Изображение в изображении как называется такое явление

Ввод изображений

Как уже было сказано выше, оптическое изображение с точки зрения теории сигналов является двумерным непрерывным сигналом. В таком виде оно не пригодно для обработки в компьютерных системах, и, следовательно, должно быть преобразовано. Для этого выполняются операции дискретизации (по пространственным координатам) и квантования (по интенсивности). Получившееся цифровое изображение представляет собой массив дискретных отсчетов (последовательность цифровых значений). Устройство, выполняющее операции дискретизации и квантования, в теории сигналов называют АЦП (аналого-цифровой преобразователь), а выполняющее обратное преобразование – ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь).

Все компьютерные изображения, форматы их представления и программы создания и редактирования делят на два больших класса – векторные и растровые.

Векторные изображения представляют собой набор математически описанных объектов. Такой подход применяется при создании и хранении чертежной документации, планов, схем, диаграмм и т.п. Понятно, что векторная графика не применима для представления и обработки фотографических и тому подобных изображений. В рамках данного курса она рассматриваться не будет.

Изображение, представленное в цифровом виде, имеет вид прямоугольной матрицы (растра, растровой или битовой карты, bitmap), состоящей из набора дискретных элементов. Каждый такой элемент растра носит название пиксел (от английского pixel – picture element). Графические изображения, представленные в таком виде, получили название растровых.

Количество элементов (пикселей) на единицу длины называется – разрешением. Оно измеряется в большинстве случаев в точках на дюйм (dpi, сокращенное от dot per inch) или пиксел на дюйм (ppi, сокращенное от pixel per inch). По сути оба эти понятия обозначают одно и тоже. Разница лишь в том, что в первом случае единичный элемент изображения назван точкой (dot), а во втором – пикселем (pixel). Разрешение цифровых изображений – понятие неоднозначное, поскольку каждая стадия процесса воспроизведения накладывает свои требования и ограничения. Рассмотрим этапы последовательно.

Одним из наиболее распространенных устройств предназначенных для оцифровки изображений является сканер. Сканер – это устройства ввода текстовой или графической информации в компьютер путем преобразования ее в цифровой вид для последующего использования, обработки, хранения или вывода. Таким образом, на этапе сканирования осуществляется перевод изображение из аналоговой формы в цифровую. Разрешение, задаваемое на этом этапе, определяет какое количесвто пикселей будет получено на один дюйм исходного изображения. Разрешение – один из важнейших параметров сканера. Оно бывает физическое и интерполяционное. Первое зависит от конструкции устройства и в ряде случаев может быть переменным. Практически во всех моделях сканеров (особенно недорогих) существует и второй тип разрешения – интерполяционное. Дополнительное количество точек на дюйм в этом случае получается методом интерполяции. Суть его в том, что на некотором участке по имеющимся цифровым данным полиномом необходимой степени воспроизводится функция, в приближении отражающая существовавший аналоговый сигнал. Затем по этой функции производится перевыборка (изменение шага дискретизации). Таким образом, можно искусственно повысить реальное разрешение сканера.

На этапе выполнений преобразований цифрового изображения в компьютере понятие разрешающей способности в достаточной мере условно. Фактически оно определяет, какого размера будет изображение в случае его вывода ( например, на печать или экран). Ни на какие цифровые преобразования разрешение не влияет. Все цифровые преобразования производятся над пикселями, поэтому на этапе компьютерной обработки, разрешения не играет никакой роли.

На этапе вывода может применяться большое количество разнообразных устройств. Здесь под разрешением понимают количество точек, которое может вывести то или иное устройство на единицу длины. Понятно, что при этом один пиксел изображения в цифровом виде может быть не равен одному пикселю устройства вывода.

Для того чтобы определить, какое разрешение устройство ввода должно быть выбрано для сохранения структуры исходного изображения воспользуемся теоремой Котельникова. Согласно ей, для передачи определенной пространственной частоты (например, 100 лин/мм) потребуется сканирование с вдвое большей частотой (200 лин/мм). И действительно, если при сканировании миры, имеющей шаг 100 лин/мм, используется разрешение так же в 100 линий на мм, то ее структура будет передана полностью в том случае, если каждая линия миры попадет на каждую линию сканирующего устройства. Если же линии миры окажутся между сканирующими линиями, то получим серое поле. Пространственная частота сканера в 200 лин/мм означает, что имеется 400 переходов черное/белое или 400 считывающих элементов на мм. Таким образом получаем, что при сканировании миры с частотой 100 лин/мм необходимо иметь разрешение сканирующего устройства как минимум 400 точек на мм (ppm).

Изображение в изображении как называется такое явление

4.8.2. Виды компьютерной графики

Несмотря на то что для работы с компьютерной графикой сущест­вует множество классов программного обеспечения, различают всего три вида компьютерной графики. Это растровая графика, векторная графика и фрактальная графика. Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.

Растровую графику применяют при разработке электронных (муль­тимедийных) и полиграфических изданий. Иллюстрации, выпол­ненные средствами растровой графики, редко создают вручную с помощью компьютерных программ. Чаще для этой цели исполь­зуют сканируют иллюстрации, подготовленные художником на бумаге, или фотографии. В последнее время для ввода растровых изображений в компьютер нашли широкое применение цифро­вые фото и видеокамеры. Соответственно, большинство графи­ческих редакторов, предназначенных для работы с растровыми иллюстрациями, ориентированы не столько на создание изображе­ний, сколько на их обработку. В Интернете пока применяются только растровые иллюстрации.

Программные средства для работы с векторной графикой наоборот предназначены, в первую очередь, для создания иллюстраций и в меньшей степени для их обработки. Такие средства широко используют в рекламных агентствах, дизайнерских бюро, редак­циях и издательствах. Оформительские работы, основанные на применении шрифтов и простейших геометрических элементов, решаются средствами векторной графики намного проще. Сущест­вуют примеры высокохудожественных произведений, созданных средствами векторной графики, но они скорее исключение, чем правило, поскольку художественная подготовка иллюстраций, средствами векторной графики чрезвычайно сложна.

Программные средства для работы с фрактальной графикой пред­назначены для автоматической генерации изображений путем математических расчетов. Создание фрактальной художественной композиции состоит не в рисовании или оформлении, а в програм­мировании. Фрактальную графику редко применяют для создания печатных или электронных документов, но ее часто используют в развлекательных программах.

Растровая графика. Основным элементом растрового изображения является точка. Если изображение экранное, то эта точка называется пикселом. В зависимости от того, на какое графическое разрешение экрана настроена операционная система компьютера, на экране могут размещаться изображения, имеющие 640×480, 800×600, 1024×768 и более пикселов.

С размером изображения непосредственно связано его разрешение. Этот параметр измеряется в точках на дюйм (dots per inch – dpi). У монитора с диагональю 15 дюймов размер изображения на экране составляет примерно 28×21 см. Зная, что в одном дюйме 25,4 мм, можно рассчитать, что при работе монитора в режиме 800×600 пикселов разрешение экранного изображения равно 72 dpi.

При печати разрешение должно быть намного выше. Полиграфи­ческая печать полноцветного изображения требует разрешения 200-300 dpi. Стандартный фотоснимок размером 10×15 см дол­жен содержать примерно 1000×1500 пикселов.

Нетрудно также установить, что всего такое изображение будет иметь 1,5 млн. точек, а если изображение цветное и на кодирование каждой точки использованы три байта, то обычной цветной фото­графии соответствует массив данных размером свыше 4 Мбайт.

1. Большие объемы данных – это основная проблема при использовании растровых изображений. Для активных работ с большеразмерными иллюстрациями типа журнальной полосы требуются компьютеры с исключительно большими размерами оперативной памяти (128 Мбайт и более). Разумеется, такие компьютеры должны иметь и высокопроизводительные про­цессоры.

2. Второй недостаток растровых изображений связан с невозмож­ностью их увеличения для рассмотрения деталей. Поскольку изображение состоит из точек, то увеличение изображения приводит только к тому, что эти точки становятся крупнее. Никаких дополнительных деталей при увеличении растрового изображения рассмотреть не удается. Более того, увеличение точек растра визуально искажает иллюстрацию и делает ее грубой. Этот эффект называется пикселизацией.

Векторная графика. Как в растровой графике основным элементом изображения явля­ется точка, так в векторной графике основным элементом изобра­жения является линия (при этом не важно, прямая это линия или кривая).

Разумеется, в растровой графике тоже существуют линии, но там они рассматриваются как комбинации точек. Для каждой точки линии в растровой графике отводится одна или несколько ячеек памяти (чем больше цветов могут иметь точки, тем больше ячеек им выделяется). Соответственно, чем длиннее растровая линия, тем больше памяти она занимает. В векторной графике объем памяти, занимаемый линией, не зависит от размеров линии, поскольку линия представляется в виде формулы, а точнее говоря, в виде нескольких параметров. Что бы мы ни делали с этой лини­ей, меняются только ее параметры, хранящиеся в ячейках памяти. Количество же ячеек остается неизменным для любой линии.

Линия — это элементарный объект векторной графики. Все, что есть в векторной иллюстрации, состоит из линий. Простейшие объекты объединяются в более сложные, например объект четы­рехугольник можно рассматривать как четыре связанные линии, а объект куб еще более сложен: его можно рассматривать либо как двенадцать связанных линий, либо как шесть связанных четырех­угольников. Из-за такого подхода векторную графику часто назы­вают объектно-ориентированной графикой.

Мы сказали, что объекты векторной графики хранятся в памяти в виде набора параметров, но не надо забывать и о том, что на экран все изображения все равно выводятся в виде точек (просто потому, что экран так устроен). Перед выводом на экран каждого объекта программа производит вычисления координат экран.;jx точек в изображении объекта, поэтому векторную графику иногда называют вычисляемой графикой. Аналогичные вычисления про­изводятся и при выводе объектов на принтер.

Как и все объекты, линии имеют свойства. К этим свойствам отно­сятся: форма линии, ее толщина, цвет, характер линии (сплошная, пунктирная и т. п.). Замкнутые линии имеют свойство заполнения. Внутренняя область замкнутого контура может быть заполнена цветом, текстурой, картой. Простейшая линия, если она не замк­нута, имеет две вершины, которые называются узлами. Узлы тоже имеют свойства, от которых зависит, как выглядит вершина линии и как две линии сопрягаются между собой.

Понятие о фрактальной графике. Фрактальная графика, как и векторная — вычисляемая, но отли­чается от нее тем, что никакие объекты в памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по уравнению (или по системе уравнений), поэтому ничего, кроме формулы, хранить не надо. Изменив коэффициенты в уравнении, можно получить совер­шенно другую картину.

Изображения

Изображе́ние — объект, образ, в той или иной степени подобный (но не идентичный) изображаемому объекту. Подобие достигается вследствие физических законов получения изображения (например, оптическое изображение) либо результатом труда создателя изображения (например, рисунок, живопись, скульптура, сценический образ).

Для практической деятельности важно дистанционно получать информацию о пространственной структуре материальных объектов, например, об их форме, деталях, чёткости, ориентации, относительных размерах. Большую часть этой информации мы получаем с помощью зрения, анализируя изображения объектов.

В философском смысле слово «изображение», «отражение» используется в смысле подобия тех или иных характеристик объектов и понятий.

Изображение в искусстве

В области изобразительного искусства создаваемые художественные произведения (рисунок, скульптура и пр.) являются, как правило, субъективным отражением реального мира. Изображение здесь является разновидностью отражения пространственной структуры одного объекта (оригинала) в пространственной структуре другого объекта (носителя). Например, фотография представляет собой носитель изображения некоего оригинала, не являющийся, однако, точной копией всех его точек. В отличие от фотографии или рисунка, стереофотографии дают объёмное изображение.

Формальное определение

Пространственная структура объекта — взаимное расположение его элементов (число которых, очевидно, не должно быть меньше двух). Элементы называют смежными, если множество занимаемых ими точек пространства связно.

Материальный объект B является носителем изображения объекта A (оригинала изображения), если:

• между подмножеством B_o элементов объекта B и подмножеством A_o элементов объекта A существует взаимно однозначное соответствие (сюрьективное бинарное отношение);
• смежным элементам A_o соответствуют смежные элементы B_o (но смежным элементам B_o могут соответствовать несмежные элементы A_o).

Термин «изображение» здесь обозначает несколько разных понятий:

• множество B_o;
• отдельные элементы B_o;
• пространственную структуру B_o;
• процесс, в результате которого она формируется;
• отношение (соответствие) между A_o и B_o.

Множество A_o называют предметом изображения; предмет — часть объекта, представленная на изображении. Согласно данному выше определению, изображение является транзитивным бинарным отношением.

См. также

• Оптическое изображение
• Перспектива
• Образ (информация)

Wikimedia Foundation . 2010 .

Растровые и векторные изображения

Для начала, нужно знать, что существует два типа 2D графики — растровая и векторная. Очень важно понимать разницу между этими типами изображений.

От вида графики зависит выбор возможной технологии печати.

Давайте начнем с более распространенного типа графики – с растровых изображений.

Понятие растрового изображения

Растровые изображения это изображения, которые состоят из очень маленьких прямоугольников — пикселей разного цвета.

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:

• Для размещения в интернете достаточно 72 ppi, поскольку они быстрее загружаются. НО при растягивании картинки с вконтакте размером 5х5см на футболку во всю грудь мы получим все прелести сжатия изображения. Детали пропадут и появятся артефакты.

Так выглядит фото с интернета после нескольких пересохранений:

• Так, для того чтобы напечатать изображение в хорошем качестве, разрешение должно быть не ниже 300 ppi. Это основное требование для цифровой печати. Предоставлять изображение свыше 600 ppi как правило нет смысла, так как разницы при печати не будет видно.

Так выглядит картинка пригодная для полноцветной печати:

Как говорилось выше, растровые изображения очень зависят от их разрешения. Именно поэтому при масштабировании, в силу своей пиксельной природы, такие изображения всегда теряют в качестве.

Форматы растровых изображений

К самым распространенным форматам растровых изображений относятся:

Файлы форматов PNG, TIFF, PSD поддерживают прозрачность фона. При этом не стоит забывать , что прозрачный фон не будет таковым, если изображение пересохранить в формат не поддерживающий прозрачность, например PNG в JPEG.

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:

• AI (Adobe Illustrator);
• CDR (CorelDRAW);
• CMX (Corel валютный);
• SVG (масштабируемая векторная графика);
• PDF (Portable Document Format).

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

1. Высокая реалистичность изображения.
2. Все фотографии растровые.
3. Для создания не обязательно использовать профессиональные программы.
4. Для хорошего качества печати нужно высокое разрешение.
5. Некоторые растровые картинки возможно векторизовать с потерей качества.
6. Возможности редактирования ограничены по сравнению с вектором.
7. Чтобы убрать фон с картинки нужно редактирование в графических программах.
8. Файлы весят много.

ВЕКТОР

1. Тяжело добиться фотореалистичности.
2. Стандарт для логотипов.
3. Для создания изображение нужны специальные дизайнерские программы.
4. Наилучшее качество при печати.
5. Векторные картинки можно растрировать без потери качества.
6. Легко редактировать, в сравнении с растровыми файлами.
7. Для прозрачности достаточно экспортировать в формате поддерживающем прозрачность (PNG, TIFF, PSD).
8. Малый вес файлов.