Н. Д. Угринович информатика иикт

1.1.2. Растровые изображения на экране монитора

Графические режимы экрана монитора. Качество изо­бражения на экране монитора зависит от величины про­странственного разрешения и глубины цвета. Эти два пара­метра задают графический режим экрана монитора.

Пространственное разрешение экрана монитора опреде­ляется как произведение количества строк изображения на количество точек в строке. Монитор может отображать ин­формацию с различными пространственными разрешения­ми (800 х 600, 1024 х 768, 1400 х 1050 и выше).

Глубина цвета измеряется в битах на точку и характери­зует количество цветов, которое могут принимать точки изображения. Количество отображаемых цветов может из­меняться в широком диапазоне, от 256 (глубина цвета 8 би­тов) до более чем 16 миллионов (глубина цвета 24 бита).

Чем больше пространственное разрешение и глубина цве­та, тем выше качество изображения. В операционных систе­мах предусмотрена возможность выбора необходимого поль­зователю и технически возможного графического режима.

Рассмотрим формирование на экране монитора растрово­го изображения, состоящего из 600 строк по 800 точек в каж­дой строке (всего 480 000 точек), с глубиной цвета 8 битов (рис. 1.3). Двоичные коды цветов всех точек хранятся в ви­деопамяти компьютера, которая находится на видеокарте.

Рис. 1.3. Формирование растрового изображения на экране монитора

Периодически, с определенной частотой, коды цветов точек считываются из видеопамяти и точки отображаются на экране монитора. Частота считывания изображения вли-

Рис. 1.4. Разложение белого света в спектр

Человек воспринимает свет с помощью цветовых рецеп­торов, так называемых колбочек, находящихся на сетчатке глаза. Наибольшая чувствительность колбочек приходится на красный, зеленый и синий цвета, которые являются ба­зовыми для человеческого восприятия. Сумма красного, зе­леного и синего цветов воспринимается человеком как бе­лый цвет, их отсутствие — как черный, а различные их сочетания — как многочисленные оттенки цветов.

Палитра цветов в системе цветопередачи RGB. С экра­на монитора человек воспринимает цвет как сумму излуче­ния трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Та­кая система цветопередачи называется RGB, по первым буквам английских названий цветов (Red — красный, Green — зеленый, Blue — синий).

Цвета в палитре RGB формируются путем сложения ба­зовых цветов, каждый из которых может иметь различную интенсивность. Цвет палитры Color можно определить с по­мощью формулы (1.2):

Color = Я + G + В,

где 0 < И < Rmax, 0<,G< Gmax, 0 < В < Втзх. (1.2}

При минимальных интенсивностях всех базовых цветов получается черный цвет, при максимальных интенсивнос­тях — белый цвет. При максимальной интенсивности одно­го цвета и минимальной двух других — красный, зеленый и синий цвета. Наложение зеленого и синего цветов образует голубой цвет {Cyan), наложение красного и зеленого цве-

Цвет	Формирование цвдта
Черный	Black = 0 + 0 + 0
Белый	White = Rmax + Gmax + Bmax
Красный Red = Ятах+ 0 + 0
Зеленый	Green = 0 + Gmax + 0
Синий	Blue = 0 + 0 + Bmax
Голубой	Cyan = 0 + Gmax + Bmax
Пурпурный	Magenta = Rmax + 0 + Bmax
Желтый	Yellow - Rmax + Gmax + g

В системе цветопередачи RGB палитра цветов формируется путем сложения красного, зеленого и синего цветов

При глубине цвета в 24 бита на кодирование каждого из базовых цветов выделяется по 8 битов. В этом случае для каждого из цветов возможны iV = 2^Ь = 256 уровней интен­сивности. Уровни интенсивности задаются десятичными (от минимального — О до максимального — 255) или двоич­ными (от 00000000 до 111111Ц) кодами (табл. 1.3).

Таблица 1 3. Кодировка цветов при глубине цвета 24 бита

Цвет	Двоичный и десятичный коды интенсивности базовых цветов |
	Красный		Зеленый		Синий
Черный	00000000	0	оооооооо	0	оооооооо	0
, Красный	11)11111	255	00000000	о оооооооо		0
Зеленый	00000000	0	11111111	255 00000000		0
Синий	00000000	0	оооооооо	0	11111111	255
Голубой	00000000	0	11111111	255	11111111	255 '
Пурпурный	11111111 255		оооооооо	0	11111111	255
Желтый	11111111	255	11111111	255	оооооооо	0
Белый	11ИИ11	255	11ПШ1	255	1111Ш1

Ы
\j
где0%<�С<100%, 0%<�М<100%, 0%<�У<100%.

Напечатанное на бумаге изображение человек воспри­нимает в отраженном свете. Если на бумагу краски не нане­сены, то падающий белый свет полностью отражается и мы видим белый лист бумаги- Если краски нанесены, то они по­глощают определенные цвета спектра. Цвета в палитре CMY формируются путем вычитания из белого света опре деленных цветов.

Нанесенная на бумагу голубая краска поглощает крас­ный свет и отражает зеленый и синий свет, и мы видим го­лубой цвет. Нанесенная на бумагу пурпурная краска погло­щает зеленый свет и отражает красный и синий свет, и мы видим пурпурный цвет. Нанесенная на бумагу желтая крас­ка поглощает синий свет и отражает красный и зеленый свет, и мы видим желтый цвет.

Смешав две краски системы CMY, мы получим базовый цвет в системе цветопередачи RGB. Если нанести на бумагу пурпурную и желтую краски, то будет поглощаться зеленый и синий свет, и мы увидим красный цвет. Если нанести на бума­гу голубую и желтую краски, то будет поглощаться красный и синий свет, и мы увидим зеленый цвет. Бели нанести на бума­гу пурпурную и голубую краски, то будет поглощаться зеле­ный и красный свет, и мы увидим синий цвет (табл. 1.4).

Смешение трех красок — голубой, желтой и пурпурной — должно приводить к полному поглощению света, и мы должны увидеть черный цвет. Однако на практике вместо черного цвета получается грязно-бурый цвет. Поэтому в цве­товую модель добавляют еще один, истинно черный цвет. Так как буква В уже используется для обозначения синего цвета, для обозначения черного цвета принята последняя буква в английском названии черного цвета Black, т. е. К. Расши­ренная палитра получила название CMYK (табл. 1.4).

Цвет	Формирование цвета
Черный	Black = К = С + М + Y - W - G - в - R
Белый	White = W = {C = 0, M~ 0, V = 0)
Красный	Red=f? = Y + M = W-B-G
Зеленый	Green = G = V + C=LV-8-R ',
Синий	Blue = B = M + C=IV-G-R '
Голубой	Cyan = C= lV-fl = G + В '
Пурпурный	Magenta = M =№-G = R +6
Желтый	Yellow = У = №-В = Я +G

Система цветопередачи RGB применяется в мониторах компьютеров, в телевизорах и других излучающих свет технических устройствах.

Система цветопередачи CMYK применяется в полигра­фии, так как напечатанные документы воспринимают­ся человеком в отраженном свете. В струйных принте­рах для получения изображении высокого качества используются четыре картриджа, содержащие базо­вые краски системы цветопередачи CMYK (рис. 1.5).



Рис. 1.5. Использование систем цветопередачи RGB и CMYK

в технике

Рис. 1,6. Растровое изображение российс! его уменьшенная копия и увеличенный ф

Растровые графические редакторы. Растровые графиче­ские редакторы являются наилучшим средством обработки цифровых фотографий и отсканированных изображений, по­скольку позволяют повышать их качество путем изменения цветовой палитры изображения и даже цвета каждого от­дельного пикселя. Можно повысить яркость и контрастность старых или некачественных фотографий, удалить мелкие де­фекты изображения (например, царапины), преобразовать черно-белое изображение в цветное и т. д.

Достоинством векторной графики является то, что век­торные рисунки могут быть увеличены или уменьшены без потери качества (рис. 1.8). Это возможно, так как измене­ние размера рисунка производится с помощью простого умножения координат точек графических объектов на коэффициент масштабирования.



Рис. 1.8. Векторный рисунок российского герба, его уменьшенная копия и увеличенный фрагмент

Другое достоинство векторной графики — небольшой информационный объем файлов по сравнению с объемом файлов, содержащих растровые изображения.

©Векторная графика лежит в основе flash-анимации, популярной в настоящее время технологии создания анимации. Эта технология позволяет реализовать движение, плавно изменяя расположение, размер и цвет объектов на рисунке, а также показать плавное превращение одного объекта в другой.

Рис. 1.9. Система компьютерного черчения Компас

Контрольное вопросы

1. 
   В чем состоит различие между растровыми изображениями и
   векторными рисунками?
   
2. 
   Какой графический редактор (растровый или векторный) вы бу­
   дете использовать;
   

• 
  для разработки эмблемы организации, учитывая, что она
  должна будет печататься на маленьких визитных карточках и
  набольших плакатах;
  
• 
  для редактирования цифровой фотографии?