Что такое растровый пиксель
Обновлено: 16.06.2024
В чем разница между растром и вектором? Это распространенный вопрос, который задают начинающие дизайнеры, веб-мастера, маркетологи и другие люди, которые создают и печатают иллюстрации. Пришло время уточнить разницу между растровыми и векторными изображениями.
Продолжайте читать, чтобы стать экспертом по растровым и векторным изображениям!
1 Что такое растровое изображение?
Растровые изображения, ]]> также известные как растровые изображения, ]]> состоят из отдельных цветных пикселей. Каждый цветовой пиксель влияет на общее изображение.
Растровые изображения можно сравнить с картинами пуантилистов, состоящими из отдельных цветных точек. Каждая точка краски на картине пуантилиста может представлять собой один пиксель растрового изображения. Если рассматривать как отдельную точку, это просто цвет; но если смотреть в целом, цветные точки составляют яркую и детализированную картину. Пиксели растрового изображения работают таким же образом, что обеспечивает высокую детализацию и попиксельное редактирование.
Растровые изображения способны отображать сложные многоцветные визуальные эффекты, включая мягкие цветовые градиенты. Цифровые камеры создают растровые изображения, и все фотографии, которые вы видите в печати и в Интернете, являются растровыми изображениями.
Существуют различные типы растровых файлов: ]]> JPG ]]> , ]]> GIF ]]> и ]]> PNG ]]> являются примерами, и ]]> каждый тип файла имеет свои особенности ] ]> .
Растровые изображения идеально подходят для редактирования фотографий и создания цифровых рисунков в таких программах, как ]]> Photoshop ]]> и ]]> GIMP ]]> , и их можно сжимать для хранения и оптимизированных для Интернета изображений.
То, как вы можете использовать данное растровое изображение, зависит от его размера и качества. Качество часто определяется тем, сколько пикселей содержится в дюйме, выраженном в пикселях на дюйм или ppi; а также общие размеры изображения, также выраженные в пикселях (например, 5000 пикселей в ширину и 2 500 пикселей в высоту).
Чем больше значение ppi и размеры, тем выше качество. Например, для большинства проектов печати изображения должны иметь разрешение не менее 300 пикселей на дюйм.
Допустим, вы печатаете брошюру и вам нужно фоновое изображение, которое занимало бы всю развернутую внутреннюю часть: 8,5 x 11 дюймов. Ваше фоновое изображение должно быть не менее 2550 пикселей в ширину (8,5 дюймов) на 3 300 пикселей в высоту (11 дюймов) с разрешением 300 пикселей на дюйм.
Что-то меньшее, и качество будет принесено в жертву, так как растровые изображения нельзя масштабировать до больших размеров. Когда они масштабируются, качество теряется, и они становятся размытыми, поскольку каждый пиксель становится больше или программное обеспечение для редактирования фотографий пытается скомпрометировать его, добавляя цветные пиксели.
Хотя растровые изображения нельзя увеличить, их можно уменьшить; что обычно имеет место для веб-изображений, часто сохраняемых в меньших размерах и с разрешением 72 или 96 пикселей на дюйм.
Хотите создать удивительный дизайн визитной карточки, не беспокоясь о векторных и растровых изображениях? Создайте свою собственную визитную карточку онлайн с помощью наших бесплатных шаблонов визитных карточек и онлайн-инструмента дизайна!
< бр />
Выберите шаблон визитной карточки
2 Что такое векторное изображение?
В отличие от растровой графики, которая состоит из цветных пикселей, организованных для отображения изображения, векторная графика состоит из контуров, каждый из которых имеет математическую формулу (вектор), которая сообщает контуру его форму и цвет, которым он ограничен. или заполнено.
Поскольку математические формулы определяют способ визуализации изображения, векторные изображения сохраняют свой внешний вид независимо от размера. Их можно масштабировать бесконечно. Векторные изображения можно создавать и редактировать в таких программах, как ]]> Illustrator ]]> , ]]> CorelDraw ]]> и ]]> InkScape ]]> (не волнуйтесь, эти визуальные редакторы сделают математику за вас) .
Хотя векторы можно использовать для имитации фотографий, они лучше всего подходят для дизайнов, в которых используются простые однотонные цвета. Векторные изображения состоят из фигур, и каждая фигура имеет свой цвет; таким образом, векторы не могут достичь цветовых градиентов, теней и затенения, которые могут быть у растровых изображений (их можно имитировать, но для этого требуется растеризация части изображения, что означает, что это не будет настоящий вектор). ]]> Настоящая векторная графика состоит из штриховых рисунков, ]]> иногда называемых вайрфреймами, которые заполнены цветом.
Поскольку векторы можно бесконечно масштабировать без потери качества, они ]]> отлично подходят для логотипов ]]> , иллюстраций, гравюр, офортов, иллюстраций продуктов, вывесок и вышивки. Векторы не следует использовать для цифровых рисунков или редактирования фотографий; однако они идеально подходят для таких проектов, как печать наклеек без фотографий.
Важно отметить, что, за исключением формата ]]> SVG ]]>, векторы должны быть растрированы, прежде чем их можно будет использовать в Интернете.
< бр />
Начните прямо сейчас!
Чем отличаются растровые изображения и векторная графика?
Мы рассмотрели основные различия, преимущества и недостатки растровой и векторной графики в их соответствующих пояснениях; теперь давайте разберем их для сравнения. Вот три наиболее важных различия между растром и вектором.
1. Пиксели против математики
Поскольку растровые изображения состоят из цветных пикселей, формирующих изображение, их нельзя масштабировать без ущерба для качества. Если вы увеличите растр, он превратится в пиксели или станет размытым. Чем ниже его разрешение (пикселей на дюйм), тем меньше должно быть изображение, чтобы сохранить качество.
Напротив, математические уравнения, лежащие в основе векторов, пересчитываются при изменении их размера; таким образом, вы можете бесконечно масштабировать векторную графику и сохранять четкие, острые края.
Разницу легко увидеть, если увеличить масштаб растра по сравнению с вектором; вы можете видеть отдельные пиксели в растровом файле, но вектор все еще гладкий. С векторами разрешение не имеет значения.
Растровые изображения могут отображать множество цветов в одном изображении и позволяют редактировать цвета помимо векторного изображения. Они могут отображать более тонкие нюансы света и тени при правильном разрешении. Векторные изображения масштабируются, так что одно и то же изображение можно создать один раз и бесконечно изменять его размер для приложения любого размера — от визитной карточки до рекламного щита.
2. Реалистичная графика
Хотя вектор можно сделать похожим на фотографию, мельчайшие нюансы смешивания цветов, теней, теней и градиента делают невозможным получение реалистичного представления фотографии с помощью векторов. Даже если бы это было возможно, процесс был бы мучительно утомительным, так как каждое изменение цвета требовало бы создания новой формы.
К векторам можно добавлять растровые эффекты, но это не то же самое, что настоящий вектор, и такие факторы, как масштабируемость и разрешение, становятся факторами, которые следует учитывать.
С другой стороны, растеризованные изображения идеально подходят для воспроизведения реалистичной графики: визуально идеальных цветовых сочетаний, оттенков, градиентов и теней. Конечно, в отличие от векторов, они по-прежнему ограничены размером и разрешением.
3.Тип и размер файла
К наиболее распространенным типам растровых файлов относятся JPG, GIF, PNG, TIF, BMP и PSD. Наиболее распространенными типами векторных файлов являются AI, CDR и SVG. И растры, и векторы могут быть представлены в форматах EPS и PDF, при этом программное обеспечение, создавшее файл, определяет, является ли он растровым или векторным файлом.
Распространенные программы для создания и редактирования векторной графики включают Adobe Illustrator, CorelDraw и InkScape. Наиболее популярными растровыми редакторами являются Photoshop (с ограниченными возможностями векторной графики) и GIMP.
Поскольку растровые изображения должны содержать всю информацию, необходимую для визуализации изображения (пиксели, цвета, расположение пикселей и т. д.), они могут иметь большие размеры файлов — и чем выше разрешение и размер, тем больше файл.< /p>
Сжатие может помочь уменьшить размер этих файлов, но по сравнению с векторами растры занимают много места. Почему? Поскольку векторы основаны на вычислениях, выполняемых загружающими их программами, единственная информация, которую они должны содержать, — это их математические формулы.
В этой таблице сравниваются некоторые различия, преимущества (плюсы) и недостатки (минусы) растровых и векторных изображений.
3 Когда следует использовать растр или вектор?
Растровые изображения лучше всего подходят для фотографий, а векторные — для логотипов, иллюстраций, гравюр, офортов, иллюстраций продуктов, вывесок и вышивки. Некоторые сравнивают растровые изображения с картинами, а векторы с рисунками; если ваш проект требует сложных цветовых переходов, например, в живописи, растровый формат является предпочтительным; если в вашем проекте требуются масштабируемые формы и сплошные цвета, например, в рисовании, вектор — лучший выбор.
Многие проекты объединяют растровые и векторные изображения: брошюра, например, может включать корпоративный логотип (вектор) и фотографию довольных клиентов (растр). Photoshop также можно использовать для объединения растровых и векторных изображений).
Другие примеры включают печать открыток с иллюстрированным фоном (вектор) с фотографией на переднем плане (растр), печать онлайн-каталога с масштабируемыми таблицами информации о продукте (вектор) вместе с изображениями продукта (растр), а также печать деловых поздравительных открыток, в которой сочетаются корпоративные логотипы (векторы) с фото (растры).
В конечном счете все сводится к тому, что вы создаете, и к какому назначению. Если вам нужен логотип бренда, который будет использоваться снова и снова на нескольких носителях — в печати, цифровом формате, на телевидении, в гравировке продукта, на вывесках и т. д.- вы должны создать вектор, который можно масштабировать по мере необходимости, а затем выводить в любом формате, который вам нужен в любой момент времени. Если вы хотите отредактировать фотографию или создать красивый цифровой рисунок, вам следует создать растр, способный отображать сложные цветовые сочетания и имитировать естественные свойства света.
Независимо от того, требует ли ваш проект растровых изображений, векторной графики или того и другого, будьте уверены, что ваш окончательный печатный образец будет выглядеть так же потрясающе в печати, как и на экране вашего компьютера, воспользовавшись услугами печати премиум-класса по сниженным ценам.
В предыдущих разделах мы подробно рассмотрели векторные данные. В то время как векторные объекты используют геометрию (точки, полилинии и полигоны) для представления реального мира, растровые данные используют другой подход. Растры состоят из матрицы пикселей (также называемых ячейками), каждая из которых содержит значение, представляющее условия для области, покрываемой этой ячейкой (см. figure_raster). В этом разделе мы более подробно рассмотрим растровые данные, когда они полезны и когда имеет смысл использовать векторные данные.
Растр 1:
Набор растровых данных состоит из строк (идущих поперек) и столбцов (идущих вниз) пикселей (также называемых ячейками). Каждый пиксель представляет географический регион, а значение в этом пикселе представляет некоторую характеристику этого региона.
Растровые данные в деталях¶
Растровые данные используются в ГИС-приложении, когда мы хотим отобразить информацию, которая непрерывна по площади и не может быть легко разделена на векторные объекты. Когда мы познакомили вас с векторными данными, мы показали вам изображение в figure_landscape. Точечные, полилинейные и полигональные объекты хорошо подходят для представления некоторых элементов ландшафта, таких как деревья, дороги и контуры зданий. Другие элементы ландшафта может быть труднее представить с помощью векторных элементов. Например, показанные луга имеют множество вариаций цвета и плотности покрытия. Было бы достаточно просто создать один полигон вокруг каждой области пастбищ, но большая часть информации о пастбищах будет потеряна в процессе упрощения объектов до одного полигона. Это связано с тем, что когда вы задаете значения атрибутов векторного объекта, они применяются ко всему объекту, поэтому векторы не очень хорошо представляют объекты, которые не являются однородными (полностью одинаковыми) повсюду. Другой подход, который вы можете использовать, заключается в том, чтобы оцифровать каждую маленькую вариацию цвета травы и покрова как отдельный полигон. Проблема с этим подходом заключается в том, что для создания хорошего набора векторных данных потребуется огромный объем работы.
Рисунок Ландшафт 1:
Некоторые элементы ландшафта легко представить в виде точек, полилиний и многоугольников (например, деревья, дороги, дома). В других случаях это может быть сложно. Например, как бы вы представили луга? Как полигоны? А как насчет вариаций цвета, которые вы можете увидеть в траве? Когда вы пытаетесь представить большие области с постоянно меняющимися значениями, растровые данные могут быть лучшим выбором.
Использование растровых данных является решением этих проблем. Многие люди используют растровые данные в качестве фона для использования за векторными слоями, чтобы придать больше смысла векторной информации. Человеческий глаз очень хорошо интерпретирует изображения, поэтому использование изображения за векторными слоями дает карты с гораздо большим смыслом. Растровые данные хороши не только для изображений, изображающих поверхность реального мира (например, спутниковые снимки и аэрофотоснимки), но и для представления более абстрактных идей. Например, растры можно использовать для отображения динамики количества осадков в определенной области или для отображения риска возникновения пожара на ландшафте. В таких приложениях каждая ячейка растра представляет разные значения, например. риск возгорания по шкале от одного до десяти.
Пример, показывающий разницу между изображением, полученным со спутника, и изображением, на котором показаны рассчитанные значения, можно увидеть в figure_raster_types.
Типы растровых изображений 1:
Растровые изображения в реальном цвете (слева) полезны, поскольку они содержат много деталей, которые трудно передать в виде векторных объектов, но легко увидеть при просмотре растрового изображения. Растровые данные также могут быть нефотографическими данными, такими как растровый слой, показанный справа, который показывает рассчитанную среднюю минимальную температуру в Западной Капской провинции для марта.
Географическая привязка¶
Географическая привязка – это процесс точного определения того, где на земной поверхности было создано изображение или набор растровых данных. Эта информация о местоположении хранится вместе с цифровой версией аэрофотоснимка.Когда приложение ГИС открывает фотографию, оно использует информацию о местоположении, чтобы гарантировать, что фотография появится в правильном месте на карте. Обычно эта позиционная информация состоит из координаты верхнего левого пикселя изображения, размера каждого пикселя в направлении X, размера каждого пикселя в направлении Y и величины (если есть), на которую повернуто изображение. . Имея эти несколько фрагментов информации, ГИС-приложение может гарантировать, что растровые данные отображаются в правильном месте. Информация о пространственной привязке растра часто предоставляется в небольшом текстовом файле, сопровождающем растр.
Источники растровых данных¶
Растровые данные можно получить несколькими способами. Двумя наиболее распространенными способами являются аэрофотосъемка и спутниковые снимки. В аэрофотосъемке самолет пролетает над какой-то областью с установленной под ним камерой. Затем фотографии импортируются в компьютер и привязываются к местности. Спутниковые изображения создаются, когда спутники, вращающиеся вокруг Земли, направляют специальные цифровые камеры на Землю, а затем делают снимок области на Земле, над которой они пролетают. После того, как изображение было получено, оно отправляется обратно на Землю с помощью радиосигналов на специальные приемные станции, такие как показанная на рисунке figure_csir_station. Процесс захвата растровых данных с самолета или спутника называется дистанционным зондированием.
Рис. Станция CSIR 1:
Центр спутниковых приложений CSIR в Хартебисхук недалеко от Йоханнесбурга. Специальные антенны отслеживают прохождение спутников над головой и загружают изображения с помощью радиоволн.
В других случаях можно вычислять растровые данные. Например, страховая компания может взять полицейские отчеты о преступлениях и создать растровую карту по всей стране, показывающую, насколько высок уровень преступности в каждой области. Метеорологи (люди, которые изучают погодные условия) могут создать растр уровня провинции, показывающий среднюю температуру, количество осадков и направление ветра, используя данные, собранные с метеостанций (см. figure_csir_station). В этих случаях они часто используют методы растрового анализа, такие как интерполяция (которую мы описываем в разделе Пространственный анализ (интерполяция)).
Иногда растровые данные создаются из векторных данных, потому что владельцы данных хотят поделиться данными в удобном для использования формате. Например, компания, имеющая автомобильные, железнодорожные, кадастровые и другие наборы векторных данных, может создать растровую версию этих наборов данных, чтобы сотрудники могли просматривать эти наборы данных в веб-браузере. Обычно это полезно только в том случае, если атрибуты, о которых должны знать пользователи, могут быть представлены на карте с помощью надписей или символов. Если пользователю нужно просмотреть таблицу атрибутов для данных, предоставление ее в растровом формате может быть плохим выбором, поскольку растровые слои обычно не имеют связанных с ними атрибутивных данных.
Пространственное разрешение¶
Каждый растровый слой в ГИС имеет пиксели (ячейки) фиксированного размера, которые определяют его пространственное разрешение. Это становится очевидным, когда вы смотрите на изображение в маленьком масштабе (см. figure_raster_small_scale), а затем увеличиваете масштаб (см. figure_raster_large_scale).
Масштаб растра 1:
Этот спутниковый снимок хорошо смотрится в мелком масштабе.
Масштаб растра 2:
Пространственное разрешение изображения определяется несколькими факторами. Для данных дистанционного зондирования пространственное разрешение обычно определяется возможностями датчика, используемого для получения изображения. Например, спутники SPOT5 могут снимать изображения, каждый пиксель которых имеет размер 10 м x 10 м. Другие спутники, например MODIS, делают снимки только с разрешением 500 м x 500 м на пиксель. В аэрофотосъемке нередки размеры пикселей 50 см х 50 см. Изображения с размером пикселя, покрывающим небольшую площадь, называются изображениями с «высоким разрешением», потому что на изображении можно разглядеть высокую степень детализации. Изображения с размером пикселя, покрывающим большую площадь, называются изображениями с низким разрешением, поскольку количество отображаемых на них деталей невелико.
В растровых данных, которые вычисляются с помощью пространственного анализа (таких как карта осадков, о которой мы упоминали ранее), пространственная плотность информации, используемой для создания растра, обычно определяет пространственное разрешение. Например, если вы хотите создать карту среднего количества осадков в высоком разрешении, в идеале вам потребуется несколько метеостанций, расположенных в непосредственной близости друг от друга.
Одним из основных моментов, о которых следует помнить при съемке растров с высоким пространственным разрешением, являются требования к хранению. Представьте себе растр размером 3 x 3 пикселя, каждый из которых содержит число, представляющее среднее количество осадков. Чтобы сохранить всю информацию, содержащуюся в растре, вам потребуется хранить в памяти компьютера 9 чисел. Теперь представьте, что вы хотите иметь растровый слой для всей Южной Африки с пикселями 1 км x 1 км. Площадь Южной Африки составляет около 1 219 090 км 2 . Это означает, что вашему компьютеру потребуется хранить более миллиона чисел на своем жестком диске, чтобы хранить всю информацию. Уменьшение размера пикселя значительно увеличило бы объем необходимой памяти.
Иногда использование низкого пространственного разрешения полезно, когда вы хотите работать с большой областью и не заинтересованы в подробном рассмотрении какой-либо одной области. Карты облаков, которые вы видите в отчете о погоде, являются примером этого — полезно видеть облака по всей стране. Увеличение масштаба одного конкретного облака в высоком разрешении мало что скажет вам о предстоящей погоде!
С другой стороны, использование растровых данных с низким разрешением может быть проблематичным, если вас интересует небольшой регион, потому что вы, вероятно, не сможете выделить какие-либо отдельные объекты на изображении.
Спектральное разрешение¶
Если вы делаете цветную фотографию с помощью цифровой камеры или камеры на мобильном телефоне, камера использует электронные датчики для обнаружения красного, зеленого и синего света. Когда изображение отображается на экране или распечатывается, информация о красном, зеленом и синем (RGB) объединяется, чтобы показать вам изображение, которое ваши глаза могут интерпретировать. Хотя информация все еще находится в цифровом формате, эта информация RGB хранится в отдельных цветовых полосах.
Хотя наши глаза могут видеть только длины волн RGB, электронные датчики в камерах способны обнаруживать длины волн, недоступные нашим глазам. Конечно, в ручной камере, вероятно, не имеет смысла записывать информацию из невидимых частей спектра, поскольку большинство людей просто хотят посмотреть на фотографии своей собаки или того, что у вас есть. Растровые изображения, содержащие данные для невидимых частей светового спектра, часто называют мультиспектральными изображениями. В ГИС запись невидимых частей спектра может быть очень полезной. Например, измерение инфракрасного излучения может быть полезно для идентификации водоемов.
Поскольку изображения, содержащие несколько световых полос, очень полезны в ГИС, растровые данные часто предоставляются в виде многоканальных изображений. Каждая полоса на изображении как бы отдельный слой. ГИС объединит три полосы и покажет их как красный, зеленый и синий, чтобы их мог видеть человеческий глаз. Количество каналов в растровом изображении называется его спектральным разрешением.
Если изображение состоит только из одной полосы, его часто называют изображением в градациях серого. К изображениям в градациях серого можно применить ложную окраску, чтобы сделать различия в значениях в пикселях более очевидными. Изображения с искусственными цветами часто называют псевдоцветными изображениями.
Преобразование растра в вектор¶
Обсуждая векторные данные, мы объяснили, что часто растровые данные используются в качестве фонового слоя, который затем используется в качестве основы для оцифровки векторных объектов.
Другой подход заключается в использовании передовых компьютерных программ для автоматического извлечения векторных объектов из изображений. Некоторые элементы, такие как дороги, отображаются на изображении как внезапное изменение цвета соседних пикселей. Компьютерная программа ищет такие изменения цвета и в результате создает векторные объекты. Подобная функциональность обычно доступна только в очень специализированном (и часто дорогом) программном обеспечении ГИС.
Преобразование вектора в растр¶
Иногда бывает полезно преобразовать векторные данные в растровые. Одним из побочных эффектов этого является то, что данные атрибутов (то есть атрибуты, связанные с исходными векторными данными) будут потеряны при преобразовании. Преобразование векторов в растровый формат может быть полезным, если вы хотите предоставить данные ГИС пользователям, не являющимся пользователями ГИС. В более простых растровых форматах человек, которому вы передаете растровое изображение, может просто просмотреть его как изображение на своем компьютере без использования специального программного обеспечения ГИС.
Растровый анализ¶
Существует множество аналитических инструментов, которые можно использовать с растровыми данными, но которые нельзя использовать с векторными данными. Например, растры можно использовать для моделирования течения воды над поверхностью земли. Эту информацию можно использовать для расчета водосборных бассейнов и сетей водотоков в зависимости от рельефа местности.
Растровые данные также часто используются в сельском и лесном хозяйстве для управления растениеводством. Например, с помощью спутникового снимка фермерских угодий вы можете определить области, где растения плохо растут, а затем использовать эту информацию для внесения большего количества удобрений только в пострадавшие районы. Лесники используют растровые данные, чтобы оценить, сколько древесины можно собрать с определенной площади.
Растровые данные также очень важны для ликвидации последствий стихийных бедствий. Затем можно использовать анализ цифровых моделей рельефа (разновидность растра, в котором каждый пиксель содержит высоту над уровнем моря) для определения областей, которые могут быть затоплены. Затем это можно использовать для направления усилий по спасению и оказанию помощи в районы, где это больше всего необходимо.
Распространенные проблемы / вещи, о которых следует знать¶
Как мы уже упоминали, для растровых данных высокого разрешения может потребоваться большой объем памяти компьютера.
Что мы узнали?¶
Давайте завершим то, что мы рассмотрели в этом листе:
- Растровые данные представляют собой сетку пикселей одинакового размера.
- Растровые данные хорошо подходят для отображения постоянно меняющейся информации.
- Размер пикселей в растре определяет его пространственное разрешение.
- Растровые изображения могут содержать один или несколько каналов, каждый из которых охватывает одну и ту же пространственную область, но содержит разную информацию.
- Когда растровые данные содержат полосы из разных частей электромагнитного спектра, они называются мультиспектральными изображениями.
- Три полосы мультиспектрального изображения могут отображаться в красном, зеленом и синем цветах, чтобы мы могли их видеть.
- Изображения с одной полосой называются изображениями в градациях серого.
- ГИС может отображать одноканальные изображения в градациях серого в псевдоцветах.
- Растровые изображения могут занимать много места для хранения.
Теперь попробуйте!¶
Вот несколько идей, которые вы можете попробовать со своими учащимися:
- Обсудите со своими учащимися, в каких ситуациях вы будете использовать растровые данные, а в каких — векторные.
- Предложите учащимся создать растровую карту вашей школы, используя прозрачные листы формата A4 с нарисованными на них линиями сетки. Наложите прозрачные пленки на топографический лист или аэрофотоснимок вашей школы. Теперь позвольте каждому учащемуся или группе учащихся раскрасить ячейки, представляющие определенный тип функции, например. здание, детская площадка, спортивная площадка, деревья, пешеходные дорожки и т. д. Когда все будет готово, сложите все листы вместе и посмотрите, получится ли хорошее изображение вашей школы на растровой карте. Какие типы объектов хорошо работали, когда они были представлены в виде растров? Как выбор размера ячейки повлиял на вашу способность представлять различные типы объектов?
Есть над чем подумать¶
Если у вас нет компьютера, вы можете понимать растровые данные с помощью ручки и бумаги. Нарисуйте на листе бумаги сетку из квадратов, чтобы изобразить футбольное поле. Заполните сетку числами, представляющими значения травяного покрова на вашем футбольном поле. Если участок голый, присвойте ячейке значение 0. Если участок смешанный: голый и покрытый, присвойте ему значение 1. Если участок полностью покрыт травой, присвойте ему значение 2. Теперь используйте карандашные мелки, чтобы раскрашивать ячейки в зависимости от их значений. Цвет ячеек со значением 2 темно-зеленый. Значение 1 должно быть окрашено в светло-зеленый цвет, а значение 0 — в коричневый. Когда вы закончите, у вас должна быть растровая карта вашего футбольного поля!
Дополнительная литература¶
Книга:
- Чанг, Кан-Цунг (2006 г.). Введение в географические информационные системы. 3-е издание. Макгроу Хилл. ISBN: 0070658986
- ДеМерс, Майкл Н. (2005 г.). Основы географических информационных систем. 3-е издание. Уайли. ISBN: 9814126195
Руководство пользователя QGIS также содержит более подробную информацию о работе с растровыми данными в QGIS.
Что дальше?¶
В следующем разделе мы более подробно рассмотрим топологию, чтобы понять, как взаимосвязь между векторными объектами можно использовать для обеспечения наилучшего качества данных.
Компьютерная графика может быть создана в виде растровых или векторных изображений. Растровая графика — это растровые изображения. Растровое изображение представляет собой сетку отдельных пикселей, которые вместе составляют изображение. Растровая графика отображает изображения как набор бесчисленных крошечных квадратов. Каждый квадрат или пиксель кодируется определенным оттенком или оттенком. По отдельности эти пиксели ничего не стоят. Вместе они стоят тысячи слов.
Растровую графику лучше всего использовать для нелинейных художественных изображений; специально оцифрованные фотографии, отсканированные изображения или детализированная графика. Нештриховые художественные изображения лучше всего представляются в растровой форме, поскольку они обычно включают тонкие хроматические градации, неопределенные линии и формы, а также сложную композицию.
Однако, поскольку растровые изображения основаны на пикселях, они страдают от болезни, называемой деградацией изображения. Точно так же, как фотографические изображения, которые становятся размытыми и неточными при увеличении, растровое изображение становится неровным и грубым. Почему? В конце концов, когда вы посмотрите достаточно близко, вы сможете увидеть отдельные пиксели, из которых состоит изображение. Следовательно, ваш растровый логотип, увеличенный до 1000, становится растровым, прежде чем вы это заметите. Хотя растровые изображения легче масштабировать, уменьшенные версии часто выглядят менее четкими или «мягче», чем оригинал.
Чтобы максимизировать качество растрового изображения, необходимо помнить, что растровый формат зависит от разрешения — это означает, что растровые изображения определяются и отображаются с одним конкретным разрешением. Разрешение в растровой графике измеряется в dpi или точках на дюйм. Чем выше dpi, тем лучше разрешение. Помните также, что разрешение, которое вы фактически наблюдаете на любом устройстве вывода, зависит не от собственных внутренних характеристик файла, а от пропускной способности самого устройства. Таким образом, изображения с высоким разрешением следует использовать только в том случае, если ваше оборудование позволяет отображать их с высоким разрешением.
Однако лучшее разрешение имеет свою цену. Точно так же, как растровые файлы значительно больше, чем сопоставимые векторные файлы, растровые файлы с высоким разрешением значительно больше, чем растровые файлы с низким разрешением. В целом, по сравнению с векторной графикой, растровая графика менее экономична, медленнее отображается и печатается, менее универсальна и более громоздка для работы. Однако помните, что некоторые изображения, например фотографии, по-прежнему лучше всего отображать в растровом формате. Распространенные растровые форматы включают файлы TIFF, JPEG, GIF, PCX и BMP. Несмотря на свои недостатки, растровый формат по-прежнему является веб-стандартом — однако через несколько лет векторная графика, скорее всего, превзойдет растровую как по распространенности, так и по популярности.
В отличие от растровых изображений на основе пикселей, векторная графика основана на математических формулах, определяющих геометрические примитивы, такие как многоугольники, линии, кривые, круги и прямоугольники. Поскольку векторная графика состоит из настоящих геометрических примитивов, ее лучше всего использовать для представления более структурированных изображений, таких как штриховая графика с плоскими однородными цветами. Большинство созданных изображений (в отличие от естественных изображений) соответствуют этим требованиям, включая логотипы, фирменные бланки и шрифты.
По своей сути векторная графика более пластична, чем растровые изображения, поэтому она гораздо более универсальна, гибка и проста в использовании. Наиболее очевидным преимуществом векторных изображений перед растровой графикой является то, что векторные изображения быстро и идеально масштабируются. Для размера векторных изображений нет верхнего или нижнего предела. Точно так же, как правила математики одинаково применимы к вычислениям с двузначными или двузначными числами, формулы, управляющие визуализацией векторных изображений, одинаково применимы к графике любого размера.
Кроме того, в отличие от растровой графики, векторные изображения не зависят от разрешения. Векторные изображения не имеют фиксированного собственного разрешения, они отображаются с разрешением любого устройства вывода (монитор, принтер), которое их отображает. Кроме того, поскольку векторной графике не нужно запоминать содержимое миллионов крошечных пикселей, эти файлы, как правило, значительно меньше, чем их растровые аналоги. В целом, векторная графика более эффективна и универсальна. Распространенные векторные форматы включают AI, EPS, SVG и иногда PDF.
Существует два основных типа файлов изображений: растровые и векторные. Растровые изображения создаются с помощью программного обеспечения на основе пикселей или захватываются камерой или сканером. В целом они более распространены, такие как jpg, gif, png, и широко используются в Интернете. Векторная графика — это математически определенные формы, созданные с помощью векторного программного обеспечения, и они не так распространены; используется в CAD/инженерии, 3D-анимации и графическом дизайне для процессов, которые воспроизводят изображение на объекте, таких как гравировка, травление, вырезание трафаретов.
При использовании растровой программы вы рисуете изображение, и это похоже на погружение кисти в краску и рисование. Вы можете смешивать цвета, чтобы смягчить переход от одного цвета к другому. РИС.1
При использовании векторной программы вы рисуете контуры фигур: это похоже на создание изображения с плитками разных форм и размеров. например форма глаз, форма носа, форма губ. Каждая из этих фигур, называемых объектами, отображает один единственный цвет. РИС.2
Многие изображения можно создать с помощью растровых или векторных программ, и они будут выглядеть одинаково в обеих программах. Изображения с едва уловимой градацией одного цвета к другому будут выглядеть по-разному, поскольку векторные программы должны создавать отдельную форму для каждого оттенка цвета. РИС.3
Некоторые векторные программы позволяют создавать цветовые градиенты внутри одной фигуры, но на самом деле это растровые эффекты. Векторная графика с градиентами содержит как векторные, так и растровые элементы и не подходит для процессов, требующих 100 % подлинного векторного искусства, таких как резка или гравировка.
Фотографии представляют собой растровые изображения и, вероятно, являются лучшим примером изображений, полностью состоящих из смешения цветов (или смешения оттенков в случае черно-белых фотографий). Эти изображения выглядят совершенно иначе, когда они нарисованы в векторном формате. Нажмите здесь, чтобы посмотреть примеры.
Растровые изображения состоят из пикселей. Пиксель — это отдельная точка или наименьший отдельный элемент в устройстве отображения. Если вы увеличите растровое изображение, вы можете увидеть множество маленьких квадратиков.
Векторные изображения — это математические вычисления от одной точки к другой, которые формируют линии и формы. Если вы увеличите векторную графику, она всегда будет выглядеть одинаково.
Растровое изображение имеет определенное количество пикселей. Когда вы увеличиваете файл изображения без изменения количества пикселей, изображение будет выглядеть размытым. Когда вы увеличиваете файл, добавляя дополнительные пиксели, пиксели добавляются случайным образом по всему изображению, что редко дает хорошие результаты.
Когда вы увеличиваете векторную графику, математические формулы остаются прежними, отображая одну и ту же визуальную графику независимо от размера. Векторную графику можно масштабировать до любого размера без потери качества.
Векторную графику можно масштабировать
Поскольку векторная графика не состоит из пикселей, она не зависит от разрешения. Векторы можно масштабировать до любого размера без потери качества. Векторы можно распечатывать настолько большого размера и с максимальным разрешением, которое позволяет принтер или устройство вывода.
Редактировать цвет очень просто
Многоцветное векторное изображение можно легко заменить на графику ограниченного цвета. Ограниченное количество цветов часто требуется для некоторых процессов, таких как вышивка, "трафаретная" виниловая вывеска и специальная рекламная продукция (например, логотипы, напечатанные на чашках, ручках, бутылках и т. д.)
Векторный контур/каркас
Векторные программы отображают изображение так, как мы его обычно видим, а также позволяют просматривать векторный контур или каркас каждого объекта. Этот векторный контур/каркас важен для некоторых компаний, потому что он направляет оборудование, которое они используют для создания своей продукции, такое как гравировка и вырезание знаков. Для некоторых из этих процессов также важно, чтобы контуры векторов не были слишком сложными.
Для категоризации я назвал все вышеперечисленное фотореалистичным вектором, векторной иллюстрацией и линейным вектором.
2. Векторная иллюстрация + растровые эффекты. Это упрощенный рисунок, нарисованный от руки. Смешение цветов можно создавать в векторных программах, но на самом деле это растровые эффекты, поэтому это изображение НЕ на 100% векторное. Растровые эффекты будут отображаться в виде прямоугольных или квадратных «коробок», когда графика импортируется в специальное программное обеспечение. Это изображение также не подходит для процессов, которые ориентируются на контур вектора. Образцы.
3. Вектор "штриховой рисунок". Это 100% вектор; НЕТ СМЕШИВАНИЯ ЦВЕТА. Схема/каркас приемлем для всех процессов. Образцы
Общее использование векторной графики
Векторная графика обычно используется для логотипов, иллюстраций, технических чертежей, трехмерной графики и анимации.
Мы предоставляем векторные рисунки для следующих услуг:
- Специальная печать: напр. кофейные кружки, фрисби, кузи
- Вывески и баннеры: вырезанные, пескоструйные, резные.
- Гравировка
- Травление
- Штамповка металла
- Лазерная гравировка или лазерная резка.
- Наклейки, этикетки, наклейки
- Широкоформатная печать
Пиксельные изображения представляют и редактируют фотографии и фотоподобные изображения лучше, чем векторные программы, поскольку они могут использовать большое количество различных цветовых пикселей. Располагая пиксели и медленно увеличивая или изменяя цвет или оттенок смежных с ними пикселей, он создает тонкую градацию от одного цвета к другому: красивое и плавное смешение цветов.
Размеры растровых изображений измеряются в пикселях. Поскольку растровые изображения нельзя увеличить без потери качества, принтеры требуют, чтобы вы предоставили им файлы правильного размера: 1. размер, с которым вы хотите распечатать изображение, и 2. разрешение в пикселях для данного конкретного проекта. Разрешение в пикселях — это количество пикселей в каждом дюйме, называемое ppi (пикселей на дюйм).
Насколько большое растровое изображение можно напечатать и сохранить качество, зависит от двух факторов:
- размер изображения в пикселях (например, 6824 пикселя в ширину и 2345 пикселов в высоту)
- пиксельное разрешение: количество пикселей на дюйм (ppi), сколько пикселей на дюйм требуется для конкретного принтера
Разные типы печати имеют разные требования к разрешению. В среднем:
Печать на бумаге требует минимум 300 пикселей на дюйм.
Для печати на рубашках требуется минимум 240 пикселей на дюйм. будут просмотрены — может быть от 20 до 200
Как определить, какого размера растровое изображение должно быть для печати:
Умножьте требуемое разрешение на область печати. Пример:
Если для принтера требуется не менее 300 пикселей на дюйм, а вы хотите напечатать изображение в области шириной 5 дюймов, умножьте 300 пикселей x 5 дюймов = 1500. Ваше изображение должно быть не менее 1500 пикселей в ширину.
Можно ли увеличить размер и разрешение растрового изображения в пикселях?
Растровые изображения имеют определенное количество пикселей в пределах каждого дюйма. Изображение с разрешением 72 ppi имеет 72 пикселя на каждый дюйм. Изображение с разрешением 300 ppi имеет 300 пикселей на дюйм. Когда от вас требуется предоставить файл изображения «большого или высокого разрешения» (определенного размера), изображение должно быть создано или отсканировано в этом или большем размере (как в нужном размере, так и в требуемом разрешении).) ЭГ если вам нужно напечатать изображение шириной 2 дюйма и разрешением 300 пикселей на дюйм, ваше изображение должно быть создано, сфотографировано или отсканировано с разрешением не менее 600 пикселей (2 дюйма x 300 пикселей на дюйм).
После создания изображения определенного размера вы не сможете использовать это изображение большего размера без потери качества. Когда вы вручную увеличиваете разрешение с помощью такой программы, как Photoshop, Photoshop случайным образом добавляет пиксели, и результатом, скорее всего, будет изображение с высоким разрешением низкого качества.
Пример растрового изображения ниже:
Как определить размер изображения, которое можно распечатать с хорошим качеством:
Разделите размер изображения в пикселях на разрешение, требуемое вашим принтером. Пример:
Если изображение имеет ширину 1024 пикселя, а для принтера требуется разрешение 300 пикселей на дюйм (1024 ÷ 300) = изображение можно распечатать с шириной 3,413 дюйма.
Если я создаю новый дизайн, какое программное обеспечение мне следует использовать; Растр или вектор?
Это зависит от самого дизайна. Если у вас будут фотографические элементы с непрерывными тонами и смесями цветов, вам, вероятно, лучше использовать программу рисования. Если вы хотите, чтобы ваш дизайн выглядел как рисунок или иллюстрация с четким контрастом между элементами дизайна, используйте векторную программу.
В идеале компания, у которой есть дизайн логотипа с фотографическими элементами, также имеет вторичную упрощенную версию своего логотипа в векторном формате, которую можно использовать для тех специальных товаров, которые требуют векторного искусства, таких как плоттеры, граверы, виниловые вывески, специальные рекламные предметы (стаканы, ручки, бутылки с логотипом компании) Образец ниже:
Сводка по растрам и векторам
Растровое (растровое)
• Растровые программы лучше всего подходят для редактирования фотографий и создания однотонных изображений с мягкими переходами цветов.
• Не используйте оптимальное масштабирование: изображение должно быть создано/отсканировано с желаемым размером использования или больше
• Большие размеры и детализированные изображения равны большому размеру файла
• Труднее печатать растровые изображения с использованием ограниченного количества плашечных цветов
• Некоторые процессы не могут использовать растровые форматы
• В зависимости от сложности изображения преобразование в вектор может занять много времени
• Растровые изображения являются наиболее распространенным форматом изображений, включая: jpg, gif, png, tif, bmp, psd, eps и pdf, созданные в растровых программах.
• Распространенные растровые программы: программы для редактирования фотографий и рисования, такие как Photoshop & Paint Shop, GIMP (бесплатно)
Вектор
• Фигуры на основе математических расчетов
• Векторные программы лучше всего подходят для создания логотипов, рисунков и иллюстраций, технических чертежей. Для изображений, которые будут применяться к физическим продуктам.
• Можно масштабировать до любого размера без потери качества.
• Не зависит от разрешения: можно печатать с любым размером/разрешением
• Большая векторная графика сохраняет небольшой размер файла
• Количество цветов можно легко увеличить или уменьшить, чтобы скорректировать бюджет печати.
• Векторную графику можно использовать во многих процессах, и ее легко растрировать для использования во всех процессах.
• Можно легко преобразовать в растр.
• Это не лучший формат для изображений с непрерывным тоном и смешением цветов или для редактирования фотографий.
• Распространенный формат файлов векторной графики: ai, cdr, svg, а также файлы eps и pdf, полученные из векторных программ
• Распространенные векторные программы: программы для рисования, такие как Illustrator, CorelDraw, Inkscape (бесплатно)
DPI и PPI
DPI — количество точек на дюйм.
Это количество чернильных точек, которое принтер нанесет на каждый пиксель вашего изображения. DPI задается фактическим устройством принтера, и графический дизайнер не может манипулировать им на изображении.
PPI — количество пикселей на дюйм.
Цифровые растровые изображения измеряются в пикселях или элементах изображения. Количество пикселей на дюйм определяется устройством, с помощью которого вы создаете цифровое изображение: камерой, сканером или графическим программным обеспечением, и может быть изменено с помощью программного обеспечения для редактирования фотографий или рисунков.
Читайте также: