Во сколько раз увеличится информационная емкость файла, содержащего растровое изображение, если
Обновлено: 02.07.2024
Растровое изображение – это массив битов, определяющий цвет каждого пикселя в прямоугольном массиве пикселей. Количество битов, выделенных для отдельного пикселя, определяет количество цветов, которые можно назначить этому пикселю. Например, если каждый пиксель представлен 4 битами, то данному пикселю можно присвоить один из 16 различных цветов (2^4 = 16). В следующей таблице показано несколько примеров количества цветов, которое может быть назначено пикселю, представленному заданным количеством битов.
| Бит на пиксель | Количество цветов, которые можно назначить пикселю |
|---|---|
| 1 | 2^1 = 2 |
| 2 | 2^2 = 4 |
| 4 | 2^4 = 16 |
| 8 | 2^8 = 256 |
| 16 | 2^16 = 65 536 |
| 24 | 2^24 = 16, 777, 216 |
Файлы на диске, в которых хранятся растровые изображения, обычно содержат один или несколько информационных блоков, в которых хранится такая информация, как количество битов на пиксель, количество пикселей в каждой строке и количество строк в массиве. Такой файл может также содержать таблицу цветов (иногда называемую цветовой палитрой). Таблица цветов сопоставляет числа в растровом изображении с определенными цветами. На следующем рисунке показано увеличенное изображение вместе с его растровым изображением и таблицей цветов. Каждый пиксель представлен 4-битным числом, поэтому в таблице цветов 2^4 = 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.
Посмотрите на пиксель в строке 3 столбца 5 изображения. Соответствующее число в растровом изображении — 1. Таблица цветов говорит нам, что 1 представляет красный цвет, поэтому пиксель красный. Все элементы в верхней строке растрового изображения равны 3. Таблица цветов говорит нам, что 3 представляет синий цвет, поэтому все пиксели в верхней строке изображения синие.
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 индексированного палитрой. Некоторые растровые изображения не нуждаются в таблице цветов. 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 соответствует белому цвету, FF0000 — красному, 00FF00 — зеленому, а 0000FF — синему.
Форматы графических файлов
Существует множество стандартных форматов для сохранения растровых изображений в файлах. Windows GDI+ поддерживает форматы графических файлов, описанные в следующих абзацах.
Растровое изображение (BMP)
BMP – это стандартный формат, используемый Windows для хранения изображений, не зависящих от устройств и приложений. Количество битов на пиксель (1, 4, 8, 15, 24, 32 или 64) для данного файла BMP указывается в заголовке файла. Распространены файлы BMP с 24 битами на пиксель.
Формат обмена графикой (GIF)
GIF – это распространенный формат изображений, отображаемых 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. Цветные изображения JPEG хранят 24 бита на пиксель, поэтому они способны отображать более 16 миллионов цветов. Существует также формат JPEG в градациях серого, который хранит 8 бит на пиксель. Файлы JPEG не поддерживают прозрачность или анимацию.
Уровень сжатия изображений JPEG можно настроить, 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 штриховых 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. 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, имеют расширение .jpg.
Заменяемый файл изображения (Exif)
Exif — это формат файлов, используемый для фотографий, сделанных 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. В файле PNG также может храниться значение альфа-канала для каждого пикселя, указывающее, в какой степени цвет этого пикселя смешивается с цветом фона.
PNG лучше, чем GIF, в возможности прогрессивного отображения изображения; то есть для отображения все более и более точных приближений изображения по мере его поступления по сетевому соединению. Файлы PNG могут содержать информацию о коррекции гаммы и цветокоррекции, чтобы изображения можно было точно отображать на различных устройствах отображения.
Тегировать формат файла изображения (TIFF)
TIFF – это гибкий и расширяемый формат, поддерживаемый множеством 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 (производитель сканера, хост-компьютер, тип сжатия, ориентация, выборка на пиксель и т. д.), может храниться в файле и систематизироваться с помощью тегов. При необходимости формат TIFF можно расширить путем утверждения и добавления новых тегов.
Этот документ служит начальным введением в растровые изображения, поскольку они используются в компьютерной графике.
Определение
Растровые изображения определяются как регулярная прямоугольная сетка ячеек, называемых пикселями, каждый пиксель содержит значение цвета. Они характеризуются всего двумя параметрами: количеством пикселей и информативностью (глубина цвета) на пиксель. К растровым изображениям применяются и другие атрибуты, но они являются производными от этих двух основных параметров.
Обратите внимание, что растровые изображения всегда ориентированы горизонтально и вертикально. Пиксели следует считать квадратными, хотя на практике они могут иметь другие соотношения сторон.
В большинстве случаев растровые изображения используются для представления изображений на компьютере. Например, следующее растровое изображение имеет 397 пикселей по горизонтали и 294 пикселя по вертикали, и каждый пиксель содержит значение серого из 256 возможных оттенков серого.
Цветовая "глубина"
Каждый пиксель растрового изображения содержит определенную информацию, обычно интерпретируемую как информация о цвете. Информационное содержание всегда одинаково для всех пикселей в конкретном растровом изображении. Количество информации о цвете может быть любым, которое требуется приложению, но есть некоторые стандарты, основные из которых описаны ниже.
1 бит (черно-белое)
Это наименьший возможный информационный контент, который может храниться для каждого пикселя. Полученное растровое изображение называется монохромным или черно-белым. Пиксели с 0 считаются черными, пиксели с 1 — белыми. Обратите внимание, что хотя возможны только два состояния, их можно интерпретировать как любые два цвета: 0 соответствует одному цвету, 1 — другому цвету.
8-битные оттенки серого
В этом случае каждый пиксель занимает 1 байт (8 бит) памяти, что приводит к 256 различным состояниям. Если эти состояния отображаются на шкале оттенков серого от черного к белому, растровое изображение называется изображением в градациях серого. По соглашению 0 обычно черный, а 255 белый. Уровни серого — это числа между ними, например, в линейной шкале 127 соответствует уровню серого 50 %.
В любом конкретном приложении диапазон значений серого может быть любым. Чаще всего уровни 0–255 сопоставляются со шкалой 0–1, но некоторые программы сопоставляют их со шкалой 0–65535 (см. спецификацию цветов Apple). системы в качестве примера).
Это следующий шаг по сравнению с 8-битным серым, теперь каждому красному, зеленому и синему компонентам выделяется 8 бит. В каждом компоненте значение 0 относится к отсутствию вклада этого цвета, 255 относится к полностью насыщенному вкладу этого цвета. Поскольку каждый компонент имеет 256 различных состояний, всего возможно 16777216 цветов.
Идея цветового пространства RGB является фундаментальной концепцией компьютерной графики. В пространстве RGB любой цвет представлен точкой внутри цветового куба с ортогональными осями r,g,b.
Обратите внимание, что значения серого образуют прямую линию от черного к белому вдоль диагонали куба, r = g = b.
8-битный индексированный цвет
Индексированный цвет — это более экономичный способ хранения цветных растровых изображений без использования 3 байтов на пиксель. Как и в 8-битных серых растровых изображениях, с каждым пикселем связан один байт, только теперь значение в этом байте больше не является значением цвета, а является индексом в таблице цветов, называемой палитрой или таблицей цветов.
Существует ряд интересных атрибутов такой системы индексации цветов. Если в изображении менее 256 цветов, то это растровое изображение будет того же качества, что и 24-битное растровое изображение, но оно может храниться с одной третью данных. Интересных цветовых и анимационных эффектов можно добиться, просто изменив палитру. Это немедленно изменяет внешний вид растрового изображения, а при тщательном проектировании может привести к преднамеренным изменениям внешнего вида растрового изображения.
Распространенной операцией, которая уменьшает размер больших 24-битных растровых изображений, является преобразование их в индексированные цвета с оптимизированной палитрой, то есть палитрой, которая наилучшим образом представляет цвета, доступные в растровом изображении.
4-битный индексированный цвет
Это идентично 8-битному цвету, за исключением того, что теперь для индекса используется только половина байта, 4 бита. Это поддерживает таблицу до 16 цветов.
Обычно это то же самое, что и 24-битный цвет, но с дополнительным 8-битным растровым изображением, известным как альфа-канал. Этот канал можно использовать для создания замаскированных областей или представления прозрачности.
Как правило, это прямая система с 5 битами на компонент цвета и 1 битным альфа-каналом.
Разрешение
Разрешение — это атрибут растрового изображения, который необходим при визуальном просмотре или печати растровых изображений, поскольку пиксели сами по себе не имеют явных размеров. Разрешение обычно указывается в пикселях на дюйм, но может быть выражено в любой другой единице измерения. В большинстве процессов печати используются единицы измерения пикселей на дюйм (DPI) по историческим причинам. На устройствах с nn прямоугольными пикселями разрешение может быть указано двумя числами: горизонтальное и вертикальное разрешение.
Концепция независимости разрешения от информационного содержания растрового изображения очень важна, поскольку при постоянной глубине цвета информационное содержание между различными растровыми изображениями связано только с количеством пикселей по вертикали и горизонтали. Однако качество при отображении или печати растрового изображения зависит от разрешения. Поскольку разрешение определяет размер пикселя, его также можно использовать для изменения размера всего изображения.
В качестве примера рассмотрим одно растровое изображение размером 200 пикселей по горизонтали и 100 пикселей по вертикали. Если бы это растровое изображение было напечатано с разрешением 100 точек на дюйм, оно имело бы размеры 2 дюйма на 1 дюйм. Однако если тот же растровый рисунок был напечатан с разрешением 200 точек на дюйм, его размеры будут составлять всего 1 дюйм на полдюйма.
Всякий раз, когда растровое изображение отображается на мониторе компьютера, необходимо учитывать разрешение. Большинство компьютерных мониторов имеют диапазон разрешения от 60 точек на дюйм для низкого разрешения до 120 точек на дюйм для дисплеев с высоким разрешением. Как и в случае с печатными материалами, чем выше разрешение, тем менее очевидна пиксельная природа растрового изображения.
В качестве еще одного примера, следующие два изображения идентичны по информационному содержанию, однако они имеют разное разрешение и, следовательно, разные размеры в пикселях. Меньшее — 80DPI, большее — 30DPI.Пиксели гораздо более заметны в увеличенной версии.
Это еще не все, что касается представления растровых изображений на физических устройствах, поскольку разные устройства имеют разные возможности глубины цвета.
Преобразование глубины цвета.
Очень часто необходимо представить растровое изображение с одной глубиной цвета на устройстве с различными возможностями глубины цвета. Конечно, если целевое устройство имеет лучший цвет, чем растровое изображение, тогда нет проблем, поскольку растровое изображение может быть точно представлено. В обратной ситуации, когда адресат имеет другие и более низкие возможности, растровое изображение должно быть преобразовано во что-то, что дает наилучшее возможное представление.
В качестве примера рассмотрим проблему представления изображений в оттенках серого на монохромных (черно-белых) устройствах. Это достигается за счет использования переменного количества черных и белых пикселей для представления уровня серого. К счастью, черно-белое устройство обычно имеет гораздо более высокое разрешение, чем растровое изображение, поэтому для создания аппроксимации оттенков серого доступно несколько пикселей. Предположим, что растровое изображение в оттенках серого с разрешением 75 точек на дюйм будет отображаться на черно-белом принтере с разрешением 300 точек на дюйм. Существует матрица из черно-белых пикселей 4 x 4, которую можно использовать для представления каждого пикселя в оттенках серого.
Существует ряд методов, которые можно использовать для формирования соответствующего расположения черных и белых пикселей, один из которых называется дизерингом. Даже при использовании дизеринга существует множество возможных алгоритмов для определения расположения пикселей с дизерингом. Ниже показано изменение уровня серого с соответствующими черно-белыми примерами дизеринга (значительно увеличенными) с использованием шаблонного и диффузионного дизеринга.
Как уже упоминалось, существуют другие методы преобразования растровых изображений с высокой глубиной цвета в растровые изображения с меньшей глубиной цвета, но с более высоким разрешением. Такой метод, используемый в полиграфии, называется растрированием. Экранирование здесь обсуждаться не будет, за исключением того, что оно аппроксимирует уровни серого с помощью объектов разного размера (размер объекта пропорционален уровню серого). Объекты располагаются в регулярной матрице, расположенной под некоторым углом к горизонтали. Наиболее часто используемыми объектами изображения являются точки, линии и прямоугольники. Ниже показано изменение уровня серого с соответствующими черно-белыми примерами растрирования (сильно увеличенными) с использованием точечных и линейных растровых изображений.
Приведенное выше обсуждение и примеры преобразования глубины цвета относятся к изображениям в оттенках серого. Преобразование изображений с высокой глубиной цвета в изображения с низкой глубиной цвета не отличается по своей концепции. Как правило, процесс выполняется трижды, по одному для каждого компонента цвета.
Хранилище растровых изображений
Самый простой способ хранения растрового изображения — просто перечислить информацию о растровом изображении байт за байтом, строка за строкой. Файлы, сохраненные этим методом, часто называют файлами RAW. Объем дискового пространства, необходимый для любого растрового изображения, легко подсчитать, учитывая размеры растрового изображения (N x M) и глубину цвета в битах (B). Формула для размера файла в килобайтах:
где N и M — количество пикселей по горизонтали и вертикали, B — количество битов на пиксель. В следующей таблице показаны размеры файлов некоторых типов растровых изображений, если они хранятся в формате RAW.
Как видно из этой таблицы, большие 24-битные изображения приводят к очень большим файлам, поэтому сжатие становится важным. Существует большое количество форматов файлов, используемых для хранения сжатых растровых изображений, от самых простых до очень сложных. Сложные форматы существуют из-за очень больших файлов растровых изображений, которые существовали бы, если бы не использовалось сжатие. Существует две широкие категории форматов сжатых файлов: форматы без потерь (отлично сохраняют растровые изображения) и форматы с потерями. Ниже показана основная иерархия методов сжатия.
Самый грубый способ уменьшить размер растровых файлов — уменьшить информацию о цвете. Это называется уменьшением битов или квантованием. Например, можно преобразовать 24-битные растровые изображения в 8-битные индексированные растровые изображения, используя сглаживание для имитации потерянных цветов. Наиболее распространенным форматом с потерями на сегодняшний день является JPEG, описание того, как он работает, выходит далеко за рамки этого обсуждения. Его главное преимущество заключается в том, что он может предложить гораздо лучшую степень сжатия, чем форматы без потерь. Например, рассмотрим следующее растровое изображение, исходный размер которого составляет 500 x 350 пикселей при 24-битном цвете. Используя приведенную ранее формулу, размер несжатого файла составляет 500 x 350 x 24/8/1024 = 513 КБ
Сохраненный в оттенках серого (уменьшение битовой глубины) файл имеет размер 171 КБ (в 3 раза меньше), сохраненный и сжатый с использованием RLE — 388 КБ (75 % от исходного), сохраненный с использованием сжатия LZW — 188 КБ (36 % от исходного ), сохраненный в формате JPEG, составляет 30 КБ (коэффициент сжатия 17:1).
Ниже приводится описание простейшего метода сжатия без потерь, называемого кодированием длин серий (RLE), который используется с хорошим эффектом для растровых изображений, содержащих всего несколько цветов.Рассмотрим следующее маленькое 8-битное изображение размером 17 x 10 пикселей.
Если бы это было сохранено в формате RAW, потребовалось бы 16 байтов на строку для всех 10 строк. Однако первые две строки имеют одинаковый уровень, поэтому более эффективно просто сохранять количество одинаковых цветов в серии вместе с цветом серии. Для первых двух строк вместо 16 байт требуется всего по 2 байта на каждую.
В необработанном формате первые три строки будут
При использовании кодирования длин серий первые три строки будут
Хотя в реальных реализациях RLE задействовано больше деталей, чем описано здесь, это основной принцип кодирования длин серий. Чтобы RLE достигла некоторой степени сжатия, должны быть прогоны одного и того же цвета, по этой причине он вряд ли будет полезен для цветных изображений, таких как 24-битные фотографии.
Компьютеры ничего не знают об изображениях, тоне, цвете, правде, красоте или искусстве. Это просто очень сложные арифмометры, которые пересчитывают числа. К счастью, вам не нужно изучать шестнадцатеричную или двоичную математику, чтобы использовать Photoshop, но если вам не нравится сильно пикселизированный вывод и дико непредсказуемые цветовые сдвиги, вы действительно хотите понять важные уроки об изображениях, которые авторы Брюс Фрейзер и Дэвид Блатнер изложили в своей книге. эта глава.
Эта глава из книги
Эта глава из книги
Эта глава из книги
Компьютеры ничего не знают об изображениях, тоне, цвете, правде, красоте или искусстве. Это просто очень сложные арифмометры, которые пересчитывают числа. Каждая часть данных, которые мы храним на компьютере, состоит из чисел. Все команды, которые мы отправляем компьютеру, переводятся в числа. Даже этот текст, который я печатаю, состоит из цифр.
К счастью, вам не нужно изучать шестнадцатеричные или двоичные числа, чтобы использовать Photoshop — мы живем доказательством этого, но если вы хотите взять Photoshop под свой контроль, а не крутиться и время от времени добиваться успеха результаты по счастливой случайности, вам нужно понимать основные концепции, которые Photoshop и другие графические редакторы используют для представления фотографий с помощью чисел.
Мы постараемся сделать его простым и без формул (компьютер сделает за вас математику), но если вам не нравится сильно пикселизированный вывод и крайне непредсказуемые цветовые сдвиги, вы действительно хотите усвоить важные уроки об изображениях, которые мы выкладываем. в этой главе.
Пиксели и пути
Когда вы переходите к мельчайшим деталям, есть два основных способа заставить компьютеры отображать изображения. В терминологии Photoshop различие проводится между пикселями и путями. Другие термины, которые вы можете услышать, это «растр» (растры — это строки или линии, а не регги) и «вектор». Мы называем объекты, состоящие из пикселей, «изображениями», а материалы, состоящие из векторов, — «произведениями искусства».
Изображения в пикселях
Изображения — это просто наборы точек (мы называем их пикселями или точками выборки), расположенными в большой сетке. Пиксели могут быть разных цветов, и количество пикселей может варьироваться. Неважно, что это за картина — будь то модернистский рисунок жирафа или фотография вашей матери — она всегда описывается с помощью множества пикселей. Это единственный способ передать мелкие детали и тонкие градации фотореалистичных изображений.
Почти каждое изображение поступает из одного из трех источников: устройств захвата (таких как сканеры, цифровые камеры или видеокамеры), программ для рисования и редактирования изображений (таких как Photoshop) или программ для захвата экрана (таких как Snapz Pro). , операционная система и множество других). Если вы создаете документ с помощью любого из этих инструментов, это изображение.
Векторное изображение
Векторное изображение, также известное как объектно-ориентированная графика, одновременно и сложнее, и проще, чем пиксельное изображение. С одной стороны, вместо того, чтобы описывать прямоугольник с тысячами (или миллионами) точек, векторная графика просто говорит: «Нарисуй вот такой большой прямоугольник и помести его сюда». Ясно, что это гораздо более эффективный и компактный метод описания некоторых видов искусства. Векторная графика может включать множество различных типов объектов, включая линии, прямоугольники, круги, кривые, многоугольники и текстовые блоки. И все эти элементы могут иметь различные атрибуты: толщину линии, форматирование шрифта, цвет заливки, градуированную заливку и т. д.
Если использовать аналогию, векторная графика похожа на указания, говорящие: "Пройдите три квартала по улице, поверните налево на 7-11 и пройдите еще пять кварталов", а пиксельные изображения, скорее, говорят: "Пройдите шаг. Теперь сделайте еще один шаг. И еще один». По своей сути Photoshop — это инструмент для работы с пикселями, но каждая итерация предлагала больше поддержки для включения векторных элементов, которые сохраняют свои объектно-ориентированные характеристики, такие как формы или тип, и вы также можете использовать векторные элементы в качестве выделений и масок на пиксельных изображениях.
Вне Photoshop векторную графику получают из двух основных источников: программ для рисования (таких как Adobe Illustrator) и программ автоматизированного проектирования (САПР). Вы также можете получить векторную графику из других программ, например из программы для построения графиков.
Слова, слова, слова
Хотя терминология может не мешать вам спать по ночам, мы, писатели, должны беспокоиться о таких вещах. На самом деле, один из наших первых споров при написании этой книги касался термина bitmap.
Брюс утверждает, что, строго говоря, растровые изображения — это только черно-белые изображения. Вот как Photoshop использует этот термин. Он предпочитает описывать изображения, состоящие из цветных точек, как растровые изображения (слово «растр» относится к группе линий — в данном случае, линий пикселей — которые вместе составляют изображение). Дэвид считает, что только люди, которые носят карманные протекторы (они есть у некоторых его лучших друзей), будут использовать слово «растр». В течение многих лет мы шли на компромисс, используя термин «растровые изображения», что привело к множеству предложений, по крайней мере, с одной деревянной ногой. Поэтому в этом издании мы называем документы, состоящие из пикселей, «изображениями», а документы, состоящие из векторов, — «произведениями искусства».
Еще одна проблема, с которой мы столкнулись, заключается в том, как назвать все эти маленькие точки на изображении. Как мы упоминали ранее, когда мы говорим о точках на изображении, нам нравится называть их пикселями, выборками или выборками.. р>
Выражение "точки выборки" происходит от того, что делает сканер: он производит выборку изображения, проверяя, какой цвет или уровень серого он находит, каждую трехсотую долю дюйма, каждую сотую долю дюйма или что-то еще. Но в настоящее время многие изображения снимаются цифровой камерой, а не сканируются, что делает концепцию точек выборки более сомнительной. Пиксель — это более общий термин, поскольку он определяет наименьший «элемент изображения» в изображении. Некоторые до сих пор называют пиксели pels. Они могут не носить карманные протекторы, но почти наверняка где-то в прошлом у них были неестественно близкие отношения с мейнфреймом IBM.
Когда мы говорим о сканировании или распечатке изображения, мы говорим о выборках или пикселях на дюйм (хотя выборки ближе к реальности, все, кого мы знаем, используют последнее, или ppi). ); и когда мы говорим о разрешении растрового изображения, сохраненного на диске, мы просто говорим об общем количестве пикселей. Обратите внимание, что многие люди используют "точек на дюйм" (dpi) для любого разрешения. Мы оставляем за собой термин "количество точек на дюйм", когда речь идет о принтерах и фотонаборных устройствах, которые на самом деле создают точки на бумаге или пленке.
Мы используем термин "пиксели" для обозначения еще одного параметра: разрешения экрана. Но чтобы внести ясность, мы всегда пытаемся указать "пиксели экрана" или "пиксели изображения".
Перейти черту
Различие между изображениями и графическими объектами иногда становится размытым, поскольку векторные графические объекты могут включать пиксельные изображения как самостоятельные объекты. Например, вы можете поместить снимок с цифровой камеры в иллюстрацию Adobe Illustrator. Изображение действует как объект на странице, как прямоугольник или овал. Вы можете вращать его, деформировать и масштабировать, но вы не можете войти в изображение и изменить пиксели.
Файл векторного изображения может включать в себя пиксельное изображение в качестве единственного объекта. В этом случае файл представляет собой изображение, которое можно открыть для редактирования в приложении для рисования или редактирования пикселей. Хорошим примером этого являются файлы Photoshop PDF (Portable Document Format). Хотя PDF обычно представляет собой векторный формат файла, в Photoshop можно создать только пиксельный PDF-файл.
Чтобы устранить путаницу, Photoshop позволяет включать векторные элементы в пиксельные изображения либо как отдельные объекты (например, текст), либо как обтравочные контуры. Обтравочный контур в изображении невидим; он действует как формочка для печенья, позволяя создавать изображения неправильной формы, такие как изображения силуэтов продуктов, которые вы часто видите в рекламе (см. «Обрезка контуров» в главе 12, Основные приемы работы с изображениями).
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 в виде числа 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 размером 8 x 10 дюймов с помощью камеры с разрешением 6 или 8 мегапикселей, но для получения отпечатков 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.
Читайте также: