, а также путём экспорта из векторного редактора или в виде снимков экрана .

Энциклопедичный YouTube

1 / 3

✪ Что такое растровая и векторная графика?

✪ Урок 2. Различия между растровой и векторной графикой.

✪ Фотошоп и Иллюстратор разница. Отличие между векторной и растровой графикой.Photoshop и Illustrator.

Субтитры

Преимущества

Растровая графика позволяет создать практически любой рисунок, вне зависимости от сложности, в отличие, например, от векторной , где невозможно точно передать эффект перехода от одного цвета к другому без потерь в размере файла;
Распространённость - растровая графика используется сейчас практически везде: от маленьких значков до плакатов;
Высокая скорость обработки сложных изображений, если не нужно масштабирование;
Растровое представление изображения естественно для большинства устройств ввода-вывода графической информации, таких как мониторы (за исключением векторных устройств вывода), матричные и струйные принтеры , цифровые фотоаппараты , сканеры, а также сотовые телефоны.

Недостатки

Большой размер файлов у простых изображений;
Невозможность идеального масштабирования;
Невозможность вывода на печать на векторный графопостроитель .

Из‑за этих недостатков для хранения простых рисунков рекомендуют вместо даже сжатой растровой графики использовать векторную графику .

Форматы

Растровые изображения обычно хранятся в сжатом виде. В зависимости от типа сжатия может быть возможно или невозможно восстановить изображение в точности таким, каким оно было до сжатия (сжатие без потерь или сжатие с потерями соответственно). Также в графическом файле могут храниться дополнительные данные: об авторе файла, фотокамере и её настройках, количестве точек на дюйм при печати и др.

Сжатие без потерь

Использует алгоритмы сжатия, основанные на уменьшении избыточности информации .

BMP или Windows Bitmap - обычно используется без сжатия, хотя возможно использование алгоритма RLE .
GIF (Graphics Interchange Format) - устаревающий формат, поддерживающий не более 256 цветов одновременно. Всё ещё популярен из-за поддержки анимации, которая отсутствует в чистом PNG , хотя ПО начинает поддерживать APNG .
PCX - устаревший формат, позволявший хорошо сжимать простые рисованные изображения (при сжатии группы подряд идущих пикселов одинакового цвета заменяются на запись о количестве таких пикселов и их цвете).
PNG (Portable Network Graphics) - растровый формат, в основе которого алгоритм сжатия Deflate .
JPEG-LS в режиме сжатия без потерь - алгоритм использует адаптивное предсказание значения текущего пиксела по окружению, включающему уже закодированные пикселы.
Lossless JPEG - быстрый, но малоэффективный алгоритм сжатия, использующий (при обходе изображения попиксельно слева направо, сверху вниз) простое неадаптивное предсказание значения текущего пиксела по значениям верхнего, левого и верхнего левого пикселов.

Сжатие с потерями

Основано на отбрасывании части информации, как правило, наименее воспринимаемой глазом.

JPEG - очень широко используемый формат изображений. Сжатие использует разбиение изображения на блоки, квантование пространственных спектральных компонент в каждом блоке изображения с последующим их энтропийным кодированием. При детальном рассмотрении сильно сжатого изображения заметно размытие резких границ и характерный муар вблизи них. При невысоких степенях сжатия восстановленное изображение визуально неотличимо от исходного.

Разное

TIFF поддерживает большой диапазон изменения глубины цвета, разные цветовые пространства, разные настройки сжатия (как с потерями, так и без) и др.
Raw хранит информацию, непосредственно получаемую с матрицы цифрового фотоаппарата или аналогичного устройства без применения к ней каких-либо преобразований, а также хранит настройки фотокамеры. Позволяет избежать потери информации при применении к изображению различных преобразований (потеря информации происходит в результате округления и выхода цвета пиксела за пределы допустимых значений). Используется при съёмке в сложных условиях (недостаточная освещённость, невозможность выставить баланс белого и т. п.) для последующей обработки на компьютере (обычно в ручном режиме). Практически все полупрофессиональные и профессиональные цифровые фотоаппараты позволяют сохранять RAW изображения. Формат файла зависит от модели фотоаппарата, единого стандарта не существует.

История

Первые вычислительные машины не имели отдельных средств для работы с графикой, однако уже использовались для получения и обработки изображений. Программируя память первых электронных машин, построенную на основе матрицы ламп, можно было получать узористые картины.

В 1961 году программист С. Рассел возглавил проект по созданию первой компьютерной игры с графикой. Создание игры «Spacewar » («Космические войны») заняло около 200 человеко-часов. Игра была создана на машине PDP-1.

В 1963 году американский учёный Айвен Сазерленд создал программно-аппаратный комплекс Sketchpad, который позволял рисовать точки, линии и окружности на трубке цифровым пером. Поддерживались базовые действия с примитивами: перемещение, копирование и др. По сути, это был первый растровый редактор, реализованный на компьютере. Также программу можно назвать первым графическим интерфейсом, причём она являлась таковой ещё до появления самого термина.

В середине 1960-х гг. появились разработки в промышленных приложениях компьютерной графики. Так, под руководством Т. Мофетта и Н. Тейлора фирма Itek разработала цифровую электронную чертёжную машину. В 1964 году General Motors представила систему автоматизированного проектирования DAC-1, разработанную совместно с IBM.

В 1968 году группой под руководством Константинова Н. Н. была создана компьютерная математическая модель движения кошки. Машина БЭСМ-4, выполняя написанную программу решения дифференциальных уравнений, рисовала мультфильм «Кошечка», который для своего времени являлся прорывом. Для визуализации использовался алфавитно-цифровой принтер. Существенный прогресс компьютерная графика испытала с появлением возможности запоминать изображения и выводить их на компьютерном дисплее.

Форматы графических файлов. BMP, TIFF, JPEG, GIF, PNG и другие форматы. Характеристики и применение различных форматов. Методы представления графической информации внутри файла. Преобразование форматов.

Форматы графических файлов

В компьютерной графике применяют, по меньшей мере, три десятка форматов файлов для хранения изображений. Но лишь часть из них применяется в подавляющем большинстве программ. Как правило, несовместимые форматы имеют файлы растровых, векторных, трехмерных изображений, хотя существуют форматы, позволяющие хранить данные разных классов. Многие приложения ориентированы на собственные «специфические» форматы, перенос их файлов в другие программы вынуждает использовать специальные фильтры или экспортировать изображения в «стандартный» формат.

BMP (Windows Device Independent Bitmap). Формат ВМР является родным форматом Windows, он поддерживается всеми графическими редакторами, работающими под ее управлением. С форматом BMP работает огромное количество программ, так как его поддержка интегрирована в операционные системы Windows и OS/2. Файлы формата BMP могут иметь расширения.bmp, .dib и.rle. Кроме того, данные этого формата включаются в двоичные файлы ресурсов RES и в PE-файлы.

В формате BMP можно сохранять изображения с глубиной цвета (числом битов, описывающих один пиксел изображения) 1, 4, 8 и 24 бит, что соответствует максимальному числу используемых цветов 2, 16, 256 и 16 777 216. Файл может содержать палитру, определяющую цвета, отличные от принятых в системе.

TIFF (Tagged Image File Format). Формат предназначен для хранения растровых изображений высокого качества (расширение имени файла.TIF). TIFF аппаратно независимый формат, его поддерживают практически все программы на РС и Macintosh, так или иначе связанные с графикой. TIFF является лучшим выбором при импорте растровой графики в векторные программы и издательские системы. Ему доступен весь диапазон цветовых моделей от монохромной до RGB, CMYK и дополнительных цветов Pantone. TIFF может сохранять слои, обтравочные контуры, альфа-каналы, другие дополнительные данные.

TIFF имеет две разновидности: для Macintosh и РС. Это связано с тем, что процессоры Motorola читают и записывают числа слева направо, а процессоры Intel - наоборот. Современные программы могут без проблем использовать оба варианта формата.

Родная программа для этого формата Photo-Styler на сегодняшний день "снята с производства", но формат продолжает развиваться и дополняться новыми возможностями. Фирма Letraset ввела сокращенную версию TIFF-формата под названием RIFF (Raster Image File Format).

В формате TIFF может быть использована LZW-, JPEG-, ZIP-компрессия. Ряд старых программ (например, QuarkXPress 3.x, Adobe Streamline, многие программы-распознаватели текста) не умеют читать сжатые файлы TIFF, однако, если вы пользуетесь новым программным обеспечением, нет причины не использовать компрессию.

TIFF, несмотря на все алгоритмы сжатия все равно - самый «многовесный» растровый формат, поэтому для использования в сети Интернет он не годится.

PSD (PhotoShop Document). Собственный формат программы Adobe Photoshop (расширение имени файла.PSD), один из наиболее мощных по возможностям хранения растровой графической информации. Позволяет запоминать параметры слоев, каналов, степени прозрачности, множества масок. Поддерживаются 48–разрядное кодирование цвета, цветоделение и различные цветовые модели. Основной недостаток выражен в том, что отсутствие эффективного алгоритма сжатия информации приводит к большому объему файлов. Открывается не всеми программами.

PCX . Формат появился как формат хранения растровых данных программы PC PaintBrush фирмы Z–Soft и является одним из наиболее распространенных (расширение имени файла.PCX). Отсутствие возможности хранить цветоделенные изображения, недостаточность цветовых моделей и другие ограничения привели к утрате популярности формата. В настоящее время считается устаревшим.

JPEG (Joint Photographic Experts Group). Формат предназначен для хранения растровых изображений (расширение имени файла.JPG). Позволяет регулировать соотношение между степенью сжатия файла и качеством изображения. Применяемые методы сжатия основаны на удалении «избыточной» информации, поэтому формат рекомендуют использовать только для электронных публикаций.

Формат файла JPEG был разработан компанией C–Cube Microsystems как эффективный метод хранения изображений с большой глубиной цвета, например, получаемых при сканировании фотографий с многочисленными едва уловимыми оттенками цвета. Самое большое отличие формата JPEG от других форматов состоит в том, что в JPEG используется алгоритм сжатия с потерями информации. Алгоритм сжатия без потерь так сохраняет информацию об изображении, что распакованное изображение в точности соответствует оригиналу. При сжатии с потерями приносится в жертву часть информации об изображении, чтобы достичь большего коэффициента сжатия. Распакованное изображение JPEG редко соответствует оригиналу абсолютно точно, но очень часто эти различия столь незначительны, что их едва можно обнаружить.

JPEG - алгоритм сжатия, основанный не на поиске одинаковых элементов, как в RLE и LZW, а на разнице между пикселами. Кодирование данных происходит в несколько этапов. Сначала графические данные конвертируются в цветовое пространство типа LAB, затем отбрасывается половина или три четверти информации о цвете (в зависимости от реализации алгоритма). Далее анализируются блоки 8х8 пикселов. Для каждого блока формируется набор чисел. Первые несколько чисел представляют цвет блока в целом, в то время как последующие числа отражают тонкие делали. Спектр деталей базируется на зрительном восприятии человека, поэтому крупные детали более заметны.

На следующем этапе, в зависимости от выбранного вами уровня качества, отбрасывается определенная часть чисел, представляющих тонкие детали. На последнем этапе используется кодирование методом Хафмана для более эффективного сжатия конечных данных. Восстановление данных происходит в обратном порядке.

Таким образом, чем выше уровень компрессии, тем больше данных отбрасывается, тем ниже качество. Используя JPEG можно получить файл в 1-500 раз меньше, чем ВМР! Формат аппаратно независим, полностью поддерживается на РС и Macintosh, однако он относительно нов и не понимается старыми программами (до 1995 года). JPEG не поддерживает индексированные палитры цветов. Первоначально в спецификациях формата не было и CMYK, Adobe добавила поддержку цветоделения, однако CMYK JPEG во многих программах делает проблемы. Лучшим решением является использование JPEG-сжатия в Photoshop EPS-файлах, которое описывается ниже.

Существуют подформаты JPEG. Baseline Optimized - файлы несколько лучше сжимаются, но не читаются некоторыми программами. JPEG Baseline Optimized разработан специально для Интернета, все основные браузеры его поддерживают. Progressive JPEG так же разработан специально для Сети, его файлы меньше стандартных, но чуть больше Baseline Optimized. Главная особенность Progressive JPEG в поддержке аналога черезстрочного вывода.

Из сказанного можно сделать следующие выводы. JPEG’ом лучше сжимаются растровые картинки фотографического качества, чем логотипы или схемы - в них больше полутоновых переходов, среди однотонных заливок же появляются нежелательные помехи. Лучше сжимаются и с меньшими потерями большие изображения для web или с высокой печатной резолюцией (200-300 и боее dpi), чем с низкой (72-150 dpi), т.к. в каждом квадрате 8х8 пикселов переходы получаются более мягкие, за счет того, что их (квадратов) в таких файлах больше. Нежелательно сохранять с JPEG-сжатием любые изображения, где важны все нюансы цветопередачи (репродукции), так как во время сжатия происходит отбрасывание цветовой информации. В JPEG’е следует сохранять только конечный вариант работы, потому что каждое пересохранение приводит ко все новым потерям (отбрасыванию) данных и превращении исходного изображения в кашу.

GIF (Graphics Interchange Format ). Независящий от аппаратного обеспечения формат GIF был разработан в 1987 году (GIF87a) фирмой CompuServe для передачи растровых изображений по сетям. В 1989-м формат был модифицирован (GIF89a), были добавлены поддержка прозрачности и анимации. GIF использует LZW-компрессию, что позволяет неплохо сжимать файлы, в которых много однородных заливок (логотипы, надписи, схемы).

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 пользователь может понять, что внутри и решить, стоит ли ждать, когда файл поднимется весь. Черезстрочная 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).

Актуальность концепций, реализованных в формате GIF, с особой очевидностью проявилась в связи с расширенным использованием электронных изданий (в виде Web – страниц или Web – сайтов). Несмотря на все возрастающую пропускную способность сетевых аппаратных средств, и, в частности, модемов, достаточно остро стоит вопрос объема графических элементов электронных изданий. С одной стороны, наглядность и эффективность электронного издания во многом зависит от качества графических элементов, и, в первую очередь, от разрешения и глубины цвета пикселов изображения. Поэтому понятно стремление разработчиков электронных публикаций использовать многокрасочные графические изображения.

С другой стороны, требования к компактности файлов, передаваемых по сетевым каналам, отнюдь не отошли на второй план. Графические файлы большого объема требуют и большого времени для загрузки изображения в браузер. Поэтому одной из основных задач профессионалов в области Web-дизайна как раз и является отыскание должного баланса между художественностью, информативностью страницы Web и ее объемом.

GIF - один из немногих форматов, использующих эффективный алгоритм сжатия, почти не уступающий программам-архиваторам. Иными словами, GIF-файлы не нужно архивировать, так как это редко когда дает ощутимый выигрыш в объеме.

Поэтому формат GIF, главным достоинством которого является минимальный размер файлов, до сих пор сохраняет свое значение основного графического формата World Wide Web.

Основное ограничение формата GIF состоит в том, что цветное изображение может быть записано только в режиме 256 цветов. Для полиграфии этого явно недостаточно.

Существуют две спецификации GIF. Первая относится к формату GIF87а, в котором предусматривается запись множества изображений, и GIF89а, который ориентирован на хранение как текстовых, так и графических данных в одном файле.

GIF 87 a предусматривал следующие возможности GIF-файла:

Чередование (interlacing). Вначале загружается только "остов" изображения, потом, по мере загрузки, оно детализируется. Это позволяет на медленных линиях не грузить весь графический файл целиком для того, чтобы получить о нем представление.

Сжатие (compression) по алгоритму LZW. Эта черта GIF-файлов держит их в лидерах по наименьшему объему файла.

Размещение нескольких изображений в одном файле.

Расположение изображения на логическом экране. То есть, формат позволял определить логическую экранную область для вывода изображений, и помещать их в произвольном месте этой области.

В дальнейшем, этот стандарт был расширен спецификацией GIF89a, которая добавила следующие возможности:

Включение в графический файл комментариев (не отображаются на экране, но могут быть прочитаны программой, поддерживающей GIF89a).

Управление задержкой перед сменой кадров (задается в 1/100 секунды, или ожидание ввода пользователя).

Управление удалением предыдущего изображения. Предыдущее изображение может быть оставлено, заменено на цвет фона или на то, что было перед ним.

Определение прозрачного цвета.

Вывод текста.

Создание управляющих блоков прикладными программами (application-specific extensions). Внутри GIF-файла можно создать блок, который будет игнорироваться всеми программами, кроме той, для которой он предназначен.

PNG (Portable Network Graphics ). PNG - разработанный относительно недавно формат для Сети, призванный заменить собой устаревший GIF. Использует сжатие без потерь Deflate, сходное с LZW (именно из-за патентования в 1995-м году алгоритма LZW возник PNG). Сжатые индексированные файлы PNG, как правило, меньше аналогичных GIF"ов, RGB PNG меньше соответствующего файла в формате TIFF.

Глубина цвета в файлах PNG может быть любой, вплоть до 48 бит. Используется двумерный interlacing (не только строк, но и столбцов), который, так же, как и в GIF"е, слегка увеличивает размер файла. В отличие от GIF, где прозрачность либо есть, либо нет, PNG поддерживает также полупрозрачные пикселы (то есть в диапазоне прозрачности от 0 до 99%) за счет Альфа-канала с 256 градациями серого.

В файл формата PNG записывается информация о гамма-коррекции. Гамма представляет собой некое число, характеризующее зависимость яркости свечения экрана вашего монитора от напряжения на электродах кинескопа. Это число, считанное из файла, позволяет ввести поправку яркости при отображении. Нужно оно для того, чтобы картинка, созданная на Мас’е, выглядела одинаково и на РС и на Silicon Graphics. Таким образом, эта особенность помогает реализации основной идеи WWW - одинакового отображения информации независимо от аппаратуры пользователя.

PNG поддерживается в Microsoft Internet Explorer начиная с версии 4 для Windows и с версии 4.5 на Макинтош. Netscape добавила поддержку PNG для своего браузера в версиях, начиная с 4.0.4 для обеих платформ. Тем не менее до сих пор не реализована поддержка таких важных функций формата, как плавно переходящая прозрачность и гамма-коррекция.

PNG и GIF89a обладают следующими свойствами:

Формат организован в виде потока данных

"Сжатие без потерь"

Позволяет хранить индексированные изображения с палитрой до 256 цветов

Прогрессивное отображение чересстрочных данных

Поддержка "прозрачного цвета"

Возможность хранить данные общего и ограниченного доступа

Не зависят от "железа" и платформы

Преимущества PNG над GIF:

Более быстрое прогрессивное отображение чересстрочных схем

Расширенные возможности хранения пользовательских данных

Возможности PNG, отсутствующие в формате GIF:

Хранение полноцветных 48-битовых изображений

Хранение 16-битовых чёрно-белых изображений

Полный Альфа-канал

Указатель на контрастность

CRC - метод обнаружения ошибок в потоке данных

Стандартный инструментарий для разработки приложений чтения и записи PNG

Стандартный набор тестовых изображений для проверки этих приложений

Возможности GIF, отсутствующие в PNG версии 1.0:

Возможность хранения нескольких изображений в одном файле

Анимация

WMF (Windows MetaFile ). Формат хранения векторных изображений операционной системы Windows (расширение имени файла.WMF). По определению поддерживается всеми приложениями этой системы. Однако отсутствие средств для работы со стандартизированными цветовыми палитрами, принятыми в полиграфии, и другие недостатки ограничивают его применение (WMF искажает цвет, не может сохранять ряд параметров, которые могут быть присвоены объектам в различных векторных редакторах).

EPS (Encapsulated PostScript ). Формат описания как векторных, так и растровых изображений на языке PostScript фирмы Adobe, фактическом стандарте в области допечатных процессов и полиграфии (расширение имени файла.EPS). Так как язык PostScript является универсальным, в файле могут одновременно храниться векторная и растровая графика, шрифты, контуры обтравки (маски), параметры калибровки оборудования, цветовые профили. Для отображения на экране векторного содержимого используется формат WMF, а растрового – TIFF. Но экранная копия лишь в общих чертах отображает реальное изображение, что является существенным недостатком EPS. Действительное изображение можно увидеть лишь на выходе выводного устройства, с помощью специальных программ просмотра или после преобразования файла в формат PDF в приложениях Acrobat Reader, Acrobat Exchange.

Изображение, записанное в EPS-формате, может быть сохранено в разных цветовых пространствах: Grayscale, RGB, CMYK, Lab, Multi-channel.

Формат Encapsulated PostScript можно назвать самым надежным и универсальным способом сохранения данных. Он использует упрощенную версию PostScript: не может содержать в одном файле более одной страницы, не сохраняет ряд установок для принтера. Как и в файлы печати PostScript, в EPS записывают конечный вариант работы, хотя такие программы, как Adobe Illustrator и Adobe Photoshop могут использовать его как рабочий. EPS предназначен для передачи векторов и растра в издательские системы, создается почти всеми программами, работающими с графикой. Использовать его имеет смысл только тогда, когда вывод осуществляется на PostScript-устройстве. EPS поддерживает все необходимые для печати цветовые модели, среди них такая, как Duotone, может записывать, так же, данные в RGB, обтравочный контур, информацию и треппинге и растрах, внедренные шрифты. В формате EPS сохраняют данные в буфере обмена (Clipboard) программы Adobe для обмена между собой.

Вместе с файлом можно сохранить эскиз (image header, preview). Это копия низкого разрешения в формате PICT, TIFF, JPEG или WMF, которая сохраняется вместе с файлом EPS и позволяет увидеть, что внутри, поскольку открыть файл на редакцию могут только Photoshop и Illustrator. Все остальные импортируют эскиз, подменяя его при печати на PostScript-принтере оригинальной информацией. На принтере, не поддерживающем PostScript, выводится на печать сам эскиз. Если вы работаете на Photoshop для Макинтош, сохраняйте эскизы в формате JPEG, остальные маковские программы сохраняют эскизы в формате PICT. Эти и JPEG-эскизы не могут использовать Windows-приложения. Если вы работаете на PC или не знаете, где будет использоваться файл, сохраняйте эскиз в формате TIFF (когда предоставляется выбор).

EPS имеет много разновидностей, что зависит от программы-создателя. Самые надежные EPS создают программы производства Adobe Systems: Photoshop, Illustrator, InDesign. С 1996 года программы Adobe имеют встроенный интерпретатор PostScript, поэтому могут открывать EPS и редактировать их. Остальные графические редакторы открывать EPS не могут, мало того, создаваемые ими EPS-файлы иногда оказываются, мягко говоря, особенными. Среди самых проблемных Quark EPS, создаваемый функцией Save Page As EPS и FreeHand editable EPS, создаваемый функцией Save As. Не стоит особенно доверять Corel’овским EPS версии 6 и ниже и EPS из CorelXARA. У EPS-файлов из CorelDraw 7 и выше сохраняется проблема добавления полей к Bounding Box (условный прямоугольник в PostScript, описывающий все объекты на странице). Прежде, чем экспортировать из CorelDRAW, CorelXARA и, в меньшей степени, из FreeHand"а EPS-файлы стоит конвертировать многие эффекты программ (полупрозрачные заливки, например) в растровые или простые векторные объекты. Толстые контуры (более 2 pt), возможно, имеет смысл так же конвертировать в объекты, когда программа дает такую возможность. Проверить EPS-файл можно Adobe Illustrator"ом, если он открывает - значит все в порядке.

PDF (Portable Document Format ). Формат описания документов, разработанный фирмой Adobe (расширение имени файла.PDF). Хотя этот формат в основном предназначен для хранения документа целиком, его впечатляющие возможности позволяют обеспечить эффективное представление изображений. Формат является аппаратно–независимьм, поэтому вывод изображений допустим на любых устройствах – от экрана монитора до фотоэкспонирующего устройства. Мощный алгоритм сжатия со средствами управления итоговым разрешением изображения обеспечивает компактность файлов при высоком качестве иллюстраций. В этот формат можно преобразовать практически любой документ или отсканированное изображение. Однако для того, чтобы это сделать, в большинстве случаев требуется полный пакет Adobe Acrobat, содержащий Adobe Acrobat Distiller и Adobe Acrobat Writer.

PDF с 1 июля 2008 года является открытым стандартом ISO 32000.Формат PDF позволяет внедрять необходимые шрифты (построчный текст), векторные и растровые изображения, формы и мультимедиа-вставки. Поддерживает RGB, CMYK, Grayscale, Lab, Duotone, Bitmap, несколько типов сжатия растровой информации. Имеет собственные технические форматы для полиграфии: PDF/X-1, PDF/X-3. Включает механизм электронных подписей для защиты и проверки подлинности документов. В этом формате распространяется большое количество сопутствующей документации.

Для просмотра можно использовать официальную бесплатную программу Adobe Reader, а также программы сторонних разработчиков. Традиционным способом создания PDF-документов является виртуальный принтер, то есть документ как таковой готовится в своей специализированной программе - графическом или текстовом редакторе, САПР и т. д., а затем экспортируется в формат PDF для распространения в электронном виде, передачи в типографию и т. п.

CDR (CorelDRAW Document). Формат файла CDR - векторное изображение или рисунок, созданный с помощью программы CorelDRAW. Данный формат файла разработан компанией Corel для использования в собственных программных продуктах. CDR-файлы не поддерживаются многими программами, предназначенными для редактирования изображений. Однако, файл можно экспортировать с помощью CorelDRAW в другие, более распространенные и популярные форматы изображений. Также, файл CDR можно открыть программой Corel Paint Shop Pro.

Формат известен в прошлом низкой устойчивостью и плохой совместимостью файлов, тем не менее, пользоваться CorelDRAW чрезвычайно удобно. В файлах этих версий применяется раздельная компрессия для векторных и растровых изображений, могут внедряться шрифты, файлы CDR имеют огромное рабочее поле 45х45 метров, поддерживается многостраничность.

Ai (Adobe Illustraror ). Векторный файл изображения, созданный в программе Adobe Illustrator; вместо растровых данных, состоит из путей или линий, соединенных точками; может включать в себя объекты, цвет и текст. Документы Ai могут быть открыты в Photoshop, но изображение будет "растрированно", это означает, что оно будет преобразовано из векторного изображения в растровое. Формат AI инкапсулирует и формализует в структурированном файле подмножество языка описания страницы (PDL) PostScript. Такие файлы предназначены для отображения на принтере PostScript, но могут включать и растровую версию изображения, обеспечивая тем самым его предварительный просмотр. PostScript в полной реализации представляет собой мощный и сложный язык и способен определять почти все, что может быть отображено на двумерном устройстве вывода, формат AI адаптирован для хранения традиционных графических данных: рисунков, чертежей и декоративных надписей. Отметим все же, что файлы AI могут быть очень сложными. Мощь PostScript обусловлена в основном возможностью определять последовательности операций и затем объединять их простыми синтаксическими средствами. Эта скрытая сложность в файлах Adobe Illustrator иногда (но не всегда) сводится к минимуму.

Преобразование файлов

Необходимость преобразования графических файлов из одного формата в другой может возникнуть по разным причинам:

Программа, с которой работает пользователь, не воспринимает формат его файла;

Данные, которые надо передать другому пользователю, должны быть представлены в специальном формате.

Преобразование файлов из растрового формата в векторный

Существуют два способа преобразования файлов из растрового формата в векторный:

1) преобразование растрового файла в растровый объект векторного изображения;

2) трассировка растрового изображения для создания векторного объекта.

Первый способ используется в программе CorelDRAW, которая, как правило, успешно импортирует файлы различных растровых форматов. К примеру, если растровая картинка содержит 16 миллионов цветов, CorelDRAW покажет изображение, приближенное по качеству к телевизионному. Однако, импортируемый растровый объект может становиться довольно большим даже в том случае, если исходный файл невелик. В файлах растровых форматов информация хранится достаточно эффективно, так как часто используются методы сжатия. Векторные форматы такой способностью не обладают. Поэтому растровый объект, хранящийся в векторном файле, может значительно превосходить по размерам исходный растровый файл.

Особенность второго способа преобразования растрового изображения в векторное заключается в следующем. Программа трассировки растровых изображений (например, CorelTRACE) ищет группы пикселей с одинаковым цветом, а затем создает соответствующие им векторные объекты. После трассировки векторизованные рисунки можно редактировать как угодно. На рис. показано растровое изображение, которое хорошо преобразуется в векторное. Дело в том, что растровые рисунки, имеющие четко выраженные границы между группами пикселей одинакового цвета, хорошо переводятся в векторные. В то же время результат трассировки растрового изображения фотографического качества со сложными цветовыми переходами выглядит хуже оригинала.

Исходный растровый рисунок Векторизованный рисунок

Исходное растровое изображение Векторизованное изображение

Растровая графика

Схема хранения растровой графики.

Ра́стровое изображе́ние - представляет собой сетку пикселей или цветных точек (обычно прямоугольную) на компьютерном мониторе , бумаге и других отображающих устройствах и материалах (растр).

Важными характеристиками изображения являются:

Растровую графику редактируют с помощью растровых графических редакторов . Создается растровая графика фотоаппаратами, сканерами, непосредственно в растровом редакторе, также путем экспорта из векторного редактора или в виде Снимок экрана .

Достоинства

Растровая графика позволяет создать (воспроизвести) практически любой рисунок, вне зависимости от сложности, в отличие, например, от векторной, где невозможно точно передать эффект перехода от одного цвета к другому без потерь в размере файла.
Распространённость - растровая графика используется сейчас практически везде: от маленьких значков до плакатов.
Высокая скорость обработки сложных изображений, если не нужно масштабирование.
Растровое представление изображения естественно для большинства устройств ввода-вывода графической информации, таких как мониторы (за исключением векторных), матричные и струйные принтеры , цифровые фотоаппараты , сканеры, а также сотовые телефоны.

Недостатки

Большой размер файлов у простых изображений.
Невозможность идеального масштабирования.
Невозможность вывода на печать на плоттер .

Форматы

Растровые изображения обычно хранятся в сжатом виде. В зависимости от типа сжатия может быть возможно или невозможно восстановить изображение в точности таким, каким оно было до сжатия (сжатие без потерь или сжатие с потерями соответственно). Так же в графическом файле может храниться дополнительная информация: об авторе файла, фотокамере и её настройках, количестве точек на дюйм при печати и др.

Сжатие без потерь

Использует алгоритмы сжатия, основанные на уменьшении избыточности информации .

BMP или Windows Bitmap - обычно используется без сжатия, хотя возможно использование алгоритма RLE .
GIF (Graphics Interchange Format) - устаревающий формат, поддерживающий не более 256 цветов одновременно. Всё ещё популярен из‑за поддержки анимации, которая отсутствует в чистом PNG , хотя ПО начинает поддерживать APNG .
PCX устаревший формат, позволявший хорошо сжимать простые рисованые изображения (при сжатии группы подряд идущих пикселов одинакового цвета заменяются на запись о количестве таких пикселов и их цвете).
PNG (Portable Network Graphics)

Сжатие с потерями

Основано на отбрасывании части информации (как правило наименее воспринимаемой глазом).

JPEG очень широко используемый формат изображений. Сжатие основано на усреднении цвета соседних пикселей(информация о яркости при этом не усредняется) и отбрасывании высокочастотных составляющих в пространственном спектре фрагмента изображения. При детальном рассмотрении сильно сжатого изображения заметно размытие резких границ и характерный муар вблизи них.

Разное

TIFF поддерживает большой диапазон изменения глубины цвета, разные цветовые пространства, разные настройки сжатия (как с потерями, так и без) и др.
RAW хранит информацию, непосредственно получаемую с матрицы цифрового фотоаппарата или аналогичного устройства без применения к ней каких-либо преобразований, а также хранит настройки фотокамеры. Позволяет избежать потери информации при применении к изображению различных преобразований (потеря информации происходит в результате округления и выхода цвета пиксела за пределы допустимых значений). Используется при съёмке в сложных условиях (недостаточная освещённость, невозможность выставить баланс белого и т. п.) для последующей обработки на компьютере (обычно в ручном режиме). Практически все полупрофессиональные и профессиональные цифровые фотоаппараты позволяют сохранять RAW изображения. Формат файла зависит от модели фотоаппарата, единого стандарта не существует.

История

В 1961 году программист С. Рассел возглавил проект по созданию первой компьютерной игры с графикой. Создание игры «Spacewar» («Космические войны») заняло около 200 человеко-часов. Игра была создана на машине PDP-1.

В 1963 году американский учёный Айвен Сазерленд создал программно-аппаратный комплекс Sketchpad, который позволял рисовать точки, линии и окружности на трубке цифровым пером. Поддерживались базовые действия с примитивами: перемещение, копирование и др. По сути, это был первый векторный редактор, реализованный на компьютере. Также программу можно назвать первым графическим интерфейсом, причём она являлась таковой ещё до появления самого термина.

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Свидригайло Ольгердович
Рука

Книги

Программирование для Microsoft Windows 8 , Петцольд Чарльз. Шестое издание этой легендарной книги пришлось ждать почти 15 лет! В своем новом труде Чарльз Петцольд, известный автор и один из пионеров Windows-программирования, рассказывает о разработке…

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цель:

расширить знания учащихся о кодировании графической информации;
познакомить со способом кодирования растровых изображений в компьютере;
познакомить с различными форматами растровых изображений и растровыми редакторами;
развитие практических навыков обработки изображения в растровом редакторе и сохранения файла в разных форматах растровых файлов;
повышение интереса к изучению предмета, развитие в детях творческой активности.

Оборудование: компьютерный класс, проектор, экран, сканер.

Программное обеспечение: растровый редактор Paint.

Тип урока: комбинированный урок.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

II. Актуализация опорных знаний

На прошлом уроке мы изучили способы представления графической информации.

Вопросы для повторения:

В чем отличие аналогового и дискретного способов представления?
Дайте определение пространственной дискретизации.
От каких характеристик зависит качество изображения?
Как формируется палитра в системе цветопередачи RGB?
Какой цвет получится при мах интенсивности одного из основных цветов?
Какой цвет получится в результате:

а) R 0 + G 0 + B 0 ,

б) R max + G max + B max ,

в) R 0 + G max + B max ,

г) R max + G max + B 0 .

III. Сообщение темы и цели урока

IV. Теоретическая часть урока

1. Растровая графика

Растровые графические изображения формируются в процессе преобразования графической информации из аналоговой формы в цифровую, например, сканирования существующих на бумаге или фотопленке изображений и фотографий. Растровое изображение можно получить с использованием цифровых фото- и видеокамер. Можно создать на компьютере с использованием графического редактора.

Растровые изображения формируются из точек различного цвета(пикселей), которые образуют строки и столбцы, кроме того, они очень чувствительны к масштабированию. При уменьшении растрового изображения несколько соседних точек (различного цвета) преобразуются в одну, поэтому "теряется" цвет точек, мелкие детали изображения становятся нечеткими, надписи деформируются. При увеличении изображения количество точек не увеличивается, а увеличивается их размер - мы получаем ступенчатый эффект, который можно увидеть невооруженным глазом (на увеличенном изображении пиксели "изображены" в виде квадратиков). Кроме того, растровый рисунок имеет большой вес, так как каждый пиксель "весит" 3 байта.

Вывод:

При уменьшении растрового изображения несколько соседних точек преобразуются в одну- теряется четкость мелких деталей
При увеличении новым соседним точкам назначается одинаковый цвет, в результате чего появляется ступенчатый эффект
Недостаток - большой информационный объем, т.к в памяти хранится код каждого пикселя.

2. Растровые графические редакторы.

Растровый графический редактор - специализированная программа, предназначенная для создания и обработки изображений. Растровые графические редакторы позволяют пользователю рисовать и редактировать изображения на экране компьютера, сохранять их в различных растровых форматах. Кроме того, являются средством обработки цифровых фотографий и отсканированных изображений, так как:

позволяют повышать качество изображений путем изменения цветовой палитры и цвета отдельного пикселя;
повышают яркость и контрастность изображений;
удаляют мелкие дефекты изображения (царапины, следы перегибов и т.д)
позволяют преобразовать черно-белое изображение в цветное;
использовать различные эффекты преобразования изображений.

Наиболее известные растровые редакторы.

GIMP - самый популярный свободный бесплатный редактор

Corel Photo-Paint- растровый графический редактор, разработанный канадской корпорацией Corel.

Adobe Photoshop - самый популярный коммерческий графический редактор, разработанный и распространяемый фирмой Adobe Systems.

Paint- простой растровый графический редактор компании Microsoft, входящий в состав операционной системы Windows.

3. Форматы растровых графических файлов

Форматы графических файлов позволяют определить способ хранения файла (растровый или векторный) и форму хранения (метод сжатия).

Существуют разные форматы растровых графических файлов:

1. Формат BMP (Bit Map image) - универсальный растровый формат операционной системы Windows. Этот формат поддерживается многими графическими редакторами, в том числе редактором Paint. Рекомендуется для хранения и обмена данными с другими приложениями. Недостатком данного формата является большой вес файла, так как хранятся коды всех точек изображения

2. Формат GIF (Graphics Interchange Format) - формат растровых графических файлов различных операционных систем (Windows, Linux). Позволяет сжимать файл без потери информации за счет уменьшения одноцветных областей изображения. (Это способствует уменьшению файла в несколько раз). Используется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете. Недостатком данного формата является ограниченная палитра цветов (всего 256)

3. Формат PNG (Portable Network Graphic) - растровый формат хранения графической информации, аналогичный формату GIF, использующий сжатие без потерь. Рекомендуется для размещения графических изображений на Web- страницах в Интернете. Формат позволяет пользователю выбрать: метод сжатия без потери данных и указать степень сжатия (высокая степень сжатия и плохое качество изображения или низкая степень сжатия и высокое качество изображения). Данный формат использует палитру более 16 млн. цветов

4. Формат TIFF (Tagged Image File Format) - формат растровых графических файлов, поддерживается всеми основными графическими редакторами и компьютерными платформами. Используется для обмена документами между различными программами и рекомендуется при работе с издательскими системами. Формат для хранения изображений с большой глубиной цвета, имеет возможность сохранять изображение со сжатием и без сжатия. Формат TIFF позволяет хранить изображения, сжатые по стандарту JPEG, без потерь данных. Но, несмотря на возможность сжатия файла, является "многовесным" растровым форматом, поэтому не годится для использования в сети Интернет. Это недостаток формата.

5. Формат JPEG (Joint Photographic Expert Group) - формат растровых графических файлов, реализующий эффективный алгоритм сжатия отсканированных фотографий и иллюстраций. В результате сжатия отбрасывается избыточное для человеческого восприятия разнообразие цветов соседних точек, что позволяет уменьшить объем файла в десятки раз. Поддерживается приложениями различных операционных систем и используется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете (самый распространенный формат). Однако имеет недостаток - сжатие файла приводит к необратимой потере информации.

4. Закрепление материала

Вопросы для закрепления:

Как формируется растровое изображение?
Что влияет на качество изображения?
Почему искажается файл при увеличении или уменьшении?
Почему растровые графические файлы имеют "большой вес"?
Какие форматы графических файлов вам известны?

V. Физкультминутка

VI. Практическая часть урока

1. Практическая работа учащихся

Задание 1 . Формирование растрового изображения.

Создать папку Растровая графика (Рабочий стол \ Мои документы \ Растровая графика);

(щелчок правой кнопкой- контекстное меню- команда Создать- папку- имя: Растр)

(Учитель по выбору может предложить получить растровое изображение со сканера, поиск фотографии в сети Интернет с последующим сохранением в папку, скопировать ранее сохраненный файл, например из папки Мои рисунки или воспользоваться приложением <Рисунок1>);

3) Скопировать файл Растр.jpg и вставить в папку

((щелчок правой кнопкой- контекстное меню- команда Копировать;

щелчок правой кнопкой- контекстное меню- команда Вставить - имя файла - Растр1.jpg );

Задание 2. Форматы растровых файлов

1) Открыть файл Растр.jpg

(Щелчок правой кнопкой мыши на файле Растр.jpg - контекстное меню- команда Открыть с помощью- программы Paint);

(В горизонтальном меню команда ФАЙЛ - раскрывающееся меню команда Сохранить как:;

Диалоговое окно Сохранение документа:а) путь сохранения- Мои документы \ папка- Растр,

б) поле Имя файла-jpg,

в) поле Тип файла- выбрать расширение JPG(*.JPG, *.JPEG, *.JPE, :.) командная кнопка Сохранить)

(при сохранении файла как 256-цветный рисунок следует подтвердить выполнение сохранение в диалоговом окне)

Задание 3. Форматы растровых файлов

1) Открыть файл Растр1.jpg с помощью графического редактора Paint

(Щелчок правой кнопкой мыши на файле Растр.jpg - контекстное меню - команда Открыть с помощью- программы Paint);

3) Закрыть приложение

Задание 4. Сравнение форматов растровых файлов

Открыть папку Растр (Рабочий стол \ Мои документы \ Растр);

Просмотреть файлы с помощью программы просмотра

(Щелчок правой кнопкой мыши - контекстное меню- команда Открыть с помощью- программа просмотра изображений и факсов);

2. Вопросы для закрепления:

Какой формат "потерял" качество изображения?

Назовите форматы файлов, которые при сжатии сохранили качественное изображение.

Формат какого файла вы выбрали бы для вставки изображения на страничку своего сайта? Обоснуйте свой ответ.

VII. Домашнее задание: параграф 2.2, вопросы

VIII. Подведение итогов урока

IX Выставление оценок

Литература.

1. Угринович Н.Д. "Информатика и ИКТ". Учебник 10 класс (базовый уровень) - Москва, БИНОМ, 2010 г.

2. Угринович Н.Д, Л.Л.Босова, Н.И. Михайлова "Практикум по информатике и информационным технологиям". Учебное пособие. - Москва, БИНОМ, 2002;

3. Угринович Н.Д. "Преподавание курса "Информатика и ИКТ" в основной и старшей школе 7-11". Методическое пособие для учителей. - Москва, БИНОМ, 2005;

5. А.Х.Шелепаева "Поурочные разработки по информатике 10-11 класс". - Москва, ВАКО, 2007

6. Мультфильм "Маша и медведь"(11 сер., реж. М.Нефедова, "Анимаккорд", 2010)

7. Информационные ресурсы Интернета:

4) http://www.1zoom.ru/18/top14/133/&width=1280&height=1024

Всем привет. И так, компьютерная графика… Почки каждый из нас принимает участие в развитии компьютерной графики, используя при этом графические редакторы, но некоторые об этом даже не подозревают. Именно о видах компьютерной графики и пойдет сегодня речь..

Пока существует 4 вида компьютерной графики. Кто знает, может и это не предел, ведь прогресс не стоит на месте.

Но именно в этой статье, мы поговорим о растровой графике более подробно.

Растровая графика — это

все изображения, которые получены с фото или видео камер, либо отсканированные. Поэтому растровая графика предназначена в основном для редактирования изображений, а не для их создания. Для работы с растровыми изображениями существует множество различных программ, но лидером является всем хорошо известная программа Adobe Photoshop, о которой мы поговорим в следующих статьях и подробно разберем ее работу.

Растровое изображение - представляет собой сетку пикселей или цветных точек (обычно прямоугольную) на компьютерном мониторе, бумаге и других отображающих устройствах и материалах (растр).

Основным элементом растровой графики является точка. Если изображение экранное, то эта точка называется пикселем.

Пи́ксель , пи́ксел (иногда пэл , англ. pixel, pel - сокращение от pix el ement , в нек. ист. piс ture cel l - букв. элемент изображений ) или элиз (редкоиспользуемый русский вариант термина) - наименьший логический элемент двумерного цифрового изображения в растровой графике, а также [физический] элемент светочувствительной матрицы (иногда называемый сенсель - от sens or el ement ) и элемент матрицы дисплеев, формирующих изображение. Пиксель представляет собой неделимый объект прямоугольной или круглой формы, характеризуемый определённым цветом. Растровое компьютерное изображение состоит из пикселей, расположенных по строкам и столбцам.

Качество растрового изображения зависит от разрешения — количество точек на единицу длинны (точек на дюйм — dpi или количество пикселей на дюйм — ppi). У каждой точки есть свои характеристики: размещение, цвет и оттенки. Изображения растровой графики занимают большой объем данных, поэтому для хранения требую достаточно много места на жестком диске и много оперативной памяти для работы с ней.

При редактировании растровой графики, непосредственно редактируются сами пиксели, т.к. размеры самой сетки остаются неизменными. Следует учесть, что при редактировании таких изображений, качество может теряться за счет увеличения размера изображения. Это объясняется достаточно просто, т.к. вы увеличиваете размеры самой сетки, но при этом количество пикселей остается тем же, они просто увеличиваются в размерах и изображение превращается в мозаику. Даже при уменьшении или повороте изображения — частично теряется качество, могут теряться маленькие детали. Этот процесс называется пиксилизацией, и говорит о том, что растровые изображения плохо переносят масштабирование. А при добавлении дополнительных пикселей, теряется резкость изображения, т.к. цвета для новых пикселей распределяются между уже существующими.

Так же качество характеризуется большим количеством оттенков изображения, Которые задаются для каждой точки. Чем большим количеством оттенков характеризуется изображения, тем большее количество разрядов требуется для их описания. Красный может быть цветом номер 001, а может и – 00000001.

Делая вывод из перечисленного, можно сказать, что растровая графика обладает как достоинствами и недостатками. К достоинствам можно отнести:

Универсальность. Растровая графика позволяет как просматривать, так и редактировать абсолютно любое изображение, любой сложности и качества.
Наиболее популярная. Практически все изображения, которые сейчас используются от логотипов до масштабных графических проектов. Используется для всех устройств ввода-вывода информации, т.к. наиболее естественно передает графическую информацию (мониторы, мобильные устройства, принтеры, сканеры, цифровые фотоаппараты)
Высокое разрешение и качество изображения. Отлично редактируются без потерь качества, если не применять масштабирование.

К недостаткам можно отнести:

Слишком большой размер графических изображений, который затрудняет хранение большого количества объектов растровой графики.
Потеря качества при масштабировании изображения. Это существенно сказывается качестве печатной и полиграфической продукции. Теряются мелкие детали и оттенки графики.
Отсутствует возможность вывода на плоттер для печати.

Основные программы для работы с растровой графикой:

— лидер среди редакторов векторной графики
Fractal Desing

И напоследок Самое большое графити в мире.