Обработка графической информации

Обработка графической информации

Компьютерная графика — это создание, хранение и обработка изображений с помощью компьютера. Любая картинка на экране состоит из множества светящихся точек — пикселей (от английских слов «элемент картинки»). Сам по себе пиксель очень мал, и глаз не различает отдельные точки, поэтому изображение кажется сплошным. Но хранить картинку в памяти можно двумя принципиально разными способами, и от выбора способа зависит, как изображение поведёт себя при увеличении и сколько места займёт файл.

Растровая графика

В растровом изображении картинка разбита на прямоугольную сетку из пикселей, и для каждого пикселя в памяти хранится его цвет. Это похоже на мозаику или вышивку по клеточкам: издалека видна цельная картина, а вблизи — отдельные клетки. Так устроены фотографии с камеры, отсканированные документы, рисунки в простом графическом редакторе. Главный недостаток растра проявляется при сильном увеличении: пиксели становятся видны, и изображение «рассыпается» на квадратики, теряя чёткость. Поворот и масштабирование растровой картинки тоже ухудшают её качество.

Количество пикселей по ширине и высоте называют разрешением изображения, например 1920×1080. Чем больше в картинке пикселей и чем больше доступно цветов, тем точнее изображение, но тем больше места оно занимает в памяти.

Векторная графика

В векторном изображении хранится не сетка точек, а математическое описание геометрических объектов: «отрезок из точки A в точку B», «окружность радиуса 5 с центром здесь», «закрасить область синим цветом». Компьютер каждый раз заново строит картинку по этим формулам. Именно поэтому векторный рисунок можно увеличивать во сколько угодно раз — он останется идеально чётким, ведь линии пересчитываются под новый размер. Так создают логотипы, схемы, чертежи, диаграммы и шрифты. Зато сложную фотографию вектором не описать: слишком много мелких разноцветных деталей.

Сравнение двух видов графики

Сколько памяти занимает картинка

Объём растрового изображения зависит от числа пикселей и от глубины цвета — числа битов, отведённых на один пиксель. Если на пиксель приходится i битов, то различных цветов получается 2 в степени i. Например, при 8 битах на пиксель доступно 256 цветов, а при 24 битах — больше 16 миллионов. Чтобы найти объём всей картинки, число пикселей умножают на глубину цвета и переводят результат из битов в байты.

Частые ошибки. Не путайте биты и байты: 1 байт = 8 бит, поэтому в конце результат делят на 8. Не считайте, что векторная графика «лучше» во всём — настоящую фотографию вектором сохранить нельзя. И помните: разрешение — это число пикселей по ширине и высоте, а не размер экрана в сантиметрах.

Кратко о главном

• Растр хранит цвет каждого пикселя, вектор — формулы фигур.
• Растр размывается и рассыпается на квадраты при увеличении, вектор — нет.
• Фотографии — это растр; логотипы и схемы — вектор.
• Глубина цвета i бит даёт 2^i различных цветов.
• Объём растра = число пикселей × глубину цвета (в битах), затем делят на 8.