Основы компьютерной графики

Интерполяция

Интерполяция — это математический способ увеличения количества пикселов в растровом изображении, который используется в графических пакетах.

Постарайтесь не путать понятия -масштабированиe и изменение размеров;

Масштабирование (чаще всего оно связано с инструментом Zoom (Масштаб)) —это изменение отображения на экране. Изменение размеров — это внесение изменений в графический файл. Посмотрите на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Масштабирование изображения из четырех пикселов в два раза (а)и интерполяционное увеличение (б)

В первом случае (см. рис. 1.3, а) количество пикселов не изменилось, а размер картинки увеличился за счет увеличения количества точек, отводимых под отображение одного пиксела.

Во втором случае (см. рис. 1.3, б) кроме четырех исходных пикселов, появилось еще 12 интерполяционных, которые дорисовал компьютер.

Основные форматы растровых файлов

Несмотря на то что в основе растровой графики лежит одна и та же матрица пикселов, форматов для записи растровых файлов существует достаточно много. Рассмотрим некоторые из них, которые наиболее часто используются в работе.

CPT (Corel Photo-Paint Image)

Стандартный формат для хранения растровых изображений программы Corel PHOTO-PAINT и CorelDRAW. Способен сохранять все, что возможно создать в этих программах при работе с точечной графикой. Основной недостаток — плохая поддержка другими редакторами, например, Photoshop. Однако если вы отдаете предпочтение продуктам компании Corel, формат CPT — это достаточно оптимальный выбор.

PSD (Photoshop Document)

Собственный формат Photoshop. Основное достоинство — позволяет сохранять все, что можно создать в данной программе (слои, дополнительные каналы, комментарии, пути). Это полезное свойство, так как часто работа над одним изображением ведется в течение нескольких дней, и если бы не было таких возможностей в формате PSD, возник бы целый ряд проблем.

В настоящее время данный формат поддерживают практически все программы редактирования растровой графики.

В PSD используется стандарт компрессии RLE, что делает его размеры несколько меньше без потери качества.

BMP (Windows Device Independent Bitmap)

Собственный формат операционной системы Windows. Специально для нее разработан программистами компании Microsoft. Поддерживает индексированный (256 цветов) и RGB-цвет. Данный формат понимают абсолютно все (графические и не только) редакторы, работающие в Windows.

На этом немногочисленные достоинства BMP заканчиваются и начинаются многочисленные недостатки:

• не подходит для Интернета;
• крайне неудачный выбор для последующей распечатки;
• является аппаратно зависимым форматом;
• некорректно использует RLE-сжатие;
• занимает неоправданно много места на диске.

Использование BMP будет ошибкой в любом случае, за исключением дальнейшего использования в программах, которые не могут работать ни с какими другими форматами.

GIF (CompuServe Graphics Interchange Format)

Один из самых известных форматов файлов, на сегодняшний день в основном используется в Интернете.

GIF был разработан в 1987 году компанией CompuServe для скоростной передачи изображений по сетям. Первоначально это был формат, поддерживающий только 256 цветов. Однако вскоре была обнаружена скрытая возможность GIF — записывать в один файл несколько картинок и проигрывать их с определенной задержкой. GIF поддерживает прозрачность, причем прозрачными можно назначить несколько цветов.

В GIF используется LZW-компрессия, что в сочетании с индексированными цветами делает этот формат идеальным для хранения и передачи изображений с малым количеством цветов.

Еще одно достоинство GIF — возможность использования чересстрочной развертки, при которой файл сначала загружается через строку, в меньшем вертикальном разрешении, а затем загружаются остальные строки.

Анимация, прозрачность, чересстрочная развертка сделали GIF одним из самых используемых в Интернете форматов. Однако повторим, что основной недостаток данного формата — отображение только 256 цветов.

JPEG (Joint Photographic Experts Group)

JPEG — это не только графический формат, это один из самых распространенных в настоящее время технологий сжатия файлов.

Технология JPEG реализуется следующим образом: сначала изображение разбивается на блоки 8*8 пикселов. Затем записывается два типа информации — усредненная информация о блоке и информация о его деталях. Далее, в зависимости от выбранной степени сжатия, удаляется то или иное количество дополнительной информации. Чем меньше будет размер файла, тем хуже будет его качество.

JPEG лучше всего использовать для изображений, допускающих нечеткость краев и небольшую размытость. Однако для хранения, например, графиков лучше отдать предпочтение другим форматам.

Большим недостатком JPEG является отсутствие возможности сохранять индексированные цвета.

В настоящее время JPEG — основной формат передачи графики в Интернете.Причина этому ясна — ни один другой формат не может дать такого соотношения качества и скорости загрузки изображений.

JPEG 2000

Постепенно набирает популярность и в ближайшие годы заменит обычный JPEG. Основным его отличием является то, что он способен сжимать файлы практически без потери качества (визуально ухудшения качества не видно).

PCX

Один из форматов, которые неплохи сами по себе, но вытесняются другими. PCXподдерживает RLE-компрессию (см. выше). Он поддерживает цветовые модели Bitmap, Grayscale, Indexed colors, RGB (см. гл. 8). Однако PCX не поддерживает цветовую модель CMYK, что на сегодняшний день не очень хорошо. Кроме того,этот формат не умеет сохранять дополнительные каналы. Таким образом, лучше не использовать этот формат. Его прекрасно заменит более распространенный TIFF (см. ниже)

PICT (Macintosh QuickDraw Picture Format)

Используется, в основном, на компьютерах Macintosh. Поддерживается всеми программами на этих компьютерах и даже служит стандартом буфера обмена. При сохранении в PICT вы можете использовать цветовые режимы Bitmap, Grayscale,Indexed colors, RGB, CMYK. В RGB-файле можно сохранить один альфа-канал,в остальных режимах — несколько.

PICT способен хранить векторную информацию, текст и звук.

Этот формат имеет достаточно неплохие возможности для сжатия при условии наличия больших областей одного цвета (RLE-компрессия).

PNG (Portable Network Graphics)

Третий кит (первые два — это JPEG и GIF), на котором держится графика в Интернете. Самый перспективный формат Всемирной сети. PNG — это достаточно молодой формат, специально разработанный в качестве замены для GIF.

PNG поддерживает любое количество цветов. Сжатие происходит по принципу,сходному с LZW, но несколько более совершенному, что дает неплохие результаты. PNG также поддерживает чересстрочную развертку, причем двойную — по горизонтали и вертикали одновременно.

Встроенная гамма-коррекция позволяет правильно отображать цвета на всех компьютерах, независимо от платформы.

Формат PNG заслуживает внимания тех, чьи работы предназначены для дальнейшего использование в Интернете.

RAW

Самый гибкий формат для обмена изображениями между компьютерами разных платформ. Можно сохранять изображения в любой цветовой модели, включая Lab и многоканальный, поддерживает альфа-каналы.

На сегодняшний день RAW переживает второе рождение, так как это основной формат для многих цифровых фотоаппаратов.

TIFF (Tagged Image File Format)

Самый распространенный на сегодняшний день растровый графический формат в издательском деле. Основные его достоинства:

• аппаратно независим, поэтому многие специально используют его для переноса изображений с PC на Macintosh и наоборот;
• очень надежный формат, практически все программы понимают его без проблем;
• поддерживает все цветовые модели, включая CMYK и PANTONE;
• может нести дополнительную информацию, например, о контурах или альфа-каналах;
• поддерживает LZW-компрессию.

Формат TIFF — лучший выбор для тех, чьи работы предназначены для печати.