Компьютерная графика Векторные файлы Физическое и логическое сжатие Алгоритм художника Трехмерная графика Растровая графика

Форматы файлов растровой графики.

Растровый файл устроен проще (для понимания, по крайней мере). Он представляет из себя прямоугольную матрицу (bitmap), разделенную на маленькие квадратики - пикселы (pixel picture element). Растровые файлы можно разделить два типа: предназначенные для вывода экран и печати.

Разрешение файлов таких форматов как GIF, JPEG, BMP зависит от видеосистемы компьютера. В старых Маках на квадратный дюйм экрана приходилось 72 пиксела (экранное разрешение), Windows единого стандарта не сложилось, но сегодня чаще всего употребляется значение 96 пикселов экрана. Реально, однако, эти параметры теперь стали довольно условными, так почти все современных компьютеров позволяют изменять количество отображаемых экране пикселов. Растровые форматы, предназначенные исключительно для вывода экран имеют только экранное разрешение, то есть один пиксел в файле соответствует одному экранному пикселу. На печать они выводятся же с экранным разрешением.

Растровые файлы, предназначенные для допечатной подготовки изданий имеют, подобно большинству векторных форматов, параметр Print Size - печатный размер. С ним связано понятие печатного разрешения, которое представляет из себя соотношение количества пикселов на один квадратный дюйм страницы (ppi, pixels per inch или dpi dots inch, термин не совсем верный, но часто употребимый). Печатное разрешение может быть от 130 (для газеты) до 300 (высококачественная печать), больше почти никогда нужно.

Растровые форматы, так же отличаются друг от друга способностью нести дополнительную информацию: различные цветовые модели, вектора, Альфа-каналы или каналы плашковых (spot)-цветов, слои различных типов, интерлиньяж (черезстрочная подгрузка), анимация, возможности сжатия и другое.

32. Аддитивная цветовая модель RGB


Эта модель используется для описания цветов, которые получаются с помощью устройств, основанных на принципе излучения. В этой модели работают мониторы и бытовые телевизоры. Любой цвет считается состоящим из трех основных компонентов: красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue). Эти цвета называются основными. Считается также, что при наложении одного компонента на другой яркость суммарного цвета увеличивается. Совмещение трех компонентов дает нейтральный цвет (серый), который при большой яркости стремится к белому (рис. 2).Предысторией системы RGB явились опыты Томаса Юнга (три фонаря с цветными светофильтрами: красным, зеленым и синим). Некоторое время спустя Джемс Максвелл изготовил первый колориметр, с помощью которого человек мог сравнивать монохроматический цвет и цвет смешивания в заданной пропорции компонентов RGB. Регулируя яркость каждого из смешиваемых компонентов, можно добиться уравнивания цветов смеси и монохроматического излучения. Это описывается следующим образом:

Ц = rR + gG bB,

где r, g, b – количество соответствующих основных цветов.

Соотношение коэффициентов r, g, b Максвелл наглядно показал с помощью треугольника, впоследствии названного его именем. Треугольник Максвелла является равносторонним, в вершинах располагаются основные цвета: G и (рис. 3). Из заданной точки проводятся линии, перпендикулярные сторонам треугольникам. Длина каждой линии показывает соответствующую величину коэффициента g или b. Одинаковые значения r = g имеют место центре треугольника соответствуют белому цвету. Следует также отметить, что некоторый цвет может изображаться как внутренней точкой такого так точкой, лежащей за пределами. В последнем случае это соответствует отрицательному значению соответствующего цветового коэффициента. Сумма равна высоте а при высоте, равной единице, +

К настоящему времени система RGB является официальным стандартом. Решением Международной комиссии по освещению – МКО (CIE Commision International de l'Eclairage) в 1931г. были стандартизированы основные цвета, которые рекомендовано использовать качестве R, G и B. Это монохроматические цвета светового излучения с длинами волн соответственно: R 700 нм; 546,1 B 435,8 нм.

RGB является цвет, получаемый смешением трех компонентов в равных количествах. Это белый цвет. Оказывается, для того, чтобы смешиванием R, G и B получить яркости соответствующих источников должны быть не равны друг другу, а находиться пропорции LR : LG LB = 1 4,5907 0,0601.

Если расчеты цвета производятся для источников излучения с одинаковой яркостью, то указанное соотношение яркостей можно учесть соответствующими масштабными коэффициентами.
Теперь рассмотрим другие аспекты. Цвет, создаваемый смешиванием трех основных компонентов, можно представить вектором в трехмерной системе координат R, G и B (рис. 4). Черному цвету соответствует центр координат – точка (0, 0, 0). Белый цвет выражается максимальным значением компонентов. Пусть это максимальное значение вдоль каждой оси равно единице. Тогда белый цвет – это вектор (1, 1, 1). Точки, лежащие на диагонали куба от черного к белому, соответствуют равным значениям: Ri = Gi = Bi. Это градации серого – их можно считать белым цветом различной яркости. Поэтому для анализа цвета важно соотношение компонентов. Если в цветовом уравнении

Ц = rR + gG bB

разделить коэффициенты r, g и b на их сумму:




то можно записать такое цветовое уравнение:

Ц = r' R + g b' B.

Это уравнение выражает векторы цвета (r', g', b'), лежащие в единичной плоскости r' '=1. Иными словами, мы перешли от куба к треугольнику Максвелла.

Заметим, что система RGB имеет неполный цветовой охват – некоторые насыщенные цвета не могут быть представлены смесью указанных трех компонентов. В первую очередь, это от зеленого до синего, включая все оттенки голубого (ненасыщенные голубые смешиванием компонентов получить можно). Несмотря на охват, широко используется в настоящее время, очередь цветных телевизорах и дисплеях компьютеров. Отсутствие некоторых оттенков слишком заметно.

Еще одним фактором, способствующим популярности системы RGB, является ее наглядность – основные цвета находятся в трех четко различимых участках видимого спектра.

Кроме того, одной из гипотез, объясняющих цветовое зрение человека, является трехкомпонентная теория, которая утверждает, что в зрительной системе человека есть три типа светочувствительных элементов. Один тип реагирует на зеленый, другой – красный, а третий синий цвет. Такая гипотеза высказывалась еще Ломоносовым, ее обоснованием занимались многие ученые, начиная с Т.Юнга. Впрочем, теория не единственной теорией цветового зрения человека.

33. Субтрактивная цветовая модель CMY

Модель CMY(голубой-пурпурный-жёлтый).Она явл субтрактив моделью.Примен для получения цветов изображ на белой поверхн-ти.использ в большин-ве устр-в вывода.При освещении каж из основных поглощает добавляющий его цвет:

голубой поглощает красный,пурпурный-зелёный,жёлтый-синий.

Теоретически,при вычитании всех основных цветов,результирующим явл чёрный.Но на практике получить чёрный цвет сложно и поэтому эта модель дополнена отдел чёрной цветовой компонентой

CMYК Эта цветовая модель используется для описания цвета при получении изображений на устройствах, которые реализуют принцип поглощения (вычитания) цветов.

Эту модель используют для подготовки не экранных, а печатных изображений. Они отличаются тем, что их видят в проходящем, отраженном свете. Чем больше краски положено на бумагу, тем света она поглощает и меньше отражает. Совмещение трех основных красок почти весь падающий свет, со стороны изображение выглядит черным. В отличие от модели RGB увеличение количества приводит к увеличению визуальной яркости, наоборот, ее уменьшению. Поэтому изображений используется аддитивная (суммирующая) модель, субтрактивная (вычитающая). Цветовыми компонентами этой являются основные цвета, те, которые получаются результате вычитания цветов из белого:

Голубой (Cyan) = Белый - Красный = Зеленый + Синий

Пурпурный (Magenta) = Белый - Зеленый = Красный + Синий

Желтый (Yellow) = Белый - Синий = Красный + Зеленый

Эти три цвета называются дополнительными, потому что дополняют основные до белого.

Существенную трудность в полиграфии представляет черный цвет. Теоретически его можно получить совмещением трех основных или дополнительных красок, но на практике результат оказывается неудовлетворительным. Поэтому цветовую модель CMYK добавлен четвертый компонент - черный. Ему эта система обязана буквой K названии (blacK).

Цветоделение. В типографиях цветные изображения печатают в несколько приемов. Накладывая на бумагу по очереди голубой, пурпурный, желтый и черный отпечатки, получают полноцветную иллюстрацию. Поэтому готовое изображение, полученное компьютере, перед печатью разделяют четыре составляющих одноцветных изображения. Этот процесс называется цветоделением. Современные графические редакторы имеют средства для выполнения этой операции.

Цветовое пространство LAB представляет цвет в трех каналах: один канал выделен для значений яркости (L - Lightnes) и два других для цветовой информации (А и В). Цветовые каналы соответствуют шкале, а не какому)нибудь одному цвету. Канал А представляет непрерывный спектр от зеленого к красному, в то время как канал В - от синего к желтому. Средние значения для А и В соответствуют реальным оттенкам серого.
Графические библиотеки в языках программирования