Растр зображення. Формати растрових графічних файлів. Формати растрових зображень

Головна / 2 Cool Reader

Створювати та зберігати графічні об'єкти в комп'ютері можна двома способами: як растровеабо як векторнезображення. Для кожного типу зображення використовується свій спосіб кодування.

Растрове зображення являє собою сукупність точок, що використовуються для відображення на екрані монітора.

Іноді ми стикаємося з ситуаціями, в яких потрібно зберегти креслення в растрові або інші формати файлів зображень. Наприклад, якщо ваша програма редагує зображення, набираючи текст поверх них або дозволяючи користувачеві малювати фігури або об'єкти над зображеннями, вам може здатися зручним маніпулювати зображеннями та об'єктами у вигляді одного креслення, а потім зберегти повне креслення у файл.

Оскільки основний зміст цієї статті – показати, як перетворити креслення на файл зображення, частина креслення демонстраційної програми досить проста. Це дозволяє малювати вільні фігури на статичному контролі в діалоговому вікні. Професійна платформа скінів для програм, розроблена нами та вільно завантажується, використовує деякі варіанти техніки, представлені в цій статті, для створення та редагування складних зображень значків з повною підтримкоюпрозорості альфа-каналу для використання у професійних скінах додатків.

Об'єм растрового зображення визначається як добуток кількості точок та інформаційного обсягу однієї точки, який залежить від кількості можливих кольорів. Для чорно-білого зображення інформаційний обсяг однієї точки дорівнює \(1\) біту, оскільки точка може бути або чорною, або білою, що можна закодувати однією з двох цифр - \(0\) або \(1\).

Малюнок у демонстраційній програмі складається із набору шляхів. Потім точки додаються до нового шляху, коли користувач перетягує мишу. Поточне креслення оновлюється, коли користувач додає точки до поточного шляху. Створення шляху завершується, коли користувач звільняє мишу. Цей процес повторюється, щоб додати нові шляхи до креслення.

Фарбування малюнка на екран

Спочатку створюється контекст пам'яті. Потім растрове зображення, яке ми хочемо намалювати, вибирається у контексті пристрою пам'яті. Нарешті, колір фону і поточна колекція шляхів звертаються до контексту пристрою пам'яті, який блокується статичним елементом управління, що представляє поверхню креслення.

Інформаційний обсяг растрового зображення (\(V\)) визначається як добуток числа точок (\(N\)), що входять у зображення, на інформаційний обсяг однієї точки (\(q\)), який залежить від кількості можливих кольорів, тобто. V = N ⋅ q.

При чорно-білому зображенні \(q\) \(=\) \(1\) біт (наприклад, \(1\) - точка підсвічується і \(0\) - точка не підсвічується). Тому для зберігання чорно-білого (без відтінків) зображення розміром (100) x (100) точок потрібно (10 000) біт.

Збереження креслення в растровий файл

Ось код, який створює растрове зображення та робить фактичне креслення. Наступний код ілюструє. Методика, описана тут, являє собою простий спосіб перетворення креслення на растровий файл. Хоча для ілюстрації цієї методики використовувався простий набір шляхів, будь-який малюнок можна зберегти в файл растрового зображення, використовуючи цю техніку.

Складні результати можна отримати, застосувавши цей метод до складніших креслень. Щоб покрити все це, потрібна окрема книга, і навіть тоді будуть теми, залишені недоторканими. Це не все, що вам потрібно знати, щоб виконати цю роботу, але цього достатньо, щоб почати роботу з безліччю простих простих графічних завдань.

Якщо між чорним і білим кольорами є ще шість відтінків сірого (всього \(8\)), то інформаційний обсяг точки дорівнює \(3\) біта (log 2 8 = 3). Інформаційний обсяг такого зображення збільшується втричі: \(V\) \(=\) \(30 000 \)біт.

Розглянемо, скільки потрібно біт для відображення кольорової точки: для \ (8 \) кольорів необхідно \ (3 \) біта; для \(16\) кольорів - \(4\) біта; для \(256\) кольорів - \(8\) бітів (\(1\) байт). У таблиці нижче представлено кодування палітри кольорів з \(16\) кольорів.

Завдяки цьому заземленню ви також зможете знайти якусь додаткову інформаціюВи повинні робити менш поширені речі. Причина в тому, що незалежно від того, як графічний об'єкт вказано або створено, це растрове зображення, яке зрештою створюється та відображається на екрані. Існує багато способів створення або отримання растрового зображення.

Растрове зображення – це просто прямокутник пікселів. Кожен піксель може бути встановлений на заданий колір, але точно який колір залежить від типу пікселя. Перші два параметри дають ширину та висоту в пікселях. Третій параметр вказує тип пікселя, який потрібно використовувати. Тут усе може ускладнитись. Оскільки чотири вісімки 32, це 32-бітна графіка. Альфа-канал дозволяє встановити непрозорість.

Різні кольори та їх відтінки виходять за рахунок наявності або відсутності трьох основних кольорів (червоного, синього, зеленого) та ступеня їхньої яскравості. Кожна точка на екрані кодується за допомогою \(4\) бітів.

Кольорові зображення можуть відображатись у різних режимах, відповідно змінюється й інформаційний обсяг точки (див. таблицю нижче).

Формати растрових зображень

існує багато різних форматівпікселів, які ви можете вибрати, і завжди існує компроміс між роздільною здатністю та обсягом простору, який займає бітмап. Тепер у вас є растрове зображення, що ви можете зробити з ним? Встановлює всі пікселі в вказаний колір, червоний – у цьому випадку.

Запитання та завдання

Ви також можете працювати з піксельними даними на рівні біт. Як ви можете побачити растрове зображення, яке ви щойно створили? Нам потрібні деякі масштабніші методи, які залучають корисні речі, такі як лінії, прямокутники, круги і т.д. Ви можете створити полотно та прикріпити його до растрового зображення за одну операцію.

Опис кольору пікселя є кодом кольору.

Кількість біт, що відводиться на кожен піксель для представлення кольору, називають глибиною кольору(англ. color depth). Від кількості біт залежить різноманіття палітри.

Найбільш поширеними значеннями глибини кольору є (8), (16), (24) або (32) біта.

Тобто, якщо бітмап має ширину по висоті, система координат за замовчуванням працює від 0, 0 у верхньому лівому куті до ширини та висоти у правому нижньому кутку. Після створення ви можете використовувати об'єкт фарби так часто, як це необхідно, і ви можете змінити його та повторно використовувати.

В іншому випадку нижній лівий кут растрового зображення розташовуватиметься в координатах вікна. Потім генеруються фрагменти кожного пікселя, відповідного 1 в растровому зображенні. Потім їх обробляють так само, як якщо вони були згенеровані точкою, лінією або полігоном, включаючи відображення текстур, запотівання і всі операції над фрагментами, такі як альфа-і глибинне тестування. Позначте всі частини, що належать до вашого малюнка.

Чим більша глибина кольору, тим більший обсяг графічного файлу.

Для зберігання растрового зображення розміром 32 x 32 пікселя відвели 512 байтів пам'яті.

Якою є максимально можлива кількість кольорів на панелі зображення?

Рішення. Число точок зображення дорівнює 32 ⋅ 32 = 1024 . Ми знаємо, що 512 байтів \(=\) 512 ⋅ 8 \(=\) 4096 біт. Знайдемо глибину кольору 4096 ÷ 1024 = 4 . Число кольорів дорівнює 24 = 16 .

Переконайтеся, що жоден із ваших елементів не знаходиться на заблокованому шарі, він не буде скопійований. Це розширить вибір. . Тепер ваш малюнок повинен мати зелені ручки. Існують різні способизробити це. Такий самий вибір можна отримати, натиснувши кнопку «Вставити» на панелі функцій.

Відповідно змінюються смуги символів. Він є «отвір» над кресленням. За допомогою ручок на сірій рамці можна змінити розмір розрізу, а на смузі прокручування ви можете переміщати положення вирізу. Фактичний обсяг креслення залишається постійним.

Колір на Web-сторінках кодується у вигляді RGB-коду в шістнадцятковій системі: #RRGGBB, де RR, GG і BB - яскравості червоного, зеленого та синього, записані у вигляді двох шістнадцяткових цифр; це дозволяє закодувати (256) значень від (0) (00 16) до (255) (FF 16) для кожної складової.

Коди деяких кольорів:

Таким чином, можна створити його за допомогою шаблону рамки. Зокрема, ви можете описати дуже диференційовану ситуацію, також щодо області тексту сторінки. Малюнок вставляється так, начебто ви намалювали його безпосередньо в текстовому документі за допомогою інструментів на панелі інструментів. Параметри форматування доступні через контекстне менюабо в меню Формат.

Якщо вам потрібне таке визначення позиції, ви можете помістити рамку навколо креслення. Ви автоматично отримаєте його, якщо ви додасте напис до креслення. Ви можете отримати доступ до відповідного діалогу через контекстне меню або через меню "Вставити". Якщо вам не потрібний сам підпис, ви можете просто видалити його і встановити поворот креслення для запуску.

При позначенні кольорів HTML-документах спочатку ставлять знак номера # . HTML: \(#FF0000\) - інтенсивно червоний колір, #00FF00 - зелений колір, #0000FF - синій колір. Відсутність кольорів (#000000) дає чорний колір, а найінтенсивніше поєднання всіх трьох каналів (#FFFFFF) дає білий колір.

FF - найбільша яскравість колірної компоненти, щоб одержати різних відтінків однієї й тієї ж кольору змінюють яскравість.

Волосся також зберігає лінії волосся при збільшенні, а літери зберігають гладкі краї. Щоб відобразити векторну графіку, деякі фільтри та налаштування кольору доступні на панелі графічних об'єктів. Текстові об'єкти не перетворюються правильно. Позиціювання обробляє векторну графіку як рамку.

Така графіка масштабується.
Лише окремі об'єкти малювання непрозорі, тло прозоре.
В даний час векторна графікаможе бути частково дзеркальною.
Растрова графіка не масштабується.
Якщо його збільшено, окремі пікселі стають чітко видимими квадратами.

Ці налаштування – це єдиний спосіб вплинути на розмір згенерованої растрової графіки.

Щоб отримати світлий відтінок якогось чистого кольору, потрібно однаково збільшити нульові складові; наприклад, щоб отримати світло-червоний колір, потрібно зробити максимальною червону складову і, крім цього, однаково збільшити решту - синю та зелену: #FF9999 (порівняйте з червоним: #FF0000).

Щоб отримати темний відтінок чистого кольору, потрібно однаково зменшити всі складові, наприклад #660066 - це темно-фіолетовий колір (порівняйте з фіолетовим #FF00FF ).

Це також враховується при перетворенні креслення на растровий малюнок.
Растрова графіка може бути легко дзеркальною.
Позиціювання обробляє растрову графіку як рамку.

Усі налаштування взято з файлу, включаючи імена шаблонів формату. Але посилання на файл немає, але створюється копія.

Вставлення креслення з використанням графічного файлу

Як і при вставці через буфер обміну, ви можете відрегулювати розмір та положення кліпу в режимі редагування на сірому кадрі. У режимі кадру можна змінити масштаб відображення на зелених ручках.

Зберегти креслення як графічний файл

Позначте рисунок, як описано вище. У розділі «Файл → Експорт» спочатку виберіть формат файлу.

Зауважимо, що якщо старший біт у коді (перша, третя або п'ята цифра) знаходиться в діапазоні від (0) до (3), то можна вважати, що ця колірна компонента відсутня в кольорі, тобто #0F0F0F - це чорний колір.

Також слід зазначити, що рівне або майже рівне поєднання колірних компонентів позначає сірий колір різної інтенсивності.

Вставлення графічного файлу в текстовий документ

Усі інші формати генерують растрову графіку. При експорті на растровий малюнок малюнок перетворюється відповідно до тих самих правил, що і для шляху через проміжний лоток. Якщо ви не оберете посилання, зображення буде скопійовано в документ так само, як у дорозі через буфер обміну. текстовий документбільше не міститиме жодної інформації про походження графічного об'єкта.

Якщо ви вибираєте посилання під час вставки, текстовий документ містить лише інформацію про походження графічного об'єкта, але не про графік. Текстовий документ залишається невеликим і може добре оброблятися навіть з невеликою основною пам'яттю. Ви можете оновити його під час його відкриття або використовувати Інструменти → Оновити → Посилання, щоб ініціювати оновлення вручну. Якщо ви збережете ім'я графічного об'єкта, текстовий файлбуде оновлено. Вам просто потрібно трохи виправити розмір. Коли ви дивитесь на шлях до графіка, це виглядає як абсолютні шляхи. Однак насправді шляхи зберігаються щодо текстового файлу. Якщо ви зберігаєте графічний та текстовий файл у загальному каталозі, вам не потрібно налаштовувати шляхи після транспортування всього каталогу.

Початковий формат графіка зберігається.
Графіка також може бути змінена за допомогою зовнішньої програми.
Зміни у графіку переносяться до текстового документа.

Прямий доступ до окремих пікселів забезпечує швидку обробку зображень.

Векторне зображення є сукупність графічних примітивів. Кожен примітив складається з елементарних відрізків кривих, параметри яких (координати вузлових точок, радіус кривизни та ін.) Описуються математичними формулами.

Для кожної лінії вказуються її тип (суцільна, пунктирна, штрихпунктирна), товщина і колір, а замкнуті фігури додатково характеризуються типом заливання.

Цей формат складається із 4 байтів на піксель. Функції мають довгі імена, щоб бути зрозумілими. Деякі спеціальні функціївимагають певних одиниць, але вам можуть і не знадобляться. Нарешті відображається растрове зображення. Піксели у прозорій растрової карті зберігаються у 4 значеннях, тобто 4 байти в порядку синього, зеленого, червоного, альфа. Останній канал визначає рівень прозорості, інші канали визначають колір та яскравість.

Прямий доступ до пікселя

У принципі є два режими символів. По-перше, повністю замінити інформацію про вміст пікселя. По-друге, змішати існуючий піксель з іншим, це називається альфа-змішуванням. Цей процес повільніший, тому що він використовує перетворення зображень. Перший повертає покажчик на перший піксель зображення, а другий повертає покажчик на перший піксель певного рядка. Примітка. Доступні фільтри.

Розглянемо, наприклад, такий графічний примітив, як коло радіусу (r). Для її побудови потрібно і досить наступних вихідних даних:

Координати центру кола;
- значення радіусу (r);
- колір заповнення (якщо коло не прозоре);
- колір та товщина контуру (у разі наявності контуру).

Інформація про векторний малюнок кодується звичайним способом, як зберігаються тексти, формули, числа, т. е. зберігається не графічне зображення, лише координати і характеристики зображення його деталей. Тому для зберігання векторних зображеньпотрібно суттєво менше пам'ятініж растрових зображень.

Джерела:

Самілкіна Н. Н. Інформатика: всі теми для підготовки до ЄДІ / Н. Н. Самілкіна, А. П. Сільченко. - М.: Ексмо, 2011, стор 40-43

Для малювання потрібне полотно (робоча область), фарби та інструменти.

В кожному графічному редакторіє можливість встановити потрібні розміриробочої сфери. Так, у графічному редакторі Paint у меню Малюнокможна вибрати пункт Атрибутита з його допомогою встановити потрібні розміри робочої області (білого полотна).

Основний колір- той, яким виконуватиметься малюнок на полотні, - він встановлюється клацанням лівою кнопкою миші на потрібному кольорі палітри;
фоновий колір- цей колір як би підкладається під біле полотно і проявляється в деяких ситуаціях - він встановлюється клацанням правою кнопкою миші на кольорі палітри.

За замовчуванням використовується чорний основний і білий кольори фону.

У багатьох графічних редакторах реалізовано можливість конструювання кольору на основі колірної моделі HSB (по перших бук вам англійських слів Hue - колірний тон (відтінок), Saturation - насиченість (контраст), Brightness - яскравість).

Вікно конструювання кольорів у графічному редакторі Paint відкривається командою Палітра, Змінити палітру, Визначити колір. Спочатку вибирається колір у веселці (переміщення хрестоподібного покажчика зліва направо), потім встановлюється його контрастність (переміщення того ж покажчика зверху вниз), а потім переміщенням трикутного покажчика задається яскравість.

У кожному растровому графічному редакторі існують інструменти, що дозволяють створювати на екрані комп'ютера зображення подібно до того, як це робиться на папері. Розглянемо інструменти графічного редактора Paint:

Олівець- використовується для промальовування контурів предмета від руки; колір олівця вибирається на панелі.
Пензлик- використовується для малювання від руки; колір фарби вибирається на палітрі, у додатковому меню налаштування вибирається один із дванадцяти варіантів пензля.
Розпилювач- Напилює точки обраного кольору; можна вибрати один із трьох варіантів області напилення.
Заливання- дозволяє "залити" фарбою будь-яку замкнуту область.
Ластик- дозволяє прати частини зображення; у додатковому меню налаштування можна вибрати один із чотирьох варіантів розміру гумки.
Масштаб- дозволяє збільшувати зображення; у меню налаштування можна вибрати один із чотирьох варіантів укрупнення.
Напис- дозволяє розміщувати на малюнку текст і таким чином створювати листівки, барвисті оголошення, запрошення, візитні картки і т.д.

Основні інструменти малювання Олівецьі ПензликКористувач переміщає по екрану за допомогою миші. Отримати в такий спосіб потрібну лінію під силу тільки досвідченому користувачеві, який до того ж добре володіє звичайними олівцем і пензлем. Початківцю художнику найкраще використовувати у своїй роботі інструменти Лінія, Крива, Прямокутник, Еліпста інші, що дозволяють просто будувати на екрані комп'ютера найпростіші геометричні фігури, інакше звані графічними примітивами. З графічних примітивів можна збирати складні графічні зображення.

У растровому графічному редакторі є можливість створення складних графічних зображеньшляхом перетворення, переміщення та багаторазового повторення деякої частини наявного на екрані зображення фрагмента. Насамперед, фрагмент зображення ( графічний фрагмент) слід виділити. У графічному редакторі Paint для цього призначені інструменти Виділення довільної областіі Виділення. Виділений фрагмент можна:

вилучити- Виділений фрагмент зникне, а його місце заповниться кольором фону;
переміститиметодом перетягування будь-яке місце робочої області, при цьому колишнє місце розташування фрагмента заповниться кольором фону;
вирізати(команда Вирізатиу меню Виправлення) - виділений фрагмент зникає з екрану і поміщається в спеціальну область оперативної пам'яті — буфер обмінуа його місце на полотні заповнюється кольором фону;
копіювати(команда Копіюватиу меню Виправлення) – виділений фрагмент залишається на колишньому місці, яке точна копія поміщається в буфер обміну;
розмножитиперетягуванням при натиснутій клавіші Ctrl- чергова копія фрагмента з'являтиметься щоразу, коли кнопка миші буде відпущена;
перетворити (повернути, розтягнути, нахилити)- в діалогових вікнахкоманд меню Малюнок точно вказується, як буде перетворено виділений фрагмент.

Растрові графічні редактори дозволяють з'єднувати в один малюнок раніше створені та збережені у файлах зображення та їх фрагменти.

Графічний редактор Paint орієнтований процес малювання простих зображень і комбінування готових фрагментів. Більшість растрових графічних редакторів призначені не так для створення зображень, як для їх обробки ( Adobe Photoshop, GIMP). Вони дозволяють змінювати колірну палітрувсього зображення та колір кожного окремого пікселя, проводити художню обробку графічних зображень.

Завдання.
Якесь растрове зображення було збережено у файлі p1.bmp як 24-розрядний малюнок (тобто глибина кольору = 24). У скільки разів буде менший інформаційний обсяг файлу p2.bmp, якщо в ньому це зображення зберегти як 256-кольоровий малюнок?

Рішення:
Для кодування 256 різних кольорів потрібний 8-розрядний двійковий код(256 = 28), тобто для кодування кольору кожного пікселя використовується 8 бітів. Для кодування кольору кожного пікселя вихідного зображення використовувалося 24 біти. Оскільки кількість пікселів у двох зображеннях однакова, то інформаційний об'єм файлу p2.bmp у 3 рази менший за інформаційний об'єм вихідного файлу.

Відповідь: у 3 рази.

Найпотужнішим растровим графічним редактором, широко поширеним серед фахівців, які працюють із растровими зображеннями, є Adobe Photoshop. Це комерційний продукт, який працює під керуванням ОС Microsoft Windows.

Найголовніше:

Більшість растрових графічних редакторів орієнтовані й не так створення зображень, скільки з їхньої обробку.

Запитання та завдання:

Напишіть основні можливості растрових графічних редакторів.
Опишіть основні прийоми роботи у графічному редакторі Paint (Kolourpaint).
Чому за допомогою колірної моделі HSB людині зручніше підбирати потрібний колір, ніж за допомогою моделі RGB?
У якому редакторі, растровому чи векторному, ви редагуватимете фотографію?
Якесь растрове зображення було збережено у файлі як 256-кольоровий малюнок. У скільки разів зменшиться інформаційний обсяг файлу, якщо це зображення зберегти як монохромний (чорно-білий без градацій сірого) малюнок?
(Рішення:
Оскільки палітра оригінального зображення складалася з 256 кольорів, то кодування одного пікселя використовувалося 8 біт (256 = 2 8). Глибина кольору монохромного малюнка становить 1 біт (2 = 21). Тому розмір файлу зменшиться у 8 разів.
Відповідь: у 8 разів)