Основи комп’ютерної графіки

Комп’ютерна графіка вивчає методи і засоби створення та обробки зображень за допомогою програмно-апаратних обчислювальних комплексів. В залежності від способів формування зображень комп’ютерну графіку поділяють на растрову, векторну, фронтальну, тривимірну. Структура та методи комп’ютерної графіки засновані на досягненнях фундаментальних та прикладних наук: математики, хімії, фізики, біології, програмування.

При редагуванні растрових об’єктів користувач змінює колір точок, а не форму ліній. Растрова графіка залежить від оптичної роздільної здатності , оскільки її об’єкти описуються точками по координатній сітці певного розміру. Потрібно розрізняти : роздільна здатність оригінальна, роздільна здатність друкованого зображення. Роздільна здатність вимірюється точка/дюйм.

Для екранного зображення елементарну точку растра називають піксель. Розмір піксель коливається в залежності до вибраної екранної роздільної здатності та роздільної здатності оригінала. Монітори можуть зображати роздільну здатність 640/480. відстань між сусідніми точками люмінофора монітора 0,22-0,25 мм. Глибина кольору характеризує максимальне число кольорів, які використані в зображенні. Існують зображення з такою глибиною кольору: чорно-білі (1 біт), відтінки сірого (8 біт) – 256 відтінків, з індексованими кольорами (4-8 біт), повно колірне зображення (24 біти – глибина кольору) понад 16 млн. відтінків.

Бітовий об’єм кожного пікселя розподіляється по основним кольорам обраної колірної моделі по 8 бітів на колір.

Колірні складові організуються у вигляді каналів, спільне зображення каналів визначає колір зображення.

Одноколірні зображення є багатоканальними і залежать від колірної моделі (RGB, CMY,CMYK, Lab, HBS), які відрізняються за глибиною кольору і способом математичного опису кольорів.

Яскравість поділяється на 256 рівнів. Від 150-256 рівнів достатньо, щоб могло сприйняти людське око.

Класи зображень

Під класами зображень розуміють деяку сукупність зображень застосування до якої алгоритму ущільнення дає якісно однакові результати.

Перший клас: зображення з невеликою (4-16) кількістю кольорів і великими областями заповненими одним кольором ( гістограми)

Другий клас: зображення з плавними переходами кольорів побудовані на комп’ютері (ескізні моделі, графіка презентацій)

Третій клас: фотореалістичні зображення

Четвертий клас: фотореалістичні зображення з накладанням «»»»»»»»»»»»»» графіки.

В якості окремих класів можуть бути запропоновані неякісно відскановані в 256 градацій сірого кольору сторінки книг або растрові зображення топографи карт. Формально будучи 8 або 24 бітовими вони несуть навіть не растрову а чисто векторну інформацію, н-д: рентгенівські знімки, фото в профіль і фас з електронного досьє.

Актуальною залишається задача пошуку алгоритму для конкретного класу зображень. Дослідження, які виконуються в області стиснення зображень орієнтовані в першу чергу на зображення класу ІІІ – фото реалістичні зображення, оскільки їх ущільнення вимагає найбільших витрат при його виконанні виникають найбільші труднощі.