Форматы растровых изображений. Достоинства и недостатки

Группа КМ 2025 год

Занятие по рабочей программе №01

Дисциплина: ОП.03 «Прикладные компьютерные программы в профессиональной деятельности»

Раздел 2. Растровая графика и работа в программе Photoshop.

Тема: Форматы растровых изображений. Достоинства и недостатки.

Цель занятия:

1. Дидактическая:

• сформулировать представление студентов о графическом программном обеспечении для компьютера;

• раскрыть принципы работы с графическими программами;

• выяснить принципы работы с графикой;

• систематизировать и обобщить знания о прикладных компьютерных программах в профессиональной деятельности по специальности;

• углубить и закрепить знания по дисциплине «Прикладные компьютерные программы в профессиональной деятельности».

Воспитательная:

• развивать коммуникативные способности;

• развивать аналитические способности;

• развивать творческий подход к процессу обучения.

• воспитывать самостоятельность, дисциплинированность;

• стимулировать студентов к изучению дисциплины;

• побуждать к формированию активной жизненной позиции;

• прививать уважение и любовь к будущей профессии.

Вид занятия: лекция.

Тип занятия: обобщение и систематизация знаний.

Форма проведения занятия: репродуктивная и эвристическая беседа.

Междисциплинарные связи:

Обеспечивающие СГ.01 История России, СГ.04 Физическая культура, ОП.04 Бережливое производство.

Обеспечиваемые ОП.11 Экономика, организация и планирование производства, ОП.12 Охрана труда, ПП.03 Производственная практика.

Методическое обеспечение: опорный конспект.

Литература:

1. Боресков, А. В. Компьютерная графика : учебник и практикум для среднего профессионального образования / А. В. Боресков, Е. В. Шикин. — Москва : Издательство Юрайт, 2022. — 219 с.

2. Ежемесячное иллюстрированное издание о модных трендах «NEXT LOOK» https://next-look.com/

ХОД ЗАНЯТИЯ

1. Ознакомление с темой, целью и планом занятия.

Тема: Форматы растровых изображений. Достоинства и недостатки.

ПЛАН

1. Растровая графика.

2. Векторная графика.

3. Фундаментальные недостатки векторной графики.

1. Изложение и изучение нового материала.

ЛИТЕРАТУРА: 3 стр. 24-26

1. Растровая графика

Растровая модель - это таблица одинаковых неделимых элементов, каждый из которых в закодированном виде хранит информацию о соответствующем ему участке изображения.

Растровое изображение — изображение, представляющее собой сетку пикселей или точек цветов (обычно прямоугольную) на компьютерном мониторе, бумаге и других отображающих устройствах и материалах.

Важными характеристиками изображения являются:

• количество пикселей - разрешение. Может указываться отдельно количество пикселей по ширине и высоте (1024*768, 640*480,...) или же, редко, общее количество пикселей (часто измеряется в мегапикселях);

• количество используемых цветов или глубина цвета (эти характеристики имеют следующую зависимость:  , где N - количество цветов, а I - глубина цвета);

• цветовое пространство (цветовая модель) RGB, CMYK, XYZ, YCbCr и др.

Растровую графику редактируют с помощью растровых графических редакторов. Создается растровая графика фотоаппаратами, сканерами, непосредственно в растровом редакторе, также путем экспорта из векторного редактора или в виде скриншотов.

Объем растрового изображения:

V - объем изображения

K - количество пикселей

I - глубина цвета

Соотношение глубины цвета и количества цветов:

N - количество цветов

I - глубина цвета

Достоинства

Растровая графика позволяет создать (воспроизвести) практически любой рисунок, вне зависимости от сложности, в отличие, например, от векторной, где невозможно точно передать эффект перехода от одного цвета к другому без потерь в размере файла.

Распространённость — растровая графика используется сейчас практически везде: от маленьких значков до плакатов.

Высокая скорость обработки сложных изображений, если не нужно масштабирование.

Растровое представление изображения естественно для большинства устройств ввода-вывода графической информации, таких как мониторы (за исключением векторных), матричные и струйные принтеры, цифровые фотоаппараты, сканеры.

Недостатки

Большой размер файлов с простыми изображениями.

Невозможность идеального масштабирования.

Невозможность вывода на печать на плоттер.

Из-за этих недостатков для хранения простых рисунков рекомендуют вместо даже сжатой растровой графики использовать векторную графику.

2. Векторная графика

Векторная модель - список параметров, математически определяющих объекты, из которых состоит синтезированное изображение (из лекций)

Векторная графика — способ представления объектов и изображений в компьютерной графике, основанный на использовании геометрических примитивов, таких как точки, линии, сплайны и многоугольники. Термин используется в противоположность к растровой графике, которая представляет изображение как матрицу фиксированного размера, состоящую из точек (пикселей) со своими параметрами. (Вики)

Обзор

Для создания изображения векторного формата, отображаемого на растровом устройстве, используются преобразователи, программные или аппаратные (встроенные в видеокарту).

Подавляющее большинство современных компьютерных видеодисплеев, в силу принципов используемых для построения изображения, предназначены для отображения информации в растровом формате.

Кроме этого, существует узкий класс устройств, ориентированных исключительно на отображение векторных данных. К ним относятся мониторы с векторной развёрткой, графопостроители, а также некоторые типы лазерных проекторов. Пример плоттера, который печатает листы для рекламных щитов: размер полотна большой = на нём нужно разместить изображение достаточно высокого разрешения, чтобы картинка была четкой = большой размер файла с растровым изображением = используются векторные изображения.

Термин «векторная графика» используется в основном в контексте двухмерной компьютерной графики.

Способ хранения изображения

Рассмотрим, к примеру, такой графический примитив, как окружность радиуса r. Для её построения необходимо и достаточно следующих исходных данных:

• координаты центра окружности;

• значение радиуса r;

• цвет заполнения (если окружность не прозрачная);

• цвет и толщина контура (в случае наличия контура);

Преимущества перед растровой графикой. 

Преимущества векторного способа описания графики над растровой графикой (В скобках - то, как эти характеристики назывались в лекциях)

Размер, занимаемой описательной частью, не зависит от реальной величины объекта, что позволяет, используя минимальное количество информации, описать сколько угодно раз большой объект файлом минимального размера (= компактность).

В связи с тем, что информация об объекте хранится в описательной форме, можно бесконечно увеличить графический примитив, например, дугу окружности, и она останется гладкой. С другой стороны, если кривая представлена в виде ломаной линии, увеличение покажет, что она на самом деле не кривая (= качество не зависит от размера изображения).

Параметры объектов хранятся и могут быть легко изменены. Также это означает что перемещение, масштабирование, вращение, заполнение и т. д. не ухудшат качества рисунка. Более того, обычно указывают размеры в аппаратно-независимых единицах (англ. device-independent unit), которые ведут к наилучшей возможной растеризации на растровых устройствах (= легкость модификации).

При увеличении или уменьшении объектов толщина линий может быть задана постоянной величиной, независимо от реального контура.

3. Фундаментальные недостатки векторной графики

Не каждый объект может быть легко изображен в векторном виде — для подобного оригинальному изображению может потребоваться очень большое количество объектов и их сложности, что негативно влияет на количество памяти, занимаемой изображением, и на время для его отображения (обрисовки) (= зависимость времени визуализации от количества и сложности объектов).

Перевод векторной графики в растр достаточно прост. Но обратного пути, как правило, нет — трассировка растра, притом, что требует значительных вычислительных мощностей и времени, не всегда обеспечивает высокое качества векторного рисунка (= невозможность адекватно описать реальное изображение).

Типичные примитивные объекты

• Линии и ломаные линии.

• Многоугольники.

• Окружности и эллипсы.

• Кривые Безье.

• Безигоны.

• Текст (в компьютерных шрифтах, таких как TrueType, каждая буква создаётся из кривых Безье).

Этот список неполон. Есть разные типы кривых (Catmull-Rom сплайны, NURBS и т. д.), которые используются в различных приложениях.

Также возможно рассматривать растровое изображение как примитивный объект, ведущий себя как прямоугольник.

Векторные операции

Векторные графические редакторы, типично, позволяют вращать, перемещать, отражать, растягивать, скашивать, выполнять основные аффинные преобразования над объектами, изменять z-order и комбинировать примитивы в более сложные объекты.

Более изощрённые преобразования включают булевы операции на замкнутых фигурах: объединение, дополнение, пересечение и т. д.

Векторная графика идеальна для простых или составных рисунков, которые должны быть аппаратно-независимыми или не нуждаются в фотореализме. К примеру, PostScript и PDF используют модель векторной графики.

Контрольные вопросы:

1. Что такое растровая графика?

2. В чем особенность растровой графики?

3. В чем отличие векторной и растровой графики?

4. Что лучше векторная или растровая графика?

5. Как создавать растровые изображения?

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

1. Изучить материал занятия. Составить конспект лекции.

2. Ответить письменно на контрольные вопросы.

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы.

Основные печатные и электронные издания

1. Боресков, А. В. Компьютерная графика : учебник и практикум для среднего профессионального образования / А. В. Боресков, Е. В. Шикин. — Москва : Издательство Юрайт, 2022. — 219 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-11630-4. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/495978 (дата обращения: 24.06.2022).

Дополнительные источники

1. Бадмаева Е. С. Компьютерное проектирование в дизайне одежды. Учебник для вузов. Стандарт третьего поколения. — (Серия «Учебник для вузов»). / Е.С. Бадмаева, В.В. Бухинник, Л.В. Елинер. - Санкт-Петербург : Питер, 2021. - 192 с. - ISBN 978-5-4461-9585-5. - URL: https://ibooks.ru/bookshelf/377407/reading (дата обращения: 09.08.2022). - Текст: электронный.

2. Подмарева А.В. Разработка эскизного проекта в графическом редакторе / А.В. Подмарева, О.Н. Пономарева // Челябинск : Изд-во ЗАО «Библиотека А. Мюллера», 2019 - 47

3. Ежемесячное иллюстрированное издание о модных трендах «NEXT LOOK» https://next-look.com/

4. Рукавишникова А.С. Технический рисунок одежды в ADOBE ILLUSTRATOR / Рукавишникова А.С.– Электронная книга -145 с. https://fashion-craft.ru/book__ai

5. Рукавишникова А.С. Технический рисунок одежды в CorelDRAW / Рукавишникова А.С. – Ростов-н/Д, - 2022. – 222 с.

6. Корриган, Дж. Компьютерная графика : секреты и решения : Пер с англ. – М. :Энтроп, 1995. - 352 с.

7. Хирн, Д., Бейкер, М. Микрокомпьютерная графика : Пер с англ. – М. : Мир, 1987. -352 с.

8. Тихомиров, Ю. Программирование трехмерной графики. - СПб. : БХВ – Санкт-Петербург, 1999. – 256 с.

9. Иванов, В.П., Батраков, А.С. Трехмерная компьютерная графика. М. : Радио и cвязь, 1995. - 224 с.

Преподаватель: Владимир Александрович Волков