Посмотрим на пиксель в строке 3, столбце 5 изображения. Соответствующее число на растровом изображении — 1. Из таблицы цветов следует, что 1 представляет красный цвет, поэтому пиксель красный. Все элементы в верхней строке растрового изображения равны 3. Из таблицы цветов следует, что 3 представляет синий цвет, поэтому все пиксели в верхней строке изображения синего цвета.
Примечание
Некоторые растровые изображения хранятся в перевернутом формате: числа в первой строке растрового изображения соответствуют пикселям в нижней строке изображения.
Растровое изображение, в котором хранятся индексы из таблицы цветов, называется растровым изображением с индексированием по палитре. Некоторым растровым изображениям таблица цветов не нужна.
Форматы графических файлов
Существует множество стандартных форматов для хранения растровых изображений в файлах на диске. GDI+ поддерживает форматы графических файлов, описанные в следующих абзацах.
BMP
BMP — это стандартный формат, используемый ОС Windows для хранения изображений независимо от устройства и приложения. Количество битов на пиксель (1, 4, 8, 15, 24, 32 или 64) для данного BMP-файла указывается в его заголовке. Обычно используются BMP-файлы с 24 битами на пиксель. BMP-файлы обычно не сжимаются и, следовательно, плохо подходят для передачи через Интернет.
GIF
GIF — это распространенный формат изображений на веб-страницах. GIF-файлы хорошо подходят для рисунков, изображений с участками сплошного цвета и изображений с резкими границами между цветами. GIF-файлы сжимаются, но без потери данных: распакованное изображение в точности совпадает с исходным. Один цвет в GIF-файле можно назначить прозрачным, чтобы изображение имело цвет фона веб-страницы, на которой оно отображается. Последовательность GIF-изображений может храниться в одном файле, образуя GIF с анимацией. В GIF-файлах хранится не более восьми бит на пиксель, поэтому они ограничены 256 цветами.
JPEG
JPEG — это схема сжатия, которая хорошо подходит для естественных изображений, таких как отсканированные фотографии. Некоторые сведения в процессе сжатия теряются, но зачастую потери незаметны для человеческого глаза. В JPEG-файлах хранится 24 бита на пиксель, поэтому они позволяют отображать более 16 миллионов цветов. JPEG-файлы не поддерживают прозрачность или анимацию.
Уровень сжатия изображений JPEG настраивается, но чем он выше (чем меньше файл), тем больше информации теряется. Изображение с коэффициентом сжатия 20:1 часто трудно отличимо человеческим зрением от оригинала. На рисунке ниже показано изображение BMP и два сжатых из него изображения JPEG. Первое изображение JPEG имеет коэффициент сжатия 4:1, а второе — примерно 8:1.
Сжатие JPEG плохо подходит для рисунков, участков сплошного цвета и резких границ. На рисунке ниже показано изображение BMP, а также два изображения JPEG и одно GIF. Изображения JPEG и GIF были получены из BMP со сжатием. Коэффициент сжатия составляет 4:1 для GIF, 4:1 для меньшего JPEG и 8:3 для большего JPEG. Обратите внимание, что в GIF сохраняются четкие границы вдоль линий, но в JPEG они размываются.
JPEG — это схема сжатия, а не формат файла. Формат обмена файлами JPEG (JFIF) — это формат файла, часто используемый для хранения и передачи изображений, которые были сжаты в соответствии со схемой JPEG.
Файлы JFIF, отображаемые в веб-браузерах, имеют расширение JPG.
EXIF
EXIF — это формат файла, используемый для фотографий, снятых цифровыми камерами. EXIF-файл содержит изображение, сжатое в соответствии со спецификацией JPEG. EXIF-файл также содержит сведения о фотографии (дата съемки, выдержка, время экспозиции и т. д.) и камере (производитель, модель и т. д.).
PNG
Формат PNG сохраняет многие преимущества формата GIF, но также дает дополнительные возможности. Как и GIF-файлы, PNG-файлы сжимаются без потери информации. В PNG-файлах цвета могут быть представлены 8, 24 или 48 битами на пиксель, а оттенки серого — 1, 2, 4, 8 или 16 битами на пиксель. В отличие от этого, в GIF-файлах могут использоваться только 1, 2, 4 или 8 бит на пиксель. В PNG-файле также может храниться альфа-фактор для каждого пикселя, указывающий степень, с которой цвет этого пикселя смешивается с цветом фона.
Формат PNG обладает улучшенными по сравнению с GIF возможностями постепенного отображения изображения (т.
е. качество изображения постепенно приближается к идеальному по мере поступления данных по сетевому подключению). PNG-файлы могут содержать сведения о гамма-коррекции и цветовой коррекции, что позволяет правильно преобразовывать их для просмотра на различных устройствах.
TIFF
TIFF — это гибкий и расширяемый формат, поддерживаемый различными платформами и приложениями для обработки изображений. В TIFF-файлах могут храниться изображения с произвольным количеством битов на пиксель и могут использоваться различные алгоритмы сжатия. Несколько изображений можно хранить в одном многостраничном TIFF-файле. Сведения, связанные с изображением (модель сканера, главный компьютер, тип сжатия, ориентация, число выборок на пиксель и т. д.), могут храниться в файле и упорядочиваться с помощью тегов. Формат TIFF можно расширять по мере необходимости путем утверждения и добавления новых тегов.
См. также раздел
- System.Drawing.Image
- System.Drawing.Bitmap
- System.
Drawing.Imaging.PixelFormat - Работа с растровыми и векторными изображениями с использованием классов Image, Bitmap и Metafile
- Работа с растровыми и векторными изображениями
Drawing.Imaging.PixelFormat2. Точечные и векторные изображения
Все изображения, с которыми работают программы машинной графики, разделяются на два класса: точечные и векторные.
В терминологии машинной графики (отрасли практической информатики, занимающейся автоматизацией построения изображений и их обработки с помощью компьютеров) точечным изображением принято называть массив пикселов — одинаковых по размеру и форме плоских геометрических фигур (чаще всего — квадратов или кругов), расположенных в узлах регулярной (то есть состоящей из ячеек одинаковой формы и размера) сетки. Для каждого пиксела тем или иным способом задается цвет (обычно цвета кодируются числами фиксированной разрядности). Представление точечного изображения в памяти компьютера — это массив сведений о цвете всех пикселов, упорядоченный тем или иным образом (например, по строкам, как в телевизионном изображении).
Наиболее близким аналогом такого явления виртуального мира, как точечное изображение, в реальном мире является мозаика. Точно так же, как точечное изображение состоит из равномерно расположенных на плоскости элементов одинакового размера и формы — пикселов, — мозаика состоит из отдельных кусочков цветного стекла — смальты. При соблюдении определенных условии (главные из них — небольшие размеры фрагментов смальты и достаточно большое удаление зрителя от поверхности изображения) отдельные кусочки смальты, составляющие мозаичное изображение, не видны — глаз зрителя воспринимает изображение как единое целое.
Примечание
Это явление называется смыканием и играет огромную роль в полиграфии, компьютерной графике и традиционном изобразительном искусстве.
Впоследствии эту идею распространили на живопись импрессионисты, разработавшие технику пуантилизма. Посетив Исаакиевский собор, Храм Воскресения Христова (Спас на крови), Русский музей или Эрмитаж, легко убедиться, что техника работы с точечными изображениями была доведена до совершенства задолго до появления первых компьютеров.
Представление векторного изображения в памяти компьютера сложнее, чем точечного (хотя, как правило, при этом оно намного компактнее). Несколько упрощая, можно считать, что оно представляет собой перечень всех объектов, из которых составлено изображение, причем для каждого объекта указано, к какому классу объектов он принадлежит, и приведены значения всех управляющих параметров. Подобрать аналог векторному изображению в реальном мире не так-то просто. Впрочем, на эту роль вполне может претендовать тот человечек, которого в детстве рисовали, наверное, все, приговаривая: «Точка, точка, запятая, минус, рожица кривая, палка, палка, огуречик…» Последняя фраза, по сути дела, представляет собой перечисление объектов векторного изображения.
Примечание
Из-за того, что в этой фразе отсутствуют какие-либо намеки на значения управляющих параметров, человечки у всех получались разные.
В школьной программе векторные изображения появлялись на уроках геометрии, черчения и математики (графики функций).
Тем, кому довелось учиться в технических вузах, приходилось сталкиваться с векторными изображениями на занятиях по аналитической геометрии.
Процесс вывода точечного изображения на экран или бумагу достаточно прост — на экране пикселу соответствует группа из трех частиц люминофора, светящихся различными цветами, принтер изображает пикселы капельками чернил или пятнами тонера (красящего порошка). К устройствам, непосредственно фиксирующим векторные изображения, относятся, пожалуй, только достаточно редко встречающиеся вне стен конструкторских бюро графопостроители. Почти всегда векторное изображение перед выводом (или непосредственно в процессе вывода) преобразуется в точечное — в машинной графике этот процесс называется рендерингом.
Примечание
Ренлеринг представляет собой частный случай операции преобразования векторного изображения в точечное — растрирования (см. урок 17), выполняющийся без сохранения результата в файле.
Из приведенного выше сравнения двух классов изображений может показаться, что с векторными изображениями работать значительно сложнее и что область их применения весьма узкая. Ничуть не бывало. В очень многих случаях решающую роль играют специфические достоинства и недостатки точечных и векторных изображений.
Основной недостаток точечного изображения состоит в фиксированном размере пикселов. Из-за этого при увеличении или уменьшении возникают крайне нежелательные эффекты. При увеличении изображения между плотно «прижатыми» друг к другу пикселами появляется свободное место. Заполнить его, строго говоря, нечем, кроме размещения на свободных местах копий пикселов, находящихся рядом. Это эквивалентно увеличению размера пиксела при увеличении изображения. Однако сильно увеличивать размер пиксела нельзя — слишком крупные пикселы перестанут сливаться в глазу зрителя в однородное изображение, видимость смыкания разрушится. Этот эффект хорошо известен профессиональным фотографам, которые говорят про чрезмерно увеличенную фотографию — «полезло зерно».
И в самом деле, сильно увеличенное точечное изображение приобретает отчетливо видимую зернистую структуру, а это хорошо только при создании специфических художественных эффектов. В машинной графике это явление называется искажениями растрирования. При этом под растрированием понимается процесс преобразования векторного изображения в точечное (или одного точечного изображения в другое со сменой характеристик пикселов). При уменьшении точечного изображения с сохранением прежнего размера пикселов неизбежно приходится выбрасывать некоторые пикселы, что приводит к потере части содержащейся в изображении информации. Не спасает положения и уменьшение размеров пиксела, поскольку устройства отображения информации (дисплеи, полиграфические машины и принтеры) все равно не могут воспроизводить слишком маленькие пикселы — в результате детали изображения становятся плохо различимыми.
Более того, оказывается, что размеры точечного изображения при сохранении исходного размера пикселов можно увеличивать лишь кратно — в два, три и т.
Второй, не менее существенный недостаток точечных изображений состоит в отсутствии внутренней структуры, соответствующей структуре изображенных объектов. Попробуем разобраться в этом на примере. Если на точечном изображении мы видим мужчину в галстуке-бабочке и со значком на лацкане, это — результат работы нашего мозга, выделившего в изображении такие объекты, как значок и галстук. Чтобы идентифицировать соответствующие этим объектам пикселы при работе с программой редактирования точечной графики, придется немало потрудиться. Если при работе над изображением необходимо удалить значок, то после этого придется еще как-то заполнять образовавшуюся после удаления пикселов значка «дыру» в изображении — фактически, дорисовывать его. Еще больше мороки возникает при необходимости слегка поправить покосившийся галстук.
Третий недостаток точечных изображений — большой объем памяти, требующейся для их хранения. При работе с точечными изображениями высокой четкости и сравнительно большого размера нередки случаи, когда размеры соответствующих им файлов составляют сотни мегабайт. Работа с такими громоздкими объектами зачастую оказывается не под силу даже самым современным и мощным компьютерам.
Векторное изображение существенно более гибко в работе. Чтобы увеличить или уменьшить его, требуется всего лишь изменить один управляющий параметр изображения в целом — масштаб. При этом размер файла с векторным изображением не увеличится ни на один байт. Внесенные изменения будут учтены при рендеринге, и четкость изображения не пострадает. На рис. 1.1 представлены результаты увеличения точечного и векторного изображения.
Рис. 1.1. Векторное изображение (слева) можно, в отличие отточенного (справа), масштабировать без потери четкости и деталей
В отличие от точечного изображения степень структуризации векторного изображения может быть произвольной.
Она определяется создающим его художником. Как мы увидим в последующих уроках, составляя изображение значка на лацкане из двух кругов и текстовой надписи, можно объединить эти объекты в группу и даже дать ей имя «Значок», чтобы потом было легче найти эти объекты. Удаление этой группы приведет к исчезновению значка, но не к возникновению «дыры» на пиджаке — ведь изображение пиджака составлено из других объектов, которые просто станут видны в том месте, где раньше был значок. Не составляет проблемы и «поправить галстук» — достаточно изменить значение угла поворота группы объектов, из которых составлено его изображение. Размеры файлов с векторными изображениями в большинстве случаев намного меньше размеров файлов с изображениями точечными.
В заключение сравнительного анализа классов изображений отметим, что преобразование векторного изображения в точечное (растрирование или рендеринг) представляет собой достаточно простой и абсолютно формальный процесс, выполняющийся большинством программ машинной графики без вмешательства пользователя.
Преобразование же точечного изображения в векторное (векторизация или трассировка) в подавляющем большинстве случаев требует не просто вмешательства, а творческого участия пользователя (подробнее об этом — в уроке 17). Напрашивается очевидный вывод: при разработке иллюстративного графического проекта, независимо от того, к какому классу должно принадлежать итоговое изображение, начинать целесообразнее с векторного изображения — тем более что в CorelDRAW 11 имеется мощный арсенал средств и для работы с точечными изображениями.
Примечание
Конечно, из этого, как и почти из любого правила, есть исключения. Если в процессе работы над проектом требуется проводить с предоставленными в качестве исходного материала точечными изображениями сложную цветовую коррекцию (с избирательным подходом к его различным участкам), выполнять размывание или применять сложные точечные эффекты, а добавлять к ним новые фрагменты изображения не требуется, тогда удобнее с самого начала работать над проектом в программе точечной графики вроде Corel PhotoPaint или Adobe Photoshop.
Посмотрите на пиксель в строке 3, столбце 5 изображения. Соответствующее число в растровом изображении — 1. Таблица цветов говорит нам, что 1 представляет красный цвет, поэтому пиксель красный. Все записи в верхней строке растрового изображения равны 3. Таблица цветов говорит нам, что 3 представляет синий цвет, поэтому все пиксели в верхней строке изображения синие.
Примечание
Некоторые растровые изображения хранятся в восходящем формате; числа в первой строке растрового изображения соответствуют пикселям в нижней строке изображения.
Растровое изображение, в котором индексы хранятся в таблице цветов, называется растровым изображением с индексом палитры. Некоторые растровые изображения не нуждаются в таблице цветов.
Форматы графических файлов
Существует множество стандартных форматов для сохранения растровых изображений в дисковых файлах. GDI+ поддерживает форматы графических файлов, описанные в следующих параграфах.
BMP
BMP — это стандартный формат, используемый Windows для хранения изображений, независимых от устройств и приложений. Количество битов на пиксель (1, 4, 8, 15, 24, 32 или 64) для данного файла BMP указывается в заголовке файла. Файлы BMP с 24 битами на пиксель распространены.
Формат обмена графикой (GIF)
GIF — это распространенный формат для изображений, которые появляются на веб-страницах. GIF хорошо подходят для линейных рисунков, изображений с блоками сплошного цвета и изображений с четкими границами между цветами. GIF-файлы сжимаются, но в процессе сжатия информация не теряется; распакованный образ точно такой же, как и оригинал. Один цвет в GIF может быть обозначен как прозрачный, так что изображение будет иметь цвет фона любой веб-страницы, на которой оно отображается. Последовательность изображений GIF может быть сохранена в одном файле для создания анимированного GIF. GIF-файлы хранят не более 8 бит на пиксель, поэтому они ограничены 256 цветами.
Объединенная группа экспертов по фотографии (JPEG)
JPEG — это схема сжатия, которая хорошо подходит для естественных сцен, таких как отсканированные фотографии. Некоторая информация теряется в процессе сжатия, но часто эта потеря незаметна человеческому глазу.
Уровень сжатия изображений JPEG настраивается, но более высокие уровни сжатия (файлы меньшего размера) приводят к большей потере информации. Коэффициент сжатия 20:1 часто создает изображение, которое человеческому глазу трудно отличить от оригинала. На следующем рисунке показано изображение BMP и два изображения JPEG, сжатые из этого изображения BMP. Первый JPEG имеет коэффициент сжатия 4:1, а второй JPEG имеет коэффициент сжатия около 8:1.
Сжатие JPEG плохо работает для линейных рисунков, блоков сплошного цвета и резких границ. На следующем рисунке показан файл BMP, а также два файла JPEG и GIF. JPEG и GIF были сжаты из BMP. Коэффициент сжатия составляет 4:1 для GIF, 4:1 для меньшего JPEG и 8:3 для большего JPEG. Обратите внимание, что GIF сохраняет четкие границы вдоль линий, но JPEG имеет тенденцию размывать границы.
JPEG — это схема сжатия, а не формат файла.
Файл с заменяемым изображением (EXIF)
EXIF — это формат файла, используемый для фотографий, снятых цифровыми камерами. Файл EXIF содержит изображение, сжатое в соответствии со спецификацией JPEG. Файл EXIF также содержит информацию о фотографии (дата съемки, выдержка, время экспозиции и т. д.) и информацию о камере (производитель, модель и т. д.).
Переносимая сетевая графика (PNG)
Формат PNG сохраняет многие преимущества формата GIF, но также предоставляет возможности, превосходящие возможности GIF. Как и файлы GIF, файлы PNG сжимаются без потери информации. Файлы PNG могут хранить цвета с 8, 24 или 48 битами на пиксель и оттенки серого с 1, 2, 4, 8 или 16 битами на пиксель. Напротив, файлы GIF могут использовать только 1, 2, 4 или 8 бит на пиксель.
PNG превосходит GIF по своей способности постепенно отображать изображение (то есть отображать все более и более приближенные изображения по мере их поступления по сетевому соединению). Файлы PNG могут содержать информацию о коррекции гаммы и цветокоррекции, чтобы изображения можно было точно отображать на различных устройствах отображения.
Формат файлов изображений тегов (TIFF)
TIFF — это гибкий и расширяемый формат, поддерживаемый широким спектром платформ и приложений для обработки изображений. Файлы TIFF могут хранить изображения с произвольным количеством битов на пиксель и могут использовать различные алгоритмы сжатия. Несколько изображений могут храниться в одном многостраничном файле TIFF. Информация, относящаяся к изображению (марка сканера, хост-компьютер, тип сжатия, ориентация, выборка на пиксель и т.
См. также
- System.Drawing.Image
- System.Drawing.Bitmap
- System.Drawing.Imaging.PixelFormat
- Изображения, растровые изображения и метафайлы
- Работа с изображениями, растровыми изображениями, значками и метафайлами
Растровое изображение | Определение и факты
- Развлечения и поп-культура
- География и путешествия
- Здоровье и медицина
- Образ жизни и социальные проблемы
- Литература
- Философия и религия
- Политика, право и правительство
- Наука
- Спорт и отдых
- Технология
- Изобразительное искусство
- Всемирная история
- В этот день в истории
- Викторины
- Подкасты
- Словарь
- Биографии
- Резюме
- Популярные вопросы
- Обзор недели
- Инфографика
- Демистификация
- Списки
- #WTFact
- Товарищи
- Галереи изображений
- Прожектор
- Форум
- Один хороший факт
- Развлечения и поп-культура
- География и путешествия
- Здоровье и медицина
- Образ жизни и социальные вопросы
- Литература
- Философия и религия
- Политика, право и правительство
- Наука
- Спорт и отдых
- Технология
- Изобразительное искусство
- Всемирная история
- Britannica объясняет
В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.- Britannica Classics
Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.- Demystified Videos
В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.- #WTFact Видео
В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.- На этот раз в истории
В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
- Студенческий портал
Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и многое другое.- Портал COVID-19
Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.- 100 женщин
Britannica празднует столетие принятия Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
4 = 16 цветов. Каждый цвет в таблице представлен 24-битным числом: 8 бит для красного, 8 бит для зеленого и 8 бит для синего. Числа представлены в шестнадцатеричном формате (с основанием 16): A = 10, B = 11, C = 12, D = 13, E = 14, F = 15,9.0015
Например, если растровое изображение использует 24 бита на пиксель, это растровое изображение может хранить сами цвета, а не индексировать их в таблице цветов. На следующем рисунке показано растровое изображение, в котором цвета хранятся напрямую (24 бита на пиксель), а не с использованием таблицы цветов. На иллюстрации также показано увеличенное изображение соответствующего изображения. В растровом изображении FFFFFF представляет белый цвет, FF0000 — красный, 00FF00 — зеленый, а 0000FF — синий.
Файлы BMP обычно не сжимаются и поэтому плохо подходят для передачи через Интернет.
JPEG хранит 24 бита на пиксель, поэтому они способны отображать более 16 миллионов цветов. JPEG не поддерживает прозрачность или анимацию.
Формат обмена файлами JPEG (JFIF) — это формат файлов, обычно используемый для хранения и передачи изображений, сжатых в соответствии со схемой JPEG. Файлы JFIF, отображаемые веб-браузерами, используют расширение .jpg.
Файл PNG также может хранить альфа-значение для каждого пикселя, которое определяет степень, в которой цвет этого пикселя смешивается с цветом фона.
д.), может храниться в файле и систематизироваться с помощью тегов. Формат TIFF может быть расширен по мере необходимости путем утверждения и добавления новых тегов.
