Называется способ имитации оттенков отдельными точками краски или тонера
Возьмём фотографию (например, см. рис. 1.). Конечно, она тоже состоит из маленьких элементов, но будем считать, что отдельные элементы мы рассмотреть не можем. Она представляется для нас, как реальная картина природы.
Теперь наложим на изображение прямоугольную сетку. Таким образом, разобьем изображение на прямоугольные элементы. Каждый прямоугольник закрасим цветом, преобладающим в нём (на самом деле программы при оцифровке генерируют некий «средний» цвет, т. е. если у нас была одна чёрная точка и одна белая, то прямоугольник будет иметь серый цвет).
Как мы видим, изображение стало состоять из конечного числа прямоугольников определённого цвета. Эти прямоугольники называют pixel (от PIX ELement) – пиксел или пиксель.
Рис. 1.. Исходное изображение
Теперь каким-либо методом занумеруем цвета. Конкретная реализация этих методов нас пока не интересует. Для нас сейчас важно то, что каждый пиксель на рисунке стал иметь определённый цвет, обозначенный числом (рис. 1.).
Рис. 1.. Фрагмент оцифрованного изображения и номера цветов
Теперь пойдём по порядку (слева направо и сверху вниз) и будем в строчку выписывать номера цветов встречающихся пикселей. Получится строка примерно следующего вида:
1 2 8 3 212 45 67 45 127 4 78 225 34 .
Вот эта строка и есть наши оцифрованные данные. Теперь мы можем сжать их (так как несжатые графические данные обычно имеют достаточно большой размер) и сохранить в файл.
Итак, под растровым (bitmap, raster) понимают способ представления изображения в виде совокупности отдельных точек (пикселей) различных цветов или оттенков. Это наиболее простой способ представления изображения, ибо таким образом видит наш глаз.
Достоинством такого способа является возможность получения фотореалистичного изображения высокого качества в различном цветовом диапазоне. Высокая точность и широкий цветовой диапазон требуют увеличения объема файла для хранения изображения и оперативной памяти для его обработки, что можно отнести к недостаткам. Вторым существенным недостатком является потеря качества изображения при его масштабировании.
1.1.1.Параметры растровых изображений
Как уже говорилось ранее, растровое изображение представляется в памяти ЭВМ в виде матрицы отдельных пикселей. В этой связи возникает вопрос о том, каково должно быть число этих пикселей и какое число бит отводится для хранения одного пикселя, т. е. каковы основные параметры растрового изображения – разрешение и глубина цвета.
Разрешение (resolution) — это степень детализации изображения, число пикселей (точек), отводимых на единицу площади. Поэтому имеет смысл говорить о разрешении изображения только применительно к какому-либо устройству ввода или вывода изображения. Например, пока имеется обычная фотография на твердом носителе, нельзя сказать о ее разрешении. Но как только мы попытаемся ввести эту фотографию в компьютер через сканер, нам необходимо будет определить разрешение оригинала, т. е. указать количество точек, считываемых сканером с одного квадратного дюйма.
Поскольку изображение можно рассматривать применительно к различным устройствам, то следует различать:
разрешение оригинала;
разрешение экранного изображения;
разрешение печатного изображения.
В дальнейшем разрешение оригинала влияет на разрешение изображений выводимых на разных устройствах (принтерах, экранах мониторов).
Установка разрешения оригинала зависит от требований, предъявляемых к качеству изображения и размеру файла. В общем случае действует правило: чем выше требования к качеству, тем выше должно быть разрешение оригинала.
Для получения на экране изображения близкого к размеру оригинала обычно использует разрешения 72-75 dpi. Для вывода изображения в дальнейшем на печать и распознавания текста рекомендуется устанавливать разрешении 300-600 dpi. Если исходное изображение небольшого размера и его планируется увеличить и вывести на печать, то в этом случае разрешение оригинала лучше устанавливать 600-1200 dpi. Сканирование слайдов, негативных фотопленок и качественных материалов для полиграфии требует установки величины разрешения 1200 и более dpi.
Разрешение экранного изображения. Для экранных копий изображения элементарную точку растра принято называть пикселем (pixel). Для измерения разрешения экранного изображения, кроме dpi, используют единица измерения ppi (pixel per inch). Размер пикселя, а значит и разрешение экранного изображения, варьируется в зависимости от выбранного разрешения экрана (из диапазона стандартных значений), разрешения оригинала и масштаба отображения.
Разрешение печатного изображения и понятие линиатуры. Большинство находящихся в обращении печатающих устройств, от офсетных печатающих машин до простейших струйных принтеров, используют принципы полутонового растрирования.
Полутоновое растрирование (halftoning) – это способ имитации оттенков отдельными точками краски или тонера. Этот процесс основан на том, что печатающее устройство наносит на бумагу точки краски или тонера и располагает их в узлах регулярной прямоугольной сетки, которую иногда называют физическим растром. Будем называть такие точки печатными точками. Соседние точки физической сетки печатающего устройства объединяются в прямоугольники, которые называются полутоновыми ячейками (halftone cells). Из полутоновых ячеек образуется еще одна сетка, именуемая линейным растром (line screen). Линейный растр – это просто способ логической организации физического растра (Рис. 1.).
Частота линейного растра или количество полутоновых ячеек на единицу длины называется линиатурой и измеряется в линиях на дюйм (line per inch, lpi).
Рис. 1.. Физический и линейный растры
При выводе на печать пиксели изображения представляются полутоновыми ячейками, а не точками физического растра печатающего устройства. Меняя заполнение полутоновых ячеек печатными точками, можно имитировать градации яркости пикселей изображения.
Рассмотрим простейшие методы растрирования оригинала в градациях серого цвета. Первым методом является метод растрированием с амплитудной модуляцией (AM), при котором иллюзия тона создается за счет формирования в центрах полутоновых ячеек, из печатных точек каких либо фигур (кругов, эллипсов, ромбов или квадратов) различного размера (Рис. 1.). Иллюзия более темного тона создается за счет увеличения радиальных размеров этих фигур и, как следствие, сокращения пробельного поля между ними при одинаковом расстоянии между центрами полутоновых ячеек.
Существует и метод растрирования с частотной модуляцией (ЧМ), когда интенсивность тона регулируется изменением расстояния между соседними печатными точками одинакового размера. Таким образом, при частотно-модулированном растрировании в полутоновых ячейках с разной интенсивностью тона находится разное число печатных точек. Изображения, растрированные ЧМ-методом, выглядят более качественно, так как размер точек минимален и, во всяком случае, существенно меньше, чем средний размер фигуры при АМ-растрировании. Еще более повышает качество изображения разновидность ЧМ-метода, называемая стохастическим растрированием. В этом случае рассчитывается число точек, необходимое для отображения требуемой интенсивности тона в ячейке растра. Затем эти точки располагаются внутри ячейки на расстояниях, вычисленных квазислучайным методом (на самом деле используется специальный математический алгоритм), т. е. регулярная структура растра внутри ячейки, как и на изображении в целом, вообще отсутствует. Поэтому при стохастическом ЧМ-растрировании теряет смысл понятие линиатуры растра, имеет значение лишь разрешающая способность устройства вывода. Такой способ требует больших затрат вычислительных ресурсов и высокой точности.
ячейка растра АМ-растр АМ-растр ЧМ-растр
Рис. 1.. Примеры амплитудной и частотной модуляции растра
Следующим параметром растрового изображения, который следует рассмотреть, является глубина цвета.
Глубина цвета (color depth) — это число бит, используемых для представления каждого пикселя изображения. С развитием вычислительных средств глубина цвета, хранимых в компьютере, изображений все время возрастала. Одним из первых распространенных стандартов мониторов являлся VGA, который поддерживал глубину цвета 8 бит для цветных изображений. Следующим шагом стало введение в компьютерах системы Macintosh стандарта HighColor, который кодировал цвет с глубиной 16 бит, что позволяло получить 65536 цветов. Сейчас наиболее используемым является 24-битный TrueColor, позволяющий кодировать около 16,7 млн. цветов. Однако необходимо отметить, что существуют графические системы использующие глубину цвета более чем 24 бита на пиксель.
Для лучшего понимания, что такое разрешение и глубина цвета, приведем простой пример. Вы решили отсканировать Вашу фотографию размером 1015 см. чтобы затем обработать и распечатать на цветном принтере. Для получения приемлемого качества печати необходимо разрешение не менее 300 dpi. Считаем:
10 см = 3,9 дюйма; 15 см = 5,9 дюймов.
По вертикали: 3,9 * 300 = 1170 точек.
По горизонтали: 5,9 * 300 = 1770 точек.
Итак, число пикселей растровой матрицы 1170 * 1770 = 2 070 900.
Теперь решим, сколько цветов мы хотим использовать. Для черно-белого изображения используют обычно 256 градаций серого цвета для каждого пикселя, или 1 байт. Получаем, что для хранения нашего изображения надо 2 070 900 байт или 1,97 Мб.
Для получения качественного цветного изображения надо не менее 256 оттенков для каждого базового цвета. В модели RGB соответственно их 3: красный, зеленый и синий. Получаем общее количество байт – 3 на каждый пиксель. Соответственно, размер хранимого изображения возрастает в три раза и составляет 5,92 Мб.
Для создания макета для полиграфии фотографии сканируют с разрешением 600 dpi, следовательно, размер файла вырастает еще вчетверо.
Задание: зная, что размер экрана в пикселях 800600, а разрешение 72 ppi, установить реальные размеры экрана в сантиметрах.
Нужно говорить громко, чтобы тебя услышали. Нужно говорить тихо, чтобы тебя послушали. Поль Клодель
ещё >>
Большинство находящихся в обращении печатающих устройств, от офсетных печатающих машин до простейших струйных принтеров, используют принципы полутонового растрирования.
Если печать по принципу непрерывной передачи тона можно сравнить с работой малярным валиком или краскопультом, то устройства, использующие полутоновое растрирование, имеют в своем арсенале только кисточку-нулевку и скромную палитру не более чем из четырех красок.
Полутоновое растрирование (halftoning) – это способ имитации оттенков отдельными точками краски или тонера. По многим параметрам человеческий глаз представляет собой непревзойденную оптическую систему, но его разрешение весьма ограниченно. Поэтому множество отдельных точек небольшого размера воспринимается глазом на некотором отдалении в виде однородного поля. Яркость поля зависит от степени заполнения его точками краски (рис. 10.1). Чем меньше точек красителя нанесено на бумагу, тем более светлым кажется тон или краска. Эта психофизическая особенность человеческого зрения используется в устройствах с полутоновым растрированием для передачи градаций яркости и цвета. Рассмотрим принципы полутонового растрирования на примере изображений в градациях серого.
Рис. 10.1. Имитация оттенков серого
Печатающее устройство наносит на бумагу точки краски или тонера и располагает их в узлах регулярной прямоугольной сетки, которую иногда называют физическим растром. Будем называть их печатными точками. Если напечатать страницу сплошным черным цветом и рассмотреть изображение через лупу, то регулярная сетка печатных точек будет отчетливо видна. Расстояние между печатными точками зависит от разрешающей способности устройства и размеров точек. Разрешающую способность (разрешение) принято измерять в точках на дюйм (dot per inch, dpi). Чем выше разрешение, тем ближе точки располагаются друг к другу и, следовательно, тем более тонкие детали изображения передаются при печати. Большинство современных принтеров имеет разрешение от 300 до 1440 точек на дюйм (от 118 до 566 точек на сантиметр). Разрешение профессионального полиграфического оборудования может превышать 3000 точек на дюйм.
Соседние точки физической сетки печатающего устройства объединяются в прямоугольники, которые называются полутоновыми ячейками (halftone cells). Из полутоновых ячеек образуется еще одна сетка, именуемая линейным растром (line screen). Линейный растр – это просто способ логической организации физического растра (рис. 10.2).
Рис. 10.2. Физический и линейный растры
При выводе на печать пикселы изображения представляются полутоновыми ячейками, а не точками физического растра печатающего устройства. Меняя заполнение полутоновых ячеек печатными точками, можно имитировать градации яркости пикселов изображения. Обычно ячейки заполняются в радиальном направлении – от центра к периферии. Печатные точки могут образовывать различные фигуры, чаще всего это круги, эллипсы или квадраты.
Частота линейного растра или количество полутоновых ячеек на единицу длины называется линиатурой и измеряется в линиях на дюйм (line per inch, lpi). Например, линиатура в 100 линий на дюйм (100 lpi) означает, что печатающее устройство может сформировать 100 полутоновых ячеек на один дюйм. Линиатура – это один из самых важных параметров процесса печати, поскольку от него в значительной степени зависит качество напечатанной графики и текста.
Если направление линейного растра совпадает с направлением какой-либо части изображения, например, закрашенными полосами или градиентами, то может возникать своеобразный визуальный резонанс. Он проявляется в виде некоторого паразитного повторяющегося узора, который иногда не совсем справедливо называют муаром (moir). В окружающей человека техногенной среде доминируют вертикали и горизонтали, которые естественно воспроизводятся на компьютерных изображениях. Чтобы подавить появление муара в печатных оттисках, используется простой, но эффективный прием – поворот линейного растра. Для изображений в градациях серого по умолчанию устанавливается направление в 45 градусов, равноудаленное от вертикалей и горизонталей. В общем случае угол поворота растра не должен совпадать с доминирующим направлением рисунка.
Современная индустрия печати располагает целой армией самых разных устройств для получения печатного оттиска. Они отличаются конструкцией, производительностью, качеством печати, физическими принципами действия. На одном фланге располагаются профессиональные высокопроизводительные печатные машины и фотонаборные автоматы, другой занимают настольные офисные и домашние принтеры. Получили распространение специальные устройства для печати на небумажных материалах: пленках, тканях, полимерах и т. п.
По базовым принципам получения оттиска все печатающие устройства можно разделить на два класса: устройства с непрерывной передачей тона и устройства, выполняющие полутоновое растрирование. Принципы печати с непрерывной передачей тона исследованы достаточно давно, но долгое время это направление в полиграфии почти не развивалось. Только в наше время эти устройства стали занимать заметную долю рынка печатающего оборудования. Большинство находящихся в обращении печатающих устройств, от офсетных печатающих машин до простейших струйных принтеров, используют принципы полутонового растрирования.
Если печать по принципу непрерывной передачи тона можно сравнить с работой малярного валика или краскопультом, то устройства, использующие полутоновое растрирование, имеют в своем арсенале только кисточку-нулевку и скромную палитру не более чем из четырех красок.
Полутоновое растрирование – это способ имитации оттенков отдельными точками краски или тонера. По многим параметрам человеческий глаз представляет собой непревзойденную оптическую систему, но его разрешение весьма ограниченно. Поэтому множество отдельных точек небольшого размера воспринимается глазом на некотором отдалении в виде однородного поля. Яркость поля зависит от степени заполнения его точками краски (рис. 1.8). Чем меньше точек красителя нанесено на бумагу, тем более светлым кажется тон или краска. Эта психофизическая особенность человеческого зрения используется в устройствах с полутоновым растрированием для передачи градаций яркости и цвета. Рассмотрим принципы полутонового растрирования на примере изображений в градациях серого.
Рис. 1.8. Передача оттенков полутоновой ячейкой
Чем больше заполненных точек ячейки, тем более темной представляется она для наблюдателя.
Печатающее устройство наносит на бумагу точки краски или тонера и располагает их в узлах регулярной прямоугольной сетки, которую иногда называют Физическим растром. Будем называть их печатными точками. Если запечатать – границу сплошным черным цветом и рассмотреть изображение через увеличительное стекло, то регулярная сетка печатных точек будет видна отчетливо. Расстояние между печатными точками зависит от разрешающей способности устройства и размеров точек. Разрешающую способность (разрешение) печатающего устройства-печатного станка или принтера – принято измерять в точках на дюйм (dot per inch, dpi). Чем выше разрешение, тем ближе точки располагаются друг к другу и, следовательно, тем более тонкие детали изображения передаются при печати. Современные струйные и лазерные принтеры имеют разрешение от 300 до 4800 точек на дюйм. Еще более высоким может быть разрешение профессионального полиграфического оборудования.
Соседние точки физической сетки печатающего устройства объединяются в прямоугольники, которые называются полутоновыми ячейками (halftone cells). Из полутоновых ячеек образуется еще одна сетка, именуемая линейным растром (Jine screen). Линейный растр – это просто способ логической организации физического растра (рис. 1.9).
Рис. 1.9. Физический и линейный растры
Совокупность соседних точек физического растра образует полутоновую ячейку, которая является логической единицей в офсетной печати.
Большинство находящихся в обращении печатающих устройств, от офсетных печатающих машин до простейших струйных принтеров, используют принципы полутонового растрирования.
Если печать по принципу непрерывной передачи тона можно сравнить с работой малярным валиком или краскопультом, то устройства, использующие полутоновое растрирование, имеют в своем арсенале только кисточку-нулевку и скромную палитру не более чем из четырех красок.
Полутоновое растрирование (halftoning) — это способ имитации оттенков отдельными точками краски или тонера. По многим параметрам человеческий глаз представляет собой непревзойденную оптическую систему, но его разрешение весьма ограниченно. Поэтому множество отдельных точек небольшого размера воспринимается глазом на некотором отдалении в виде однородного поля. Яркость поля зависит от степени заполнения его точками краски (рис. 10-1). Чем меньше точек красителя нанесено на бумагу, тем более светлым кажется тон или краска. Эта психофизическая особенность человеческого зрения используется в устройствах с полутоновым растрированием для передачи градаций яркости и цвета. Рассмотрим принципы полутонового растрирования на примере изображений в градациях серого.
10-1. Имитация оттенков серого
Печатающее устройство наносит на бумагу точки краски или тонера и располагает их в узлах регулярной прямоугольной сетки, которую иногда называют физическим растром. Будем называть их печатными точками. Если напечатать страницу сплошным черным цветом и рассмотреть изображение через лупу, то регулярная сетка печатных точек будет отчетливо видна. Расстояние между печатными точками зависит от разрешающей способности устройства и размеров точек. Разрешающую способность (разрешение) принято измерять в точках на дюйм (dot per inch, dpi). Чем выше разрешение, тем ближе точки располагаются друг к другу и, следовательно, тем более тонкие детали изображения передаются при печати. Большинство современных принтеров имеет разрешение от 300 до 1440 точек на дюйм (от 118 до 566 точек на сантиметр). Разрешение профессионального полиграфического оборудования может превышать 3000 точек на дюйм.
Соседние точки физической сетки печатающего устройства объединяются в прямоугольники, которые называются полутоновыми ячейками (halftone cells). Из полутоновых ячеек образуется еще одна сетка, именуемая линейным растром (line screen). Линейный растр — это просто способ логической организации физического растра (рис. 10-2).
10-2. Физический и линейный растры
При выводе на печать пикселы изображения представляются полутоновыми ячейками, а не точками физического растра печатающего устройства. Меняя заполнение полутоновых ячеек печатными точками, можно имитировать градации яркости пикселов изображения. Обычно ячейки заполняются в радиальном направлении - от центра к периферии. Печатные точки могут образовывать различные фигуры, чаще всего это круги, эллипсы или квадраты.
Частота линейного растра или количество полутоновых ячеек на единицу длины называется линиатурой и измеряется в линиях на дюйм (line per inch, lpi). Например, линиатура в 100 линий на дюйм (100 lpi) означает, что печатающее устройство может сформировать 100 полутоновых ячеек на один дюйм. Линиатура — это один из самых важных параметров процесса печати, поскольку от него в значительной степени зависит качество напечатанной графики и текста.
Если направление линейного растра совпадает с направлением какой-либо части изображения, например, закрашенными полосами или градиентами, то может возникать своеобразный визуальный резонанс. Он проявляется в виде некоторого паразитного повторяющегося узора, который иногда не совсем справедливо называют муаром (moir). В окружающей человека техногенной среде доминируют вертикали и горизонтали, которые естественно воспроизводятся на компьютерных изображениях. Чтобы подавить появление муара в печатных оттисках, используется простой, но эффективный прием — поворот линейного растра. Для изображений в градациях серого по умолчанию устанавливается направление в 45 градусов, равноудаленное от вертикалей и горизонталей. В общем случае угол поворота растра не должен совпадать с доминирующим направлением рисунка.
При печати из FreeHand угол поворота растра можно изменить и для всей публикации (в установках драйвера постскриптовского печатающего устройства), и для каждого отдельного объекта (при помощи палитры Halftones).
Принято считать, что с повышением линиатуры растет качество изображений и они становятся четче и плотнее. Это утверждение справедливо, как любят говорить представители точных наук, «при прочих равных условиях». Качество печати будет расти, если изображение дает для этого основания, т. е. если оно содержит информацию, которая могла бы быть потеряна при печати с низкой линиатурой. Уловистость невода, конечно, зависит от размера ячейки. Но если в водоеме водится только крупная рыба, то процеживание его частиком — сеточным полотном с мелкой ячейкой, улова не прибавит.
Приведем ориентировочные значения. Ежедневные газеты печатаются с линиатурой, которая лежит в диапазоне 60-90 lpi, иллюстрированные журналы имеют линиатуру, примерно равную 100 pi, художественные издания, каталоги картинных галерей, фотоальбомы и др. могут печататься с линиатурой в 150 lpi и более.
Еще одна важная характеристика печати — это размеры полутоновой ячейки. От размеров ячейки зависит количество оттенков или градаций серого, которые можно получить при печати. Пусть, например, полутоновая ячейка имеет размеры восемь на восемь печатных точек. Тогда с ее помощью можно воспроизвести 64 оттенка серого цвета, от светло-серого, когда в ячейку заносится только одна печатная точка, до черного, для передачи которого требуется заполнить все точки ячейки. Ячейка со стороной, равной 16, может передать 16*16=256 оттенков серого цвета. Человеческий глаз воспринимает около двухсот градаций серого. Печать изображения, богатого тонами, при помощи ячейки маленьких размеров может привести к обеднению тонового диапазона печатного оттиска, к появлению различимых границ и пятен, которые отсутствовали в оригинале. Изображения с обедненным тоновым диапазоном называются постеризованными. Иногда постеризацию применяют намеренно, как специальный эффект для достижения определенных художественных целей.
Кажется, что рецепт качественной печати прост. Чтобы обеспечить точность и корректную передачу тонов, следует выбрать достаточно большие значения линиатуры и размеров полутоновой ячейки. Однако все не так просто. Линиатура и размеры ячейки конфликтуют между собой «в борьбе за господство» над физическим растром печатающего устройства (см. рис. 10-2). В самом деле, увеличение размеров ячейки приводит к уменьшению частоты линейного растра. И наоборот, увеличение количества линий растра приводит к сокращению размеров полутоновой ячейки.
Связь между линиатурой и длиной стороны полутоновой ячейки выражается следующей формулой:
Из этого выражения легко найти соотношение между количеством оттенков серого и диктатурой растра.
- По команде File|Export сохранить документ FreeHand в формате Photoshop 4/5 EPS или Photoshop 3 EPS;
- Вызвать программу Photoshop и открыть сохраненный файл. Перед открытием изображения в формате EPS оно должно быть растеризовано, поэтому Ptotoshop выведет диалоговое окно Rasterize Generic EPS Format. В поле Mode надо выбрать RGB Color, а все остальные параметры можно оставить без изменений;
- Выполнить команду Image|Mode|Indexed Color и ответить утвердительно на запрос программы «Flatten Layers?» (Выполнить сведение слоев?);
- Программа выведет диалоговое окно Indexed Color. Если изображение содержит меньше 256 тонов, то в поле Palette (Палитра) будет написано Exact (Точная), а переменная Colors покажет точное количество оттенков. Если программа не предлагает палитру Exact, то это значит, что количество тонов изображения превышает 256.
Принципы полутонового растрирования и цифровой печати монохромных изображений применяются и для цветной печати. При выводе на печать цвет получается смешением в различных пропорциях четырех базовых красок: голубой (Cyan), пурпурной (Magenta), желтой (Yellow) и черной (Black). Эта цветовая система называется CMYK по первым буквам названий цветовых координат (черный цвет представлен последней буквой своего английского имени). Свойства системы CMYK и основные принципы цветового синтеза в этой модели рассматривались в главе «Цвет».
Цветные тона печатного оттиска получаются в результате смешения четырех базовых цветов различной интенсивности. Изменение интенсивности каждой цветовой координаты выполняется так же, как и для оттенков серого цвета, — при помощи полутонового растрирования.
Как уже говорилось ранее, растровое изображение представляется в памяти ЭВМ в виде матрицы отдельных пикселей. В этой связи возникает вопрос о том, каково должно быть число этих пикселей и какое число бит отводится для хранения одного пикселя, т. е. каковы основные параметры растрового изображения – разрешение и глубина цвета.
Разрешение (resolution) — это степень детализации изображения, число пикселей (точек), отводимых на единицу площади. Поэтому имеет смысл говорить о разрешении изображения только применительно к какому-либо устройству ввода или вывода изображения. Например, пока имеется обычная фотография на твердом носителе, нельзя сказать о ее разрешении. Но как только мы попытаемся ввести эту фотографию в компьютер через сканер, нам необходимо будет определить разрешение оригинала, т. е. указать количество точек, считываемых сканером с одного квадратного дюйма.
Поскольку изображение можно рассматривать применительно к различным устройствам, то следует различать:
§ разрешение экранного изображения;
§ разрешение печатного изображения.
Разрешение оригинала. Разрешение оригинала определяется при вводе изображения в компьютер и измеряется в точках на дюйм (dots per inch - dpi). При этом количество dpi определяет не число точек в квадратном дюйме, а количество точек на одной его стороне. Например, 300 dpi означает, что в квадратный дюйм изображения покрывается растровой сеткой 300x300 и после сканирования, изображение соответствующее, квадратному дюйму будет состоять из 90 000 пикселей.
В дальнейшем разрешение оригинала влияет на разрешение изображений выводимых на разных устройствах (принтерах, экранах мониторов).
Установка разрешения оригинала зависит от требований, предъявляемых к качеству изображения и размеру файла. В общем случае действует правило: чем выше требования к качеству, тем выше должно быть разрешение оригинала.
Для получения на экране изображения близкого к размеру оригинала обычно использует разрешения 72-75 dpi. Для вывода изображения в дальнейшем на печать и распознавания текста рекомендуется устанавливать разрешении 300-600 dpi. Если исходное изображение небольшого размера и его планируется увеличить и вывести на печать, то в этом случае разрешение оригинала лучше устанавливать 600-1200 dpi. Сканирование слайдов, негативных фотопленок и качественных материалов для полиграфии требует установки величины разрешения 1200 и более dpi.
Разрешение экранного изображения. Для экранных копий изображения элементарную точку растра принято называть пикселем (pixel). Для измерения разрешения экранного изображения, кроме dpi, используют единица измерения ppi (pixel per inch). Размер пикселя, а значит и разрешение экранного изображения, варьируется в зависимости от выбранного разрешения экрана (из диапазона стандартных значений), разрешения оригинала и масштаба отображения.
Разрешение печатного изображения и понятие линиатуры. Большинство находящихся в обращении печатающих устройств, от офсетных печатающих машин до простейших струйных принтеров, используют принципы полутонового растрирования.
Полутоновое растрирование (halftoning) – это способ имитации оттенков отдельными точками краски или тонера. Этот процесс основан на том, что печатающее устройство наносит на бумагу точки краски или тонера и располагает их в узлах регулярной прямоугольной сетки, которую иногда называют физическим растром. Будем называть такие точки печатными точками. Соседние точки физической сетки печатающего устройства объединяются в прямоугольники, которые называются полутоновыми ячейками (halftone cells). Из полутоновых ячеек образуется еще одна сетка, именуемая линейным растром (line screen). Линейный растр – это просто способ логической организации физического растра (рис. 1.3).
Частота линейного растра или количество полутоновых ячеек на единицу длины называется линиатурой и измеряется в линиях на дюйм (line per inch, lpi).
Рис. 1.3. Физический и линейный растры
При выводе на печать пиксели изображения представляются полутоновыми ячейками, а не точками физического растра печатающего устройства. Меняя заполнение полутоновых ячеек печатными точками, можно имитировать градации яркости пикселей изображения.
Рассмотрим простейшие методы растрирования оригинала в градациях серого цвета. Первым методом является метод растрированием с амплитудной модуляцией (AM), при котором иллюзия тона создается за счет формирования в центрах полутоновых ячеек, из печатных точек каких либо фигур (кругов, эллипсов, ромбов или квадратов) различного размера (рис. 1.4). Иллюзия более темного тона создается за счет увеличения радиальных размеров этих фигур и, как следствие, сокращения пробельного поля между ними при одинаковом расстоянии между центрами полутоновых ячеек.
Существует и метод растрирования с частотной модуляцией (ЧМ), когда интенсивность тона регулируется изменением расстояния между соседними печатными точками одинакового размера. Таким образом, при частотно-модулированном растрировании в полутоновых ячейках с разной интенсивностью тона находится разное число печатных точек. Изображения, растрированные ЧМ-методом, выглядят более качественно, так как размер точек минимален и, во всяком случае, существенно меньше, чем средний размер фигуры при АМ-растрировании. Еще более повышает качество изображения разновидность ЧМ-метода, называемая стохастическим растрированием. В этом случае рассчитывается число точек, необходимое для отображения требуемой интенсивности тона в ячейке растра. Затем эти точки располагаются внутри ячейки на расстояниях, вычисленных квазислучайным методом (на самом деле используется специальный математический алгоритм), т. е. регулярная структура растра внутри ячейки, как и на изображении в целом, вообще отсутствует. Поэтому при стохастическом ЧМ-растрировании теряет смысл понятие линиатуры растра, имеет значение лишь разрешающая способность устройства вывода. Такой способ требует больших затрат вычислительных ресурсов и высокой точности.
ячейка растра АМ-растр АМ-растр ЧМ-растр |
18,75 % 50 % 18,75 % |
Рис. 1.4. Примеры амплитудной и частотной модуляции растра
Следующим параметром растрового изображения, который следует рассмотреть, является глубина цвета.
Глубина цвета (color depth) — это число бит, используемых для представления каждого пикселя изображения. С развитием вычислительных средств глубина цвета, хранимых в компьютере, изображений все время возрастала. Одним из первых распространенных стандартов мониторов являлся VGA, который поддерживал глубину цвета 8 бит для цветных изображений. Следующим шагом стало введение в компьютерах системы Macintosh стандарта HighColor, который кодировал цвет с глубиной 16 бит, что позволяло получить 65536 цветов. Сейчас наиболее используемым является 24-битный TrueColor, позволяющий кодировать около 16,7 млн. цветов. Однако необходимо отметить, что существуют графические системы использующие глубину цвета более чем 24 бита на пиксель.
Для лучшего понимания, что такое разрешение и глубина цвета, приведем простой пример. Вы решили отсканировать Вашу фотографию размером 10´15 см. чтобы затем обработать и распечатать на цветном принтере. Для получения приемлемого качества печати необходимо разрешение не менее 300 dpi. Считаем:
10 см = 3,9 дюйма; 15 см = 5,9 дюймов.
По вертикали: 3,9 * 300 = 1170 точек.
По горизонтали: 5,9 * 300 = 1770 точек.
Итак, число пикселей растровой матрицы 1170 * 1770 = 2 070 900.
Теперь решим, сколько цветов мы хотим использовать. Для черно-белого изображения используют обычно 256 градаций серого цвета для каждого пикселя, или 1 байт. Получаем, что для хранения нашего изображения надо 2 070 900 байт или 1,97 Мб.
Для получения качественного цветного изображения надо не менее 256 оттенков для каждого базового цвета. В модели RGB соответственно их 3: красный, зеленый и синий. Получаем общее количество байт – 3 на каждый пиксель. Соответственно, размер хранимого изображения возрастает в три раза и составляет 5,92 Мб.
Для создания макета для полиграфии фотографии сканируют с разрешением 600 dpi, следовательно, размер файла вырастает еще вчетверо.
Задание: зная, что размер экрана в пикселях 800´600, а разрешение 72 ppi, установить реальные размеры экрана в сантиметрах.
Читайте также: