Дискретизация минимального элемента штрихового изображения

Для штриховых изображений необходимо обеспечить достоверное отображение минимальных элементов оригинала. Соотношение между размером минимального элемента и размером пиксела должно быть оптимальным: обеспечивать требуемое качество изображения и не увеличивать чрезмерно объем документа.

Можно вывести общую формулу, позволяющую оценить требуемое разрешение. Обозначим толщину минимального штриха буквой L, а разрешение — буквой R ppi. Итак, если толщина штриха измеряется в миллиметрах, то

R = 25,4 (мм) : (L : 2) иначе R = 50,8 (мм)/L(мм).

Если толщина штриха измеряется в дюймах, формула будет еще проще:

R = 1 : (L : 2) иначе R = 2/L.

Если толщина штриха измеряется в пунктах (пункт равен 1/72 дюйма), то формула тоже не сложная: R = 144/L.

Пример. Скажем, толщина линии составляет половину пункта, т. е. толщина линии равна примерно 0,176 мм.

Тогда разрешение ‑ 25,4 (мм) : (0,176 : 2) = 288 (пикселов на дюйм), или проще – 144/0,5=288, что также означает разрешение 288 ppi, которое весьма часто используется в дизайнерской практике. (288/2,54=113,4 пикселов на сантиметр)

Глубина цвета пиксельной графики

В общем случае изображение может состоять более чем из двух цветов. В технических средствах сначала использовались 16 градаций тона (цвета), потом — 64 и, наконец, 256 градаций. (В настоящее время существуют системы, позволяющие оперировать 1024 градациями.) 256 возможных вариантов ‑ это унифицированная единица измерения информации, которая получила название байта (byte). Байт равен восьми битам, восьми двоичным разрядам.

Таблица квантования тонового изображения

Таблица квантования, предназначенная для передачи непрерывного тона, состоит из 256 строк, т. е. 256 двоичных кодов: в диапазоне от 00000000 до 11111111.

Таким образом, начальному коду (то есть 0 в десятичной системе счисления) ставим в соответствие черный цвет, а конечному (то есть 255 в десятичной системе счисления) — белый цвет, остальные 254 кода будут соответствовать оттенкам серого: от очень темного, близкого к черному, до очень светлого, близкого к белому.

Кодовая таблица градаций тона "серая шкала" (grayscale).

Номер по порядку	Двоичный код	Десятичный код	Значение
1	00000000	0	Черный
2	00000001	1	Самый темно-серый
3	00000010	2	Очень темно-серый
…	…	…	…
129	10000000	128	Средний серый
…	…	…	…
254	11111101	253	Очень светло-серый
255	11111110	254	Самый светло-серый
256	11111111	255	Белый

Исследования свидетельствуют, что в среднем человеческий глаз может уверенно различать около 64 градаций тона. И хотя это среднестатистический показатель (видимо, у людей с тренированным зрением этот уровень значительно выше), тем не менее "серая шкала" превышает его в четыре раза.

Глубина цвета

Вернемся к рассмотрению битовой карты. В каждую ячейку матрицы может быть помещен один бит информации, т. е. одно двоичное число (или 0, или 1).

Теперь в связи с тоновыми изображениями ситуация изменилась: каждый пиксел тонового изображения требует для своего представления не одного двоичного бита, а восьми, т. е. целого байта информации.

Сохраняя принятое определение битовой карты и условие неизменности разрешения, проблема решается за счет добавления новых битовых карт по числу дополнительных разрядов. Эти дополнительные карты располагаются как бы в пространстве, а именно в «глубину». И, соответственно, общее количество битовых карт (а по сути разрядов или двоичных цифр) определяет «глубину» таблицы квантования. В русской терминологии используется форма «глубина цвета».

Глубина цвета измеряется числом двоичных разрядов, отведенных для каждого пиксела.

Сглаживание

Для тоновых изображений, которые отображаются на экране монитора (особенно преобразованных из штриховых), характерно использование сглаживания (anti-aliasing). Суть сглаживания заключается во взаимном влиянии пикселов у границы контрастных областей изображения.

Сглаживание (anti-aliasing) часто используют при увеличении разрешения тонового изображения.