Растеризация

Все многообразие электронных изображений принято делить на два класса: векторные изображения и растровые. Векторные изображения формируются из множества примитивов и геометрических фигур. Технику создания векторных рисунков можно сравнить с аппликацией. Растровые изображения, подобно мозаикам, строятся из отдельных точек – пикселов. Термин пиксел – это акроним, образованный из английских слов picture (изображение) и element (элемент), что в дословном переводе, да и по смыслу, означает элемент изображения. Совокупность пикселов, образующая изображение, называется битовой картой, матрицей или растром. Если размер пикселов достаточно мал, то множество индивидуальных яркостей и цветов элементов битовой карты складывается в воображении наблюдателя в целостный образ, и создается иллюзия слитного и непрерывного изображения.

При работе над сложными публикациями иногда приходится менять форму представления рисунка или его отдельных частей. Переход от векторного представления к растровому называется растеризацией, обратная операция – векторизацией или трассировкой.

Перед выводом на печать любой векторный рисунок должен быть переведен в растровую форму, поскольку все печатающие устройства воспроизводят изображения по точкам. Эта операция выполняется и перед выводом изображения на экран. Т. е., рано или поздно, любое векторное изображение меняет свою форму представления.

Причины для обратной трансформации не так весомы. В частности, операция векторизации выполняется в программах, предназначенных для оптического распознавания символов. Эти программы переводят текст, введенный со сканера, в редактируемую текстовую форму. В большинстве случаев векторная форма требует для своего хранения меньшего объема памяти, чем растровая, поэтому векторизация применяется для сжатия изображений.

Важно
Операция растеризации не имеет никаких принципиальных ограничений. В принципе можно растеризовать без потери качества любое изображение, если располагать достаточными вычислительными ресурсами. Результаты векторизации в значительной степени зависят от вида изображения. Если перевод в векторную форму фотографий связан с потерей деталей, плавных переходов, полутонов, то многие виды технических рисунков, чертежей, тексты, иллюстративная графика векторизуются вполне успешно.

Изменения формы представления изображений реализуются при помощи специальных программных и технических средств. В программе FreeHand эти операции можно выполнить ее собственными средствами. В растровую форму переводятся любые векторные объекты: геометрические примитивы, открытые и замкнутые контуры, составные контуры, группы, текстовые блоки, постскриптовские объекты.

Чтобы растеризовать объект, требуется отметить его и выполнить команду главного меню Modify → Rasterize или воспользоваться комбинацией клавиш CTRL + SHIFT + ALT + Z.

Программа выведет на экран диалоговое окно Rasterize (Растеризовать), в котором надо задать параметры операции. В поле Resolution (Разрешение) следует выбрать одно из стандартных значений разрешения (72.144 или 300) или ввести уникальное. Поле Anti-aliasing (Сглаживание) служит для указания степени сглаживания растрового изображения. Поле содержит список значений: None (Без сглаживания), 1, 2, 3, 4 (Максимальное сглаживание).

После нажатия на кнопку ОК операция с заданными параметрами будет выполнена, а отмеченный объект превратиться в растровый рисунок и будет сохранен в формате TIFF (см. главу "Импорт и экспорт").

Разрешение, как и обычно в машинной графике, измеряется в точках на дюйм (dpi, dot per inch). С ростом разрешения повышается качество растеризованного изображения и растут затраты памяти на его хранение. При этом необходимый объем памяти увеличивается намного быстрее, чем повышается качество.

Если рассматривать растровое изображение при большом увеличении, то виртуальные размеры пикселов, могут увеличиться настолько, что зернистость структуры станет очевидной. Особенно критичны к количеству образующих пикселов границы фигур и линии, которые при недостатке точек растра теряют гладкость, становятся шероховатыми и приобретают видимые изломы и ступеньки. Это называется лестничным эффектом. Чтобы нивелировать лестничный эффект, применяют специальные алгоритмы сглаживания, которые добавляют к изображению полупрозрачные пикселы и располагают их таким образом, что создается иллюзия гладкости.

Какие объекты следует растеризовать, а какие лучше оставить в векторном виде? Можно привести только самые общие рекомендации, окончательное решение о растеризации всегда принимает пользователь на основе сведений о сложившейся ситуации.

• Работа с некоторыми векторными объектами требует значительных ресурсов памяти. К числу самых ресурсоемких относятся: линзы, растяжки, импортированные постскриптовские объекты и контуры с большим числом опорных узлов. Части изображения, насыщенные такими объектами, являются первыми кандидатами на растеризацию.
• При перемещении по экрану растяжек и градиентов программа пересчитывает эти объекты заново. Это приводит к ощутимому замедлению перерисовки экранного образа в тех случаях, когда изображение содержит длинные градиенты и многошаговые растяжки. После растеризации этих объектов обновление экрана может значительно ускориться.
• Преобразование изображения в сторонние форматы, отличные от формата хранения графических и тестовых данных FreeHand, редко обходится без сюрпризов. Изменение размеров, нарушение пропорций, исчезновение границ, шрифтовые замены, ликвидация фона – это типичный, но далеко не полный перечень неприятностей, которыми может сопровождаться конвертация файла изображения. Растеризация – это один из способов защиты всего документа или критически важных его частей.

Важно
Редактировать растеризованную часть изображения средствами FreeHand невозможно. Поэтому эту операцию следует применять только к законченным изображениям или их фрагментам.

При попытке перевести в растровую форму большие изображения программа может выдавать сообщение об ошибке. Поэтому такие изображения лучше растеризовать при помощи команды File → Export и сохранять в формате TIFF, который является одним из наиболее распространенных и стандартизованных графических форматов.

11. Структура векторной иллюстрации. Цвет в векторной графике.

Структуру любой векторной иллюстрации можно представить в виде иерархиче-ского дерева. В такой схеме сама иллюстрация занимает верхний уровень, а ее составные части занимают более низкие уровни иерархии. Для знакомства с основными элементами векторного изображения давайте откроем в одном из векторных редакторов любую векторную иллюстрацию и выделим ее составные части, последовательно спускаясь с вершины дерева на его более нижние ветви.

• Самый верхний иерархический уровень занимает сама иллюстрация, объеди-
  няющая в своем составе объекты + узлы + линии + заливки.

• Следующий уровень иерархии - объекты, представляющие собой разнообраз-
  ные векторные формы. В большинстве редакторов для их отобра
  жения необходимо выбрать режим просмотра в виде каркаса. Например, в CorelDRAW для перехода в этот режим просмотра надо выбрать команду View > Wireframe (Вид > Каркас); в программе Illustrator - View > Outline; для Freehand - View > Keyline View.

• Объекты иллюстрации состоят из одного или нескольких контуров. Обычно все объекты в иллюстрации сгруппированы, поэтому для получения доступа к редактированию отдельных объектов иллюстрации их нужно сначала разгруппировать. В CorelDRAW это можно сделать с помощью команды Arrange > Ungroup (Монтаж > Разгруппировать).

Контуром называется любая геометрическая фигура, созданная с помощью ри-сующих инструментов векторной программы и представляющая собой очерта-ния того или иного графического объекта.

Типичными примерами контуров могут служить окружность, прямоугольник или другие графические элементы сложного изображения (в том числе и сегмент кривой линии).Замкнутый контур - это замкнутая кривая, у которой начальная и конечная точки совпадают.

Примером замкнутого контура является окружность. В неко-торых редакторах замкнутый контур называют фигурой. Открытый контур имеет четко обозначенные концевые точки. Синусоидаль-ная линия, например, является открытым контуром.

• Следующий уровень иерархии составляют сегменты, которые выполняют функции кирпичиков, используемых для построения контуров (каждый контур может состоять из одного или нескольких сегментов). Начало и конец каж-
  дого сегмента называют узлами, или опорными точками, поскольку они фиксируют положение сегмента, "привязывая" его к определенной позиции в контуре.

Перемещение узловых точек приводит к модификации сегментов контура и к из-менению его формы. Наряду с узлами в состав сегмента входят также соединяющие узлы линии (прямые или кривые). В программе Corel-DRAW для отображения образующих контур узлов его необходимо выделить с помощью инструмента Shape (Форма)

Закрытые контуры (формы) имеют свойство заполнения цветом, текстурой или растровым изображением (картой).

Различные векторные форматы обладают различными цветовыми возможностями. Простейшие форматы, которые могут не содержать вообще никакой информации о цвете, используют цвет по умолчанию тех устройств, на которые они выводятся, другие форматы способны сохранять данные о полном тридцати двух битном цвете. Какую бы цветовую модель не применял бы векторный формат, на размер файла он не влияет, кроме тех случаев, когда файл содержит растровые образы.

В обычных векторных объектах значение цвета относится ко всему объекту в целом. Цвет объекта хранится в виде части его векторного описания. Некоторые векторные файлы могут создать растровый эскиз изображений хранящихся в них. Эти растровые картинки, иногда называемые краткими описаниями изображений, обычно представляют собой эскизы векторных рисунков в целом. Краткое описание изображения, особенно полезно в ситуациях, когда вы не хотите открывать весь файл, чтобы посмотреть, что в нем хранится или когда вы не можете видеть векторный рисунок во время его использования. Первая ситуация возникает, когда вам необходимо найти файл с помощью одной из многих специально разработанных для этого программ. Для облегчения поиска нужного векторного файла такие программы могут считывать растровый эскиз изображения и другие характеристики, например, векторный формат, время создания, битовую глубину изображения и так далее. Вторая ситуация возникает, когда в каком-либо издательском пакете помещается на страницу векторный рисунок. Изображение, которое вы увидите, будет растровым эскизом настоящего векторного рисунка, у которого нельзя изменить размер, обрезать или как-то иначе обработать изображение. За эскизы изображения приходится расплачиваться памятью, т.к. эскизы - это растровая версия рисунков, а растровые данные используют много памяти компьютера.