Что такое растр в компьютерной графике
Растровая графика и изображения: Что такое Растр?
Растровая графика представляет собой изображения, которые строятся из пикселей разного цвета, расположенных в определенной последовательности на сетке.
Такой вид графики используется повсеместно и является главным. Если вы работаете в сфере дизайна, графики или чего-то близкого по духу, то вам точно следует знать, что это такое.
В предыдущей публикации было подробно рассмотрено, что такое пиксель, сегодня мы рассмотрим, что такое растр, разберем это понятие и посмотрим на примерах растровые изображения.
Что такое растровая графика
Растровая графика (растр) — это изображение/я построенные из пикселей разного цвета, или по-другому, точек, расположенных в определенной последовательности в виде сетки / сот. Примерно это выглядит так — есть сетка на которой расположено множество точек самых разных цветов, при удалении от нее будет складываться целая картинка.
На скриншоте снизу можно четко увидеть, как растровое изображение формируется из пикселей и представлено в виде графической сетки.
К такой графике также относится и видео, так, как это просто множество растровых картинок, которые идут в определенной последовательности. Все, что отображается не вашем мониторе — представляется в виде растра, даже векторная графика трансформируется в него. Так, как на мониторах устанавливается графическая матрица, которая выводит картинку по пикселям.
Растровое изображение — это набор пикселей, представленных в виде сетки пикселей разных цветов из которых и формируется картинка. Можно дать и такое определение.
Характеристики растровой графики:
Растровые изображения создаются любым фотоаппаратом, камерой, когда вы делаете скриншот или просто в редакторе для компьютера, например, в GIMP.
Важно! Существует и другой вид — векторный, о том, что такое векторная графика, можете прочитать в соответствующей статье.
Достоинства растровой графики — плюсы
1. Можно создать абсолютно любое изображение, какой сложности бы оно не было. Полностью передать цветовую гамму, переходы — градиенты. В отличие от той же векторной графики.
2. Благодаря простоте создания может использоваться везде — в фотоаппаратах, печати, видео и т.д.
3. Быстрая скорость обработки и масштабирования.
4. Поддерживается всеми современными устройствами вывода информации на дисплее.
Недостатки — минусы
1. Может занимать много места если изображение сложное и используется высокая глубина цвета. Еще это зависит от его формата: PMG, JPG, BMP и т.д. Подробнее об этом написано ниже.
2. При масштабировании теряется четкость. Поэтому разрешение так важно.
3. Не вывести на печать на плоттер или это сделать довольно сложно.
Многие думают, что векторная графика намного лучше и занимает куда меньше места — это действует только на несложные изображения, где используется мало деталей. Правильно сохраненный растр тоже занимает немного места. Есть множество различных форматов картинок, которые хорошо сжимают исходник без сильной потери качества. О том, как уменьшить размер фото написано в соответствующей статье.
Форматы растровых изображений
Существует множество различных форматов. Все они имеют разное сжатие, а некоторые и вовсе без него. Рассмотрим только самые часто используемые типы растровых картинок, с которыми вы можете столкнуться.
JPG или JPEG — самый распространенный формат и используемый. Обладает отличными параметрами сжатия за счет усреднения цвета. Его вы можете видеть часто на сайтах, в том числе и на этом. Большинство всех картинок в интернете существуют именно в этом формате.
PNG — распространен для интернета, очень качественный формат. Отлично подходит, если вы хотите сохранить высокое качество или, наоборот, использовать минимум цветов.
BMP — формат операционной системы Виндовс. Обычно вообще без сжатия, поэтому используется редко — потому, что передавать огромные файлы по интернету нет смысла и на жестком диске они занимают много места.
GIF — анимация. Максимум 256 цветов. Раньше пользовался большой популярностью, да и сейчас на многих ресурсах есть. Но, с приходом HTML 5 практически потеряли всю надобность.
TIFF — часто используется для печати. Отличное качество — сохраняет исходные цвета в любом цветовом пространстве. Многие фотоаппараты делают снимки именно в этом формате.
RAW — наилучший формат для качественных снимков. Сохраняет изначальную картинку, которая попадает в объектив. В нем делают фото хорошие камеры. Такие снимки можно очень гибко редактировать. Но, занимают довольно много места.
В заключение
Теперь вы знаете, что это такое растровое изображение и как оно формируется. В следующей статье мы подробно рассмотрим другой важный формат графики — векторный, который используется в полиграфии.
Растровая и векторная графика: это как?
Есть два вида картинок: в одной миллионы цветов и полный фотореализм; вторую можно увеличивать и уменьшать до бесконечности без потери качества. Вот как это всё работает.
👉 Как и большинство статей в журнале «Код», эта статья для начинающих. Юные Артемии, вам не сюда. Лучше порешайте наши задачки в паблике.
Растровая графика
Растр — это множество мелких точек, из которых может состоять изображение. В случае с компьютером растр — это пиксели, из которых состоит фотография.
Например, когда вы фотографируете на смартфон или цифровой фотоаппарат, вы получаете растровое изображение, которое состоит из множества отдельных точек. Если смотреть на экране телефона или компьютера, они не видны, но если сильно увеличить, то эти точки станут заметны.
Чем сильнее увеличим фотографию, тем больше видны пиксели
👉 У растровой графики есть два главных параметра: размер изображения и глубина цвета.
Размер изображения — это количество пикселей по горизонтали и вертикали. Чем больше размер, тем сильнее можно увеличивать картинку без потери качества. Например, возьмём одну и ту же фотографию, но у одной будет размер 100 на 200 пикселей, а у другой — 1000 на 2000 пикселей:
В одном и том же масштабе вторая картинка смотрится гораздо лучше, потому что в ней больше пикселей, которые передают больше деталей
Общее правило такое: чем больше пикселей на фотографии, тем больше мелких деталей можно на ней разглядеть. Именно поэтому производители камер и смартфонов постоянно увеличивают количество пикселей у себя в устройствах.
Глубина цвета. Представьте, что ваша камера в телефоне может различать только 16 цветов. В этом случае фотографии получались бы такими:
В целом понятно, что тут изображено, но выглядит странно
Это и есть глубина цвета — сколько разных оттенков присутствует на изображении. В нашем примере 16 цветов — это 4 бита, потому что 2 в 4 степени = 16. Сравните, как выглядит та же фотография с глубиной цвета 16 и 8 бит:
Чем больше глубина цвета, тем плавнее цветовые переходы на фото
Главное применение растровой графики — фотографии и изображения с большой глубиной цвета и множеством деталей. Фотографии — это растр. Рисунки от руки — чаще всего растр. Если на изображении природа, люди, водичка или что угодно со множеством деталей, скорее всего, такое изображение будет растровым.
Компьютеры классно справляются с растровыми изображениями, потому что растр довольно прост в обработке. Компьютер ставит подряд нужное количество пикселей и красит их в нужные цвета. Операция простая, математика минимальная, просто нужно повторить её много раз. Компьютеры в этом сильны.
Векторная графика
В отличие от растровой графики, векторная состоит не из пикселей, а из математических формул. В такой графике каждое изображение нарисовано с помощью отдельных элементов:
Чтобы это нарисовать, у каждого элемента есть свои параметры, например:
Если компьютеру нужно нарисовать звёздное небо, мы можем дать ему такие команды:
В итоге получим такой рисунок:
Избражение: wallpapersafari.com
Так как мы не привязаны к размеру изображения, то по этим формулам компьютер может нам отрисовать звёздное небо любого размера — от обоев на телефон до рекламного билборда 4 на 6 метров. При этом при увеличении потери качества не происходит — компьютер просто получает от нас финальный размер изображения и рисует всё в нужных пропорциях.
👉 Сила векторной графики — в возможности бесконечно увеличивать и уменьшать размер изображения без потери качества. При изменении размера компьютер сразу пересчитывает все формулы и отрисовывает картинку заново. Поэтому при увеличении векторной графики не появляются пиксели и размытие, даже если нам нужно увеличить одну звезду в 100 раз:
Минус векторной графики в том, что в ней очень сложно создать фотореалистичное изображение. Дело в том, что каждая деталь, каждый новый цвет и каждый цветовой переход — это новая формула. Чтобы построить фотореалистичную картинку, нужно очень много формул, которые будут сложно обсчитываться, и всё равно по деталям можно понять, что перед нами не фотография:
Каждый элемент на этой картинке задаётся своей формулой. Здесь много деталей, но всё равно видно, что это не фотография, а векторная иллюстрация 
То же самое изображение в кривых
Векторная графика чаще всего применяется там, где не нужна фотореалистичность — иконки, пиктограммы, рекламные материалы. Главная задача такого изображения — чтобы его можно было увеличить или уменьшить как угодно без потери качества.
‘ src=’https://thecode.media/wp-content/uploads/2021/01/image9.png’ alt=’Векторная графика’> Иконки — Сергей Чикин
Что дальше
Будем осваивать векторную графику в CSS. Заодно потренируемся наводить красоту на страницах и попрактикуемся в коде.
Что такое растровая графика и где её применение?
В этой статье мы поговорим о том, что такое растровая графика, каковы ее главные характеристики, где она встречается, и в каких форматах чаще всего представлена. Каждый человек ежедневно, так или иначе, сталкивается с этим видом компьютерной графики, поэтому стоит узнать о ней больше.
Разбираемся в понятиях
Начнем с определения такого понятия как растровая графика: это изображения, состоящие из множества мелких квадратиков, собранных в одну прямоугольную сеть.
Квадратиками являются пикселы (их еще называют точками) — наименьшая единица измерения цифровой картинки; и чем их численность выше, тем большее количество деталей содержит файл, а значит, тем лучшего он качества.
Как вы уже и сами догадались, к растровым изображениям в первую очередь можно отнести фотографии. Попробуйте их максимально увеличить, и вы увидите описанные квадратики.
Разница с пиксельной графикой
Несмотря на то, что основной элемент в растровой графике — пикселы, не стоит путать ее с пиксельной графикой. Последняя тоже формируется на их основе, но такие изображения создаются исключительно на компьютере с помощью растровых редакторов. Они имеют настолько малое разрешение, что пикселы четко просматриваются.
Если грубо обобщить, то растровую графику вы можете встретить в реалистичных изображениях, а пиксельную — в сделанных на компе, с четко выраженными квадратиками. Но в сути своей, это одно и тоже.
Отличие от векторной графики
Есть еще один вид компьютерной графики — векторная — от которой вам стоит научиться отличать растровую. Векторные изображения состоят не из точек, а из линий и других примитивных геометрических элементов, формул и вычислений.
Они создаются в специальных программах, и находят применение в написании макетов, чертежей, схем, карт и пр.
При небольшой детализации векторные рисунки имеют гораздо меньший вес, чем растровые. Дело в том, что в файлах первых хранится не полная информация о содержимом, как у вторых, а лишь координаты картинки, по которым она заново воссоздается при открытии.
Допустим, чтобы нарисовать квадрат, вы задаете координаты углов, цвет заполнения и обводки. Закрывая редактор, в файле сохраняются только эти данные. И когда вы снова захотите его открыть, программа воспроизведет согласно им ваши труды.
Также в отличие от растровых картинок, векторные поддаются любому масштабированию без потери качества.
Характеристики растровых изображений
Основными свойствами растровых картинок являются:
Плюсы и минусы
Растровая графика обладает такими преимуществами:
Реалистичность. С ее помощью создаются изображения любой сложности, включая множество деталей, плавных переходов от одного оттенка к другому.
Есть и отрицательные стороны:
Форматы растровых картинок
Расскажу об основных форматах растровой графики:
Все больше вытесняет предыдущий формат, так как использует тот же алгоритм сжатия, но при этом не снижает качество и отображает все цвета.
Однако не поддерживает анимацию.
На этом всё. Что такое растровая графика понятно я думаю освятил?
Что такое растр в компьютерной графике
Всю двумерную компьютерную графику можно разделить на 2 больших класса – векторную и растровую.
Векторная графика – совокупность разнообразных геометрических форм и более сложных объектов, состоящих из прямых, дуг окружностей и кривых Безье. Главная отличительная черта – масштабируемость векторных изображений без потери качества. Однако ее возможности ограничены, в частности, создать фотографическое изображение средствами векторной графики невозможно.
Растровая – двумерный массив «квадратиков» (пикселей) различных цветов, малых настолько, что при взгляде на растровое изображение мы видим не набор пикселей, а целостную картину.
Параметры растрового изображения
Растровое изображение характеризуется двумя важными параметрами – размер и разрешение.
Размер – это размерность массива, количество пикселей по горизонтали и вертикали.
Разрешение – количество пикселей, приходящихся на дюйм (или другую единицу измерения) распечатанного изображения. Таким образом, разрешение связывает между собой размер растрового изображения в пикселях с физическим размером в дюймах или сантиметрах изображения, выведенного на печать. В то же время на отображение на экране монитора разрешение никоим образом не влияет.
Системы представления цвета
Существуют две основные системы представления цвета – RGB и CMYK. Первая применяется в компьютерных мониторах, вторая – при печати на бумаге. Главное их отличие – на экране отсутствие цвета представлено черным цветом, на бумаге – белым. Соответственно, смешению максимального количества цветов на экране соответствет белый, на бумаге – черный. Таким образом, системы противоположны друг другу. В RGB в качестве основных используются красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) цвета, в CMYK – противоположные им голубой (Cyan), пурпурный (Magenta) и желтый (Yellow). Однако на бумаге из-за несовершенства печатных устройств не удается создать идеально черный цвет путем смешения, поэтому в системе CMYK добавляется еще один базовый цвет – черный (black).
Глубиной цвета называется количество бит, хранящих информацию о цвете, приходящихся на один пиксел изображения. От этого параметра зависит количество используемых в изображении цветов. Скажем, 8-битная глубина цвета – это 2^8 = 256 цветов. Уровень качества, при котором человеческий глаз неспособен отличить компьютерное фотографическое изображение от настоящего – 24 бита, т.е. около 16 миллионов цветов.
Форматы растровой графики для веба
Разумеется, от объема информации о цвете напрямую зависит объем графического файла в байтах. Поэтому необходим компромисс между качеством воспроизведения и объемом графического файла, что достигается, в частности, путем оптимизации графики. В вебе используются 2 основных формата растровой графики – GIF и JPG.
GIF способен хранить информацию о любом количестве цветов от 2 до 256, за счет сокращения количества цветов достигается резкое уменьшение объема файла.
В формате JPG изображение упрощается за счет дробления на прямоугольные участки различного размера, залитые одним цветом или двухцветным градиентом.
Пиксел
Каждый пиксел в растровом изображении имеет строго определенное положение и цвет. Любой объект интерпретируется как набор окрашенных пикселов. При обработке растровых изображений редактируются не конкретные объекты и контуры, а составляющие их группы пикселов. Растровые изображения обеспечивают высокую точность градации цветов и полутонов и хороши для отображения фотографий. Качество растровых изображений зависит от разрешающей способности оборудования, так как любой рисунок – это определенное количество пикселов. Некорректная обработка текста, например, изменение размера, может привести к тому, что границы рисунков получатся неровными, а мелкие детали могут быть потеряны.
Размер и разрешение
Основные характеристики растрового изображения: размер и разрешение.
Число пикселов на единицу длины называется разрешением изображения и измеряется в пикселах на дюйм ppi (pixels per inch) или в точках на дюйм, а dpi (dots per inch) – для монитора, принтера, сканера Она определяет, во сколько пикселов превратиться линия длиной 1 дюйм.
Изображение с большим разрешением содержит больше пикселов, имеющих меньший размер. Величина разрешения в значительной степени определяет качество изображения.
Размер изображения на экране определяет количество пикселов в изображении, размер монитора и его параметры. Большой монитор с экранной матрицей 640х480 имеет более крупные пикселы, чем маленький с той же размерностью. Разрешающая способность PC монитра 96 dpi. При размещении изображении надо это учитывать. Например, изображение с 144 ppi на экране с разрешающей способностью 72 dpi вдвое превышает реальный размер.
Если на мониторе представлено сканированное изображение, то качество закладывается во время сканирования в зависимости от установленного разрешения. Последующее увеличение разрешения в графическом редакторе не приводит к улучшению изображения, т. к. происходит перераспределение данных на большее количество пикселов.
Изображение состоит из конечного числа пиксел. Каждый пиксел на рисунке имеет определенный цвет, обозначенный цифрой.
Например, можно просмотреть изображение по порядку слева направо и сверху вниз и выписывать номера цветов встречающихся пикселов. Получится строка примерно соедующего вида :
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. Кроме того, этими данными графический редактор может манипулировать, реализовывая все самые смелые замыслы Вашей фантазии.
Кодирование цвета
Все пикселы имеют цвет, определенным образом указанный цифрой. А как определить, какая цифра необходима? Есть ряд способов кодирования цвета, которые разделяются на 2 основные группы: индексированные (с палитрой) и полноцветные.
Идея индексированных растров в том, что номер цвета на самом деле является номером «краски», которой закрашен данный пиксел. Поэтому кроме самих цветов пикселов программе необходимо также знать и «палитру» из которой эти цвета выбираются. Этот способ похож на методы настоящего художника, но не очень хорошо подходит для обработки на компьютере, так как программе кроме самих пикселов приходится мучаться еще и с палитрой, подбирая наиболее подходящие цвета.
Второй метод состоит в том, что по номеру цвета мы можем непосредственно определить сам цвет.
Установка этого параметра определяет следующие типы изображений.
Растровые и векторные изображения
От вида графики зависит выбор возможной технологии печати.
Давайте начнем с более распространенного типа графики – с растровых изображений.
Понятие растрового изображения
У каждого пикселя есть свое место на рисунке и свой собственный цвет.
Каждое изображение имеет фиксированное количество пикселов. Их вы можете видеть на экране монитора, большинство из которых отображают примерно от 70 до 100 пикселей на 1 дюйм (2,54 см) фактическое количество зависит от вашего монитора и настройки самого экрана.
Размер изображения и его разрешение
Растровые изображения зависят от разрешения. Разрешение изображения это число пикселей в изображении на единицу длины. Оно является мерой четкости деталей растрового изображения и обычно обозначается как dpi (точек на дюйм) или ppi (пикселей на дюйм). Эти термины в некотором смысле синонимы, только ppi относится к изображениям, а dpi — к устройствам вывода. Именно поэтому dpi вы можете встретить в описании мониторов, цифровых фотоаппаратов и т. д.
Чем больше разрешение, тем меньше размер пикселя и тем больше их приходится на 1 дюйм, и соответственно, тем лучше качество картинки.
Разрешение каждого изображения подбирается в зависимости от того, где вы планируете его использовать:
Так выглядит фото с интернета после нескольких пересохранений:
Так выглядит картинка пригодная для полноцветной печати:
Форматы растровых изображений
К самым распространенным форматам растровых изображений относятся:
Самые популярные программы для работы с растровой графикой это Adobe Photoshop, Gimp, Corel Photo-Paint, Corel Paint Shop Pro.
Что такое векторные изображения
Векторные это изображения, состоящие из множества отдельных, масштабируемых объектов (линий и кривых), которые определены с помощью математических уравнений.
Изображение цветка в векторном формате. Увеличить его можно до любого размера
Объекты могут состоять из линий, кривых и фигур. При этом изменение атрибутов векторного объекта не влияет на сам объект, т.е. Вы можете свободно менять любое количество атрибутов объекта, не разрушая при этом основной объект.
В векторной графике качество изображения не зависит от разрешения так как векторные объекты описываются математическими уравнениями. Поэтому при масштабировании они пересчитываются и не теряют в качестве. Исходя из этого, вы можете увеличивать или уменьшать размер до любой степени, и ваше изображение останется таким же четким и резким. Это будет видно как на экране монитора, так и при печати. Таким образом, вектор – это лучший выбор для иллюстраций, выводимых на различные носители и размер которых приходится часто изменять, например логотипы.
На сегодняшний день векторные изображения становятся все более фотореалистичными, это происходит за счет постоянной разработки и внедрения в программы различных инструментов, например, таких как градиентная сетка.
Векторные изображения, как правило, создаются с помощью специальных программ. Вы не можете отсканировать изображение и сохранить его в виде векторного файла без использования преобразования (трассировки) в программах вроде Adobe Illustrator или Corel Draw.
С другой стороны, векторное изображение может быть довольно легко преобразовано в растровое. Этот процесс называется растрированием. Также, при преобразовании Вы можете указать любое разрешение будущего растрового изображения.
Очень важно, перед растрированием, сохранить оригинал изображения в векторном формате, поскольку после преобразования его в растр оно потеряет все замечательные свойства, которыми обладает вектор.
Векторные форматы
К самым распространенным форматам вектора относятся:
Самые популярные программы для работы с векторами: Adobe Illustrator, CorelDRAW и Inkscape.
Так чем же отличаются векторные и растровые изображения?
Подводя итоги статьи о растровых и векторных изображениях, можно с уверенностью сказать, что векторные изображение имеет смысл использовать везде, где только возможно, если только не требуется фотореалистичность.
Подробное сравнение растровых и векторных изображений:
РАСТР
ВЕКТОР