Цветность изображения

Лекция № 2

Координатная и растровая графика.

1. Любой компьютер работает с одним из двух типов изображений. Начнём с растрового. Растр – это прямоугольная область, в пределах которой изображение строится из набора точек. Наименьший элемент изображения, которому можно назначить яркость и цвет называется пиксел. Примером пиксельных устройств выступают монитор и принтер. В мониторе из-за особенностей конструкции время свечения вещества небольшое, поэтому чтобы мы видели постоянное изображение его необходимо повторять раз 60 – 100 (и выше). Особенности:

· Объём буфера равен N строк * m столбцов * количество разрядов цвета.

· Они крайне трудно поддаются масштабированию.

2. Векторная графика. Любое изображение представляется как набор отрезков. Для отрезка нужно хранить 2 точки. У векторного изображения объём зависит от количества объектов. Векторная графика позволяет сэкономить ресурсы и беспроблемно производить масштабирование. Это самое развивающееся и модное направление. Далеко не каждое изображение можно векторизовать. Вычисляются границы перехода двух цветов, и затем эта граница заменяется отрезками прямых. Для замкнутых областей устанавливается цвет, которым они залиты. При этом итоговый файл становится в 10, а то и в 1000 раз больше. Используются разные алгоритмы для метода. Для хранения файлов используются разные группы форматов. В настоящее время в векторной графике разработаны и применяются другие устройства ввода вывода. Различные графопостроители и специальные векторные дисплеи (очень дорогие).

Различают цветные и монохромные. Монохромное изображение представляется двухцветным. На описание простейшего монохромного изображения требуется 1 бит на пиксел. Общепринято 1 – точка выводится и 0 – точка не выводится. Его называют черно-белым условно, так как точка может быть любого цвета, в том числе и цвет фона не обязательно должен быть чёрным. Далее мы будем говорить о черно-белом. В самом деле, он широко используется. Например, станок с числовым программным управлением. Мониторы такого типа в 100 раз дешевле. Монохромное изображение используется в тех областях, где оператор проводит много времени за компьютером. Такие мониторы формируют изображение двумя способами: изображения с полутонами или с истинными градациями света. Первый тип формируется таким образом: выделяется некоторая элементарная зона, состоящая из нескольких пикселей. И такая зона соответствует выводу одной точки на экран.

Примерно также на матричном принтере. Также формируется у струйных и лазерных. Более высокое качество на струйных или лазерных объясняется тем, что физический размер отображения точки там существенно ниже. Чем больше по количеству участков отведено под вывод точки, тем большее количество градаций псевдосерого можно получить. Практика показала, что более 16 оттенков получать не имеет смысла из-за резкого снижения качества изображения. Наиболее распространены 4 градации серого, а иногда 8. В изображении с истинными градациями серого соотношение белого/чёрного задаётся двоичным кодом.

Для монохромных Uуправляющее равно 0 или 1, то есть включено, выключено. Для получения истинных градаций используют разряды. В зависимости от него меняется Uуправляющее.

n

Uуправляющее

Мы будем управлять интенсивностью. Код длиной n разрядов всегда даёт 2 в степени n комбинаций. Фактически можно получить от 1 до нескольких миллионов. Но такие мониторы более дорогие.

Достоинством такого монитора является, прежде всего, маленькая зернистость. У мониторов такого типа люминофор нанесён равномерным слоем. Расстояние от точки до точки определяется точностью пластин. Эти методы имеют очень высокую точность. Элементарно строится дисплей с 1000 точек по горизонтали и вертикали. Специализированно используются в ядерной физике, для обработки аэрофотосъёмки, в очень дорогих медицинских комплексах. Принципиально при одном и том же уровне технологии монохромный дисплей будет по точности в несколько раз выше, чем цветной. Как правило изображение с истинными градациями серого хранится в файлах особого формата. Они позволяют оценить степень достоверности, есть алгоритмы частичного восстановления качества изображения, могут использоваться при применении особых алгоритмов плотного сжатия. На сегодняшний день известно более 10 способов формирования цветного изображения. Все они основаны на смешивании базовых цветов. Формирование совершенно различно для мониторов и для принтеров. Для мониторов сложение базовых цветов, а для принтера вычитание чего-то из полного спектра.

Работа с RGB палитрой.