Darstellung eines Bildes auf einem Computer. Grafische Informationen, die Sie verstehen müssen

Vektorgrafiken

Hauptsächlich logisches Element Vektorgrafik ist ein geometrisches Objekt. Zu den akzeptierten Objekten gehören einfache geometrische Formen (sogenannte Grundformen – Rechteck, Kreis, Ellipse, Linie), zusammengesetzte Formen oder Formen, die aus Grundformen aufgebaut sind, Farbfüllungen, einschließlich Farbverläufen.

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Der Vorteil von Vektorgrafiken besteht darin, dass Form, Farbe und räumliche Lage der Objekte, aus denen sie besteht, mithilfe mathematischer Formeln beschrieben werden können.

Ein wichtiges Objekt in Vektorgrafiken ist der Spline. Ein Spline ist eine Kurve, durch die die eine oder andere geometrische Figur beschrieben wird. Moderne TryeType- und PostScript-Schriftarten basieren auf Splines.

Vektorgrafiken haben viele Vorteile. Sie ist wirtschaftlich im Hinblick auf Festplattenplatz, notwendig zum Speichern von Bildern: Dies liegt daran, dass nicht das Bild selbst gespeichert wird, sondern nur einige Grunddaten, anhand derer das Programm das Bild jedes Mal neu erstellt. Darüber hinaus erhöht die Beschreibung von Farbeigenschaften kaum die Dateigröße.

Vektorgrafikobjekte lassen sich leicht transformieren und modifizieren, was praktisch keinen Einfluss auf die Bildqualität hat. Skalierung, Rotation und Krümmung können auf einige elementare Transformationen an Vektoren reduziert werden.

In den Bereichen der Grafik, in denen es auf klare und präzise Konturen ankommt, beispielsweise bei der Schriftkomposition, bei der Erstellung von Logos usw., sind Vektorprogramme unverzichtbar.

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Vektorgrafiken können auch Fragmente von Rastergrafiken enthalten: Das Fragment wird zum gleichen Objekt wie alle anderen (allerdings mit erheblichen Einschränkungen bei der Verarbeitung).

Ein wichtiger Vorteil von Vektorgrafikprogrammen sind die entwickelten Möglichkeiten zur Integration von Bildern und Texten und eine einheitliche Herangehensweise an diese. Daher sind Vektorgrafikprogramme im Bereich Design, technisches Zeichnen, für zeichnerische, grafische und gestalterische Arbeiten unverzichtbar.

Andererseits können Vektorgrafiken jedoch übermäßig starr und „Sperrholz“ wirken. Rein bildlich sind die Grenzen stark eingeschränkt: Es ist fast unmöglich, in Vektorgrafikprogrammen fotorealistische Bilder zu erstellen.

Darüber hinaus erlaubt das Vektorprinzip der Bildbeschreibung keine automatisierte Eingabe grafischer Informationen, wie dies bei einem Scanner für Bitmap-Grafiken der Fall ist.

IN In letzter Zeit 3D-Modellierungsprogramme, auch mit Vektorcharakter, erfreuen sich zunehmender Verbreitung.

Mit ausgefeilten Rendering-Techniken (Raytracing, Emissionsgrad) ermöglichen diese Programme die Erstellung fotorealistischer Rasterbilder mit beliebiger Auflösung aus Vektorobjekten mit moderatem Aufwand und Zeitaufwand.

Wenn Sie mit Grafiken arbeiten, werden Sie auf jeden Fall zwangsläufig mit beiden Formen zu tun haben – Vektor und Raster. Ihre Stärken verstehen und Schwächen ermöglicht es Ihnen, Ihre Arbeit so effizient wie möglich zu erledigen.

Vektorgrafiken beschreiben Bilder mithilfe von geraden und gekrümmten Linien, sogenannten Vektoren, sowie Parametern, die Farben und Layout beschreiben. Beispielsweise wird ein Bild eines Baumblattes durch Punkte beschrieben, durch die eine Linie verläuft, wodurch der Umriss des Blattes entsteht. Die Blattfarbe wird durch die Farbe des Umrisses und der Fläche innerhalb dieses Umrisses bestimmt.

Beim Bearbeiten von Vektorgrafikelementen ändern Sie die Parameter von geraden und gekrümmten Linien, die die Form dieser Elemente beschreiben. Sie können Elemente verschieben, ihre Größe, Form und Farbe ändern, die Qualität ihrer visuellen Darstellung wird dadurch jedoch nicht beeinträchtigt. Vektorgrafiken sind unabhängig von der Auflösung, d.h. können ohne Qualitätsverlust auf einer Vielzahl von Ausgabegeräten mit unterschiedlichen Auflösungen dargestellt werden.

Die Vektordarstellung besteht aus der Beschreibung von Bildelementen mit mathematischen Kurven, die ihre Farben und Belegung angeben (denken Sie daran, dass ein Kreis und ein Kreis unterschiedliche Formen haben). Eine rote Ellipse auf weißem Hintergrund wird durch nur zwei mathematische Formeln beschrieben – ein Rechteck und eine Ellipse mit entsprechenden Farben, Größen und Positionen. Offensichtlich wird eine solche Beschreibung viel weniger Platz beanspruchen als im ersten Fall. Ein weiterer Vorteil ist die hochwertige Skalierung in jede Richtung. Das Erhöhen oder Verringern von Objekten erfolgt durch Erhöhen oder Verringern der entsprechenden Koeffizienten in mathematischen Formeln. Leider wird das Vektorformat bei der Übertragung von Bildern unrentabel Große anzahl Schattierungen oder kleine Details (zum Beispiel Fotos). Schließlich wird in diesem Fall jedes kleinste Highlight nicht durch eine Ansammlung einfarbiger Punkte dargestellt, sondern durch eine komplexe mathematische Formel oder eine Ansammlung grafischer Grundelemente, von denen jedes eine Formel ist. Dadurch wird die Datei schwerer. Darüber hinaus führt die Konvertierung eines Bildes vom Raster- in das Vektorformat (z. B. mit Adobe Streme Line oder Corel OCR-TRACE) dazu, dass letzteres nicht mehr korrekt skaliert werden kann. Mit zunehmenden linearen Abmessungen nimmt die Anzahl der Details oder Schattierungen pro Flächeneinheit nicht zu. Diese Einschränkung wird durch die Auflösung von Eingabegeräten (Scanner, Digitalkameras usw.) verursacht.

Rastergrafiken

Rastergrafiken beschreiben Bilder mithilfe von farbigen Punkten, sogenannten Pixeln, die in einem Raster angeordnet sind. Beispielsweise wird ein Bild eines Baumblatts durch die spezifische Position und Farbe jedes Rasterpunkts beschrieben, wodurch ein Bild entsteht, das einem Mosaik ähnelt.

Beim Bearbeiten von Rastergrafiken bearbeiten Sie Pixel, nicht Linien. Rastergrafiken sind auflösungsabhängig, da die das Bild beschreibenden Informationen einem Raster einer bestimmten Größe zugeordnet sind. Beim Bearbeiten von Rastergrafiken kann sich die Qualität der Darstellung ändern. Insbesondere die Größenänderung von Rastergrafiken kann dazu führen, dass die Bildränder ausfransen, wenn die Pixel im Raster neu verteilt werden. Die Ausgabe von Rastergrafiken an Geräte mit einer niedrigeren Auflösung als der Auflösung des Bildes selbst führt zu einer Verringerung der Qualität.

Grundlage der Rasterdarstellung von Grafiken ist ein Pixel (Punkt), der deren Farbe angibt. Wenn Sie beispielsweise eine rote Ellipse auf weißem Hintergrund beschreiben, müssen Sie die Farbe jedes Punktes angeben, sowohl der Ellipse als auch des Hintergrunds. Das Bild wird dargestellt als große Menge Punkte – je mehr es gibt, desto höher ist die visuelle Qualität des Bildes und desto größer ist die Dateigröße. Diese. Abhängig von der Anzahl der Punkte pro Längeneinheit – Auflösung (normalerweise Punkte pro Zoll – dpi oder Pixel pro Zoll – ppi) kann ein oder sogar ein Bild in besserer oder schlechterer Qualität dargestellt werden.

Darüber hinaus wird die Qualität auch durch die Anzahl der Farben und Schattierungen charakterisiert, die jeder Punkt im Bild annehmen kann. Je mehr Schattierungen ein Bild charakterisiert, desto mehr Ziffern sind zu seiner Beschreibung erforderlich. Rot kann die Farbnummer 001 oder die Farbnummer 00000001 haben. Je höher also die Qualität des Bildes, desto größer die Dateigröße.

Die Rasterdarstellung wird typischerweise für fotografische Bilder mit vielen Details oder Schattierungen verwendet. Leider führt die Skalierung solcher Bilder in eine beliebige Richtung normalerweise zu einer Verschlechterung der Qualität. Wenn die Anzahl der Punkte verringert wird, gehen kleine Details verloren und die Beschriftungen werden deformiert (obwohl dies möglicherweise nicht so auffällig ist, wenn die visuelle Größe des Bildes selbst verringert wird – d. h. die Auflösung bleibt erhalten). Das Hinzufügen von Pixeln führt zu einer Verschlechterung der Schärfe und Helligkeit des Bildes, weil Neue Punkte müssen Farbtöne erhalten, die dem Durchschnitt zwischen zwei oder mehr benachbarten Farben entsprechen. Gängige Formate sind .tif, .gif, .jpg, .png, .bmp, .pcx usw.

Daher hängt die Wahl des Raster- oder Vektorformats von den Zielen und Vorgaben der Arbeit mit dem Bild ab. Wenn fotografische Farbgenauigkeit erforderlich ist, ist ein Raster vorzuziehen. Es ist bequemer, Logos, Diagramme und Designelemente im Vektorformat darzustellen. Es ist klar, dass sowohl in der Raster- als auch in der Vektordarstellung Grafiken (sowie Text) auf einem Bildschirm oder einem Druckgerät in Form einer Ansammlung von Punkten angezeigt werden. Im Internet werden Grafiken in einem der Rasterformate dargestellt, die Browser ohne die Installation zusätzlicher Module verstehen können – GIF, JPG, PNG.

Ohne zusätzliche Plugins (Add-Ons) verstehen die gängigsten Browser nur Rasterformate – .gif, .jpg und .png (letzteres ist noch nicht weit verbreitet). Auf den ersten Blick die Verwendung Vektoreditoren wird irrelevant. Die meisten dieser Editoren bieten jedoch den Export in .gif oder .jpg mit der von Ihnen gewählten Auflösung. Und für Anfänger ist es einfacher, in Vektormedien zu zeichnen – wenn die Hand zittert und die Linie in die falsche Richtung geht, lässt sich das resultierende Element leicht bearbeiten. Beim Zeichnen im Rastermodus besteht die Gefahr, dass der Hintergrund irreparabel beschädigt wird.

Aufgrund der oben beschriebenen Merkmale der Bilddarstellung müssen Sie für jeden Typ einen separaten Grafikeditor verwenden – Raster oder Vektor. Natürlich haben sie das Gemeinsamkeiten- die Möglichkeit, Dateien in verschiedenen Formaten zu öffnen und zu speichern, Werkzeuge mit demselben Namen (Bleistift, Stift usw.) oder Funktionen (Auswählen, Verschieben, Zoomen usw.) zu verwenden und die gewünschte Farbe oder Schattierung auszuwählen ... Allerdings Die Prinzipien Die Implementierungen der Zeichen- und Bearbeitungsprozesse sind unterschiedlich und werden durch die Art des entsprechenden Formats bestimmt. Wenn also in Raster-Editoren von der Auswahl eines Objekts die Rede ist, meinen sie eine Ansammlung von Punkten in Form eines Bereichs mit komplexer Form. Der Extraktionsprozess ist oft eine arbeitsintensive und mühsame Arbeit. Wenn Sie eine solche Auswahl verschieben, entsteht ein „Loch“. In einem Vektoreditor stellt ein Objekt eine Reihe grafischer Grundelemente dar. Um es auszuwählen, müssen Sie nur jedes einzelne davon mit der Maus auswählen. Und wenn diese Grundelemente durch den entsprechenden Befehl gruppiert wurden, reicht es aus, einmal auf einen der Punkte des gruppierten Objekts zu „klicken“. Durch das Verschieben eines ausgewählten Objekts werden darunter liegende Elemente sichtbar.

Es besteht jedoch ein Trend zur Konvergenz. Die meisten modernen Vektoreditoren sind in der Lage, Rasterbilder als Hintergründe zu verwenden oder mithilfe integrierter Tools (Tracing) sogar Teile des Bildes in ein Vektorformat zu konvertieren. Darüber hinaus gibt es in der Regel Tools zum Bearbeiten des geladenen Hintergrundbilds, zumindest auf der Ebene verschiedener integrierter oder installierter Filter. Version 8 von Illustrator ist in der Lage, Photoshop-.psd-Dateien zu laden und jede der resultierenden Ebenen zu verwenden. Um die gleichen Filter zu verwenden, kann das generierte Vektorbild außerdem direkt in ein Rasterformat konvertiert und als unbearbeitbares Rasterelement weiterverwendet werden. Darüber hinaus ist dies alles zusätzlich zu den üblicherweise verfügbaren Konvertern vom Vektor- ins Rasterformat mit dem Erhalt der entsprechenden .

Einige Raster-Editoren sind in der Lage, einen davon zu laden Vektorformate(normalerweise .wmf) als Hintergrund oder konvertieren Sie sie sofort in ein Raster mit der Möglichkeit der direkten Bearbeitung.

Unter grafische Informationen bezieht sich auf eine Zeichnung, eine Zeichnung, ein Foto, ein Bild in einem Buch, ein Bild auf einem Fernsehbildschirm usw. Wir werden es als Folgendes betrachten Beispiel Bild auf dem Fernsehbildschirm. Dieses Bild besteht aus mehreren horizontalen Linien – Reihen. Und jede Linie wiederum besteht aus den kleinsten elementaren Bildeinheiten – Punkten, die man nennt Pixel (picsel–PICture’SElement– Bildelement). Das gesamte Array elementarer Bildeinheiten wird aufgerufen Raster (lateinisch Rastrum – Rechen). Grad der Klarheit Das Bild hängt von der Anzahl der Zeilen auf dem gesamten Bildschirm und der Anzahl der Punkte in der Zeile ab, die es darstellt Auflösung Bildschirm oder einfach Erlaubnis .

Monochromes Bild - ein Bild, das aus zwei beliebigen kontrastierenden Farben besteht – Schwarz und Weiß, Grün und Weiß, Braun und Weiß usw. Jedes Pixel des Bildes kann entweder die eine oder die andere Farbe haben. Indem Sie der ersten Farbe den Binärcode „0“ und der zweiten den Code „1“ zuweisen (oder umgekehrt), können Sie den Zustand eines Pixels eines monochromen Bildes in einem Bit kodieren.

Das resultierende Bild weist jedoch einen zu starken Kontrast auf. Ein echtes, beispielsweise schwarz-weißes Bild besteht nicht nur aus weißen und schwarzen Farben. Es umfasst viele verschiedene Zwischentöne – Grau, Hellgrau, Dunkelgrau usw. Wenn neben Weiß und Schwarz nur zwei weitere Abstufungen verwendet werden, sind zur Kodierung des Farbzustands eines Pixels zwei Bits erforderlich .

Eine gängige Praxis zur Erzeugung realistischer Schwarzweißbilder besteht darin, den Zustand eines einzelnen Pixels mithilfe eines einzelnen Bytes zu kodieren, wodurch 256 verschiedene Grautöne von vollständig weiß bis vollständig schwarz möglich sind.

Farbbild kann auf verschiedene Weise gebildet werden. Einer von ihnen - Methode RGB (von den Wörtern Rot, Grün, Blau – Rot, Grün, Blau), die auf der Tatsache beruht, dass das menschliche Auge alle Farben als die Summe von drei Grundfarben wahrnimmt – Rot, Grün und Blau. Um ein Farbpixel zu erhalten, werden nicht nur ein, sondern drei Farbstrahlen an dieselbe Stelle auf dem Bildschirm gesendet. Der Einfachheit halber gehen wir davon aus, dass ein Bit ausreicht, um jede Farbe zu kodieren. „0“ in einem Bit bedeutet, dass diese Primärfarbe in der Gesamtfarbe fehlt, und „1“ bedeutet, dass sie vorhanden ist. Daher sind 3 Bit erforderlich, um ein Farbpixel zu kodieren. Bei diesem Codierungsschema kann jedes Pixel eine von 8 möglichen Farben haben. Wenn jede Farbe mit einem Byte codiert wird, können 256 Farbtöne jeder Primärfarbe übertragen werden. Insgesamt wird in diesem Fall die Übertragung von 256 x 256 x 256 = 16777216 verschiedenen Farben bereitgestellt, was der tatsächlichen Empfindlichkeit des menschlichen Auges recht nahe kommt. Diese Methode zur Darstellung von Farbgrafiken wird üblicherweise als Modus bezeichnet WAHR Farbe (truecolor – wahre Farbe) oder Vollfarbmodus .

Es gibt andere Codierungsmodi für Vollfarb-Farbbilder. Sie benötigen viel Speicher. Um Speicher zu sparen, werden verschiedene Modi und Grafikformate entwickelt, die Farben etwas schlechter wiedergeben, dafür aber deutlich weniger Speicher benötigen. Insbesondere der Modus Hoch Farbe (Highcolor-Rich-Color), bei dem 16 Bit zur Übertragung der Farbe eines Pixels verwendet werden und somit 65535 Farbtöne übertragen werden können.

Beim Aufzeichnen eines Bildes im Computerspeicher müssen zusätzlich zur Farbe einzelner Punkte viele zusätzliche Informationen aufgezeichnet werden – die Größe des Bildes, die Helligkeit der Punkte usw. Eine spezielle Methode zum Kodieren aller Informationen Beim Aufzeichnen eines Bildes wird ein Grafikformat benötigt. Formate zur Kodierung grafischer Informationen, die auf der Übertragung der Farbe jedes einzelnen Pixels basieren, aus dem das Bild besteht, werden klassifiziert als Raster oder Bitmap Formate (Bitmap). Die bekanntesten Rasterformate sind BMP ,GIF Und JPEG Formate.

Rastergrafiken haben eine erhebliche Bedeutung Nachteil – Ein in einem der Rasterformate kodiertes Bild lässt sich sehr schlecht skalieren. Daher wurden Methoden entwickelt Vektorgrafiken . In Vektorgrafiken ist das Basisobjekt Linie . In diesem Fall wird das Bild aus einzelnen Segmenten gerader oder gekrümmter Linien gebildet, die mathematisch vektoriell beschrieben werden, sowie aus geometrischen Formen – Rechtecken, Kreisen usw., die daraus gewonnen werden können.

Es gibt zwei Arten von grafischen Bildern: Vektor Und Raster. Die Bearbeitung erfolgt auf unterschiedliche Weise und mit unterschiedlichen Grafikprogrammen.

Vektorbild wird als Sammlung gerader Liniensegmente (Vektoren) und nicht als Punkte dargestellt, die in Rasterbildern verwendet werden. Die Hauptvorteile des Vektorprinzips der Bilderzeugung gegenüber dem Rasterprinzip sind folgende:

1. Vektorbilddateien sind viel kleiner als Rasterbilder;

2. Das Drucken von Vektorbildern ist schneller;

3. Skalierung und Transformation von Vektorbildern sind mit keinen Einschränkungen verbunden und haben keinen Einfluss auf die Qualität.

Vektor Ein Grafikobjekt besteht aus zwei Elementen: einer Kontur und ihrem Innenbereich, der leer sein oder die Füllung in Form einer Farbe, eines Farbübergangs (Farbverlaufs) oder eines Mosaikmusters ändern kann. Der Stromkreis kann entweder geschlossen oder offen sein. In einem Vektorobjekt erfüllt es eine doppelte Aufgabe. Erstens können Sie mit einem Pfad die Form eines Objekts ändern. Zweitens kann der Umriss eines Vektorobjekts entworfen (umrissen) werden, indem zunächst seine Farbe, Linienstärke und sein Designstil festgelegt werden.