Растрова графіка 2
Схема зберігання растрової графіки.
Растрове зображення — це сітка пікселів або точок кольорів (зазвичай прямокутна) на комп'ютерному моніторі, папері та інших пристроях і матеріалах, що відображають.
Важливими характеристиками зображення є:
кількість пікселів – дозвіл. Може вказуватися окремо кількість пікселів за шириною та висотою (1024*768, 640*480. ) або ж, рідко, загальна кількість пікселів (часто вимірюється в мегапікселах);
кількість використовуваних кольорів або глибина кольору (ці характеристики мають таку залежність: N = 2I, де N – кількість кольорів, а I – глибина кольору);
колірний простір (колірна модель) RGB, CMYK, XYZ, YCbCr та ін.
Растрова графіка дозволяє створити (відтворити) практично будь-який малюнок, незалежно від складності, на відміну, наприклад, векторної, де неможливо точно передати ефект переходу від одного кольору до іншого без втрат у розмірі файлу.
Поширеність - растрова графіка використовується зараз практично скрізь: від маленьких значків до плакатів.
Висока швидкість обробки складних зображень, якщо не потрібно масштабування.
Растрове представлення зображення є природним для більшості пристроїв введення-виведення графічної інформації, таких як монітори (за винятком векторних), матричні та струменеві принтери, цифрові фотоапарати, сканери.
Великий розмір файлів із простими зображеннями.
Неможливість ідеального масштабування.
Неможливість виведення на друк на плотер.
Через ці недоліки для зберігання простих малюнків рекомендують замість навіть стиснутої растрової графіки використовувати векторну графіку.
Виведення із-й на растровіпристрої.
Растрові зображення дуже добре передають реальні образи. Вони чудово підходять для фотографій, картин та в інших випадках, коли потрібна максимальна "природність".
Такі зображення легко виводити на монітор або принтер, оскільки ці пристрої також ґрунтуються на растровому принципі.
Однією з головних проблем растрових файлів є масштабування:
при суттєвому збільшенні зображення з'являється зернистість, ступінчастість, картинка може перетворитися на набір неохайних квадратів (збільшених пікселів).
Методи покращення чіткості
Підвищення чіткості - важливий крок у процесі обробки будь-якого зображення, що має своєю кінцевою метою друкований документ. На це існує дві причини:
Введення ≈ Скановані зображення та зображення з Photo CD завжди вимагають підвищення чіткості, оскільки деякі дефекти з'являються вже під час процесу сканування. (Щоб краще зрозуміти це явище, зверніться до нашої книги Сканування ≈ професійний підхід.> такий же шум, як і елементи ПЗЗ, що застосовуються в настільних сканерах.Тільки барабанні сканери та складні настільні сканери проміжного класу здатні легко, ще до першого запису зображення, справлятися з подібним браком чіткості, пов'язаної з самим процесом введення.
Висновок ≈ Процес друку також, як правило, пом'якшує зображення, в основному завдяки примхливій взаємодії паперу та фарби. Тому необхідно завжди досягати дещо більшої чіткості зображення, ніж це здається необхідним, тому що на папері кінцевийпродукт неминуче виглядатиме трохи м'якше, ніж на вашому моніторі.
Метод цифрового покращення чіткості непридатний для виправлення помилок зйомки, він не здатний повернути кристальну ясність нерізкому оригіналу. А ось що можна зробити за допомогою вмілого застосування методів підвищення чіткості, так це посилити контраст зображення, покращивши сприйняття контурів об'єктів. Існує багато способів поліпшення чіткості зображення, але не всі однаково ефективні.
Найпростіші методи поліпшення контрасту
Більшість основних методів підвищення чіткості засновані на простому поліпшенні контрасту зображення, або глобального, за допомогою налаштування яскравості і контрасту або застосування фільтрів, що підвищують чіткість, або локального, з використанням інструментів поліпшення чіткості. Глобальні методи поліпшення контрасту подібні до кувалди - зрушуючи дані в зображенні до граничних значень тонів, вони стирають дрібні деталі. Щоб досягти вибіркової чіткості зображення, потрібні більш тонкі методи. Але в деяких випадках потрібно отримати саме такі зображення, з високим контрастом і малим числом деталей: наприклад, якщо через недостатнє фінансування документ буде надрукований на папері, що сильно вбирає фарбу, і відтворити широкий діапазон тонів буде неможливо.
З іншого боку, посилення розмаїття в окремих частинах зображення здатне набагато покращити загальне сприйняття чіткості. Для цього необхідно підвищити контраст у найбільш важливих місцях, в області світліших тонів, таких як тони першої чверті діапазону, і тих місцях, на які відразу звертається увага.
Алгоритм виведення прямої лінії
Оскільки екран растрового дисплея з електронно-променевою трубкою (ЕЛТ) можна розглядати як дискретну матрицюелементів (пікселів), кожен із яких може бути підсвічений, не можна безпосередньо провести відрізок з однієї точки до іншої. Процес визначення пікселів, що найкраще апроксимують заданий відрізок, називається розкладанням в растр. У поєднанні з процесом рядкової візуалізації зображення він відомий як перетворення растрової розгортки. Для горизонтальних, вертикальних та нахилених під кутом 45°. Вибір растрових елементів очевидний.
Інкрементні алгоритмивиконуються як послідовне обчислення
координат сусідніх пікселів шляхом додавання прирощень координат. Прирощення
розраховуються з урахуванням аналізу функції похибки. У циклі виконуються
тільки цілочисленні операції порівняння та додавання/віднімання. Досягається
підвищення швидкодії для обчислень кожного пікселя порівняно з прямим
Криві Безьє.(поодинокий випадок кривої третього порядку).
Метод побудови кривої Безьє заснований на використанні пари дотичних, проведених до лінії у точках її кінців. Насправді ці дотичні виконують роль «важелів», з допомогою яких лінію згинають оскільки це необхідно. На форму лінії впливає як кут нахилу дотичної, а й довжина її відрізка. Управління дотичної (а разом з нею та формою лінії) проводять перетягуванням маркера за допомогою миші.
Алгоритми виведення фігур
Опис алгоритмів за допомогою схем – один із найбільш наочних та поширених способів завдання алгоритмів.
Схемой називається графічне зображення логічної структури алгоритму, у якому кожен етап процесу обробки інформації представляється як геометричних постатей, конфігурація яких визначає характер обозначаемых дій.
Умовні графічніЗображення, що використовуються при побудові схем, називаються символами. Система символів та правила побудови алгоритмів визначені відповідними стандартами.
Основні символи схем алгоритмів представлені рис. П.2.1. Символи схеми розміщуються зверху донизу. Лінії з'єднання символів – лінії потоку, що показують напрямок процесу обробки. Стрілки на лініях, що з'єднують, не ставлять при напрямках зверху-вниз і зліва-направо; протилежні напрямки показують стрілкою лінії потоку.
Символи на схемі містяться у положенні, зображеному на рис. П.2.1. Лінія потоку може зображуватись як вертикально, так і горизонтально. Крім символу «рішення» інші символи, що стосуються процесу обробки інформації, мають один вхід і один вихід ліній потоку. У символ «рішення» лінії потоку входять вертикально лише один раз, а можуть виходити як вертикально, так і горизонтально.
Алгоритм зафарбовування дуже часто використовується в комп'ютерній графіці для зафарбовування фігур, що мають межі. Так само цей алгоритм може мати й інше застосування, наприклад, його можна використовувати для знаходження центру мас тіла за його зображенням. Наведу два алгоритми один рекурсивний, а другий лінійний. Рекурсивний має один недолік, його не можна використовувати для зафарбовування великих фігур, оскільки при великій кількості елементів відбувається переповнення стека. Код використовує OpenCV для роботи із зображеннями, але за бажання їх можна переписати під будь-що.
Стиль (тип) заповнення області
Область усередині контуру може бути зафарбована або заштрихована. У першому випадку область повністю перекриває фон, а в другому - крізь незаштриховані ділянки області буде видно фон.