5.Растровая модель представления пространственных данных в гис. Достоинства и недостатки растровой модели. Наиболее распространенные растровые формы.

Растровая модель географических данных- это способ представления пространственных данных в гис в виде равномерной ячеистой структуры, формирующей прямоугольную матрицу в которой каждый элимент-пиксел- принемает определенное значение цвета.

Растры бывают полноцветные, полутоновые и битовые.

Одним битом кодируется два состояния (два цвета) черный и белый, 1 пиксел-1 бит.

Полутоновое изображение кодируется 8 битами = 1 байт, глубина цвета может принимать 256 различных значений, серая шкала, она имеет 256 градаций серого.

Полноцветные – глубина не менее 24 бит , возможно отобразить не менее 16,7 миллионов оттенков.

Растры используются для ручной, полуавтоматической и автоматической векторизации.

Цветовое пространство непрерывно. Любой цвет может быть получен в результате синтеза трех исходных базовых цветов. (красный, зеленый, синий)

Основные цветовые модели: RGB, CMYK, HSB, lab.

Достоинства и недостатки

Достоинства:

-простая структура даннвх

-техническая готовность внешних устройств для ввода изображений

-фотореалистичность

-эффективные моделирующие функции при использовании в гис

Недостатки:

-значительный объём файлов, сказывающихся в основном на скорости обработки информации на компьютерах с небольшими размерами оперативной памяти и вывода изображения на экран;

-при трансформации изображения (повороты, наклоны и т.д.) в графике наблюдаются существенные искажения;

-невозможность увеличения растровых изображений для рассмотрения деталей, т.е. увеличение точек растра визуально искажает иллюстрацию и делает её грубой (пикселизация);

Цветовые модели применяемые для отображения растра

Для описания излучаемого и отражённого цвета используются разные математические модели. Их называют цветовыми. В каждой модели определённый диапазон цветов представляют в виде 3D пространства. В этом пространстве каждый цвет существует в виде набора числовых координат. Этот метод даёт возможность передавать цветовую информацию между компьютерами, программами и периферийными устройствами.

Цветовая модель – термин, обозначающий абстрактную модель описания представления цветов в виде кортежей чисел, обычно из трёх или четырёх значений, называемых цветовыми компонентами или цветовыми координатами.

Особенности:

Цветовое пространство непрерывно. Любой цвет может быть получен в результате синтеза трёх исходных базовых цветов.

Первичные базовые цвета:

-красный

-зелёный

-синий

Вторичные базовые цвета:

-голубой

-пурпурный

-жёлтый

Цветовые модели могут быть аппаратно-зависимыми (их большинство: RGB, CMYK, HSB) и аппаратно-независимыми (модель L*a*b*).

• RGB (красный,зелёный,синий) – аддитивная цветовая модель, описывающая способ синтеза цвета для цветовоспроизведения. Выбор цветов обосновал особенностями восприятия цвета сетчаткой глаза. Цвета получаются путём добавления к чёрному. Основана на трёх цветах (см. выше). Остальные цвета получаются сочетанием. Сочетание зелёного и красного дают жёлтый, сочетания зелёного и синего – голубой, сочетание трёх – белый. Количество каждого компонента измеряется числом от 0 до 255, то есть имеет 256 градаций. Цветовые компоненты иначе называются каналами.

• CMYK – в цвета этой модели окрашено всё, что не светится собственным светом. Окрашенные несветящиеся объекты поглощают часть спектра белого света, их освещающего. В зависимости от того, в какой области спектра происходит поглощение, объекты окрашены в разные цвета. Цвета, которые сами не излучают, а используют белый свет, вычитая из него неопределённые цвета называются субтративными («вычитателььные»). В этой модели основные цвета образуются путём вычитания из белого цвета основных аддитивных цветов модели RGB. CKYM - четырёхканальная модель. C – голубой, M – пурпурный, Y – жёлтый, K – чёрный!

• HSB - наиболее простая для понимания. Кроме того, она равно применима и для аддитивных, и для субстративных цветов. Это трёхканальная модель цвета. Она получила название по первым буквам следующих слов: цветовой тон (hue), насыщенность (saturation), яркость (brightness). Цветовой тон (цвет) характеризуется положением на цветном круге и определяется величиной угла в диапазоне от 0 до 360 градусов. Эти цвета обладают максимальной насыщенностью и максимальной яркостью. Насыщенность (процент добавления белого) – параметр цвета, определяющего его чистоту. Цвет с уменьшением насыщенности осветляется. Яркость (процент добавления чёрной краски) – параметр цвета, определяющий освещённость или затемнённость цвета.

• L*a*b – трёхканальная цветовая модель. Она была создана Международной комиссией по освещению с целью преодоления существенных недостатков других цветовых моделей. Она призвана стать аппаратно-независимой моделью и определять цвета без оглядки на особенности устройства (монитора, принтера). Любой цвет данной модели определяется либо светлотой (L), либо двумя хроматическими компонентами: параметром а, который изменяется в диапазоне от зелёного до красного, и параметром b, изменяющимся в диапазоне от синего до жёлтого.