Caracteristicile geometrice de bază ale rasterului
Rezoluția unui raster caracterizează distanța dintre pixelii vecini. Măsurat număr rezoluție raster de pixeli per unitate de lungime, unitatea de masura ppi utilizate in mod obisnuit (pixeli per inch) - numărul de pixeli per inch (1 inch ≈ 2,54 cm).
Dimensiunea rasterului este determinată de numărul de pixeli orizontal și vertical. Pentru sistemele grafice computerizate, cel mai convenabil este un raster cu aceeași dimensiune orizontală și verticală: ppiX = ppiY. În caz contrar, apar probleme când se afișează imagini. De exemplu, dacă rasterul este dreptunghiular (la fel ca la monitoarele EGA mai vechi), cercul de pe ecran poate arăta ca o elipsă.
Forma pixelilor raster este determinată de caracteristicile dispozitivului de ieșire grafică și poate fi dreptunghiulară, pătrată (afișaj) sau rotundă (imprimante).
Numărul de culori (adâncimea de culoare) este una dintre cele mai importante caracteristici ale unui raster. Următoarele tipuri de imagini se disting prin numărul de culori:
# 9679; două culori (binare) - 1 bit pe pixel (cel mai adesea imagini alb-negru);
# 9679; semitonuri. Utilizați gradații de gri sau alte culori, de exemplu 256 gradări - 1 byte pe pixel;
# 9679; imagini color. Utilizați de la 2 biți pe pixel și mai mare.
Adâncimea de culoare de 16 biți pe pixel (65.536 de culori) corespunde paletei de culori înaltă; 24 biți pe pixel (16b7 milioane de culori) - True Color. În sistemele moderne de grafică pe calculator se utilizează o adâncime de culoare mai mare - 32, 48 și mai mulți biți per pixel.
După cum sa menționat mai sus, principalul dezavantaj al randării rasterului este efectul de pixelizare.
Să luăm în considerare câteva dintre metodele existente care permit îmbunătățirea vizuală a imaginilor raster. Cu aceleași valori ale parametrilor tehnici ai dispozitivului de ieșire, se poate crea iluzia creșterii rezoluției sau a numărului de culori. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că îmbunătățirea unei caracteristici poate să apară din cauza deteriorării celeilalte.
Antielayzing. În sistemele raster cu rezoluție redusă (mai mică de 300 dpi), există o problemă a efectului pas cu pas (aliasing). Acest efect este remarcabil în imaginea liniilor înclinate - la un pas mare al grila a rasterului, pixelii formează, așa cum erau, treptele scării.
Luați în considerare acest lucru pentru exemplul unui segment de linie dreaptă. Imaginea raster a unui obiect este determinată de algoritmul de vopsire a pixelilor corespunzând ariei obiectului afișat. Algoritmi diferiți pot da variante diferite ale unei imagini raster a aceluiași obiect.
Poate fi formulată ca o condiție a picturii corecte după cum urmează: în cazul în care conturul obiectului imagisticii devine mai mult de jumătate din suprafața celulei raster, pixelul corespunzător este pictat culoarea obiectului (C), în caz contrar pixelul își păstrează culoarea de fundal (SF).
Eliminarea efectului pas este apelată în antialiasingul în limba engleză. Pentru ca imaginea rastrată a liniei să pară mai lină, puteți schimba culoarea pixelilor colțari ai "pașii scării" într-o anumită nuanță, între culoarea obiectului și culoarea de fundal.
Calculați culoarea proporțional cu aria celulei raster acoperită de conturul obiectului ideal. Dacă aria întregii celule este notată ca S. și partea din aria acoperită de contur este Sx. atunci culoarea cerută este:
Metodele de netezire a imaginilor bitmap pot fi împărțite în două grupuri:
# 9679; algoritmi pentru generarea de imagini netede ale obiectelor individuale simple (linii, forme);
# 9679; metodele de procesare a unei imagini deja existente.
Algoritmii pentru filtrarea digitală sunt adesea utilizați pentru a netezi imaginile raster. Unul dintre astfel de algoritmi este filtrarea locală. Se efectuează prin însumarea ponderată a luminozității pixelilor situate în unele cartiere ale pixelului procesat curent. Vă puteți imagina că în timpul prelucrării pe raster se alunecă o fereastră dreptunghiulară, care îndepărtează pixelii utilizați pentru a calcula culoarea unui anumit pixel curent. Dacă cartierul este simetric, atunci pixelul curent se află în centrul ferestrei.
Funcționarea de bază a unui astfel de filtru poate fi reprezentată ca relație următoare:
unde P este valoarea de culoare a pixelului curent; F este noua valoare de culoare a pixelului; K este coeficientul de normalizare; M este o matrice bidimensională de coeficienți care determină proprietățile filtrului (o astfel de matrice se numește o mască).
Filtru Dimensiune ferestre: de Jmax orizontală - jmin + 1, IMAX vertical - Imin + 1. În practică, fereastra filtru 3x3 cel mai frecvent utilizat, care se obține prin Imin, jmin = -1 și imax, Jmax = +1.
Când se procesează întregul raster, calculele sunt efectuate pentru fiecare pixel. Dacă în timpul procesării sunt introduse noi valori de culoare ale pixelilor în rasterul original și sunt implicate în calculele pentru următorii pixeli, atunci această filtrare se numește recursivă. Cu filtrarea non-recursivă, numai valorile anterioare ale culorii pixelului sunt implicate în calcul.
Când neteziți imaginile color, puteți utiliza modelul RGB și puteți filtra fiecare componentă.
Filtrarea digitală locală este utilizată nu numai pentru a netezi contururile, ci și pentru alte tipuri de procesare a imaginilor: ascuțirea, conturul etc.
Dithering. Display-urile raster moderne permit o calitate suficientă pentru a afișa milioane de culori, dar pentru dispozitivele de imprimare raster, situația este diferită. Dispozitivele de imprimare au de obicei rezoluție mare, de multe ori un ordin de mărime mai mare decât afișajele, dar în același timp, nu permite să se recreeze chiar și o sută de nuanțe de gri, să nu mai vorbim de milioane de culori. Nuanțele de culori (pentru imagini color) sau gradările de semifabricate (pentru alb-negru) sunt simulate prin combinarea unui amestec de puncte. Cu cât echipamentul de imprimare este mai bun, cu atât sunt mai mici punctele individuale și distanța dintre acestea.
Pentru imprimarea dispozitivelor pe hârtie, calitatea vopselelor este deosebit de importantă. În poligrafie, pentru a obține imagini color, utilizați de obicei trei vopsele de culoare și unul negru, care, în amestec, oferă opt culori (inclusiv cerneală neagră și hârtie albă). Uneori există sisteme cu șase și opt culori de bază, dar această tehnologie de imprimare este mult mai dificilă.
Dacă dispozitivul grafic nu reușește să recreeze un număr suficient de culori, atunci se utilizează rasterizarea - indiferent dacă dispozitivul este raster sau nu este raster. Aceste metode se bazează pe proprietatea viziunii umane - integrarea spațială. Dacă sunt suficient de apropiate pentru a aranja puncte mici de culori diferite, ele vor fi percepute ca un punct cu o culoare medie. Dacă o mulțime de puncte mici, multi-colorate sunt plasate dens pe plan, se va crea o iluzie vizuală de pictura planului cu o anumită culoare medie.
Aceste metode sunt adesea folosite în sistemele grafice. Acestea vă permit să creșteți numărul de nuanțe de culoare prin reducerea rezoluției spațiale a imaginii raster. Astfel de metode se numesc dithering (din engleză.
dithering - tremurături, rarefacție).
Cea mai simplă variantă de dithering poate fi considerată crearea unei nuanțe de culoare prin perechi de pixeli vecini.
Dacă se folosesc două culori într-o celulă cu dimensiuni de n x n pixeli, atunci utilizând această celulă este posibil să se obțină n 2 +1 gradări diferite de culoare. Două combinații limitative sunt posibile: toți pixelii celulelor au culoarea C1 - întreaga celulă are, respectiv, culoarea C1, toți pixelii celulei au culoarea C2 - întreaga celulă are culoarea C2. Toate celelalte combinații oferă culori intermediare între C1 și C2. Astfel, se obține un raster cu rezoluție de n ori mai mic decât rasterul original, iar adâncimea de culoare crește proporțional cu n2.
Pentru caracterizarea imaginilor obținute prin metoda dithering, se utilizează termenul de screening. Linearitatea este calculată ca numărul de linii (celule) pe unitate de lungime și este de obicei măsurată în unități de lpi (linii pe inch).
O modalitate de a crea imagini destul de bune este dithering difuz. Acesta se află în faptul că celulele sunt în mod aleatoriu (sau pseudo-aleatoriu), astfel încât chiar și pentru un fragment al pixelilor raster cu o culoare constantă, nu formează structuri regulate, iar imaginea nu arata creat din celule.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: