14. Представление графической информации в эвм. Категории методов представления графической информации: представители этих категорий и их сравнение.

Представление данных на мониторе компьютера в графическом виде впервые был реализовано в середине 50-х годов для больших ЭВМ, применявшихся в научных и военных исследованиях. С тех пор графический способ отображения данных стал неотъемлемой принадлежностью большинства компьютерных систем.  Существует специальная область информатики, изучающая методы и средства создания и обработки изображения с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов, - компьютерная графика.  В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику принято подразделять на растровую и векторную. Отдельным предметом считается трехмерная графика, изучающая приемы и методы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве. Как правило, в ней сочетаются векторный и растровый способы формирования изображений. На особенности специализации графики в отдельных областях указывают названия некоторых разделов: инженерная графика, научная графика, Web-графика, компьютерная полиграфия и прочие.

Растровая графика

Для растровых изображений, состоящих из точек, особую важность имеет понятие разрешения, выражающее количество точек, приходящихся на единицу длины. При этом следует различать:

• разрешение оригинала;

• разрешение экранного изображения;

• разрешение печатного изображения.

Разрешение оригинала

Разрешение оригинала измеряется в точках на дюйм (dots per inch - dpi) и зависит от требований к качеству изображения и размеру файла, способу оцифровки или методу создания исходной иллюстрации, избранному формату файла и другим параметрам. В общем случае действует правило: чем выше требования к качеству, тем выше должно быть разрешение оригинала.

Разрешение экранного изображения

Для экранных копий изображения элементарную точку растра принято называть пикселем. Размер пикселя варьируется в зависимости от выбранного экранного разрешения, разрешения оригинала и масштаба отображения. Для экранной копии изображения достаточно разрешение 72 dpi, для распечатки на цветном или лазерном принтере 150-200 dpi, для вывода на фотоэкспонирующеем устройстве 200-300 dpi. Установлено эмпирическое правило, что при распечатке величина разрешения оригинала должна быть в 1,5 раза больше, чем ланитура растра устройства вывода. В случае, если твердая копия будет увеличена по сравнению с оригиналом, эти величины следует умножить на коэффициент масштабирования.

Есть ряд способов кодирования цвета или цветовых моделей - Grayscale, RGB, CMYK

Модель Grayscale (в градациях серого). Это обычный чёрно-белый режим, который полностью лишён цвета, в нём есть только градации серого (Grayscale). Глубина цвета изображения - 8 бит. То есть, возможно, закодировать 256 оттенков серого цвета. Чёрный цвет - 0, белый - 255, а промежуточные оттенки обозначаются соответствующими цифрами. Например - 168 это цвет, более близкий к чёрному (тёмно серый).

Модель RGB. Как известно, любой цвет можно представить в виде смешения основных трёх цветов - красного, синего и зелёного в различных пропорциях. Этим и пользуются при использовании полноцветных изображений. На каждый канал - R, G или B (Red, Green, Blue - Красный, Зелёный или Синий) имеется свой отдельный параметр, указывающий на количество соответствующей компоненты в конечном цвете. Интенсивность каждой из составляющих цветов может изменяться в диапазоне между 0 (белый) и 255 (полная интенсивность). Например - (255,64, 23) - цвет, содержащий сильный красный компонент, немного зелёного и совсем немного синего. Естественно, что этот режим наиболее подходит для передачи богатства красок окружающей природы. Но он требует и больших расходов, так как глубина цвета тут наибольшая - 3 канала по 8 бит на каждый дают 24 бита, , что обеспечивает доступ к 16 миллионам цветов. Именно на такой модели построено воспроизведение цвета современными мониторами.

Модель CMYK (по-русски читается "смик"). Одна из наиболее часто используемых моделей, нашедших широкое применение. Она, в отличие от аддитивной RGB, является субтрактивной. Принцип её основан на том, что окрашенные несветящиеся объекты поглощают часть спектра белого света, падающего на них, и отражают оставшееся излучение. В зависимости от того, в какой области спектра происходит поглощение, объекты отражают разные цвета, определяющие окраску этих объектов. То есть, проведя красную полосу на бумаге, мы сделаем синюю и зелёную составляющие поглощёнными. Цвета, которые используют белый свет, вычитая из него определенные участки спектра, называются субтрактивными ("вычитательными"). Для их описания используется модель CMYК (Cyan, Magenta, Yellow, Black). В этой модели основные цвета образуются путем вычитания из белого цвета основных аддитивных цветов модели RGB. Понятно, что в таком случае и основных субтрактивных цветов тоже будет три, тем более что они уже упоминались: Cyan - голубой (белый минус красный), Magenta - пурпурный (белый минус зеленый), Yellow - желтый (белый минус синий). Так как при смешении всех вышеперечисленных цветов идеального чёрного не получится, то вводится ещё один дополнительный цвет – чёрный, который позволяет добиваться большей глубины и используется при печати прочих чёрных (как, например, обычный текст) объектов.