Raster grafik

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 19. december 2019; checks kræver 23 redigeringer .

Rasterbillede ( lat. rastrum - skraber, rake) - et billede, der er et gitter (mosaik) af pixels - farvede prikker (normalt rektangulære) på en skærm og andre visningsenheder.

De vigtige egenskaber ved et billede er:

Billedstørrelse i pixels - kan udtrykkes som antallet af pixels i bredden og højden (800 × 600, 1024 × 768, 1600 × 1200 pixels osv.) eller som det samlede antal pixels. Et billede på 1600 × 1200 pixels består således af 1.920.000 pixels, hvilket er cirka 2 megapixel.
Antallet af anvendte farver eller farvedybden (disse karakteristika har følgende forhold: , hvor er antallet af farver, er farvedybden); $N=2^{k}$ $N$ $k$
Farverum ( farvemodel ) - RGB , CMYK , XYZ , YCbCr osv.;
Billedopløsning er en værdi, der bestemmer antallet af prikker (rasterbilledelementer) pr. enhedsareal (eller enhedslængde). Ikke at forveksle med billedgitterstørrelse.

Rastergrafik redigeres ved hjælp af rastergrafikeditorer . Rastergrafik oprettes direkte i en rastereditor, kameraer, scannere samt ved at eksportere fra en vektoreditor eller som skærmbilleder .

Fordele

Rastergrafik giver dig mulighed for at skabe næsten enhver tegning, uanset kompleksitet, i modsætning til vektorgrafik.
Udbredelse - rastergrafik bruges nu næsten overalt: fra små ikoner til plakater.
Høj behandlingshastighed for komplekse billeder, hvis der ikke anmodes om skalering.
Rasterrepræsentationen af et billede er naturlig for de fleste input-outputenheder til grafisk information, såsom skærme (med undtagelse af vektoroutputenheder), dot-matrix- og inkjetprintere, digitale kameraer, scannere og mobiltelefoner.

Ulemper

Stor datastørrelse til simple billeder med et stort antal punkter.
Manglende evne til at skalere og samtidig bevare det oprindelige detaljeringsniveau.
Det er umuligt at udskrive på en vektorplotter uden yderligere billedmanipulationer.

På grund af disse mangler anbefales vektorgrafik til opbevaring af simple tegninger .

Formater

Rasterbilleder gemmes normalt i en komprimeret form. Afhængigt af typen af komprimering er det muligvis ikke muligt at gendanne billedet nøjagtigt, som det var før komprimering ( henholdsvis tabsfri komprimering eller tabsgivende komprimering ). Yderligere data kan også gemmes i den grafiske fil: om forfatteren til filen, kameraet og dets indstillinger, antallet af prikker pr. tomme ved udskrivning, placeringen (hvis billedet er et snapshot), softwaren, der bruges til forberedelse osv. EXIF bruges ofte til disse formål. .

Tabsfri komprimering

Bruger kompressionsalgoritmer baseret på informationsredundansreduktion .

BMP eller Windows Bitmap - Bruges normalt uden komprimering, selvom RLE -algoritmen kan bruges .
GIF (Graphics Interchange Format) er et forældet format, der ikke understøtter mere end 256 farver ad gangen. Stadig populær på grund af manglende animationsunderstøttelse fra ren PNG , selvom software er begyndt at understøtte APNG .
PCX er et forældet format.
PNG (Portable Network Graphics) er et bitmapformat baseret på Deflate -komprimeringsalgoritmen .
JPEG-LS i tabsfri komprimeringstilstand - algoritmen bruger adaptiv forudsigelse af den aktuelle pixelværdi i miljøet, inklusive allerede kodede pixels.
Lossless JPEG er en hurtig, men ineffektiv komprimeringsalgoritme, der bruger (når du krydser billedet pixel for pixel fra venstre mod højre, top til bund) en simpel ikke-adaptiv forudsigelse af den aktuelle pixelværdi fra værdierne for toppen, venstre, og øverste venstre pixels.

Lossy komprimering

Baseret på afvisningen af en del af informationen, som regel den mindst opfattede af øjet.

JPEG er et meget udbredt billedformat. Kompression bruger opdelingen af billedet i blokke, kvantisering af de rumlige spektrale komponenter i hver blok af billedet, efterfulgt af deres kodning ved hjælp af entropi . En detaljeret undersøgelse af et meget komprimeret billede viser sløring af skarpe kanter og en karakteristisk moiré i nærheden af dem. Ved lave kompressionsforhold kan det gendannede billede visuelt ikke skelnes fra originalen.

Diverse

TIFF understøtter en lang række farvedybdeændringer, forskellige farverum, forskellige komprimeringsindstillinger (både tabsgivende og uden) osv.
Raw -formatet gemmer information direkte hentet fra matrixen af et digitalkamera eller lignende enhed uden at anvende nogen transformationer på det, samt kameraindstillinger. Giver dig mulighed for at undgå tab af information, når du anvender forskellige transformationer til et billede (tab af information opstår som følge af afrunding og pixelfarven, der går ud over de tilladte værdier). Bruges ved optagelse under vanskelige forhold (svagt lys, manglende evne til at indstille hvidbalancen osv.) til efterfølgende behandling på en computer (normalt i manuel tilstand). Næsten alle semi-professionelle og professionelle digitalkameraer giver dig mulighed for at gemme Raw-billeder. Filformatet varierer fra model til producent, der er ingen enkelt standard for alle Raw-billeder.

Historie

De første computere havde ikke separate midler til at arbejde med grafik, men de blev allerede brugt til at opnå og behandle billeder. Ved at programmere hukommelsen på de første elektroniske maskiner, bygget på basis af lagringskatodestrålerør, var det muligt at få et rasterbillede.

I 1961 ledede programmøren S. Russell projektet med at skabe det første computerspil med grafik. Oprettelsen af spillet " Spacewar " ("Space Wars") tog omkring 200 mandetimer. Spillet blev oprettet på en PDP-1 maskine .

I 1963 skabte den amerikanske videnskabsmand Ivan Sutherland software- og hardwaresystemet Sketchpad, som gjorde det muligt at tegne punkter, linjer og cirkler på et rør med en digital pen. Grundlæggende handlinger med primitiver blev understøttet: flytning, kopiering osv. Faktisk var dette den første rastereditor implementeret på en computer. Programmet kan også kaldes den første grafiske grænseflade, og det var sådan allerede før selve udtrykkets fremkomst.

I midten af 1960'erne. der var udvikling inden for industrielle anvendelser af computergrafik. Så under ledelse af T. Mofett og N. Taylor udviklede Itek en digital elektronisk tegnemaskine. I 1964 introducerede General Motors DAC-1 computerstøttet designsystem, udviklet i samarbejde med IBM.

I 1968 skabte en gruppe ledet af Konstantinov N. N. en computermatematisk model af en kats bevægelse. BESM-4-maskinen, der udførte det skrevne program til løsning af differentialligninger, tegnede tegneserien "Kitty", som for sin tid var et gennembrud. En alfanumerisk printer blev brugt til visualisering. Computergrafik oplevede betydelige fremskridt med fremkomsten af muligheden for at gemme billeder og vise dem på en computerskærm.