Опишите способы формирования изображений в компьютере

Одно и то же изображение на бумаге, экране или фотопленке можно создать разными способами. Возьмем, для примера, описание на языке Adobe PostScript:

newpath 10 20 moveto 50 80 lineto closepath stroke

newpath 120 80 314.15926 0 360 arc closepath stroke

эквивалентное на простом человеческом языке следующему:

-провести прямую из точки x = 10, y = 20 в точку x = 50, y = 80;

-построить окружность с центром в точке x = 70, y = 80 радиусом 50;

Как поступит человек, получив такую инструкцию? Возьмет карандаш, линейку, циркуль, лист бумаги и начнет проводить в выбранном масштабе требуемые линии. Такой способ создания изображения называют векторным, так как он основан на непосредственном построении геометрических примитивов - отрезков прямых (векторов), дуг окружностей, кубических парабол и других подобных элементов. Описания, основанные на геометрических примитивах, называют векторными описаниями, а соответствующие им изображения - векторными изображениями. Векторные описания имеют три основных преимущества - компактность (малый размер описания), простоту редактирования (каждый элемент изображения может редактироваться отдельно, для значительного изменения размеров или формы объекта достаточно малой корректировки параметров его описания или нескольких простых команд) и легкость масштабирования (изменение масштаба при построении изображения по векторному описанию никак не сказывается на качестве построенного изображения). Формирование изображений путем прорисовывания каждого вектора по отдельности используется в планшетных и рулонных графопостроителях (плоттерах) и фотоплоттерах, используемых, главным образом, для подготовки чертежей в машиностроении и архитектуре.

Альтернативным способом формирования изображения является его вывод «строка за строкой», по принципу телевизионного растра. Поэтому, собственно, способ построчного формирования изображения из отдельных микроэлементов (точек, или пикселей - от английского pixel) и называют растровым. Растровое построение изображения используется в современных дисплеях, принтерах и устройствах лазерного экспонирования фотоформ и офсетных форм. Структура данных, содержащая всю информацию, необходимую для вывода растрового изображения, в виде прямоугольной таблицы, каждый элемент которой соответствует точке изображения, называется его битовой картой (bitmap). Строго говоря, bitmap действительно состоит из битов только для монохромных (черно-белых) выводных устройств.

Для цветных изображений каждому пикселю в битовой карте соответствует не один, а несколько бит - в зависимости от числа передаваемых оттенков цвета. Несмотря на это, термин bitmap часто применяется для устройств с любой глубиной цвета. Хранение изображений в виде битовых карт требует весьма значительных объемов памяти и больших затрат времени на их обработку. Растровое описание достаточно плохо поддается масштабированию при неизменном разрешении или изменению разрешения при неизменных размерах - и то, и другое требует пересчета битовой карты на другое число элементов (ресэмплинга, от англ. sample - отсчет, замер). Ресэмплинг, особенно в сторону увеличения размеров bitmap, приводит либо к появлению грубых ступенек на краях элементов рисунка, либо к появлению нерезкости, размытости, расплывчатости изображения. Однако для вывода на растровое устройство информация может быть представлена только в виде битовых карт.

4. Дайте определение понятию «растро­вые (битовые) компьютерные шрифты».

Одно и то же изображение на бумаге, экране или фотопленке можно создать разными способами.

Простейший способ пред­ставления шрифта для любого из цифровых устройств(мониторы, настольные прин­теры и фотонаборные автоматы) — составить рисунок каждой буквы в виде массива точек, собрать и сохранить эти рисунки как шриф­товой файл (font). Выводному устройству для ото­бражения шрифта остается только копировать эти точки в соответствующее положение на экране или странице.

ТОЧКА ИЗОБРАЖЕНИЯ → ОДИН ПИКСЕЛ ВЫВОДНОГО УСТРОЙСТВА

Когда эта технология начала применять­ся, каждой точке изображения соответствовал один бит компьютерной информации, как простейший выбор между «да» и «нет»: есть точка или нет точ­ки.

Любые изображения из таких предварительно нарисованных массивов точек были названы бито­выми картами (bitmaps), а шрифты, использующие этот способ отображения, — битовыми, или растро­выми (bitmapped). В основе битовых карт лежит простой и разум­ный принцип, но чем больше точек содержит бито­вая карта, тем больше для нее требуется компьютер­ных ресурсов. Когда увеличивается разрешение устройства или размер буквы, число точек возраста­ет в геометрической прогрессии.

Bitmap-шрифт является наиболее удобным для отображения на экране с точки зрения скорости прорисовки и затрат ресурсов компьютера на обработку.

Литера bitmap-шрифта

Битовые карты, созданные для одного разре­шения, окажутся слишком мелкими, когда станут ото­бражаться на устройстве с более высоким разреше­нием, поскольку в этом случае реальный размер точек меньше. Таким образом, для отображения какого-либо шрифта одного и того же диапазона кег­лей на экране монитора, на лазерном принтере и на фотонаборном автомате может потребоваться не одна сотня растровых шрифтовых файлов.