Основные параметры изображения

Рассмотрим природу точечной графики. Изображение на экране состоит из маленьких ячеек. Каждая из них может иметь определенный цвет. Такая ячейка получила название пикселя (pixel). Слово «пиксель» образовано сокращением английских слов picture element (элемент изображения). Совокупность пикселей составляет матрицу и образует изо­бражение на экране. В зависимости от модели монитора параметры матри­цы в пикселях могут изменяться: 800×600, 1204×768, 1600×1200... Величина матрицы не влияет на физический размер экрана и не зависит от него. Чем больше матрица на одном и том же экране, тем размер ячейки меньше, а стало быть, качество изображения лучше.

Принцип точечной графики чрезвычайно прост. Он был изобретен и ис­пользовался людьми за много веков до компьютеров, мониторов и сканеров. Это и рисование «по клеточкам» – продуктивный способ переноса изобра­жения с подготовительного картона на стену, предназначенную для фрески. Это и такие направления искусства, как мозаика, витражи, вышивка. В лю­бой из данных техник изображение строится из дискретных элементов.

Чтобы понять, что такое точечное цифровое изображение, рассмотрим ко­дирование наиболее простой, черно-белой графики. Расчертите любую чер­но-белую штриховую картинку на мелкие клеточки и каждую клеточку обо­значайте единицей или нулем в зависимости от того, попало в нее изображение или нет (черная она или белая), и заносите цифры в таблицу той же размерности (такое же количество ячеек по ширине и по высоте). Получите скучную таблицу из единиц и нулей. Эта процедура не более чем модель, но примерно так работает устройство, именуемое сканером (рис. 35).

Рис. 35. Изображение до (слева) и после (справа) кодирования

Может возникнуть затруднение при оцифровке ячеек, которые запол­нены изображением не полностью. При автоматическом вводе изображения с помощью сканера разделение незаполненных ячеек происхо­дит следующим образом: устанавливается жесткий порог, скажем, 50 %. Ячейка, у которой совокупная заполненность больше или равна порогу, от­носится к изображению (считается черной), а та, у которой меньше, отно­сится к фону (считается белой).

Полученная таблица называется битовой картой (bitmap). Слово «карта» – синоним слова «таблица», а «бит» – это минимальная единица ин­формации (она имеет два состояния: 1 или 0).

Битовая карта (bitmap) – это массив цифровых значений, которые заносятся в ячейки памяти (память в известном смысле тоже таблица) и могут быть подвергнуты обработке.

Для визуализации битовой карты выполняется обратная операция. Можно взять таблицу с ячейкой любого размера, но обязательно той же размерности, что и битовая карта, и зачертить только те квадраты, которые со­ответствуют единице. Так примерно происходит вывод изображения на экран монитора.

Физический размер ячейки выражается через разрешение: количество пиксе­лей на единицу длины, обычно дюйм (pixel per inch, ppi). Чем разрешение больше, тем больше ячеек в битовой карте данного размера.

Число ячеек (разрешение) исходного изображения может быть равно числу ячеек (разрешению) выводного устройства, скажем, экрана. Изображение в масштабе 1:1 отображается пиксель в пиксель, то есть каждый исходный пиксель отображается одним пикселем выводного устройства. Если окончательным устройством вывода является экран, следует использовать именно такие изображения.

Если разрешение исходного изображения больше, чем у выводного устройст­ва, то при отображении в масштабе 1:1 каждый пиксель выводного устройства будет передавать несколько пикселей исходного изображения. Такое разреше­ние считается избыточным. Возможна обратная ситуация, когда разрешение изображения меньше разрешения устройства вывода (недостаточное разреше­ние). В этом случае при выводе в масштабе 1:1 каждый исходный пиксель ото­бражается множеством пикселей устройства вывода.

При печати изображения окончательное устройство вы­вода – это принтер (фотонаборный автомат), а экран – промежуточный этап. Поэтому разрешение изображения должно соответствовать разреше­нию печатающего устройства. Элементарный рисующий элемент у принтера (фотонаборного автомата) называется не пиксель, а точка (dot), и разреше­ние принято выражать в точках на дюйм (dots per inch, dpi). Эта величина у устройств печати гораздо выше, чем у монитора (300–3000 dpi и выше).

Каждое точечное изображение непременно имеет конкретное разрешение. Оно может быть определено при создании нового файла, при сканиро­вании и изменено в ходе работы. Если используется готовое (сканированное) изображение, это значит, его разрешение было определено раньше. Разрешение – это обязательный параметр точечного изображения.