Добавлен: 29.10.2018
Просмотров: 6441
Скачиваний: 22
частотная модуляция
— периодическое заполнение (с частотой, соответствующей
интенсивности
);
стохастическое растрирование (квазислучайное заполнение)
— хаотичное
заполнение (со средней плотностью, соответствующей интенсивности).
Рис. 1.9. Три способа заполнения ячейки растра: амплитудная модуляция, частот-
ная модуляция и квазислучайное заполнение
При печати полноцветных изображений каждый последующий растр поворачи-
вается на определённый угол:
C
голубой — 105
◦
;
M
пурпурный — 75
◦
;
Y
жёлтый — 90
◦
;
K
чёрный — 45
◦
.
При этом ячейка растра становится косоугольной, и для воспроизведения 256 гра-
даций на устройстве с линиатурой 150 lpi уже недостаточно разрешения 16 × 150 =
2400
dpi. Для профессиональных фотоэкспонирующих устройств принято минималь-
ное разрешение 2540 dpi (коэффициент поправки ∼ 1,06).
3.4. Динамический диапазон
Динамический диапазон в компьютерной графике — соотношение
между максимальной и минимальной измеримой интенсивностью све-
та.
Качество воспроизведения тоновых изображений оценивается динамическим
диапазоном D
:
D = lg
1
ρ
,
ρ =
J
ρ
J
0
;
D = lg
1
σ
,
σ =
J
σ
J
0
.
Здесь J
0
— максимальный (в идеале — падающий) отражённый световой поток, J
ρ
— минимальный отражённый световой поток, ρ — коэффициент отражения, J
σ
—
минимальный прошедший световой поток, σ — коэффициент пропускания.
15
3.5. Гамма-коррекция
Гамма-коррекция — коррекция функции яркости в зависимости от
характеристик устройства вывода.
Повышение показателя гамма-коррекции позволяет повысить контрастность,
разборчивость тёмных участков изображения, не делая при этом чрезмерно кон-
трастными или яркими светлые детали снимка.
Информация о яркости в аналоговом виде в телевидении, а также в цифровом
виде, в большинстве распространённых графических форматов хранится в нелиней-
ной шкале. Яркость пикселя I (или яркости составляющих цвета, красной, зелёной
и синей по отдельности) на экране монитора можно считать
I ∼ V
γ
,
где V — численное значение интенсивности цвета, а γ — показатель гамма-
коррекции
.
Примером может служить гамма-коррекция изображения на электронно-
лучевых трубках (ЭЛТ). Значение γ = 1 соответствует «идеальному» монитору,
который имеет линейную зависимость отображения от белого к чёрному. Но таких
мониторов не бывает — зависимость, в особенности для ЭЛТ, нелинейна. Большее
значение γ означает более высокую нелинейность этой зависимости. Стандартное
значение γ для стандарта видеоизображений NTSC — 2,2. Для дисплеев компьютера
значение γ обычно находится в пределах от 1,5 до 2,0.
3.6. Альфа-композиция
Альфа-композиция обозначает процесс комбинирования изображения
с фоном с целью создания эффекта частичной прозрачности.
Этот метод часто применяется для многопроходной обработки изображения по
частям с последующей комбинацией этих частей в единое двумерное результирующее
изображение.
Рис. 1.10. Пример работы альфа-композитных операторов
over
,
in
,
out
,
atop
и
xor
Альфа-канал
(маска-канал) позволяет объединить переходную прозрачность
с изображением. Формат GIF поддерживает простую бинарную прозрачность (когда
любой пиксель может быть либо полностью прозрачным, либо абсолютно непро-
зрачным). Формат PNG позволяет использовать 254 или 65534 уровня частичной
прозрачности.
16
Все три типа PNG изображений («TrueColor», «GrayScale» и индексированная па-
литра) могут содержать альфа-информацию, хотя обычно она применяется лишь
с «TrueColor» изображениями. Вместо того чтобы сохранять три байта для каждого
пикселя (красный, зелёный и синий, RGB), сохраняются четыре: красный, зелёный,
синий и альфа, таким образом получается палитра RGBA.
Такая переходная прозрачность позволяет создавать «спецэффекты», хорошо вы-
глядящие на любом фоне. Например, эффекта фотовиньетки для портрета можно
добиться путём установки полностью непрозрачной центральной области (для лица
и плеч), прозрачной остальной обстановки и созданием плавного перехода между
двумя этими различными областями. Соответственно, портрет будет плавно освет-
ляться на белом фоне и затемняться на чёрном. Ещё один спецэффект с прозрачно-
стью — это отбрасывание тени.
Прозрачность наиболее важна для маленьких изображений, обычно используе-
мых на веб-страницах, вроде цветных (круглых) маркеров или причудливого текста.
Альфа-композиция
позволяет использовать сглаживание (anti-aliasing), созда-
вая иллюзию гладких кривых на сетке прямоугольных пикселей, плавно изменяя их
цвета, что позволяет добиться округлых изображений, хорошо отображаемых как на
белом, так и на любом другом фоне. Таким образом одно и то же изображение может
быть многократно использовано в нескольких местах без «призрачного» эффекта,
свойственного GIF-изображениям.
Windows XP поддерживает 32-битные значки (иконки) — 24-бита цвета RGB и
8-битный альфа канал. Это позволяет отображать значки со сглаженными (размы-
тыми) краями и тенью, которые сочетаются с любым фоном.
4.
Фрактальная графика
Фрактал — объект, отдельные элементы которого наследуют свой-
ства родительских структур.
Поскольку более детальное описание элементов меньшего масштаба происходит
по простому алгоритму, описать такой объект можно всего лишь несколькими мате-
матическими уравнениями.
Фракталы позволяют описывать целые классы изображений, для детального опи-
сания которых требуется относительно мало памяти. С другой стороны, к изобра-
жениям вне этих классов фракталы применимы слабо.
17
Рис. 1.11. Фрактальный рисунок
5.
Форматы файлов
5.1. Векторные файлы
WMF
(Windows MetaFile,
.wmf) — формат MS Windows, цветовая палитра —
256 цветов, используется в галереях офисных и пр. пакетов.
EMF
(Microsoft Enhanced MetaFile,
.emf) — формат MS Windows, цветовая па-
литра — RGB, поддерживается далеко не всеми программами.
SVG
(Scalable Vector Graphics,
.svg) — формат, разработанный для внедре-
18
ния векторной графики в веб-документы, записывается в виде структурированного
(XML) текста.
PS
(PostScript,
.ps) — платформенно независимый переносимый формат опи-
сания страниц фирмы Adobe, используется для описания многостраничных докумен-
тов. Язык программирования высокого уровня со стековой организацией. Поддер-
живаются все линейные преобразования. Есть возможность создавать библиотеки
цветов, шрифтов, форм, изображений, полутонов и узоров. Для сжатия использу-
ются алгоритмы JPEG и LZW.
EPS
(Encapsulated PostScript,
.eps) — платформенно независимый переноси-
мый
формат описания любых графических изображений в соответствии с соглаше-
ниями по структурированию документов в формате PostScript.
(Portable Document Format,
.pdf) — платформенно независимый перено-
симый
формат описания документов фирмы Adobe, имеет два алгоритма сжатия:
ZIP (без потерь) и JPEG (с потерями).
5.2. Алгоритмы сжатия
Сжатие без потерь (lossless data compression) — метод сжатия
информации, при использовании которого закодированная информация
может быть восстановлена с точностью до бита.
При этом оригинальные данные полностью восстанавливаются из сжатого состо-
яния. Этот тип сжатия принципиально отличается от сжатия данных с потеря-
ми
. Для каждого из типов цифровой информации, как правило, существуют свои
оптимальные алгоритмы сжатия без потерь.
Сжатие данных без потерь
используется во многих приложениях. Например,
оно используется в популярном файловом формате ZIP и UNIX-утилите Gzip. Оно
также используется как компонент в сжатии с потерями.
Сжатие без потерь
используется, когда важна идентичность сжатых данных
оригиналу. Обычный пример — исполняемые файлы и исходный код. Некоторые
графические файловые форматы (PNG, GIF и др.) используют только сжатие без
потерь
, тогда как другие (PS, PDF , TIFF , JPEG 2000 , MNG и др.) могут исполь-
зовать сжатие как с потерями, так и без.
Сжатие
с
потерями
—
это
метод
сжатия
данных
(data
compression),
когда
распакованный
файл
отличается
от
ориги-
нального, но «достаточно близок» для того, чтобы быть полезным
каким-то образом.
Этот тип сжатия часто используется для сжатия звука или изображений, а также
в Интернете, особенно в потоковой передаче данных и телефонии. Эти методы
часто называются кодеками.
19