Растровая графика (преимущества и недостатки, форматы файлов)

Растровая графика(преимущества и недостатки, форматы файлов)

Растр - (от англ. raster) представление изображения в виде двумерного массива точек (пикселей), упорядоченных в ряды и столбцы.

Растровая графика — это изображения, составленные из пикселей — маленьких цветных квадратиков, размещенных в прямоугольной сетке. Пиксель — это самая маленькая единица цифрового изображения. Качество растрового изображения напрямую зависит от количества пикселей, из которых оно состоит — чем больше пикселей тем больше деталей можно отобразить. Увеличить растровое изображение путем увеличения масштаба не получится — число пикселей увеличить невозможно, в этом, я думаю, многие убеждались, когда старались разглядеть мелкие детали на маленькой цифровой фотографии, приближая ее  на экране; в результате этого действия разглядеть что-то кроме увеличивающихся квадратиков (это как раз они — пиксели) не удавалось.

У растрового изображения есть несколько характеристик. Для фотостокера самыми важными являются: разрешение, размер и цветовая модель. Иногда размер также называют разрешением и поэтому происходит путаница, чтобы этого не происходило, нужно четко представлять о чем идет речь и «смотреть по контексту» — размер измеряется в Мп (мегапиксехях), а разрешение — dpi или ppi.

Разрешение — это количество пикселей на дюйм (ppi — pixel per inch) для описания отображения на экране или количество точек на дюйм (dpi — dot per inch) для печати изображений. Существует несколько устоявшихся правил: для публикации изображения в сети Интернет используют разрешение 72ppi, а для печати — 300dpi(ppi). Требования микростоков к изображениям — 300dpi, так как многие работы покупаются именно для печати.

Размер — общее количество пикселей в изображении, обычно измеряется в Мп (мегапикселях), это всего лишь результат умножения количества пикселей по высоте на количество пикселей по ширине изображения. То есть, если величина фотографии 2000х1500, то ее размером будет 2000*1500=3 000 000 пикселей или 3Мп. Для отправки на фотобанки размер изображения не должен быть меньше 4Мп, а в случае иллюстрации — не более 25Мп.

Цветовая  модель — характеристика изображения, описывающая его представление на основе цветовых каналов

 Наиболее часто встречается цветовая модель RGB (Red, Green, Blue- красный, зеленый, синий), которая является аддитивной, то есть любой цвет представляет собой сочетание в различных пропорциях трех основных цветов: красного, зеленого, синего. Белому цвету соответствуют максимальные значения, черному – минимальные. Широкую популярность цветовая модель имеет благодаря её применению в телевизорах и мониторах.

Другая цветовая модель – CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, blacK - голубой, пурпурный, желтый и черный) популярна в связи с её использованием в профессиональных печатающих устройствах. Эта цветовая модель относится к субтрактивным, т.е. цвета в ней получаются путем вычитания основных цветов из белого.

Популярна также модель HSB (Hue, Saturation, Brightness), построенная на основе цветового круга Мансела. Цвет описывается тремя компонентами: оттенком, насыщенностью, яркостью. Значение цвета выбирается как вектор, исходящий из центра окружности. Точка в центре соответствует белому цвету, а точки по окружности – чистым спектральным цветам. Направление вектора задается в градусах и определяет цветовой оттенок. Длина вектора определяет насыщенность цвета. На отдельной оси, называемой ахроматической, задается яркость, при этом нулевая точка соответствует черному цвету.

Также существует цветовая модель LAB («светлота», красно-зеленый и сине-желтый) и Grayscale(оттенки серого). Все микростоки принимают растровую графику в цветовой модели RGB.

 

Достоинства растровой графики:

Возможность воспроизведения изображений любого уровня сложности. Количество деталей, воспроизводимых на изображении во многом зависит от количества пикселей.

Точная  передача цветовых переходов.

Наличие множества программ для отображения и редактирования растровой графики. Абсолютное большинство программ поддерживают одинаковые форматы файлов растровой графики. Растровое представление, пожалуй, самый «старый» способ хранения цифровых изображений.

Недостатки  растровой графики

Большой размер файла. Фактически для каждого пикселя приходится хранить информацию о его координатах и цвете.

Невозможность масштабирования (в частности, увеличения) изображения без потери качества.

Форматы растровой  графики

Не смотря на кажущуюся простоту представления растровой графики, ее форматов существует очень много. И их количество продолжает меняться — какие-то форматы устаревают, какие-то только начинают разрабатываться. Опишу самые популярные.

GIF(Graphics Interchange Format) если не самый популярный, то уж точно второй по популярности формат растровой графики, используемый для публикации изображений в WEB. Хотя некоторые называют его «устаревшим», альтернативы ему пока нет. Дело в том, что это фактически единственный растровый формат графики, поддерживающий анимацию. На данный момент существует еще 2 формата с анимацией — MNG и APNG, которые, вероятно и заменят GIF, но пока их поддерживают далеко не все браузеры и графические редакторы.

Преимущества  формата GIF:

небольшой размер изображения

поддержка прозрачности

возможность создания покадровой анимации

К недостаткам можно отнести маленькое количество возможных цветов (до 256) и отсутствие передачи полупрозрачности. GIF сейчас широко используется для создания анимированных рекламных банеров.

PNG(Portable Network Graphics) — еще один формат растровой графики, поддерживающий прозрачность, причем не только обычную прозрачность, как GIF, но и полупрозрачность — плавный переход цвета в прозрачную область. Целью создания PNG как раз и была замена GIF, так как компания CompuServe — разработчик формата GIF в 1995 году на 10 лет запатентовала алгоритм сжатия, использованный при создании gif-картинок, что делало невозможным бесплатное использование данного формата в коммерческих проектах.

Преимущества PNG:

Возможность создания полноцветного изображения с цветовыми переходами и полутонами.

Сохранение  графической информации при помощи алгоритма сжатия без потерь.

Возможность использования альфа-каналов, то есть, прозрачности и, более того — полупрозрачности, что позволяет создавать плавные переходы цвета в прозрачную область.

Недостатки:

Невозможность создания анимированного изображения

Неоднозначное «понимание» прозрачности формата PNG интернет-браузерами. Некоторые браузеры, в основном устаревшие версии, отказываются отображать прозрачные области изображения формата PNG и закрашивают их серым цветом. Но этот недостаток, я думаю, скоро перестанет быть актуальным.

TIFF(Tagged Image File Format) — формат для хранения изображений высокого качества, поддерживает любые из существующих цветовые модели, обеспечивает широкий диапазон изменения глубины цвета, поддерживает работу со слоями. Хранение информации в формате TIFF возможно как с потерями, так и без потерь. Фотокамеры, не поддерживающие RAW-формат иногда могут делать снимки в формате TIFF.

На фотобанки, у которых есть возможность загружать дополнительные форматы к основному изображению в формате JPEG (Dreamstime.com, iStock.com) в качестве дополнительного можно загружать TIFF.

Недостатком формата является большой вес  файла, гораздо бОльший, нежели файл RAW-формата такого же качества — каждый снимок в TIFF весит от 8 до 20Мб.

RAW(в переводе с английского «raw» — сырой)

Формат RAW появился благодаря цифровым фотоаппаратам. RAW — это по-сути «отпечаток», который остается на матрице фотоаппарата в момент съемки, а точнее целых 3 отпечатка — в красном, зеленом и синем цветах. Кроме этих отпечатком в RAW-файле хранятся и некоторые другие данные, которые в подобном случае носят скорее справочный характер, диктующие RAW-конвертеру с какой интенсивностью отразить на экране каждый из цветных каналов для разных пикселей — это баланс белого, цветовое пространство и т.д. Изменение этих параметров никак не отразится на исходной информации, вы можете их безболезненно изменить и в любой момент вернуться к первоначальному виду. С полученным в результате экспорта другим растровым форматом работать будет уже гораздо проблематичнее. Расширения у файлов в формате RAW могут быть разные (.cr2,.crw,.nef и т.д.) в зависимости от марки фотоаппарата — у каждого производителя камер свой способ хранения информации. Для редактирования RAW-файлов и преобразования их в другие растровые форматы производители камер поставляют свой собственный софт и при этом RAW-конвертер фирмы Canon будет читать только RAW-файлы снятые фотоаппаратами Canon (.cr2,.crw) и не сможет прочитать RAW-файл снятый фотоаппаратом Nikon (.nef). Существуют RAW-конвертеры сторонних производителей, которые работают с большинством RAW-файлов. В общем, отсутствие единого стандарта создает определенные неудобства при работе с этим форматом.

Недостатками  формата являются большой размер файла (хотя и не такой большой, как TIFF) и отсутствие единого стандарта формирования RAW-файлов для всех производителей фототехники.

RAW как и TIFF можно отправлять на фотобанки в качестве «дополнительного» формата изображения — наличие исходникаможет повлиять на решение дизайнера о покупке изображния.

JPEG (Joint Photographic Experts Group — название разработчика) — самый распространенный формат растровой графики (по крайней мере — в Интернете). JPEG — пример использования алгоритмов сжатия «с потерями» или, по-другому, «искажающего сжатия», он наиболее подходит для хранения картин, фотографий и других реалистичных изображений с плавными цветовыми переходами, но зато практически не пригоден для чертежей и схем, то есть для изображений с резкими переходами — алгоритм сжатия будет образовывать заметные артефакты в местах резкого контраста.

Не рекомендуется хранить в этом формате промежуточные варианты работы — каждое «пересохранение» будет вести к необратимой потере части информации. Алгоритм сжатия, используемый в этом формате (lossy compress) основан на «усреднении» цвета рядом стоящих пикселей.

Преимущества: появление на восстановленных изображениях при высоких степенях сжатия характерных артефактов: изображение рассыпается на блоки размером 8x8 пикселей (этот эффект особенно заметен на областях изображения с плавными изменениями яркости), в областях с высокой пространственной частотой (например, на контрастных контурах и границах изображения) возникают артефакты в виде шумовых ореолов.

Недостатки: достаточно высокая (относительно существовавших во время его появления альтернатив) степени сжатия ,поддержка сжатия полноцветных изображений ,относительно невысокая вычислительная сложности.

Программы для работы с растровой графикой

Paint

Adobe  PhotoShop

GIMP

Corel PhotoPaint

Photostyler

Picture Publisher

Painter

Fauve Matisse

Corel Paint Shop Pro Скриншот