Raszteres grafika

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2019. december 19-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 23 szerkesztést igényelnek .

Raszterkép ( lat. rastrum - kaparó, gereblye) - kép, amely egy pixelekből álló rács (mozaik) - színes pontok (általában téglalap alakúak) a monitoron és más megjelenítő eszközökön.

A kép legfontosabb jellemzői:

Képméret pixelben - kifejezhető a szélességben és magasságban lévő pixelek számában (800 × 600, 1024 × 768, 1600 × 1200 képpont stb.) vagy a képpontok teljes számában. Így egy 1600 × 1200 pixeles kép 1 920 000 képpontból áll, ami körülbelül 2 megapixel.
A felhasznált színek száma vagy a színmélység (ezek a jellemzők a következő összefüggésben vannak: , ahol a színek száma, a színmélység); $N=2^{k}$ $N$ $k$
Színtér ( színmodell ) - RGB , CMYK , XYZ , YCbCr stb.;
A képfelbontás egy olyan érték, amely meghatározza az egységnyi területre (vagy egységnyi hosszra) eső pontok (raszteres képelemek) számát. Nem tévesztendő össze a képrács méretével.

A rasztergrafikákat rasztergrafikus szerkesztőkkel lehet szerkeszteni . A rasztergrafikák közvetlenül raszterszerkesztőben, kamerákban, szkennerekben, valamint vektorszerkesztőből exportálva vagy képernyőképként készülnek .

Előnyök

A rasztergrafika lehetővé teszi, hogy szinte bármilyen rajzot készítsen, bonyolultságtól függetlenül, ellentétben a vektorgrafikával.
Elterjedtség – a rasztergrafikát ma már szinte mindenhol használják: a kis ikonoktól a poszterekig.
Nagy feldolgozási sebesség összetett képekhez, ha nincs szükség méretezésre.
A képek raszteres ábrázolása természetes a legtöbb grafikus információ bemeneti-kimeneti eszközénél, például monitoroknál (a vektoros kimeneti eszközök kivételével), mátrix- és tintasugaras nyomtatókban, digitális fényképezőgépekben, szkennerekben és mobiltelefonokban.

Hátrányok

Nagy adatméret egyszerű képekhez, sok ponttal.
A méretezés képtelensége az eredeti részletszint megőrzése mellett.
A vektoros plotteren történő nyomtatás lehetetlensége további képkezelések nélkül.

Ezen hiányosságok miatt egyszerű rajzok tárolására a vektorgrafika ajánlott .

Formátumok

A raszteres képeket általában tömörített formában tárolják. A tömörítés típusától függően előfordulhat, hogy a képet pontosan úgy lehet visszaállítani, ahogyan a tömörítés előtt volt ( veszteségmentes tömörítés vagy veszteséges tömörítés ). Ezenkívül további adatok is tárolhatók a grafikus fájlban: a fájl szerzőjéről, a kameráról és beállításairól, a nyomtatáskor a hüvelykenkénti pontok számáról, a helyről (ha a kép pillanatfelvétel), az előkészítéshez használt szoftverről stb. Az EXIF -et gyakran használják erre a célra .

Veszteségmentes tömörítés

Az információredundancia csökkentésén alapuló tömörítési algoritmusokat használ .

BMP vagy Windows Bitmap – Általában tömörítés nélkül használják, bár az RLE algoritmus is használható .
A GIF (Graphics Interchange Format) egy elavult formátum, amely egyszerre legfeljebb 256 színt támogat. Továbbra is népszerű, mivel a tiszta PNG - ből hiányzik az animáció támogatása , bár a szoftverek kezdik támogatni az APNG -t .
A PCX egy elavult formátum.
A PNG (Portable Network Graphics) egy bittérképes formátum, amely a Deflate tömörítési algoritmuson alapul .
JPEG-LS veszteségmentes tömörítési módban - az algoritmus a környezetben aktuális pixelérték adaptív előrejelzését használja, beleértve a már kódolt képpontokat is.
A veszteségmentes JPEG egy gyors, de nem hatékony tömörítési algoritmus, amely (a kép pixelenként balról jobbra haladva, fentről lefelé haladva) az aktuális pixelérték egyszerű, nem adaptív előrejelzését használja a felső, bal, és bal felső képpontok.

Veszteséges tömörítés

Az információ egy részének elutasítása alapján, általában a szem által legkevésbé észlelt.

A JPEG egy nagyon széles körben használt képformátum. A tömörítés a kép blokkokra osztását, a térbeli spektrális komponensek kvantálását használja a kép egyes blokkjaiban, majd kódolását entrópia segítségével . Az erősen tömörített kép részletes vizsgálata az éles szélek elmosódását és jellegzetes moaré -képét mutatja a közelében. Alacsony tömörítési arány mellett a visszaállított kép vizuálisan megkülönböztethetetlen az eredetitől.

Vegyes

A TIFF a színmélység változtatások széles skáláját, a különböző színtereket, a különböző tömörítési beállításokat (veszteséges és anélkül) támogatja, stb.
A Raw formátum közvetlenül egy digitális fényképezőgép vagy hasonló eszköz mátrixából származó információkat tárol , anélkül, hogy bármilyen átalakítást alkalmazna rajta, valamint a kamerabeállításokat. Lehetővé teszi, hogy elkerülje az információvesztést, amikor különféle átalakításokat alkalmaz egy képen (információvesztés a kerekítés és a pixelszínek megengedett értékein túllépése miatt következik be). Nehéz körülmények között történő fényképezéskor (gyenge fényviszonyok között, a fehéregyensúly beállításának képtelensége stb.) használatos a későbbi számítógépes feldolgozáshoz (általában kézi módban). Szinte minden félprofesszionális és professzionális digitális fényképezőgép lehetővé teszi a nyers képek mentését. A fájlformátum modellenként eltérő, nincs egységes szabvány minden Raw képre.

Történelem

Az első számítógépek nem rendelkeztek külön eszközökkel a grafikával való munkavégzéshez, de már használták őket képek előállítására és feldolgozására. Az első, tároló katódsugárcsövekre épülő elektronikus gépek memóriájának programozásával raszteres képet lehetett kapni.

1961-ben S. Russell programozó vezette a projektet, hogy megalkossák az első grafikával rendelkező számítógépes játékot. A " Spacewar " ("Space Wars") játék létrehozása körülbelül 200 munkaórát vett igénybe. A játék PDP-1 gépen készült .

1963-ban Ivan Sutherland amerikai tudós megalkotta a Sketchpad szoftver- és hardverrendszert, amely lehetővé tette digitális tollal pontok, vonalak és körök rajzolását egy tubusra. A primitívekkel végzett alapvető műveleteket támogatták: mozgatást, másolást stb. Valójában ez volt az első számítógépen megvalósított raszterszerkesztő. A programot az első grafikus felületnek is nevezhetjük, és már a kifejezés megjelenése előtt is ilyen volt.

Az 1960-as évek közepén. fejlődések történtek a számítógépes grafika ipari alkalmazásaiban. Így T. Mofett és N. Taylor vezetésével az Itek kifejlesztett egy digitális elektronikus rajzológépet. 1964-ben a General Motors bemutatta a DAC-1 számítógéppel segített tervezőrendszert, amelyet az IBM-mel együtt fejlesztettek ki.

1968-ban egy Konstantinov N. N. vezette csoport megalkotta a macska mozgásának számítógépes matematikai modelljét. A differenciálegyenletek megoldására írt programot végrehajtó BESM-4 gép megrajzolta a "Kitty" rajzfilmet, amely a maga idejében áttörést jelentett. A megjelenítéshez alfanumerikus nyomtatót használtak. A számítógépes grafika jelentős fejlődésen ment keresztül a képek tárolásának és számítógépes kijelzőn való megjelenítésének lehetőségével.