Типи зображень по глибині кольору. Самостійна робота з Методи та засоби комп’ютерних інформаційних технологій. Робота № 521467

Перехід до торгівельного партнера Binance

Типи зображень по глибині кольору

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Інші

Інститут:

Не вказано

Факультет:

Не вказано

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2011

Тип роботи:

Самостійна робота

Предмет:

Методи та засоби комп’ютерних інформаційних технологій

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ КІСіТ КНЕУ ім. В. Гетьмана Самостійна робота №4 з предмету: "Методи та засоби комп’ютерних інформаційних технологій” за ІІ семестр 2010-2011 н.р. Тема: Типи зображень по глибині кольору. Київ-2010 Типи зображень по глибині кольору Установка глибини кольору необхідна на початку роботи із зображенням і визначає його тип і кількість можливих відтінків тони (кольори). Розглянемо можливості перенесення кольорів і поняття глибини кольору, використовуючи поняття Photoshop. Комп'ютерна палітра Колірна глибина Колірний режим в Photoshop, пояснення Приклад Чорно-біле (2 кольори) 1 b/p Штриховий малюнок (BITMAP) Глибина кольору у чорно-білій штрихової графіки дорівнює 1 біту, тому таку графіком іноді називають "однобітовий". Єдиний біт інформації може вказувати стан "включено" або "відключено". Це означає, що існує два можливих кольори - білий (струм включений) або чорний (струм відключений) 16 цв. 256 цв 4 b/p 8 b/p Максимальне число квітів для індексованого зображення одно 256. Такі кольори кодуються у вигляді колірних таблиць (індексів). У цій таблиці кольору зумовлені, як крейда в коробці пастелі. Цей режим досить часто використовується, наприклад, в зображеннях для Web-сторінок. Подібна організація робить розмір файлу невеликим. Існує спосіб імітації тонових рівнів за допомогою змішування пікселів (так званий "dithering"), коли кілька пікселів покликані викликати у глядача відчуття будь-якого тону. Таким чином отримують цілком фотореалістичне зображення з малою глибиною кольору Чорно-білий півтон 8 b/p Якщо використовується тоновий зображення, то глибина кольору такого зображення традиційно дорівнює 8 бітам. Таке зображення називають "grayscale" ("сіра шкала"). Якщо кожен піксел кодувати вісьмома бітами, то можна отримати 256 відтінків сірого. Інформація про напівтоновому зображенні організується в одноколірний канал, який називається Black (Чорний) RGB True Color (Істинний колір) 24 b/p (8 b/p, 3 канали) Таке зображення називається по імені колірної моделі-RGB-image або TrueColor (Істинний колір). Для того щоб зберегти колірну інформацію, технічні системи використовують кольорові фільтри (червоний, зелений і синій). У результаті створюються три зображення в градаціях сірого до значень яскравості від 0 до 255. У них кожен піксел описується вісьмома бітами, в сумі 24 біта, що дає можливість закодувати близько 16,7 мільйона відтінків 32 b/p (4 канала по 8 b/p) 1. Режим CMYK. Створюються чотири канали зображення в градаціях сірого 2. Або зображення в режимі RGB з додатковим альфа-каналом Таким чином, розрізняють такі основні типи зображень по глибині кольору: чорно-білі штрихові зображення, зображення в градаціях сірого та повно кольорові зображення. Об’єм піксельного файлу - це кількість інформації, для зберігання якої потрібно дисковий простір. Можна розрахувати об’єм зображення ще до того, як він створений. Об’єм файлу в піксельної графіку жодним чином не залежить від змісту. З цього факту випливають такі правила: • Необхідність кадрування, що позначає "обрізання" зайвого зображення і видалення зайвої площі. Це корисно і по етичним нормам. • Якщо необхідно зменшувати обсяг файлу, то впливати можна тільки на геометричні розміри, дозвіл і глибину кольору. Дозвіл визначає величину піксела геометрично. Глибина кольору визначає кількість бітів, за допомогою яких складаються коди тони (кольори). Хоча дозвіл і глибина кольору існують нерозривно (не буває зображень з роздільною здатністю, але без глибини кольору, і навпаки), але фактично вони ніяк не пов'язані. (Штрихове графіка для виведення на фотоскладальні автоматі володіє високим дозволом і мінімальною глибиною кольору (1 bit). У плакатах можливі зображення з дуже низьким дозволом (5 ppi), але великою глибиною кольору (24 b / p).) Дозвіл - це розмір мінімального елемента, а глибина кольору - це якість мінімального елемента (тоновий і колірної рівні). Коротко розглянемо поняття колірних моделей. Колірна модель - це спосіб опису кольору за допомогою кількісних характеристик. У цьому випадку не тільки легко порівнювати окремі кольори і їх відтінки між собою, але і використовувати їх у цифрових технологіях. Колірна модель RGB (за першими літерами слів Red (Червоний), Green (Зелений) та Blue (Синій)) Безліч відтінків кольорів ми розрізняємо від того, що випромінюється світло певних довжин хвиль. До випромінюваним квітам можна віднести, наприклад, білий світ, кольори на екрані телевізора, монітора і так далі. Основними вважаються три: червоний, зелений і синій. Колірна модель RGB представляється у вигляді тривимірного графіка: куба, у якого нульова точка - чорний колір (випромінювання відсутнє) - (0, 0, 0). Кожна координата відображає внесок кожної складової в результуючий колір в діапазоні від 0 до 255 (рівень сірого в кожному колірному каналі). Крапка з максимальними значеннями (255, 255, 255) представляє білий колір. По діагоналі, що з'єднує ці точки, розташовуються сірі відтінки, тому що значення трьох складових однакові (23, 23, 23), (130, 130, 130) і т. д.). Цей діапазон називають сірою шкалою (grayscale). Три вершини куба дають чисті вихідні кольору (255, 0, 0), (0, 255, 0), (0, 0, 255), інші три відображають подвійні змішання вихідних кольорів: з червоного і зеленого виходить жовтий (255, 255, 0), із зеленого і синього - блакитний (0, 255, 255), а з червоного і синього - пурпурний (255, 0, 255). Рис. 1.6. Основні кольори моделі RGB Повернемося до 16,7 мільйонам відтінків кольору в однойменній палітрі: для нашого ока відтінки кольору, описувані координатами (0, 0, 1), (0, 1, 0) і навіть (3, 6, 4), будуть невиразні; але комп'ютер їх сприймає як різні. Сукупність всіх значень координат дає більше 16 млн відтінків (224 = 16 777 216). Дана колірна модель застосовується в якості основної в усіх комп'ютерних системах. Відповідно в цій моделі доступні максимальні можливості редагування зображення. Колірна модель CMYK (Сyan (блакитний), Magenta (пурпурний), Yelloy (жовтий), Key ("ключовою")) Дана модель описує реальні поліграфічні фарби. Основних фарб три: Сyan (блакитний), Magenta (пурпурний), Yelloy (жовтий). Вони складають поліграфічну тріаду (process colors). Кожному пикселу в CMYK-зображенні присвоюються значення, що визначають процентний вміст тріадних фарб. Нульові значення складових дають білий колір (папір), максимальні значення повинні давати чорний, їх рівні значення - відтінки сірого. Рис. 1.7. Тріада основних квітів моделі CMYK Поліграфічні фарби не так ідеальні, як промінь світла. Змішання трьох основних фарб не синтезує чистий чорний колір, тому в число основних поліграфічних фарб була внесена чорна фарба: буква K - це скорочення від слова "Key" ("основний", "ключовою"). Від чорного кольору в значній мірі залежить загальна різкість відбитків. Ця модель застосовується тільки в поліграфічному виробництві, тому переклад у неї завжди здійснюється на останніх етапах обробки зображення. Моделі RGB і CMYK хоча і пов'язані один з одним, проте їх взаємні переходи один в одного ніколи не відбуваються без втрат. Колірна модель HSB (Колірний відтінок (Hue), Насиченість (Saturation), Яскравість (Brightness)) Модель HSB узгоджується зі сприйняттям кольору людиною: колірний тон - еквівалент довжини хвилі, насиченість - інтенсивність хвилі, а яскравість - кількість світла. Ця модель вважається найзручнішою в підборі кольору для користувача (при виборі ми в будь-якій програмі фактично користуємося цією моделлю, а не вводимо цифрові характеристики кольору - (рис. 1.8.). Однак ця модель є абстрактною, оскільки не існує технічних засобів для безпосереднього вимірювання колірного тону і насиченості. Вона не утворює колірних каналів у документі (зберегти документ в цій колірній моделі не можна). Колір може бути представлений в природі, на екрані монітора, на папері. У всіх випадках можливий діапазон кольорів, або колірної охоплення (gamut), буде різним. Найширший охоплення - в природі, він обмежується тільки можливостями людського зору. Частина з того, що існує в природі, може передати монітор. Частина з того, що передає монітор, можна надрукувати (наприклад, при поліграфічному виконанні погано передаються кольору з дуже низькою щільністю). Рис. 1.8. Модель HSB дає користувачеві зручність вибору колірного тону Кожен з видів графіки має свої переваги і недоліки (зверніть увагу на "дзеркальність" достоїнств і недоліків). Переваги піксельної графіки • Апаратна реалізація. Найбільшим достоїнством растрової (піксельної) графіки є простота принципу, що лежить в її основі, - примусова дискретизація на піксели. Існують пристрої, які автоматично виконують перетворення графічної інформації в цифрову форму - сканери та цифрові фотокамери. • Програмна незалежність - ще одне безперечне достоїнство піксельної графіки. Стандартні формати растрової графіки "розуміють" практично всі програми, що працюють із зображеннями: редактори піксельної і векторної графіки, програми верстки, браузери та операційні системи. • Фотореалістичність є гідністю в тому випадку, якщо необхідно максимально достовірно передати об'єктивну реальність чи живописні та фотографічні оригінали. Показниками фотореалістичності є безліч квітів, градієнти, складне освітлення, наявність м'яких тонових переходів. Недоліки піксельної графіки • Об’єм файлу. Самий перший недолік, з яким стикаються користувачі, - це великий обсяг файлів. Об’єм файлу піксельної графіки не залежить від змісту і залежить від трьох параметрів: геометричних розмірів, дозволу і глибини кольору. Боротьба з об’ємами піксельних зображень полягає в оптимізації параметрів, що визначають об’єм, у розумному кадруванні і використанні алгоритмів стиснення (виборі відповідних форматів файлів). • Проблеми з трансформаціями. Дуже важливим недоліком піксельної графіки є проблеми з трансформуванням - будь-які трансформації призводять до погрішностей зображення. • Апаратна залежність. Всі зовнішні пристрої (монітори, принтери та ін) візуалізують зображення у вигляді пікселів екрану, крапель чорнила, плям лазерного променя, тому кожне пристрій має свій дозвіл. Для роботи з піксельними зображеннями необхідно завжди орієнтуватися на параметри вивідного пристрою. Переваги векторної графіки • Мінімальний об’єм векторного документа. У порівнянні з піксельної графікою файли векторної графіки вражають надзвичайно маленькими обсягами. Причина проста: векторні документи власне зображення в документі не містять. Для створення векторних об'єктів необхідно тільки фіксування координат опорних і керуючих точок. Крім того, на весь векторний об'єкт досить одного-єдиного коду кольору або який-небудь заливки. Якщо векторний об'єкт масштабувати в десятки разів, то це не вплине на обсяг документа, тому що кількість опорних точок не додасться, а також не додасться і інших параметрів. • Свобода трансформування. Проблем з трансформуванням векторної графіки практично не буває, вона дозволяє робити це вільно і нескінченно, і при цьому якість зображення не зміниться • Апаратна незалежність. Незалежність не означає постійного і високої якості зображення. Так як векторні зображення візуалізуються на зовнішніх вивідних пристроях, що мають самі різні рівні якості зображення (в тому числі і дуже низькі, наприклад екран монітора або простий принтер), то і якість результату буде різним. Апаратна незалежність означає, що векторне зображення не вимагає спеціальної підготовки для виводу і взагалі попереднього обліку параметрів зовнішнього пристрою. Векторне зображення завжди забезпечує максимальну якість, на яке здатне вивідний пристрій. Недоліки векторної графіки • Відсутність апаратної реалізованим. Існує можливість автоматично формувати векторні об'єкти, але це вже не апаратна, а програмна реалізація - трасування піксельних зображень. • Програмна залежність. Кожен векторний редактор має у своєму своїм власним форматом. При цьому перехід між цими форматами або неможливий в принципі, або неможливий без істотних втрат. (Втрати при конвертуванні одного векторного формату в інший завжди існують. Конвертування векторних зображень з однієї програми в іншу можна порівняти з перекладом з однієї мови на іншу.) • Жорсткість векторної графіки. Векторні зображення відрізняються досить жорсткою структурою, хоча в певних областях (шрифти, схеми, креслення, логотипи) така жорсткість є неодмінною вимогою. Взаємні перетворення піксельної і векторної графіки Растерізація Растерізація - це процедура перетворення векторних об'єктів в піксельний (растрове) зображення, яке використовується для представлення на екрані монітора або для друку. Будь-який векторний редактор має у своєму можливістю конвертації як усього документа, так і окремих об'єктів у піксельний зображення, яке залишається розміщеним у векторному документі. Растерізація в межах векторної програми відбувається з втратою вихідного векторного зображення. При цьому користувач ставиться перед вибором традиційних параметрів піксельного зображення: розмірів, дозволу і глибини кольору. Іншим варіантом растеризації є експортування векторного зображення цілком (або тільки виділених об'єктів) у формат растрової графіки, також з попередніми вибором розміру, дозволи і глибини кольору. Трасування Перетворення піксельної графіки у векторну називається "трасуванням" (tracing). Точне перетворення растрового зображення у векторне практично недосяжне. Програма трасування окреслює області з однаковими або близькими кольорами, які фактично можуть ставитися до абсолютно різних "об'єктах". (Теоретично можливий варіант, коли кожен піксел стає після трасування окремим об'єктом.) Для того щоб здійснити трасування, можливі наступні варіанти: • ручна трасування (обведення), яка виконується за допомогою звичайних векторних інструментів. Сенс ручної трасування полягає у малюванні поверх піксельного зображення векторних контурів будь-якими інструментами векторних програм; • автоматичне трасування, виконувана спеціалізованими засобами програми (трасування всередині векторної програми). Результат, який можуть забезпечити ці інструменти, практично завжди потрібно доопрацювати; • автоматичне трасування, виконувана спеціалізованими програмами. Вибір способу трасування залежить від складності вихідного зображення, необхідної якості і деяких інших чинників. В якості однієї з умов досягнення необхідного результату трасування виступає необхідність підготовки вихідного зображення. • Зазвичай в растровому редакторі зменшують кількість кольорів зображення. • Дозвіл растрового зображення для векторизации з гарною якістю бажано мати в межах від 300 до 600 ppi, хоча допускається можливість роботи і з меншим дозволом. • Для трасування слід використовувати зображення з фотографій або слайдів. Відскановані газетні чи журнальні вирізки трасуються з гіршим результатом з-за поліграфічного растра. • Особливу увагу слід приділити зображень, що включає шрифт. Трасувати слід тільки досить великий шрифт. • Чистота і ясність зображення грає вирішальну роль для якісної трасування. Якщо використовуваний оригінал має дефекти, плями, подряпини, то таке зображення слід ретельно відретушувати в програмі редагування растрової графіки. Розпізнавання тексту В даний час широко застосовується програмне забезпечення, яке призначене для перетворення відсканованих сторінок книг або журналів у текстовий формат. Ці програми відносяться до досить складним інтелектуальним системам оптичного розпізнавання символів OCR (Optical Character Recognition) і дозволяють перекладати текст з "картинки" в вид редагованого тексту. Контрольні питання: 1.Які види комп'ютерних палітр ві Знаєте? Як у них співвідносяться глибині кольорів? 2.Які колірні моделі ви знаєте? Охарактеризуйте також їх. 3. Які переваги у растрової графіки? Як вони використовуються? 4.Які гідності у векторної графіки? Як вони використовуються? 5.Перечислите недоліки растрової графіки. Як ці недоліки можна коригувати або враховувати? 6.Перечислите недоліки векторної графіки. 7.Что таке трасування зображень, для чого і як вона робиться? 8.Что таке растеризація зображення?

Самостійна робота Методи та засоби комп’ютерних інформаційних технологій

daniel

17.03.2013 16:03-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись