Представление изображений в цифровом виде.

Цифровое изображение — массив данных, полученный путем дискретизации (аналого-цифрового преобразования) оригинала. Будучи закодированным с помощью особого алгоритма и записанным на носитель, этот массив данных становится файлом.

В современном процессе полиграфического производства все иллюстрации и элементы оформления представлены цифровыми изображениями различных типов. Цифровые изображения по способу дискретизации оригинала подразделяются на растровые, векторные и смешанного типа.

К растровым изображениям относятся двухмерные массивы данных (матрицы пикселей), каждый элемент которых представляет участок оригинала с усредненным цветовым показателем.

Основные характеристики растрового изображения — размер и глубина цвета.

Размер изображения в пикселях — это количество строк и столбцов матрицы, использующихся для хранения изображения. Глубина цвета — это характеристика, определяющая качество воспроизведения цвета, количество оттенков, которые могут отображать элементы матрицы пикселей. В интернет-изданиях для оформления сайтов могут использоваться изображения, глубина цвета которых составляет 4, 2, даже 1 бит, и этого бывает достаточно для воспроизведения технической графики (черно-белых схем, диаграмм и т.д.).

Основной недостаток растровых цифровых изображений — невозможность их масштабирования без потери качества.

Растровые изображения используются во всех случаях, когда необходимо воспроизвести аналоговый оригинал, будь то фотография, рисунок, сложный элемент оформления, который нерационально переводить в векторы.

Вторым видом цифровых изображений являются векторные изображения.

Наименьшими элементами векторного изображения являются вектор и кривая Безье. Вектор в компьютерной графике — это отрезок, соединяющий две точки с заданными координатами.

Основное достоинство векторного изображения — это возможность масштабирования без потери качества, сравнительно небольшой размер файлов, их содержащих. Главный недостаток векторных изображений — это то, что они почти всегда воспроизводят оригинал в упрощенном виде.

Цифровые изображения смешанного типа представляют собой массивы данных, содержащие информацию как в виде матрицы пикселей, так и в виде описания векторов, кривых Безье, примитивов и текстовых блоков.

В основе вертикальной структуры векторно-растровых изображений лежит понятие слоя. Слой — это область данных, содержащая информацию об отдельном элементе вертикальной структуры изображения.

Изображения смешанного типа сочетают в себе достоинства и недостатки тех типов изображений, которые присутствуют в них в виде элементов (слоев).Также следует отметить, что современные графические редакторы позволяют создавать многостраничные изображения.

Основным достоинством изображений смешанного типа является возможность свободного редактирования каждого слоя отдельно, а основным недостатком — большой объем массива данных и, соответственно, конечного файла.

Наиболее употребительными форматами хранения и формирования компьютерных изображений являются: векторное и растровое.

51. Современные графические редакторы. Классификация цветовых моделей.

К современным графическим редакторам относятся:

редактор векторной графики- CorelDraw;
редактор анимированной векторной графики-Macromedia Flash
редактор растровой графики-Adobe Photoshop

Цветовой моделью называют способ предоставления информации о цвете. Это свойство изображений распространяется не только на растровые изображения но и на векторные. В этом разделе рассматриваются модели CMYK, RGB, Lab, Graysсale, Bitmap и Pantone. У каждой модели есть свои преимущества и недостатки и каждая из них имеет свое назначение.

RGB — это аббревиатура английских названий цветов: Red (красный), Green(зеленый), Blue (голубой). Все множество цветов и оттенков в этой модели образуется полутонами красного, зеленого и голубого. Таким образом, например, формируется изображение на экране электронно-лучевой трубки мониторов и телевизоров, также формируется изображение при сканировании и цифровой фотографии. К изображениям в модели RGB, в полиграфии, следует относиться очень осторожно, поскольку весьма большую часть цветов RGB невозможно корректно передать при печати. Поэтому в полиграфии предпочтительнее использование изображений в представлении систем CMYK или LAB.
СMYK от английских Cyan, Magenta, Yelow, blacK (голубой, малиновый, желтый, черный) именно из смешения этих основных цветов получаются все оттенки модели CMYK. Это наиболее распространенная модель в полиграфии поскольку точно соответствует цветам печати в офсете. Но и в эта модель не охватывает всех оттенков которые способен воспринять человеческий глаз. Поэтому сохранение изображений в CMYK хотя и вполне пригодно для использования в большинстве типографских процессов, те не менее приводит к потере части информации о цвете.
LAB — достоинством этой модели является её независимость от способа воспроизводства цвета. В её системе измерения можно описывать как цвета печати, так и цвета, излучаемые монитором. Для построения LAB модели также используются три компонента. Если модель HSB оперируют понятиями Тон, Насыщенность и Яркость; модель RGB понятиями Красный, Зелёный и Голубой, то цветовая модель LAB использует понятия яркость (Lightness) и интенсивность (Chrome), которые вместе составляют информацию об освещённости (Luminance) в изображение, содержащуюся в канале L. Канал A хранит информацию о Тонах от зелёного до пурпурного, и, наконец, информация о Тонах от голубого до желтого приходится на канал B.
Grayscale — градации серого.

Классификация и различия цветовых моделей

Цветовые модели можно классифицировать по их целевой направленности:
XYZ — описание восприятия; L*a*b* — то же пространство в других координатах
Аддитивные модели — рецепты получения цвета на мониторе, например RGB
Полиграфические модели (CMYK) — получение цвета при использовании разных систем красок и полиграфического оборудования
Модели, не связанные с физикой оборудования, являющиеся стандартом передачи информации
Математические модели, полезные для каких-либо способов цветокоррекции, но не связанные с оборудованием, например HSV.

52. Устройства ввода и отображения графической информации. создание изображений и анимация.

Устройства ввода графической информации находят широкое распространение благодаря компактности и наглядности способа представления информации для человека. По степени автоматизации поиска и выделения элементов изображения, устройства ввода графической информации делятся на 2 больших класса: автоматические и полуавтоматические. В полуавтоматических устройствах ввода графической информации функции поиска и выделения элементов изображения возлагаются на человека, а преобразование координат считываемых точек выполняется автоматически. В автоматических устройствах процесс поиска и выделения элементов изображения осуществляется без участия человека. Эти устройства строятся либо по принципу сканирования всего изображения с последующей его обработкой и переводом из растровой формы представления в векторную, либо по принципу слежения за линией, обеспечивающей считывание графической информации, представленной в виде графиков, диаграмм, контурных изображений. Основной областью применения устройств ввода графической информации являются системы автоматизированного проектирования, обработки изображений, обучения, управление процессами, мультипликации и др. К этим устройствам относятся сканеры, кодирующие планшеты (дигитайзеры), световое перо, сенсорные экраны, цифровые камеры, видеокамеры.

ПринтерыМатричные принтеры. Процесс печати в таких принтерах осуществляется следующим образом: печатающая головка принтера содержит вертикальный ряд тонких металлических стержней (иголок). Головка движется вдоль печатаемой строки, а стержни в нужный момент ударяют по бумаге, через красящую ленту.

Лазерные принтеры. В лазерных принтерах используется электрографический принцип создания изображений (примерно такой же используется в копировальных аппаратах). Этот процесс включает создание рельефа электростатического потенциала в слое полупроводника с последующей визуализацией этого рельефа с помощью частиц сухого порошка — тонера, наносимого на бумагу.

Сканер — устройство получения изображений высокого разрешения (до 11000 spi). Принцип работы состоит в последовательном освещении сканируемого материала ксеноновой или флюоресцентной лампой и регистрации отраженного цвета ПЗС3).

Цифровые фотоаппараты и видеокамеры аналогичны по принципам действия (система линз, проецирующая попадающий в объектив свет на небольшую плоскую площадку) традиционным аналоговым фото- и видеокамерам, соответственно. Основное различие состоит в том, что в аналоговых устройствах на этой площадке находится кадр светочувствительной пленки, а в цифровых устройствах — светочувствительная матрица ПЗС (англ. CCD) или КМОП (англ. CMOS) сенсоров. Так как эти сенсоры чувствительны только к яркости, то для получения цветного изображения применяют светофильтры.

Устройства отображения:

Плазменные панели. В плазменных панелях, подобно ЖК-панелям, экран состоит из нескольких слоев; так же, как и у ЖК-панелей, с двух сторон подведены электроды, только между ними находятся уже не жидкие кристаллы, а смесь инертных газов неона и ксенона.

ПроекторыПроекторы используются для демонстрации изображений больших размеров. Для этого применяются системы линз, проецирующие маленькое изображение на большой экран. По технологии построения первичного изображения внутри проектора делятся на:

Проекторы на ЭЛТ . Эта технология рассмотрена выше в разделе про ЭЛТ-дисплеи.

Проекторы на ЖК. Эта технология рассмотрена выше в разделе про ЖК-дисплеи.

Проекторы на технологии DLP. DLP — Digital Light Processing (англ. Цифровая Обработка Света) — фирменная технология компании Texas Instruments. Для создания первичного изображения в таких проекторах используется лампа, освещающая систему микрозеркал (по одному на пиксель).

Принтеры

Следует заметить, что многие принтеры сами по себе могут иметь довольно сложные встроенные Процессоры Растровых Изображений (англ. RIP — Raster Image Processor), служащие для формирования растровых изображений.

Матричные принтеры Самой низкокачественной технологией печати обладают матричные принтеры. Печатающая головка, перемещающаяся в одном измерении по ширине страницы, состоит из нескольких игл (обычно 9 или 24). Краска нанесена на ленту, находящуюся между бумагой и головкой. При ударе иглы по бумаге на ней остается след от краски с ленты, таким образом и получается изображение.

Струйные принтеры Печатающая головка, перемещающаяся по ширине бумаги, состоит из множества микрокамер с микросоплами, при пропускании электрического импульса через микрокамеру в ней образуется пузырь, который выталкивает из сопла каплю краски на бумагу.

Лазерные принтеры являются самыми эффективными с точки зрения стоимости печати страницы. В настоящее время преобладают в черно-белой печати.Принцип действия следующий:

Сначала на всю поверхность барабана с фотопроводящим покрытием наносится положительный заряд, обычно с помощью коронирующего электрода. Потом некоторые участки барабана освещаются лазерным лучом, что приводит к снятию заряда в этих местах. Затем поверхность барабана проходит через порошкообразный тонер, положительно заряженные частички которого отталкиваются от заряженных участков барабана и прилипают к незаряженным. После этого тонер с барабана переносится на бумагу, которая для этого предварительно заряжается отрицательно с помощью другого коронирующего электрода. Бумага потом подвергается нагреву, при котором частички тонера прочно приплавляются к ней.

Создание изображений и анимации на примере графического редактора Gimp.

Для создания и обработки растровой графики. Частично поддерживается векторная графика. Проект основан в 1995 году Спенсером Кимбеллом и Питером Маттисом как дипломный проект, в настоящий момент поддерживается группой добровольцев. Распространяется на условиях GNU General Public License.

Работа с фотографиями

В GIMP присутствует достаточно неплохой набор инструментов цветокоррекции:

кривые;

уровни;

микшер каналов;

постеризация;

тон-насыщенность;

баланс цветов;

яркость-контраст;

обесцвечивание.

При помощи фильтров, инструментов, масок и слоёв с разными типами наложения (всего 22) можно:

выравнивать заваленный горизонт;

убирать искажения, вносимые оптикой;

корректировать перспективу;

выполнять клонирование объектов с учётом перспективы;

кодировать фотографии;

удалять дефекты вроде пыли на матрице (штамп, лечебная кисть);

имитировать использование различных цветофильтров;

«вытаскивать» потерянную детализацию в тенях;

многое другое.

Создание анимации в GIMP.

Анимационные изображения в формате gif встречаются повсеместно в Internet. Банеры, кнопки, логотипы, все они, используя даже небольшую анимацию, вносят в содержание страницы некую динамику. Существует множество различных программ, направленных специально на создание анимационных gif-изображений.

Основные принципы создания:

1. Каждый кадр анимации представляет собой отдельный слой изображения.

2. Каждому кадру можно указать два параметра: время показа в микросекундах и его тип, combine (объединение) или replace (замещение). Параметры задаются в имени слоя и заключаются в скобки, например: Слой1 (1000ms)(combine).

3. Оптимизация слоев позволяет заметно уменьшить размеры анимационного изображения.

Статьи к прочтению:

Фиксики , Новогоднее представление , Новомосковск , КДЦ Азот

Похожие статьи: