5.1 Растрова графіка
Графічні об'єкти формуються у вигляді безлічі точок різних кольорів і різних яркостей, розподілених по рядках і стовпцях (якщо зображення екранне, то точка називається піксель (від англійського pixel - picture element).
Растрування оригіналу графічного образу
При раструванні на оригінал графічного об'єкта накладається сітка ліній, комірки якої утворюють елемент растра. Частота сітки растра вимірюється числом ліній на дюйм (lines per inch - lpi) і називається ланітурой.
Розмір точки растра розраховується для кожного елементу і залежить від інтенсивності тону в цій комірці. Чим більше інтенсивність, тим щільніше заповнюється елемент растра. Тобто, якщо в клітинку потрапив абсолютно чорний колір, розмір точки растра збігається з розміром елементу растра.
Інтенсивність тону (так звану світлин) прийнято поділяти на 256 рівнів. Більше число градацій не сприймається зором людини і є надлишковим. Менша кількість погіршує сприйняття зображення (мінімально допустимим для якісної напівтонової ілюстрації прийнято значення 150 рівнів). Неважко підрахувати, що для відтворення 256 рівнів тону достатньо мати розмір комірки растру 16х16 = 256 точок.
Для растрових зображень, особливу важливість має поняття дозволу, що виражає кількість точок, що припадають на одиницю довжини. При цьому слід розрізняти:
- дозвіл екранного зображення;
- дозвіл друкованого зображення.
Дозвіл оригіналу вимірюється в точках на дюйм (dots per inch - dpi) і залежить від вимог до якості зображення і розміру файлу, способу оцифрування або методу створення початкової ілюстрації, вибраного формату файлу та іншим параметрам. У загальному випадку діє правило: чим вище вимоги до якості, тим більша має бути дозвіл оригіналу.
Дозвіл екранного зображення. Для екранних копій зображення елементарну точку растра прийнято називати пикселем. Розмір пікселя варіюється в залежності від обраного екранного дозволу, дозволу оригіналу і масштаб.
Розмір точки растрового зображення як твердої копії (папір, плівка і т.д.), так і на екрані залежить від застосовуваного методу і параметрів растрування оригіналу.
Рекомендації по дозволам:
- для екранної копії зображення досить дозвіл 72 dpi,
- для роздруківки на кольоровому або лазерному принтері 150-200 dpi,
- для виведення на фотоекспонірующеем пристрої 200-300 dpi.
Встановлено емпіричне правило, що при роздруківці величина дозволу оригіналу повинна бути в 1,5 рази більше, ніж ланітура растра пристрою виведення. У разі, якщо тверда копія буде збільшена в порівнянні з оригіналом, ці величини слід помножити на коефіцієнт масштабування.
Зв'язок між раструванням і дозволом
Між дозволом оригіналу, частотою растру і градацією рівнів існує залежність, що описується формулою:
де N - число градацій рівнів тону (відтінків), dpi - здатність пристрою виведення (відображення), lpi - ланітура растра.
Одиниця в формулі відповідає абсолютно білому кольору, коли осередок растра не заповнена.
Кожен піксель растрового зображення має чотири основні характеристики - розмір, тоновий значення, глибину (інтенсивність) кольору і позицію (самостійно характеристики пікселя).
Кожен піксель растрового зображення має чотири основні характеристики - розмір, тоновий значення, глибину кольору та позицію. Ці чотири атрибута визначають дозвіл, причому кожен це робить по-своєму.
Розмір пікселя (фізичний розмір)
Всі пікселі одного зображення мають однаковий розмір. Спочатку розмір пікселя визначено дозволом, з яким було сканувати або оцифровано зображення. Так, дозвіл в 600 пікселів на дюйм вказує, що розмір кожного пікселя дорівнює 1/600 дюйма. При більш високому вхідному дозволі генеруються пікселі меншого розміру, що, в свою чергу, забезпечує більшу кількість інформації і ймовірних деталей на одиницю виміру, а також велику плавність тонових переходів. При більш низькій роздільній здатності пікселі мають більший розмір, спостерігається менше деталей на одиницю виміру і зображення має мозаїчну структуру. Розмір і кількість пікселів визначають кількість інформації, що міститься в зображенні. Можна змінити розмір пікселя в будь-який момент виробничого процесу, змінивши дозвіл. При цьому якщо зображення виводиться на друк, то автоматично зміниться розмір відбитка.
Значення кольору або тону (номер кольору)
Сканери та цифрові камери привласнюють певне значення кольору або відтінку сірого кожному пікселю зображення. Ефект безперервності тони виникає через те, що пікселі дуже малі і сусідні пікселі тільки трохи відрізняються один від одного за кольором або тону.
Зображення, скановані за допомогою пристроїв з широким динамічним діапазоном, найкращим чином передають безперервність тони. Динамічний діапазон - це апаратна чутливість сканера до найтонших колірних відтінків на сканованому зображенні. Динамічний діапазон залежить від бітової розрядності сканера, співвідношення сигнал / шум, типу лампи підсвічування, безперервної корекції тони і т.д. Чим дорожче сканер, тим ширше його динамічний діапазон.
Глибина кольору (бітова розрядність)
Звичайно, кожному окремому пікселу можна приписати лише одне значення, але існує така характеристика, як розрядність бітового уявлення кольору (або глибина кольору (I)) оцифровувати пристрою, що визначає кількість можливих кольорів або тонів. Кольорові зображення можуть мати глибину кольору 4, 8, 16, 24 біт на точку. Кожен колір можна розглядати як можливі стани точки, і тоді за формулою N = 2 I може бути обчислено кількість квітів, що відображаються на екрані монітора.
Глибина кольору (I)