10.7.2 Разрешающая способность графического изображения
Разрешающая способность растрового изображения измеряется в пикселах/дюйм. Сложность заключается в том, что пиксел не обладает размерами. Пиксел приобретает реальные размеры будучи отображенным на каком-нибудь устройстве вывода. Если в файле растрового изображения не определено количество пиксел/дюйм, то по умолчанию для каждого пиксела создается min элемент. В случае принтера min элементом будет точка, для монитора – видеопиксел. Т.к. размер min элемента в различных устройствах различается, то реальный размер также не будет одинаков. Чтобы решить проблему выходных размеров, файлы растровой графики должны хранить разрешающую способность в пикселах на дюйм. Эта информация сообщает каждому устройству вывода, сколько пикселов должно располагаться в каждом дюйме.
Рисунок 10.6 - Один растровый вывод на три разных устройства
Рисунок 10.7 - Растровое изображение с 300 пиксел/д отпечатано
на принтере при 300 т/д
Рисунок 10.8 - Растровое изображение с 100 пиксел/д отпечатано
на принтере при 300 т/д
Векторные рисунки обычно не содержат сведений о разрешающей способности. Векторные файлы описывают реальные размеры файлов и позволяют устройствам вывода использовать для их изображения столько элементов, сколько возможно. Однако векторные файлы могут точно задавать, с какой разрешающей способностью следует выводить индивидуальные объекты, включая растровые.
10.7.3 Разрешающая способность устройства ввода
Устройства ввода, такие как мышь, имеют разрешающую способность ввода. Фиксированная разрешающая способность определяется точностью отслеживания аппаратуры физического перемещения. Большинство устройств ввода имеют переменную разрешающую способность, зависящую от прямого обеспечения, которая интерпретирует сигнал, поступающий от устройства. Такая программа считывает сигналы и преобразует их в эквивалентные перемещения курсора. Если при перемещении мыши на каждый дюйм от датчиков поступает 100 сигналов, то фиксированная разрешающая способность мыши равна 100. Чем быстрее вы передвигаете мышь, тем дальше на экране перемещается курсор.
10.7.4 Разрешающая способность монитора
Физическая разрешающая способность монитора определяется максимальным количеством точек, которые можно генерировать.
Шаг точек не является разрешающей способностью, хотя так часто называют – шаг точек – определяет резкость монитора и резкость рисунка. Разрешающая способность дисплея не определяется монитором вообще, она определяется устройством, которое называется видеокартой. Разрешающая способность дисплея определяется количеством горизонтальных и вертикальных видеопикселов на экране монитора.
Рисунок 10.9 - Множество мелких черных точек выглядит,
как серый цвет
Рисунок 10.10 - Полутоновые точки образуются лазерными точками,
расположенными в сетке
10.8 Преобразование форматов графических файлов
Возможны 4 типа преобразования файлов:
Преобразование одного растрового формата в другой.
Преобразование растрового формата в векторный.
Преобразование одного векторного формата в другой.
Преобразование векторного формата в растровый.
Первый вид – обычно самый простой и безпроблемный. Преобразование растрового файла заключается в считывание массива пикселей, организованных определенным образом, и в записи их с другим методом реализации. Нужно воспользоваться встроенным конвертом графического редактора. В случае значительного числа преобладаемых файлов целесообразно воспользоваться специальной программой – переводчиком, который понимает во-первых очень большое число форматов, во-вторых, позволяет работать в пакетном режиме. Файлы растрового формата обычно имеют очень большую структуру. Проблемы считывания могут возникнуть для растровых форматов с более сложной структурой, таким является формат TIFF, который был разработан для хранения большого разнообразия информации, поэтому имеет очень гибкую структуру. Гибкость структуры часто приводит к таким вариациям форматов, которые не могут читаться многими программами. Программы, пытающиеся открыть такой файл, либо выдают сообщение об ошибке, либо считывает искаженные изображения. (Paint Shop Pro).
После считывания файла, программа записывает его содержимое в новом формате. Однако, изображение в новом файле может сильно отличаться от исходного. При конвертировании файла информация теряется. Обычно, искажение изображения в новом файле происходит из-за утери информации; связанной с цветом пикселей. Чаще всего это происходит, когда исходный файл имеет возможность работать с большим количеством цветов. При конвертировании файла с большим числом цветов в файл с меньшим числом цветов, меняется информация о цвете каждого пикселя. При этом возможно два варианта: в простейшем случае компьютер читает каждый пиксель, вычитывает наиболее близкий к нему цвет из нового ограниченного набора и записывает его в файл назначения с новым цветом. Многие программы решают проблему – количества цветов, матрицированием цвета, т. е. когда пиксели преобразовываются в узоры из доступных цветов, с помощью которых делается попытка эмулировать цвет оригинала. При матрицировании, программа считывает большую часть изображения (обычно квадратную область из нескольких пикселов) и создает узор, имитирующий цвет этого маленького участка. Например, если область закрашена однородным серым цветом, а новый формат поддерживает только черный и белый цвета, то серый цвет имитируется набором черных и белых точек. Узоры матриц в разных программах сильно различаются. Некоторые программы дают возможность выбора узора.
Второй вид – существует два способа преобразования растровых файлов в векторные:
Растровые изображения конвертируются в растровые объекты векторных файлов.
Растровые изображения трассируются при помощи программ, которые отслеживают расположения групп пикселей и создают похожий на них векторный объект
Первый вариант наиболее прост, но есть недостатки:
Как и при конвертировании растровых файлов в растровые, может произойти потеря информации.
Если векторный формат не может поддерживать разрешенный способ растрового рисунка, то размер изображения изменится, происходит потеря цветов. Эти проблемы практически не разрешимы.
При конвертации размер векторного файла, как правило значительно превышает размер исходного растрового файла. Многие векторные форматы содержат растровые эскизы изображения. Сохранение растрового файла внутри векторного имеет недостаток: его нельзя больше редактировать, так как программы ориентированы на векторную графику, не содержат средств редактирования растрового изображения.
При трассировке растрового изображения группы пикселей заменяются векторными объектами, которые выглядят почти также. Для этого применяются специальные программы трассировки corel TRAGE. Ищут группы пикселей с одинаковым исходным цветом и затем заменяют их векторными объектами того же цвета. Полученный в результате рисунок можно редактировать в дальнейшем, как обычные векторные изображения.
Недостатки: не для всех изображений трассировка дает хорошие результаты. Она пригодна для изображений, содержащих четко выраженные группы пикселей. Сложные изображения, особенно фотографического качества плохо поддаются трассировке.
Третий вид – преобразование векторного формата в векторный является одной из самых сложных задач. Хотя все векторные файлы состоят из описания объекта, они все описывают эти объекты по разному. Программа – конвертор считывает команды и описания объектов на одном векторном языке, интерпретирует их, затем пытается перевести их смысл в другой векторный язык. Если в новом языке нет точного соответствия описания объектов, то программа либо отбрасывает этот объект, либо пытается заменить его группой похожих объектов. Поэтому при конвертировании одного векторного формата в другой, некоторые или все детали рисунка могут «измениться». Вероятность этого приема пропорциональна сложности рисунка. Единственным решением этой проблемы является последующее редактирование векторного рисунка.
Четвертый вид – этот вид преобразования (растрирование векторного файла) используется наиболее часто. Каждый раз при выводе векторного рисунка на монитор или принтер, он преобразуется в набор отдельных точек. Чтобы конвертировать векторный файл в растровый, программа сначала должна распознать в файле все векторные команды, определить как будет выглядеть векторный рисунок в целом (какие объекты впереди, какие сзади), а затем создать растровое представленное изображение.
Размер выходного растрового файла абсолютно не зависит от сложности векторного рисунка и его размера. Он зависит от разрешенной способности выходного файла.
При конвертировании векторного файла в растровый необходимо указать разрешение обычно разной разрешенной способности
Вопросы для самоконтроля
1) Что такое машинная графика?
2) Что такое пиксел?
3) Что называется коэффициентом прямоугольности растрового изображения?
4) От чего зависит битовая глубина?
5) Преимущества и недостатки растровой графики.
6) Как строится изображение в векторной графике?
7) Преимущества и недостатки векторной графики.
8) Как определить разрешающую цветовую способность при 24х-битовой глубине.
9) Как получается белый цвет в аддитивной и субтрактивной системах?
10) Где используют систему CMYK?
11) Что такое аддитивный цвет? Каков механизм получения аддитивных цветов?
12) Что такое субтрактивный цвет? Каков механизм получения в субтрактивных цветов?
13) Опишите систему цветов RGB.
14) Опишите систему цветов CMYK.
15) Как вы понимаете термин разрешающая способность растра?
16) Какие факторы влияют на количество памяти, занимаемой растровым изображением?
17) Какие средства работы с векторной графикой вы знаете?
18) Какова разница в механизмах формирования изображений в растровой и векторной графиках?
19) Как задается цвет в векторной графике?
Источники информации
Чекмарев А.А. Начертательная геометрия и черчение: Учеб. для студентов вузов -2-е изд., переработанное и дополненное. – М.: Гуманитарный изд. центр ВЛАДОС, 1999.- 471 с.
Иванов Г.С. Теоретические основы начертательной геометрии. Учебное пособие. – М.: Машиностроение, 1998.- 157 с.
Кариган. Компьютерная графика
ГОСТ 2.305-68 Изображения- виды, разрезы, сечения
ГОСТ 2.307-68 Нанесение размеров и предельных отклонений
ГОСТ 2.309-73 Обозначение шероховатости поверхностей
ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики.