Растровый способ описания изображения

1.1. Растровый способ описания изображения

В этом способе изображение описывается посредством отдельных однородных (одинаковых между собой) элементов — элементов изображения: пикселов (pixel) или точек (dot) (рис. 1).

Рис. 1. Воспроизведение шрифтового знака по растровой схеме

Размер элементов изображения достаточно мал, поэтому их также можно называть микроэлементами. Совершенно очевидно, что чем меньше размер элементов изображения, тем выше точность его описания.

В растровом способе изображение формируется по принципу "точка заточкой", "строка за строкой". Каждый элемент изображения (пиксел или точка) окрашивается в один из допустимых цветов, среди которых всегда присутствует цвет фона (или основы). Такой принцип использу­ется при воспроизведении изображений:

—на экранах мониторов,

—в принтерах (матричных, струйных, лазерных),

—в фотовыводных устройствах (фотонаборах, фотовыводах —технология "компьютер - фотоформа", "computer-to-film"),

Рекомендуемые материалы

—в рекордерах — устройствах для изготовления печатных форм (по технологии "компьютер - печатная форма" — "computer-to-plate"}; в том числе в формных модулях печатных машин — технология "компьютер - печатная машина" —"computer-to-press",

—     в "цифровых" печатных машинах цветной электро­-фотографии (технология "компьютер - печатный оттиск" — " computer- to-print").

Элементы изображения, воспроизводимые на экране (монитора, дисплея), называют пикселами. Происхождение термина pixel обуслов­лено связыванием двух слов picture element — элемент изображения, а сам термин первоначально использовался исключительно для обозна­чения высвечивающегося на экране элемента. (В настоящее время его используют шире: пикселом также называют элемент изображения, описанного растровым способом[1] в цифровом виде, например, в компьютерных технологиях.)

В принтерах и "цифровых" печатных машинах (которые, по сути, также являются принтерами: англ, print — печатать), т. е. устройствах -формирования изображения растровым способом на бумажном носителе, элементы изображения называют/почками (dot), равно как и в прочих перечисленных выше устройствах формирования изображе­ния растровым же способом, но на иных носителях.

В монохромных, т. е. одноцветных (например, черно-белых) устройствах для воспроизведения изображений точки и пикселы имеют два допустимых цвета ("штрих и фон", например, черный и белый — для принтера, черный и зеленый — для экрана). При этом один из цветов — всегда цвет фона: белый цвет подложки (бумаги) для принтера, черный цвет фона — для экрана.

В цветных, многоцветных, многокрасочных устройствах для воспроизведения изображений точки и пикселы могут окрашиваться в основные цвета аддитивного синтеза на экранах (красный, зеленый, синий) или цвета субтрактивного синтеза (голубой, пурпурный, желтый и дополнительно черный) — в печатающих устройствах.

Количество приходящихся на единицу линейного размера элементов изображения, описанного или воспроизводимого растровым способом, называют разрешением устройства. Разрешение указывают чаще всего в элементах изображения на дюйм.

Например, разрешение экрана 72,96, 120 ppi — pixel per inch — пикселов на дюйм, разрешение лазерного принтера 300, 600, 1200 dpi — dot per inch — точек на дюйм. Для перевода разреше­ния в единицы метрической системы (пикселы и точки на санти­метр — ppcm, dpcm) следует значения в ppi и dpi поделить на 2,54 (1 дюйм в Англии равен 2,54 см).

Таким образом, количество элементов в изображении (т. е. описыва­ющих изображение) определяется его линейным размером и разреше­нием.

Структура данных, необходимая для воспроизведения изображения, описанного растровым способом, представляет собой прямоугольную таблицу, каждый элемент которой соответствует каждому элементу изображения. Такую таблицу называют растровой картой изображения или битовой картой (bitmap)[2].

Хранение описанного растровым способом изображения требует больших объемов памяти и, следовательно, затрат времени на обработку.

Информация в лекции "45. Выбор безопасных систем отопления" поможет Вам.

Например, изображение размером 210x297 мм — стандарт­ный формат А4 при разрешении 2540 dpi (т. е. 1000 точек/см = 100 точек/мм) описывается ≈ 623 миллионами точек.

Еще одним недостатком растрового способа описания является тот, что изображение трудно масштабируется и преобразуется, так как это связано с пересчетом растровой карты. Преобразование растровой карты изображения, называемое ресэмплингом (resampling)[3], — процесс сложный, трудоемкий и не всегда целесообразный.

К преимуществам следует отнести то, что описанное растровым способом изображение достаточно просто воспроизводится устройст­вами с растровым способом формирования изображения (т. е. экранами и принтерами, включая все вышеперечисленные устройства). Растровый способ описания и воспроизведения хорошо согласуются.

[1] Следует избегать использование термина "растровое изображение", поскольку он применяется для обозначения изображения, состоящего из растровых элементов (точек или линий), т. е. растрироваиного (screening) полутонового изображения.

[2] Термин "битовая карта" применим корректно только к одноцветному (монохромному, например, черно-белому) изображению. Его происхождение связано с термином bit (бит — единица информации, представляемая одним двоичным разрядом, т. е. величиной, способной принимать два состояния, например, 0 и 1).

[3] Различают два вида ресэмплинга: даунсэмплинг(downsampling) — удаление лишних точек (связанный с уменьшением разрешения) и интерполяция — добавление новых точек в изображении (относится к увеличению разрешения программными средствами). Интерполяция бывает: по ближайшей точке, билинейная и бикубическая.