Каков информационный объем картинки, занимающей весь экран компьютера с разрешением 1024 на 768

Обновлено: 21.11.2024

Основы работы с цифровыми изображениями

Содержание:
1) Мотивы использования цифровых изображений.
2) Требования к генерации и хранению цвета (RGB).
3) Апплет для смешивания цветов.
4) Дизеринг.
5) Расчет места для хранения.
6) Уменьшение глубины цвета
7) Стандартные отраслевые форматы (GIF, JPEG, TIFF, BMP, PICT).


Носители для хранения и срок годности
Традиционно визуальная информация записывалась художником с использованием различных носителей или фотографами с помощью фотопленки. Каждый носитель имеет свой набор преимуществ, привлекательных для конкретного художника или фотографа. Каждая среда также имеет свой собственный набор ограничений. Например, камень, используемый скульптором, ограничен в цветовой гамме. В меньшей степени пленка и краска не всегда могут иметь желаемый цветовой диапазон. Однако скульптура продлевает жизнь, если ее должным образом защитить от непогоды. И краска, и фотопленка более подвержены разрушительному действию времени, теряя яркость цвета и четкость изображения. В частности, кинематографические изображения со временем исчезают до неузнаваемости. Срок службы черно-белой фотографии обычно составляет от 100 до 150 лет, если отпечатки и негативы хранятся в темноте при контролируемой температуре и влажности, когда их не просматривают. Большинство красок и пленок разлагаются (выцветают) в присутствии света. Срок годности цветной фотографии гораздо короче, возможно, всего от 40 до 80 лет. Большая часть ранних цветных фотодокументов эпохи президента Джона Ф. Кеннеди (1961–1963) была утеряна. Эти разрушительные действия можно предотвратить, если хранить носители (отпечатки, негативы, картины, письменные документы) в условиях с контролируемым освещением, температурой и влажностью, но не предотвращать их.

С другой стороны, цифровые изображения не подвержены старению в смысле потери цвета или резкости. Однажды записанный, он существует без потери качества в течение всего срока службы носителя. Кроме того, в отличие от других носителей, возможно изготовление точных копий. Возможность делать копии без потери качества — важная характеристика цифровых носителей. Если бы потолок Сикстинской капеллы работы Микеланджело был записан в цифровом виде после завершения, его реставраторам не пришлось бы сегодня задаваться вопросом, восстановили ли они его в точных цветах и ​​линиях, созданных художником.
Вернуться к содержанию.
Требования к цвету и памяти
Традиционные телевизоры используют аналоговые сигналы для отображения изображений (синусоидальные сигналы). Компьютерные мониторы цифровые по своей природе. Изображение на мониторе состоит из рядов маленьких точек, называемых пикселями. С каждым пикселем связан цвет. с этим. Когда точки достаточно малы и расположены достаточно близко друг к другу, глаз воспринимает не точки, а непрерывное изображение. Типичная плотность записи для мониторов персональных компьютеров (ПК) включает 640 (по горизонтали) на 480 (по вертикали, стандартный VGA), 800 на 600 и 1024 на 768 (SVGA). Как правило, чем больше вы платите, тем выше разрешение и потенциальное качество изображения. Еще одним важным соображением является количество цветов, связанных с каждым пикселем. Монохромные экраны, например черно-белые или янтарно-черные, ассоциируют только два цвета с каждым пикселем. Другие распространенные ассоциации: 256 цветов на пиксель; 32 768 цветов; 65 536 цветов и 16 777 216 цветов на пиксель. Диапазон доступных цветов называется палитрой. Основное ограничение на размер палитры (количество цветов) традиционно было связано с объемом памяти, необходимой для хранения и/или отображения изображения. Компьютеры используют двоичную систему счисления для записи информации. Базовой единицей информации является «бит», который может хранить только два значения. Таким образом, для монохромных экранов требуется только один бит на пиксель. Для хранения более двух цветов на пиксель используются группы связанных битов. Например, чтобы связать 256 цветов с пикселем, требуется 8 бит (2**8 = 2 * 2 * 2 * 2 * 2 * 2 * 2 * 2 = 256); Для 32 766 цветов требуется 16 бит. На самом деле ситуация немного сложнее. Для представления цвета на экране каждый пиксель фактически состоит из трех цветовых компонентов: красного, зеленого и синего. Их часто называют значением RGB пикселя. Например, предположим, что значение (интенсивность) красного, зеленого и синего может принимать 256 значений (от 0 до 255) для пикселя. Значение RGB (255, 0, 0) будет означать красный пиксель, значение RGB (0, 255, 0) будет зеленым, а значение RGB (0, 0, 255) будет синим. RGB (255, 255, 255) — белый, (0, 0, 0) — черный. Изменение значения RGB трех цветовых элементов заставляет глаз воспринимать широкий диапазон цветов. Это означает, что (3 цвета) * (8 бит на цвет) = 24 бита для записи цвета для каждого пикселя. Общий диапазон цветов при 24 битах на пиксель (8 на значение RGB) составляет 256 * 256 * 256 = 16 777 216 цветов.Кроме того, многие мониторы сохраняют значение непрозрачности изображения, для которого требуется еще больше битов (обычно 8 бит). Непрозрачность указывает, какая часть изображения ниже текущего изображения может просвечиваться. В дополнение к предоставлению художнику свободы выражения, непрозрачность позволяет использовать цифровые водяные знаки для защиты материала от интеллектуальной кражи.

Вернуться к содержанию.
Вы можете поэкспериментировать со смешением цветов со следующим апплетом Java. Ваш дисплей может не поддерживать 16 777 216. Если он поддерживает меньше максимального количества цветов, он сопоставит указанный вами цвет с ближайшим цветом в его ограниченной палитре. Квадрат на экране должен быть розовым (RGB = 255, 175, 175), если ваш монитор настроен правильно и розовый цвет находится в палитре. Введите нужные значения для красного, зеленого и синего (от 0 до 255), а затем нажмите клавишу возврата, чтобы обновить экран.


Вернуться к содержанию.
Дизеринг
Многие программные пакеты используют процесс, называемый дизерингом, для создания большего количества цветов, чем позволяет текущая цветовая палитра. Основной процесс заключается в смешивании блоков пикселей разных цветов на вкус в чередующихся узорах. Вблизи эффект кажется лоскутным. На расстоянии глаз смешивает цвета, создавая эффект желания. Например, предположим, что монитор поддерживает только черный и белый цвета, а нам нужен серый. Чередование пикселей черного и белого может повлиять на желаемый оттенок серого. Больше черных пикселей для темно-серого, больше белых пикселей для более светлых оттенков серого. Если смотреть с достаточного расстояния, следующий рисунок будет казаться серым.

Вернуться к содержанию.
Разрешение и место для хранения
Вернемся к идее хранилища, необходимого для изображения. Старые компьютерные мониторы допускают всего 256 цветов в палитре. Предположим, у вас монитор с разрешением 640 на 480 пикселей и 256 цветами на пиксель. Отсюда следует 640 * 480 = 307 200 пикселей. Напомним, что для 256 значений требуется 8 бит памяти компьютера. Следовательно (307 200 пикселей) * (8 бит на пиксель) = 2 457 600 бит памяти. Обычный метод продажи компьютерной памяти — 8-битные группы, называемые байтами. Следовательно, для изображения потребуется (2 457 600 бит) / (8 бит на байт) = 307 200 байт компьютерной памяти. Если предположить, что 24 бита на пиксель (часто называемый истинным цветом), то для разрешения 800 на 600 потребуется 24 * 800 * 600 = 11 520 000 бит памяти или 11 520 000 / 8 = 1 440 000 байт памяти. Изображение, отображаемое или сохраняемое с разрешением 1024 на 768 и 24-битным цветом, потребует 2 359 296 байт памяти. Поскольку для отображения изображения требуется дополнительная информация, компьютерным графическим картам обычно требуется минимум 4 мегабайта памяти для получения удовлетворительных изображений. Высокопроизводительным системам может потребоваться 8 или даже 16 мегабайт памяти на изображение. Чем выше качество желаемого изображения, тем больше требуется места для хранения и, следовательно, выше стоимость записи изображения. В большинстве цифровых камер низкой и средней стоимости используется разрешение 640 * 480 = 307 200 пикселей или 800 * 600 = 480 000 пикселей с 24 битами на пиксель для записи цвета. Сканеры и принтеры обычно оцениваются по количеству точек (пикселей) на дюйм, которое они поддерживают.

Обратите внимание, что разрешение экрана (количество пикселей и цветов) определяет объем памяти, необходимый для "снимка экрана" из Интернета. Окончательный размер документа, содержащего изображения из Интернета, цифровых камер и сканеров, зависит от того, на какой скорости был снят или создан материал. Эти же аргументы применимы к определению требований к памяти для цифровых камер. Что происходит, когда изображение, первоначально снятое с разрешением 800 на 600 и 32 766 цветов, отображается на экране с разрешением 1024 на 768 и 16 777 216 цветов. Компьютер расширяет изображение, чтобы заполнить необходимое пространство. Как правило, более крупное изображение несколько теряет в качестве. Аналогичный эффект наблюдается при увеличении фотографии за пределами качества негатива.
Вернуться к содержанию.
Уменьшение глубины
-
Многие художественные программы позволяют пользователю уменьшить «глубину» изображения. В качестве типичного примера изображение из 16 777 216 цветов может быть уменьшено до изображения, содержащего 32 766 цветов или 256 цветов. В зависимости от изображения пользователь может не заметить разницу в качестве изображения. Это часто делается для уменьшения размера хранимого изображения или уменьшения объема информации, которая должна быть передана в удаленное место по средству связи. Обратите внимание, что после уменьшения и сохранения качество исходного изображения невозможно восстановить. В качестве примера рассмотрим две версии приведенной выше картинки. Картинка слева содержит 128 246 уникальных цветов. Изображение справа было получено путем сохранения исходного изображения с использованием палитры из 256 цветов. Программное обеспечение пыталось сопоставить каждый пиксель в палитре из 128 246 цветов с ближайшим соответствием в палитре из 256 цветов. Потеря цвета (детали) наиболее заметна на лепестках в правом нижнем углу изображения.При необходимости измените размер изображений, чтобы они располагались рядом в окне просмотра для сравнения.
Вернуться к содержанию.
Стандартные отраслевые форматы хранения
Файлы изображений хранятся на компьютерах в универсальных форматах, поэтому их можно передавать и интерпретировать различными типами аппаратного и программного обеспечения. Наиболее популярными форматами, используемыми в настоящее время в Интернете, являются формат обмена графикой (GIF или .jpg), Объединенная группа экспертов по фотографии (JPEG или .jpg) и формат файла изображения с тегами (TIFF или .tif). JPEG и GIF особенно популярны в Интернете. Как в формате GIF, так и в формате JPEG существует несколько вариантов хранения информации. Также существуют специальные форматы поставщиков, такие как BMP (битовое отображение, .bmp) на компьютерах с Microsoft Windows и PICT (.pic) на компьютерах Apple. Целью большинства форматов записи является уменьшение размера сохраняемого изображения. Например, многие программные пакеты, работающие под Microsoft Windows, поддерживают RLE (кодирование длин серий). В качестве конкретного примера (если вы позволите несколько вольностей с техническими деталями), строка или 20 красных пикселей в строке могут быть сохранены как 20R, а не как RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR. Чем больше избыточности в изображении, тем больше места можно сэкономить. Многие методы кодирования зависят от числовых процедур для уменьшения памяти. Хотя эти числовые процедуры намного эффективнее уменьшают размер хранимого изображения, они часто делают это за счет точности. Как показано на приведенных выше изображениях, потерю точности может быть трудно предсказать. Если бит время от времени теряется, человеческий глаз может не заметить эту потерю. Обратите внимание, что уменьшение количества цветов в изображении для экономии места не всегда может помочь. Изображение с количеством цветов менее или равным 256 можно сохранить в формате BMP, используя только 8 бит на пиксель. Если 0 < количество цветов < 16 777 216, BMP использует 24 бита на пиксель. Однако JPEG имеет тенденцию использовать 24 бита на пиксель независимо от количества сохраненных цветов. Тем не менее, вам может потребоваться меньше места для хранения, так как алгоритм сжатия имеет дело с уменьшенным количеством цветов.

Получите полный доступ к Digital Photography: The Missing Manual и более чем 60 тысячам других книг, воспользовавшись бесплатной 10-дневной пробной версией O'Reilly.

Есть также прямые онлайн-мероприятия, интерактивный контент, материалы для подготовки к сертификации и многое другое.

Первое число, которое вы видите в описании цифровой камеры, — это ее мегапиксельное число. Пиксель (сокращение от picture element) — это одна крошечная цветная точка, одна из тысяч или миллионов, составляющих одну цифровую фотографию. (Один мегапиксель равен одному миллиону пикселей.) Вам не избежать изучения этого термина, поскольку пиксели — это все в компьютерной графике. Количество мегапикселей вашей камеры определяет качество разрешения ваших фотографий (количество отображаемых деталей). Например, 5-мегапиксельная камера имеет лучшее разрешение, чем 3-мегапиксельная. Это также стоит больше. Сколько из этих пикселей вам нужно на самом деле, зависит от того, как вы собираетесь отображать снимаемые изображения.

Разрешение для просмотра на экране

Многие цифровые фотографии никогда не попадают дальше экрана компьютера. После того, как вы перенесете их на свой компьютер, вы можете распространять изображения по электронной почте, публиковать их на веб-странице или использовать в качестве изображений рабочего стола или экранных заставок.

Если такие действия являются пределом ваших амбиций в области цифровой фотографии, вы можете обойтись очень небольшим количеством мегапикселей. Даже 2-мегапиксельная камера стоимостью 100 долларов США создает изображение размером 1600 x 1200 пикселей, которое уже слишком велико для стандартного экрана ноутбука с разрешением 1024 x 768 пикселей (без масштабирования и прокрутки).

Разрешение для печати

Однако, если вы собираетесь печатать фотографии, вам потребуется значительно больше мегапикселей. Типичный компьютерный экран — это устройство с довольно низким разрешением: большинство из них имеют разрешение от 72 до 96 пикселей на дюйм. Но чтобы распечатанная цифровая фотография выглядела такой же четкой и гладкой, как настоящая фотография, цветные точки должны располагаться на бумаге намного ближе друг к другу — не менее 150 пикселей на дюйм.

Помните 2-мегапиксельную фотографию, которая выходила за края экрана ноутбука? Его разрешение (измеряемое в точках на дюйм) подходит только для печати 5 x 7. Увеличьте его еще больше, и точки станут видимыми пятнышками. Ваша семья и друзья будут выглядеть так, как будто у них какое-то досадное кожное заболевание. Если вы хотите распечатать свои фотографии (как это делает большинство людей), помните о следующей таблице:

0,3 мегапикселя (некоторые телефоны с камерой)

Кстати, это очень грубые рекомендации. Многие факторы влияют на качество печати 8 x 10, в том числе, среди прочего, качество объектива, сжатие файла, экспозиция, дрожание камеры, качество бумаги и количество картриджей различных цветов в вашем принтере. Возможно, вы сможете печатать большие размеры, чем те, которые перечислены здесь, и будете вполне довольны ими. Но эти цифры дают приблизительное представление о том, как получить отпечатки высочайшего качества.

Еще одно важное преимущество, которое дает камера с несколькими мегапикселями, — это возможность создавать высококачественные отпечатки выбранных частей вашей фотографии. Скажем, вы сделали отличный снимок своих детей, но они занимают лишь каплю общей картины. Нет проблем, если у вашей камеры много мегапикселей. Просто обрежьте весь скучный фон и оставьте только самое интересное (вы узнаете об обрезке в главах 9 и 10). Если вы попробуете тот же маневр с изображением, полученным с 2-мегапиксельной камеры, вы получите фотографию, заполненную неприглядными пикселями.

Сколько изображений на карточке?

Вместо рулонов фотопленки вы используете карту памяти – тонкую пластинку многоразового хранилища — для хранения фотографий на цифровой камере. Карта памяти, которая идет в комплекте с большинством камер, — это шутка. Вероятно, он содержит только шесть или восемь изображений самого высокого качества. Это не что иное, как экономный заполнитель, навязанный вам компанией, производящей камеры, которая прекрасно знает, что вам нужно купить камеру большего размера. При покупке камеры обязательно учитывайте стоимость карты большего размера.

Большинство камер поставляются с тремя настройками качества изображения: черновое, нормальное и наилучшее качество (или, как говорят в Starbucks, часто можно встретить в инструкции к камере: нормальное, хорошее и сверхвысокое качество). Выберите один из двух параметров самого высокого качества, если вы планируете печатать фотографии.

Невозможно переоценить, как здорово иметь в своей камере огромную карту памяти (или несколько карт меньшего размера в сумке для камеры). Поскольку вы не беспокоитесь постоянно о нехватке места на карте памяти, вы можете снимать более свободно, увеличивая свои шансы на получение отличных снимков. Вы также можете отправляться в более длительные поездки, не таская с собой ноутбук, потому что вам не нужно каждые три часа бегать в свой гостиничный номер, чтобы загрузить свои последние фотографии. Срок службы батареи вашей камеры более чем достаточен, чтобы беспокоиться: последнее, что вам нужно, — это еще одна хроническая головная боль в виде вашей карты памяти. Укусите пулю и купите побольше.

ДО СКОРОСТИФактор формата файла

Почти каждая цифровая камера в мире сохраняет фотографии в виде файлов JPEG . JPEG — самый популярный в мире формат файлов фотографий, потому что, несмотря на то, что он сжат, чтобы занимать гораздо меньше места, визуальное качество остается очень высоким.

Но JPEG — не единственный формат, с которым вы столкнетесь, особенно когда вы начнете редактировать свои фотографии, что рассматривается в части 3 этой книги. Несмотря на то, что компьютерным технологиям известно огромное количество графических форматов, на самом деле есть только два, помимо JPEG, о которых вам, цифровому фотографу, необходимо знать.

ТИФФ . Большинство цифровых камер делают фотографии в формате JPEG. Некоторые камеры, тем не менее, предлагают вам возможность оставить свои фотографии несжатыми на камере в так называемом формате TIFF. Эти файлы огромны — на самом деле, вам повезет, если вы сможете поместить один файл TIFF на карту памяти, прилагаемую к камере.

Преимущество формата TIFF заключается в том, что эти файлы сохраняют 100% исходного качества изображения. Однако обратите внимание, что в тот момент, когда вы редактируете фотографию в формате TIFF, большинство программ для редактирования изображений преобразуют файл в формат JPEG более низкого качества. Это нормально, если вы планируете заказать отпечатки или фотокнигу. Но если вы сделали этот единственный в жизни бесценный снимок в виде файла TIFF, не редактируйте его — даже не поворачивайте — если вы надеетесь сохранить его идеальное первозданное качество. Вместо этого сделайте копию файла и используйте эту копию, когда придет время редактировать. Тогда сохраните файл TIFF, чтобы у вас всегда была мастер-версия исходного снимка.

Формат RAW. Большинство цифровых камер работают следующим образом: когда вы нажимаете кнопку спуска затвора, камера изучает данные, полученные ее датчиками. Затем схема принимает решения, касающиеся уровня резкости, настроек контраста и насыщенности, цветовой «температуры», баланса белого и т. д., а затем сохраняет полученное обработанное изображение в виде сжатого файла JPEG на карте памяти.

Для миллионов людей получающееся качество изображения просто прекрасное, даже потрясающее. Но вся эта обработка в камере сводит с ума профессиональных фотографов.

Они предпочли бы сохранить каждую йоту исходной информации об изображении, независимо от того, насколько велик полученный файл на карте памяти, а затем обработать файл вручную. как только он будет безопасно перенесен на ПК с помощью такой программы, как Photoshop Elements (описание начинается в главе 8). Это идея формата файла RAW, который доступен во многих более дорогих цифровых камерах. (RAW не означает ничего конкретного, и обычно пишется заглавными буквами только для того, чтобы обозначить, насколько внушительным и важным его считают серьезные фотографы.)

Изображение RAW вообще не обрабатывается; это полная запись всех данных, передаваемых датчиками камеры.В результате каждая фотография в формате RAW занимает гораздо больше места на карте памяти. Например, на 6-мегапиксельной камере размер фотографии в формате JPEG составляет около 2 МБ, но более 8 МБ при сохранении в виде файла RAW. Большинству камер также требуется больше времени для хранения фотографий в формате RAW на карту памяти.

Но для любителей обработки изображений прелесть файлов RAW заключается в том, что после того, как вы откроете их в программе редактирования изображений, поддерживающей формат RAW, вы сможете выполнять с ними поразительные действия по редактированию. Вы действительно можете изменить освещение сцены — задним числом! При этом вы не потеряете ни капли качества изображения.

До недавнего времени большинство людей использовали для редактирования такие программы, как Photoshop или Photoshop Elements. Но, что удивительно, скромные бесплатные программы, такие как Picasa и EasyShare (обе рассматриваются в главе 5), предлагают некоторые возможности формата RAW.

Не каждая камера поддерживает сохранение файлов в формате RAW. Почему только некоторые камеры совместимы? Потому что RAW — это концепция, а не формат файла. Каждая компания-производитель камер хранит свои фотоданные по-своему, поэтому на самом деле в мире RAW существуют десятки различных форматов файлов. Такие программы, как Elements, необходимо периодически обновлять, чтобы приспособить новые модели камер к формату RAW.

Следующая таблица поможет вам рассчитать, какой объем памяти на карте памяти вам понадобится. Найдите столбец, в котором указано разрешение вашей камеры в мегапикселях (МП), а затем прочитайте вниз, чтобы узнать, сколько фотографий наилучшего качества хранится на карте каждого размера.

Вопросы по цифровым изображениям

В: Что такое пиксель?

A: В цифровых изображениях пиксель (или элемент изображения) – это наименьший элемент информации в изображении. Пиксели располагаются в двумерной сетке, представленной квадратами. Каждый пиксель представляет собой образец исходного изображения, при этом большее количество образцов обычно обеспечивает более точное представление оригинала. Интенсивность каждого пикселя является переменной; в цветовых системах каждый пиксель обычно содержит три или четыре компонента, например красный, зеленый и синий или голубой, пурпурный, желтый и черный.

Слово пиксель основано на сокращении слов pix ("изображения") и el ("элемент").

В: Что такое разрешение изображения?

О: Термин разрешение часто используется для обозначения количества пикселей в цифровых изображениях. Когда количество пикселей называется разрешением, принято описывать разрешение в пикселях набором из двух чисел. Первое число — это количество столбцов в пикселях (ширина), а второе — количество строк в пикселях (высота), например, 640 x 480. Другим популярным соглашением является указание разрешения как общего количества пикселей в изображении, обычно задаваемого как количество мегапикселей, которое можно рассчитать путем умножения столбцов пикселей на строки пикселей и деления на один миллион. Изображение шириной 2048 пикселей и высотой 1536 пикселей имеет общий размер 2048×1536 = 3 145 728 пикселей или 3,1 мегапикселя. Его можно обозначить как 2048 на 1536 или 3,1-мегапиксельное изображение. Другие соглашения включают описание пикселей на единицу длины или пикселей на единицу площади, например пикселей на дюйм или на квадратный дюйм.

Ниже показано, как одно и то же изображение может выглядеть с разным разрешением в пикселях.

По мере увеличения количества мегапикселей в камере увеличивается и способность камеры создавать более крупные изображения; 5-мегапиксельная камера способна снимать изображение большего размера, чем 3-мегапиксельная камера.

Большие экраны мониторов обычно имеют более высокое разрешение экрана, измеряемое в пикселях.

В: Что такое DPI/PPI?

A: DPI означает количество точек на дюйм при использовании чернильного принтера. Это мера разрешения или качества изображения. Как правило, чем выше число точек на дюйм, тем лучше качество печати. Этот термин до сих пор используется при обсуждении качества цифрового изображения; однако это неправильный термин.

PPI описывает разрешение в пикселях изображения, которое будет напечатано в пределах заданного пространства. Например, можно сказать, что изображение размером 100x100 пикселей, напечатанное в виде квадрата размером 1 дюйм, имеет 100 пикселей на дюйм, независимо от разрешения принтера. При таком использовании измерение имеет смысл только при печати изображения. Для фотографий хорошего качества обычно требуется разрешение 300 пикселей на дюйм при печати.

В: Как определяется размер файла цифрового изображения?

В: Что такое сжатие файлов?

A: При обсуждении качества цифровых файлов на основе размера файла сравнения следует проводить только на основе несжатого размера. Алгоритмы сжатия будут изменять каждое изображение по-разному в зависимости от предмета изображения. Поэтому невозможно точно сравнить размер файла двух цифровых изображений после их сжатия.

Существует два типа сжатия файлов: "с потерями" и "без потерь". Сжатие с потерями фактически изменяет некоторые исходные пиксели, а некоторые детали теряются. Наиболее распространенным форматом сжатия с потерями является JPEG. В то время как исходное изображение JPEG с цифровой камеры в порядке, каждый раз, когда файл сохраняется снова, детали теряются. Если один и тот же файл сохраняется в формате JPEG несколько раз, существенно теряется качество, и его невозможно восстановить. Ценные оригиналы всегда следует сохранять в формате без потерь, таком как TIFF или PSD. Файлы TIFF можно редактировать и сохранять любое количество раз без потери деталей, поскольку сжатие не изменяет пиксели. Компромисс заключается в том, что файлы TIFF не сжимаются так же хорошо, как JPG.

В: В каком формате можно сохранить изображение?

A: Форматы файлов изображений — это стандартизированные средства организации и хранения изображений. Файлы изображений состоят из пиксельных или векторных данных, которые растрируются в пиксели при отображении на мониторе компьютера. Пиксели, из которых состоит изображение, упорядочены в виде сетки (столбцы и строки); каждый пиксель состоит из чисел, представляющих величины яркости и цвета. Включая проприетарные типы, существуют сотни типов файлов изображений. Форматы JPEG, PNG и GIF чаще всего используются для отображения изображений в Интернете. Цифровые камеры обычно сохраняют изображения в формате JPEG, который является форматом с потерями, что означает сжатие изображений для экономии места в памяти и увеличения количества файлов, которые можно поместить на карту памяти или жесткий диск. Другие форматы включают TIFF, PSD, RAW и BMP.

В: Какого размера в мегапикселях должен быть цифровой файл, чтобы получить качественную печать заданного размера в дюймах?

A: Каждая цветная рамка представляет собой определенное количество мегапикселей. Цифры вверху и слева — это размеры печати в дюймах при плотности 300 пикселей на дюйм (пикселей на дюйм). Большинство книг и журналов требуют 300 пикселей на дюйм для фотографического качества. Например, на диаграмме показано, что с 3-мегапиксельной камеры можно сделать отпечаток фотографического качества размером 5 x 7 дюймов.

Дюймы при разрешении 300 пикселей на дюйм (числа в цветных прямоугольниках – это мегапиксели)

Обратите внимание, что при удвоении размера отпечатка требуемое количество мегапикселей увеличивается в геометрической прогрессии. Вы можете делать хорошие отпечатки 8 x 10 дюймов с помощью 6- или 8-мегапиксельной камеры, но для получения снимков с истинным фотографическим качеством 16 x 20 дюймов вам потребуется от 24 до 30 мегапикселей. Не верьте заявлениям производителей о том, что вы можете делать отпечатки размером 16 x 20 дюймов с 8-мегапиксельной камеры. Хотя вы, безусловно, можете сделать отпечаток такого размера, это не будет истинным фотографическим качеством при разрешении 300 пикселей на дюйм. Используя программное обеспечение для редактирования изображений, такое как Photoshop, можно «обмануть», добавив пиксели к изображению, чтобы увеличить его размер. Однако четкость изображения не улучшится, так как все новые пиксели будут созданы путем усреднения значений исходных пикселей.

Между количеством цветов, придаваемых растровой точке, и количеством информации, которое необходимо выделить для хранения цвета точки, существует зависимость, определяемая соотношением (формула Р. Хартли):

где

I- количество информации

N – количество цветов, присвоенных точке.

Таким образом, если для точки изображения задано количество цветов N= 256, то количество информации, необходимое для ее хранения (глубина цвета) в соответствии с формулой Р. Хартли, будет равно до I= 8 бит.

Компьютеры используют различные режимы графического отображения для отображения графической информации. Здесь следует отметить, что помимо графического режима работы монитора существует еще и текстовый режим, при котором экран монитора условно разбит на 25 строк по 80 символов в строке. Эти графические режимы характеризуются разрешением экрана монитора и качеством цвета (глубиной цвета).

Для реализации каждого из графических режимов экрана монитора необходим определенный информационный объем видеопамяти компьютера (V), который определяется из соотношения

где

ТО- количество точек изображения на экране монитора (К=А Б)

НО- количество горизонтальных точек на экране монитора

IN- количество точек по вертикали на экране монитора

I– количество информации (глубина цвета), т.е. количество бит на пиксель.

Так, если экран монитора имеет разрешение 1024 на 768 пикселей и палитру, состоящую из 65536 цветов, то

глубина цвета будет равна I = log 2 65 538 = 16 бит,

количество пикселей изображения будет равно K = 1024 x 768 = 786432

Требуемый информационный объем видеопамяти в соответствии будет равен V = 786432 16 бит = 12582912 бит = 1572864 байт = 1536 КБ = 1,5 МБ.

Файлы, созданные на основе растровой графики, предполагают хранение данных о каждой отдельной точке изображения. Отображение растровой графики не требует сложных математических расчетов, достаточно получить данные о каждой точке изображения (ее координаты и цвет) и отобразить их на экране монитора компьютера.

Выбирая цветы, каждый человек задумывается о том, сколько цветов должно быть в букете. Ведь кроме вида и оттенка растений большую роль в букете играет их количество. С помощью специальных разработок ученым удалось выяснить, что уже в V-VI веках до нашей эры наблюдалась определенная числовая символика. Этот факт говорит о том, что цифры имеют давно проверенное значение, поэтому к количеству цветов для подарка стоит отнестись серьезно.

Четные и нечетные числа

Согласно древним славянским традициям, четное количество цветов в букете имеет траурное значение и заряжает букет негативной энергией.

Поэтому на похороны, на могилы или памятники везут парную сумму. А вот жители восточных, европейских стран и США имеют на этот счет совершенно иную точку зрения. Их четное количество является символом удачи, счастья и любви.

Самое счастливое число в немецком букете – восемь, несмотря на то, что оно четное.

В США чаще всего дарят вместе 12 цветов. Жители Токио спокойно отреагируют, если вы подарите им по 2 цветка, главное не 4 - эта цифра считается для них символом смерти.

У японцев вообще свой язык растений, и каждое число имеет свое значение. Например, одна роза — это знак внимания, три — уважения, пять — любви, семь — страсти и обожания, девять — преклонения. Японцы преподносят букет из 9 цветов своим кумирам, а из 7 – любимым женщинам. В нашей стране также можно дарить четное количество растений, если их больше 15 в одном наборе.

Язык цветов

Мало кто знает, что язык цветов определяет количество бутонов в букете. Этот язык нужно знать и учитывать тому, кто делает подарок, чтобы не жалеть о своих поступках в будущем. Неожиданно для получателя имеет значение количество цветов в букете.

О чем говорят цифры

Исключением из правила, запрещающего дарить четное количество цветов, являются розы, их может быть даже два.

Для этих красивых растений существует отдельный язык, определяющий значение каждого из их чисел:

Как подарить девушке розу

Конечно, каждая женщина мечтает хотя бы раз в жизни получить от любимого большое количество роз, которое будет даже сложно сосчитать.

Но не всегда композиция из сотен элитных растений важнее в плане любви к избраннику, чем одна прекрасная красная роза, особенно если ее правильно преподать.

Не стоит заворачивать цветок в обертку, а также добавлять к нему лишние ветки и растения, это только удешевит его внешний вид.

Намного лучше будет смотреться роза, украшенная бархатной или атласной лентой. Иногда можно упаковать в прозрачную обертку, но только без лишнего блеска. То же самое можно сказать и о букете из трех бутонов. Если в наборе более 7 цветов, то их необходимо упаковать и перевязать ленточками, чтобы букет смотрелся красиво и не осыпался.

При заказе печати на упаковках рекомендуется наносить простые изображения для исполнения не более чем в один-три цвета. Стоит отметить, что при создании макета хорошим дизайнером это никак не отразится на качестве и восприятии рекламной информации, предоставляемой потребителем, а кроме того, уменьшит стоимость и сроки изготовления заказа. Также следует учитывать возможность комбинирования цветов в технологическом плане и подбирать соответствующее оборудование. Ведь не все наносимые изображения геометрически независимы друг от друга, часто некоторые цвета жестко связаны между собой и их нужно стыковать.

Если вам все же нужен рисунок с большим количеством разных цветов, то лучше использовать специальное оборудование, позволяющее выполнять полноцветную печать на пакетах. Принцип таких машин – наличие УФ-сушки, так как для полноцветной печати можно использовать только УФ-отверждаемые краски. Конечно, эта технология подразумевает не только высокую стоимость нанесения полноцветных изображений на упаковку, но и печать более крупных точек, поэтому не стоит ожидать такого качества картинки, как на бумаге.

Зайдите практически на любой форум фотографии, и вы обязательно наткнетесь на обсуждение преимуществ файлов RAW и JPEG.Одной из причин, по которой некоторые фотографы предпочитают формат RAW, является большая битовая глубина (глубина цвета)*, содержащаяся в файле. Это позволяет делать фотографии более высокого технического качества, чем то, что вы можете получить из файла JPEG.

*Битглубина(разрядность), или цветглубина(глубина цвета, по-русски это определение чаще используется) — количество битов, используемых для представления цвета при кодировании одного пикселя растровой графики или видеоизображения. Часто выражается в битах на пиксель (bpp). Википедия

Что такое глубина цвета?

Компьютеры (и устройства, управляемые встроенными компьютерами, такие как цифровые зеркальные камеры) используют двоичную систему. Двоичная нумерация состоит из двух цифр — 1 и 0 (в отличие от десятичной системы, включающей 10 цифр). Одна цифра в двоичной системе называется «бит» (англ. «бит», сокращение от «двоичная цифра», «двоичная цифра»).

Максимально возможное восьмибитное число – 1 111 1111, или 255 в десятичном формате. Это важное число для фотографов, поскольку оно присутствует во многих программах обработки изображений, а также в старых дисплеях.

Цифровая съемка

Каждый из миллионов пикселей на цифровой фотографии соответствует элементу (также называемому "пикселем") на датчике (массиве датчиков) камеры. Эти элементы при воздействии света генерируют небольшой электрический ток, который измеряется камерой и записывается в файл JPEG или RAW.

Файлы JPEG

Файлы JPEG записывают информацию о цвете и яркости для каждого пикселя в виде трех восьмизначных чисел, по одному для красного, зеленого и синего каналов (это те же самые цветовые каналы, которые вы видите при построении цветовой гистограммы в Photoshop). или на камеру).

Этот градиент был сохранен в 24-битном файле (8 бит на канал), что достаточно для передачи мягких цветовых градаций.

Этот градиент был сохранен как 16-битный файл. Как видите, 16 бит недостаточно для передачи мягкого градиента.

RAW-файлы

Файлы RAW назначают больше битов каждому пикселю (большинство камер имеют 12- или 14-битные процессоры). Больше битов означает больше чисел и, следовательно, больше тонов на канал.

Это не означает большее количество цветов — файлы JPEG уже могут записывать больше цветов, чем может воспринять человеческий глаз. Но каждый цвет сохраняется с гораздо более тонкой градацией тонов. В этом случае говорят, что изображение имеет большую глубину цвета. В таблице ниже показано, как битовая глубина соотносится с количеством оттенков.

Обработка внутри камеры

постобработка

Файл RAW отличается от JPEG тем, что содержит все данные, полученные датчиком камеры в течение периода экспозиции. Когда вы обрабатываете файл RAW с помощью программного обеспечения для преобразования RAW, программное обеспечение выполняет преобразование, аналогичное тому, что делает внутренний процессор камеры при съемке в формате JPEG. Разница в том, что вы задаете параметры внутри используемой вами программы, а те, что заданы в меню камеры, игнорируются.

Преимущество дополнительной разрядности файла RAW становится очевидным при постобработке. Файл JPEG стоит использовать, если вы не собираетесь выполнять какую-либо постобработку, а вам нужно просто установить экспозицию и все остальные настройки во время съемки.

Однако на самом деле большинству из нас хочется внести хотя бы несколько корректировок, даже если это просто яркость и контрастность. И это как раз тот момент, когда файлы JPEG начинают уступать. Благодаря меньшему количеству информации на пиксель при настройке яркости, контрастности или цветового баланса можно визуально разделить оттенки.

Результат наиболее заметен в областях с плавными и длинными переходами оттенков, например на голубом небе. Вместо мягкого градиента от светлого к темному вы увидите наслоение цветных полос. Этот эффект также известен как постеризация. Чем больше вы настраиваете, тем больше это проявляется на изображении.

С файлом RAW вы можете значительно изменить цветовой оттенок, яркость и контрастность, прежде чем заметите ухудшение качества изображения. Он также позволяет выполнять некоторые функции конвертера RAW, такие как настройка баланса белого и восстановление «переэкспонированных» областей (восстановление засветки).

Эта фотография была взята из файла JPEG. Даже при таком размере видны полосы на небе в результате постобработки.

При ближайшем рассмотрении на небе виден эффект постеризации.Работа с 16-битным файлом TIFF может устранить или, по крайней мере, свести к минимуму эффект полос.

16-битные файлы TIFF

Однако, если вы планируете выполнять постобработку в Photoshop, рекомендуется сохранить изображение как 16-битный файл. В этом случае изображение, полученное с 12- или 14-битного сенсора, будет «растянуто», чтобы заполнить 16-битный файл. После этого вы можете поработать над ним в Photoshop, зная, что дополнительная глубина цвета поможет вам добиться максимального качества.

Это изображение, которое я сделал с настройкой RAW+JPEG на камеру EOS 350D. Камера сохранила две версии файла: файл JPEG, обработанный процессором камеры, и файл RAW, содержащий всю информацию, записанную 12-битным датчиком камеры.

Здесь вы можете увидеть сравнение правого верхнего угла обработанного файла JPEG и файла RAW. Оба файла были созданы камерой с одинаковыми настройками экспозиции, и единственная разница между ними — глубина цвета. Мне удалось «вытянуть» в JPEG «переэкспонированные» детали, которые не различимы в файле RAW. Если бы я хотел продолжить работу с этим изображением в Photoshop, я мог бы сохранить его как 16-битный файл TIFF, чтобы обеспечить наилучшее качество изображения во время обработки.

Почему фотографы используют JPEG?

Тот факт, что не все профессиональные фотографы постоянно используют формат RAW, ничего не значит. Например, свадебные и спортивные фотографы часто работают с форматом JPEG.

Для свадебных фотографов, которые могут сделать тысячи кадров на свадьбе, это экономит время на постобработке.

Спортивные фотографы используют файлы JPEG, чтобы отправлять фотографии в свои фоторедакторы во время мероприятия. В обоих случаях скорость, эффективность и меньший размер файла формата JPEG делают его логичным для использования.

Глубина цвета на экранах компьютеров

Битовая глубина также относится к глубине цвета, которую способны отображать компьютерные мониторы. Читателю, использующему современные дисплеи, может быть трудно поверить в это, но компьютеры, которыми я пользовался в школе, могли воспроизводить только 2 цвета — белый и черный. «Обязательный» компьютер того времени — Commodore 64, способный воспроизводить целых 16 цветов. По информации из Википедии, продано более 12 единиц этого компьютера.


Компьютер Commodore 64. Фото Билла Бертрама

Файлы HDR

Многие из вас знают, что изображения с расширенным динамическим диапазоном (HDR) создаются путем объединения нескольких версий одного и того же изображения, снятых с разными настройками экспозиции. Но знаете ли вы, что программное обеспечение генерирует 32-битное изображение с более чем 4 миллиардами тональных значений на канал на пиксель — всего лишь скачок по сравнению с 256 тонами в файле JPEG.

Файлы True HDR не могут правильно отображаться на мониторе компьютера или на печатной странице. Вместо этого они обрезаются до 8- или 16-битных файлов с помощью процесса, называемого тональной компрессией, который сохраняет характеристики исходного изображения с высоким динамическим диапазоном, но позволяет воспроизводить его на устройствах с узким динамическим диапазоном.

Заключение

Пиксели и биты — это основные элементы для создания цифрового изображения. Если вы хотите получить максимально возможное качество изображения с камеры, вам необходимо понимать концепцию глубины цвета и причины, по которым формат RAW обеспечивает наилучшее качество изображения.

Решение задач по кодированию графической информации.

Растровая графика.

Векторная графика.

Введение

Данное электронное пособие содержит группу заданий по теме «Кодирование графической информации». Коллекция заданий разделена на типы заданий по заданной теме. Каждый вид заданий рассматривается с учетом дифференцированного подхода, т. е. рассматриваются задания минимального уровня (оценка «3»), общего уровня (оценка «4»), продвинутого уровня (оценка «5»). Данные задания взяты из различных учебников (список прилагается). Подробно рассматриваются решения всех задач, даются методические рекомендации по каждому типу задач, дается краткий теоретический материал. Для удобства руководство содержит ссылки на закладки.

Растровая графика.

<р>1. Определение объема видеопамяти.

<р>2. Определение разрешения экрана и настройка графического режима.

1. Определение объема видеопамяти

В задачах этого типа используются следующие понятия:

· объем видеопамяти

· графический режим,

· глубина цвета,

· разрешение экрана,

Во всех подобных задачах нужно найти ту или иную величину.

Видеопамять - это специальная оперативная память, в которой формируется графическое изображение. Другими словами, чтобы картинка попала на экран монитора, ее надо где-то хранить. Вот для чего нужна видеопамять. Чаще всего его значение составляет от 512 Кб до 4 Мб для лучших ПК с 16,7 млн ​​цветов.

Объем видеопамяти рассчитывается по формуле: V=I*X*Y, где I — глубина цвета одной точки, x,Y — размеры экрана по горизонтали и вертикали (произведение x и y — разрешение экрана) .

Экран дисплея может работать в двух основных режимах: текстовом и графическом.

В графическом режиме экран делится на отдельные светящиеся точки, количество которых зависит от типа дисплея, например 640 по горизонтали и 480 по вертикали. Светящиеся точки на экране обычно называют пикселями, их цвет и яркость могут различаться. Именно в графическом режиме все сложные графические изображения, созданные компьютером, появляются на экране компьютера. специальные программы, управляющие настройками каждого пикселя на экране. Графические режимы характеризуются такими показателями, как:

- разрешение (количество точек, с которым изображение воспроизводится на экране) - в настоящее время типовые уровни разрешения составляют 800*600 точек или 1024*768 точек. Однако для мониторов с большой диагональю можно использовать разрешение 1152*864 пикселей.

- глубина цвета (количество бит, используемое для кодирования цвета точки), например, 8, 16, 24, 32 бита. Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки, Тогда количество отображаемых на экране монитора цветов можно рассчитать по формуле K=2 I, где K- количество цветов I– глубина цвета или разрядность.

Кроме вышеперечисленных знаний, учащийся должен иметь представление о палитре:

- палитра (количество цветов, которые используются для воспроизведения изображения), например 4 цвета, 16 цветов, 256 цветов, 256 оттенков серого, 216 цветов в режиме High color или 224, 232 цвета в режиме True цветовой режим.

Учащийся также должен знать взаимосвязь между единицами информации, уметь переводить из мелких единиц в более крупные, Кбайты и Мбайты, пользоваться обычным калькулятором и Wise Calculator.

Уровень "3"

1. Определить необходимый объем видеопамяти для разных графических режимов экрана монитора, если известна глубина цвета на одну точку. (2.76)

Глубина цвета (бит на точку)

<р>1. Всего точек на экране (разрешение): 640 * 480 = 307200
2. Требуемый объем видеопамяти V= 4 бит * 307200 = 1228800 бит = 153600 байт = 150 Кб.
3. Аналогично рассчитывается необходимое количество видеопамяти для других графических режимов. При расчетах учащийся использует калькулятор для экономии времени.

Читайте также: