4.1.2. Растровые графические молели
Растровые графические модели состоят из регулярно располо
женных точек, называемых пикселями (pixels — от английского
picture element — элемент изображения) (рис. 4.1.3, 4.1.4).
Компьютерное растровое изображение формируется по
строчно в виде прямоугольной матрицы, каждая ячейка которой
представляет собой небольшую закрашенную площадку. Такая
матрица получила название битовой карты (bitmap) (рис. 4.1.За).
В памяти компьютера хранится информация обо всех пикселях,
на которые разделен экран монитора. Битовая карта кодируется
как набор (массив) троек чисел: две координаты пикселя на пло
скости и его цвет. Это внутреннее представление можно считать
растровой геометрической компьютерной моделью, состоящей
только из точек, которая при выводе на техническое устройство
отображается на соответствующее множество (матрицу) графи
ческих элементов монитора или принтера (рис. 4.1.4).
Растровые модели очень удобны для визуализации (воспро
изведения) с помощью растровых компьютерных технических
средств. Растровыми являются практически все современные
143
Раздел 4. Компьютерная графика и геометрическое моделирование
графические устройства, предназначенные для персональных
компьютеров: мониторы, сканеры, цифровые фото- и видеока
меры, принтеры. Обычно размеры пикселя стараются выбрать
минимально возможными для каждого конкретного техниче
ского средства, но при масштабировании растровой картины эти
площадки могут стать очень заметными (рис. 4.1.5). Растровый
принцип формирования изображения из отдельных точек тре
бует применения специфических методов и алгоритмов, опре
деляющих характерную («растровую») технологию и приемы
работы пользователя. Растровые графические модели использу
ются во многих изобразительных графических редакторах (на
пример, Adobe Photoshop или программе PAINT, которая входит
в стандартную поставку WINDOWS). Например, характерным
растровым приемом моделирования является такое увеличение
масштаба изображения, при котором отдельные пиксели стано
вятся хорошо различимыми и редактирование ведется букваль
но по каждой отдельной точке (рис. 4.1.6). Растровый принцип
определяет специфические приемы создания и редактирования
растровой модели.
Несомненным преимуществом растровой модели является
возможность закрашивания (заливки) всей площади изобра
жения, что позволяет формировать красочные, так называемые
«фотореалистические» картины. Алгоритмы обработки растро
вых моделей отличаются простотой и высокой скоростью. На
пример, по сравнению с векторной графикой существенно упро
щается поиск и удаление невидимых линий при отображении на
плоскости объемных моделей. Точки, попавшие на задний план,
просто затираются при выводе более «близких» элементов. Пик
сели не привязаны к физическим элементам устройств, поэтому
легко можно управлять точностью растровой модели, назначая
более грубое или тонкое разбиение.
Основным недостатком растровой модели можно считать от
носительно низкую точность изображения. При использовании
устройств с небольшим разрешением (количеством пикселей на
единицу площади), к которым относятся все растровые дисплеи,
это может быть очень заметно. Например, может мешать вос
приятию информации человеком «зазубренность» наклонных
линий на мониторах персональных компьютеров.
144
Рис. 4.1.6. Растровый принцип формирования изображения
Размер и угол поворота растровых изображений можно изме-
нять, но после этого качество изображения становится заметно
и необратимо хуже (рис 4.1.5). Мелкие детали на растровом мо
ниторе изображаются слишком грубо или вовсе не видны при
масштабировании. Например, при просмотре на экране черте
жей больших форматов плохо читаются стрелки, точки, обозна
чения и пр. При разработке машиностроительных чертежей на
экране персонального компьютера невозможно точно показать
145
