Урок первый - понятия о растровой графике

Урок 1

Основы растровой графики

Особенности и свойства растровой графики

Итак, уважаемый ученик, первоочередная наша задача - разобраться в разнородных вариантах хранения, отображения и обработки графической информации при помощи компа. Казалось бы, все очень просто компьютер хранит и отображает определенные картинки, изображения, но на самом деле все намного сложнее. Однако не стоит бояться и думать, что мы сейчас начнем трындеть о высоких материях, например об устройстве оборудования, обеспечивающего передачу картинок составе компьютера. Нам это реально не понадобится. Моя с тобой задача - разобраться в том, комп сохраняет, показывает и помогает редактировать отдельные картинки. Имееться два основных варианта сохранения графики - векторный и растровой скорее всего вы когда-нибудь уже сталкивались с данными понятиями и приблизительно представляете себе, что они представляют. Каждый из них имеет ряд специфических особенностей, что и диктует в разных прецедентах необходимость использования того или другого варианта.

Я расскажу вкратце об обеих, и далее я с тобой основательно остановлюсь на увлекающей нас растровой графике.

Итак, сущность векторного варианта создания, сохранения и измнения графики заключается в том, что изображение воспринимается компьютером как совокупность так называемых объектов, каждый из которых имеет ряд свойственных параметров. То есть каждая часть изображения в векторном формате представляет собой какой-то определенный объект. Соответственно, компьютер знает месторасположение данного объекта, какие-то определенные его параметры, цвет и т. д. На примере целое выглядит очень свободно: допустим, у нас есть изображение, как на, на котором изображены окружность и звезда.

Макет векторного изображения

В документе, хранящем это изображение, прописано, что на белом фоне у нас есть объект звезда, количество лучей которого равно пяти, радиус равен десяти и т. д., а рядом находится окружность, позиция которой такая-то, цвет такой-то, радиус такой-то и т. д. То есть компьютер видит, из каких объектов заключается изображение. Соответственно, для редактирования мы можем выделить интересующий нас объект, например звезду, обратиться к ее параметрам, скажем, к параметру количества лучей, и, допустим, увеличить его. В результате таковых преобразований мы уже получим изображение, показанное. Преобразованное векторное изображение

Точно так же можно удалять, добавлять, всецело изменять объекты, тем самым формируя единое изображение. Одним из наиболее распространенных редакторов векторной двухмерной графики является Corel Draw.

Таковым образом, работа над векторными изображениями представляет собой работу над объектамии их параметрами. Это обусловливает ряд особенностей действия инструментов в редакторах векторной графики.

Векторная графика бывает и трехмерная, в таковом казусе используются редакторы 3ds Max, Maya LightWave, Cinema 4d и т. д.

Ныне давайте рассмотрим сущность и особенности растровой графики. Изображение формируется и хранится в облике совокупности точек, так называемых пикселей. Создавая растровое изображение, мы делаем сетку из пикселей, каждый из которых имеет свой цвет. Пиксели очень малы, и, глядя на них вместе, мы видим изображение. Другими причастиями, каждое растровое изображение представляет собой своеобразную матрицу из точек - сеть, имеющую длину и высоту.

На рисунке вы видите увеличенный, показательный вариант растрового изображения и обычное растровое изображение.

Слева - увеличенный вариант растрового изображения, справа - обычное растровое изображение

Из варианта представления изображения следуют и особенности его редактирования. Так, имея дело с растровой графикой, мы работаем не с объектами, а с пикселями, то есть с отдельными точками или их совокупностями, каждая из которых имеет свой цвет и точное месторасположение на изображении. Фактически наша задача заключается в том, чтобы менять цвет определенных пикселей. Никаких объектов в растровой графике свободно нет. Когда мы видим темнокожую окружность на белом фоне, созданную растровым редактором, мы на самом деле видим совокупность белых и печальных точек. На рисунке это хорошо можно проследить.

Сверху - растровое изображение окружности, снизу - увеличенное изображение наружной дозы окружности, на котором видна «лесенка» из пикселей

Растровые картинки обладают рядом параметров, отвечающих за их размер, четкость, сглаженность, цветовую насыщенность и т. д.

Одним из наиболее важных параметров растрового изображения является так называемый DPI (Dot Per Inch), то есть количество пикселей на один квадратный дюйм. Чем выше значение этого параметра, тем более четким будет изображение. Фактически DPI отвечает за размер пикселя. На рисунке вы видите два варианта одного и того же растрового изображения с разными значениями DPI.

Слева - изображение с очень малым значением параметра DPI, справа - с большим значением

Таковым образом, настраивая параметр DPI, необходимо примерно представлять себе, что именно и для какой мишени мы зарисовываем. Далее, разбирая порядок настройки данного параметра, мы рассмотрим некоторые его значения и их использование.

Стоит также отметить, что параметр DPI больше влияет на качество печати, нежели на качество отображаемого на мониторе изображения. Дело в том, что каждый монитор имеет таковую характеристику, как размер семена, то есть размер минимального видимого пикселя. В том прецеденте, если, оперируя параметром DPI, мы созидать пиксели изображения мельче, чем размер семена монитора, то визуально отличие от более крупных пикселей уже очутишься незаметно. Зато на печати качество изображения будет выше, конечно, если печатающий принтер способен передавать подобные разрешения.

Параметр DPI также фигурирует во время сканирования какого-либо изображения. Задавая значение разрешения при сканировании изображения, мы тем самым указываем разрешение создаваемого графического документа.

В целом DPI представляет собой основной параметр, отвечающий за качество изображения.

Одним из минусов растровой графики является то, что при увеличении размера изображения мы обязательно встретимся с задачей утраты его качества, четкости. Поэтому растровые изображения реже используются при широкоформатной печати, нежели векторные, у которых таковой задачи нет. Изображение векторной графики можно масштабировать в любых пределах, его четкость от этого не пострадает.

Происходит это потому, что, увеличивая объекты векторного изображения, мы едва меняем размеры их отображения, а при увеличении растрового изображения вынуждены непосредственно добавлять автоматически пиксели в изображение, которые «разбавляют» изображение-оригинал.

Тем не меньше чаще целого мы пользуемся именно растровой графикой. Растровыми являются изображения, полученные при помощи целых цифровых фотоаппаратов, видеокамер, камер сотовых телефонов, отсканированные и т. д. Далее мы с вами рассмотрим специфику использования того или другого варианта создания и редактирования изображения, то есть постараемся ответить на вопрос: какой выбрать вариант в той или другой ситуации, так как воистину выбор метода редактирования графики в большинстве эпизодов зависит от конкретной ситуации и продукта.

Наиболее широко распространенным редактором растровой графики является Adobe Photoshop, на котором мы с вами и остановимся наиболее подробно в данной книге.

Цветовые модели

Итак, уважаемый ученик, мы рассмотрели два основных сорта и варианта хранения, отображения и редактирования компьютерной графики. Нынче рассмотрим именно растровую графику более подробно. Выше было отмечено, что при растровом методе изображение формируется за счет разноцветных точек. Здесь стоит отметить, что существует несколько вариантов передачи цвета пикселей. Подобные варианты называются цветовые модели.

Цвет пикселя всегда образуется путем смешивания каких-либо базовых цветов. Конкретная цветовая модель как раз определяет эти базовые цвета. Далее мы рассмотрим три основные цветовые модели: RGB (Red, Green, Blue - Красный, Зеленый, Синий), CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Black - Голубой, Пурпурный, Желтый, Негритянский), Grayscale (Градации серого).

Модель RGB, как уже видно из названия, формирует цвет пикселя, смешивая три основных цвета - красный, зеленый, синий. Значение стадии использования каждого цвета варьируется от 0 до 255. То есть 0 означает, что данный цвет отсутствует радикально, а значение 255 означает, что этот цвет взят максимально, в чистом облике.

Например: код RGB чистого красного цвета будет 255,0,0 (то есть ведущий цвет - красный, взят по максимуму, а целое остальные не взяты вообще), код чистого зеленого цвета - 0,255,0 (аналогично с красным), ну а чистого синего цвета - 0,0,255, то есть синий цвет взят максимально, а целое остальные не взяты нимало.

Соответственно, например, код желтого цвета будет 255,255,0; абсолютного белого - 255,255,255; абсолютно печального - 0,0,0; голубого - 0,255,255; сиреневого - 255,0,255 и т. д. Таковым образом, смешивая эти три основных цвета, мы можем получить самые разнородные оттенки. Соответственно, целого при помощи гаммы RGB можно передать 2563 = 16 777 216самых многообразных оттенков.

Разумеется, оперируя с цветами в Photoshop, мы будем работать непосредственно с самими оттенками, а не с неудобными цифрами, но тем не меньше знания цветовых моделей часто выручают в самых всевозможных ситуациях. Например, когда нам надо передать точно один и тот же цвет из одной программы-редактора графики в другую, мы можем сделать это при помощи передачи значений по цветовой модели. Это поддержу, например, взять конкретный зеленый оттенок в программе Photoshop и передать его в программу Corel Draw или какую-либо другую, поддерживающую данную цветовую модель.

Аналогично работает и цветовая модель CMYK. Разница только в том, что здесь другие базовые цвета - голубой, малиновый, желтый, беспросветный. Глобальный принцип передачи цвета - таковой же. Оттенок передается за счет смешивания вышеуказанных цветов. Данная модель свойствена для векторных редакторов.

Модель Grayscale существует для отображения черно-белых изображений. Цвет по ней задается целого только одним параметром, значение которого также варьируется в пределах от 0 до 255. 0 означает белый цвет, 255 - беспроглядный. Соответственно, целое промежуточные значения представляют собой всевозможные оттенки серого. Применяется данная модель в основном для того, чтобы чисто, без каких-либо лишних примесей, передавать черно-белые изображения.

Необходимо отметить, что при переводе изображения из одной цветовой модели в другую мы можем встретиться с задачей искажения цветов. Поэтому цветовую модель нужно выбирать до происхождения работы и придерживаться ее в течение целого процесса, вплоть до печати.

Стандартной цветовой моделью Photoshop является RGB. При работе с черно-белыми изображениями считается целесообразным использовать модель Grayscale. Модель CMYK чаще применяется при работе с векторной графикой.

Несомненным удобством цветовых моделей является их универсальность. Это означает, что зеленый цвет в всякий программе-редакторе, использующей, например, модель RGB, будет иметь код 0,255,0. Как уже было отмечено, это комфортабельно при переводе цветовых значений из одной программы в другую.

На рисунке мы видим палитру Photoshop, на которой выбран зеленоватый цвет. Слева показаны сами оттенки цвета, а справа - значение RGB этого цвета в отдельных полях параметров. Более подробно работу с цветами непосредственно в Photoshop рассмотрим далее.

В квадрате выделены RGB значения указанного цвета

Форматы графических документов

Любое графическое изображение независимо от того, векторное оно или растровое, может храниться в компьютере исключительно за счет записывания его в отдельный документ. Каждый документ всегда имеет какой-то определенный формат.

Формат указывает на то, каким именно образом в документе представлена информация и какой программой ее вытекает читать. Обычно формат указывается через точку после названия документа при помощи двух, трех, а в некоторых фактах четырех букв. Например, если у вас есть документ Noname. jpg, то Noname - это название документа, а. jpg - это его формат. Если документ содержит музыку, то его формат будет. mp3 или. wav; если это текстовый документ, то вы увидите формат. doc или. txt и т. д.

Кроме вышеперечисленных, существует ряд форматов, указывающих на то, что содержание документа - изображение. Подробно остановимся на некоторых из них.

Наиболее часто употребляемыми форматами хранения графической информации являются. bmp, tif, jpg. Также мы рассмотрим специфический формат документов, созданных в Photoshop, -.psd.

Приступим с наиболее типичного формата -.bmp (Bitmap). Он является наиболее простым по технологии хранения графики. Мы уже говорили, что растровое изображение представляет собой совокупность точек. Так вот, документ формата. bmp свободно запоминает позицию и цвет каждой точки. То есть каждый пиксель описывается с точки зрения позиции на изображении и цвета по какой-либо из цветовых моделей, и целый этот массив информации хранится в одном документе. Выглядит это примерно шагающим образом: пиксель 1, позиция 0,0, цвет 120,120,240 (по модели RGB); пиксель 2, позиция 0,1, цвет 120,120,244; пиксель 3, позиция 0,2, цвет 120,120,248 и т. д. Разумеется, данная информация представлена гораздо более техническим диалектом, мы интерпретировали ее для удобства, однако суть сохранения изображения примерно такова. На рисунке показано, по какой системе определяется позиция и цвет пикселей.

Здесь мы видим изображение с градиентной заливкой размером 5 пикселей. Каждый пиксель имеет свои координаты и значение цвета по модели RGB

Открывая документ формата. bmp, мы заставляем программу прочитать информацию о месторасположении и цвете каждого пикселя и сгенерировать их, тем самым показывая изображение. То есть каждый раз, запуская документ формата. bmp, мы выстраиваем снова пиксели, формируя изображение.

Данный формат, как и произвольный другой, имеет свои плюсы и минусы. В приватности, можно указать, что из-за так подробного описания изображения размер документа, как правило, очень велик. Данный тип формата фактически не используется в web-графике, так как там одно из основных распоряжений - малый размер документов.

В то же время этот формат позволяет передавать изображение с наивысшим качеством. Во многих прецедентах это бывает полезно. Мы уже говорили, что при увеличении размера растрового изображения неизбежно сталкиваемся с трудностью утери качества. Так вот, в инциденте масштабирования изображения в формате. bmp утери качества минимальны. Часто именно он используется для хранения изображений, которые впоследствии будут печататься на широком формате. Сохранение высокого качества возможно за счет детальной прописки основных свойств каждого пикселя, входящего в состав изображения.

Итак, плюс данного формата - высокое качество передачи изображения, минус - большой размер документа.

Формат. tif похож на формат. bmp. Разница меж ними в том, что. tif способен содержать в себе еще ряд дополнительных параметров, таковых, например, как прозрачность пикселей, информация о мазках и т. д. Подробнее мы рассмотрим эти параметры непосредственно при работе с Photoshop. Плюсы и минусы этого формата таковые же, как и у. bmp, однако стоит отметить, что за счет сохранения дополнительной информации размер подобного документа в среднем выше, чем размер документа в формате. bmp, содержащего аналогичное изображение.

Формат. psd является специализированным форматом Photoshop. Это следовательно, что в нем имеется максимум информации о произведенных при помощи Photoshop изменениях в изображении, о мазках, прозрачности, масках, эффектах и еще много другого, что мы с вами будем рассматривать далее. Этот формат применяется при работе в программе. Редактируя одно и то же изображение, например, по несколько дней, мы останавливаем работу до грядущего раза, именно записывая целое изменения в этот формат. Это позволяет продолжить наши действия так, как наверное мы их и не прекращали.

Таковым образом, формат. psd применяется для сохранения изображения и произведенных в нем изменений в перерывах в редактировании графики, а также для передачи текущий работы.

Одним из самых известных форматов является. jpg. Прежде целого, вариант сохранения изображения методом jpg разительно отличается от стандартных методов (bmp, tif). Суть заключается в том, что jpg сохраняет информацию не о каждом пикселе, а о монотонных регионах изображения.

Возьмемся с простого: если мы сохраняем в формате. jpg изображение, на котором ничего нет (белый лист), то в документе будет прописана информация об одном монотонном регионе, будут указаны его грани и цвет. Если у нас имеется квадратное изображение, одна половина которого белая, другая - темнокожая, то при записи в. jpg будут указаны уже два монотонных региона - белый и угольный, их линии и цвета по гамме, например RGB и т. д.

Если мы имеем изображение, как на, то здесь у нас уже четыре монотонных региона, каждый из которых описан.

Четыре монотонных региона в одном растровом изображении

Таковой метод позволяет не описывать каждый пиксель, что приводит к кардинальному уменьшению размера документа. В целом можно сказать, что размер документа. jpg зависит от содержания изображения, то есть от количества монотонных регионов. Чем больше регионов, тем больше их приходится описывать. Соответственно, изображение 800x600 пикселей, записанное в формате. jpg и содержащее в себе один едва белый лист, будет иметь гораздо меньший размер, чем, скажем, фотокарточка 800x600, сохраненная в том же. jpg.

Итак, плюсы и минусы формата. jpg последующие: он позволяет существенно сжимать размер документа, что часто бывает очень важно, в приватности при публикации картинок в Интернете, но в то же время, работая с ним, мы теряем качество изображения.

Применятся данный формат достаточно широко. Именно в нем созидать фотоснимки цифровые фотоаппараты, в нем комфортно хранить большое количество изображений в компьютере, он удобен для быстрого просмотра и печати фотокарточек.

Трудность утери качества выходит на главный план при необходимости печати широкоформатных изображений. Именно при большом увеличении становится видна некоторая нечеткость. Поэтому в таковых эпизодах применять данный формат не отрекомендовывает.

Разумеется, «живые» изображения (например, карточки) будут иметь большое количество монотонных регионов. Причем чем их больше, тем четче очутишься изображение. У формата. jpg есть параметр качества, значение которого мы задаем, каждый раз записывая какое-либо изображение в. jpg. Этот параметр отвечает за количество монотонных регионов. На рисунке показано одно и то же изображение, записанное с минимальным и максимальным качеством.

Слева - изображение, сохраненное с минимальным качеством в формате. jpg, справа - в максимальном

Итак, обобщая информацию о форматах, отметим для себя очередное:

• если нам нужно сделать малое по размеру изображение, например открытку или чью-либо фотокарточку, затем распечатать его, мы вполне можем использовать при работе формат. jpg как наиболее оптимальный вариант;

• если мы образовываем большое изображение для широкоформатной печати, например баннер, вывеску, необходимо использовать формат. bmp или. tif, способные передавать высокое качество за счет записи информации о каждом пикселе;

• в любом факте, что бы мы ни делали, какой бы формат ни использовали для окончательного ответа изображения, в промежутках меж моментами редактирования мы записываем целое изменения в формат. psd, работая в Photoshop, так как именно этот формат позволяет сохранить историю и параметры целых произведенных с изображением изменений.

Итак, вооружившись необходимым объемом знаний в области образов компьютерной графики, переходим к изучению непосредственно программы.