Опубликован: 27.05.2011 | Доступ: свободный | Студентов: 8214 / 1599 | Оценка: 4.07 / 3.85 | Длительность: 14:52:00
Специальности: Фотограф
Лекция 2:

Цифровое фото в числах

< Лекция 1 || Лекция 2: 123 || Лекция 3 >

Разрешение и графические форматы фотоизображений

Все цифровые изображения можно описать несколькими характеристиками, которые определяют их физический размер (число битов памяти, необходимое для хранения файла изображения) и качество. Эти характеристики взаимосвязаны. Так, например, чем выше качество фотографии, тем, как правило, больше размер файла, в котором она хранится. Для того, чтобы определить с чем связано качество цифрового изображения необходимо познакомиться с такими понятиями, как разрешение и графические форматы.

Разрешение

Цифровое изображение формируется из крошечных элементов, называемых пикселами. Пиксел является основным элементом (кирпичиком) растровых изображений. Это единица измерения, принятая в компьютерной графике, аналогичная привычным для нас метру, килограмму или литру в повседневной жизни. Именно количество пикселов в изображении и обозначают термином разрешение.

Чем выше разрешение, тем большее количество пикселов содержит изображение и тем, соответственно, выше качество такого изображения, поскольку изображение с более высоким разрешением характеризуется большим количеством деталей.

При сканировании, а также съемке цифровым фотоаппаратом или видеокамерой осуществляется преобразование аналогового изображения в цифровую форму (оцифровка). В настоящее время для этой цели в основном используются сенсорные устройства.

Сенсоры представляют собой интегральные микросхемы, в которых реализован набор фоточувствительных элементов, конструктивно выполненных в виде линеек (как в планшетных сканерах) или матриц (как в случае цифровых камер). Чем больше количество элементарных фоточувствительных элементов в сенсоре, тем большее разрешение он обеспечивает.

Сенсоры с небольшим количеством фоточувствительных элементов не позволяют получить изображение с высоким разрешением. В таком изображении отдельные элементы (пикселы) могут быть видны невооруженным глазом, что приводит к проявлению ступенек, т.е. эффекта пикселизации (рис. 2.4).

Пример пикселизации текста

увеличить изображение
Рис. 2.4. Пример пикселизации текста

И наоборот, большое количество очень маленьких cветочувствительных элементов позволяет получать цифровую модель изображения, близкую к оригиналу. В технической документации по эксплуатации сканеров в качестве единиц, определяющих их разрешающую способность, обычно используют количество точек на дюйм — dpi (dots per inch). То есть, при установке режима сканирования необходимо задавать разрешение сканера в этих единицах, например, 300 dpi.

ПРИМЕЧАНИЕ

В литературе вместо термина dpi (точек на дюйм) вы можете встретить термин ppi (pixels per inch) — пикселов на дюйм. Точка имеет форму круга, а пиксел - квадрата. Однако, для того, чтобы в дальнейшем избежать терминологической путаницы, будем считать единицы измерения разрешения ppi и dpi синонимами.

Разрешение оптическое (физическое) и программное (интерполяционное)

Оптическое разрешение указывает реальное количество светочувствительных элементов в квадратном дюйме (1 дюйм = 2,54 см).

Интерполяционное разрешение является не физической характеристикой цифрового устройства, а характеристикой его программного обеспечения. Поэтому качество изображений, полученных с использованием интерполированного разрешения, зависит от качества алгоритмов интерполяции, реализованных в программе.

Например, в паспорте сканера может быть указано оптическое разрешение 1200 dpi, а разрешение программное - 24000 dpi..

ПРИМЕЧАНИЕ

Многие профессиональные фотографы отрицательно относятся к увеличению разрешения фотоизображений не аппаратным, а программным путем, так как при уменьшении разрешения данные отбрасываются, а при увеличении — программа их "придумывает". Другими словами, интерполяция искусственно добавляет элементы цифрового изображения, но не увеличивает количество деталей изображения.

Разрешение монитора

Разрешающая способность монитора связана с максимальным количеством точек, которое он может генерировать и их размером, а измеряется числом точек в одной горизонтальной строке и числом горизонтальных строк экрана. При обычном на сегодня размере точки ("зерне") 0,2 мм для 17-дюймовых мониторов стандартным является разрешение 1024x768.

Разрешение принтера

Разрешающая способность лазерного принтера определяется количеством точек, которые принтер может напечатать на одном дюйме (dpidots per inch). Так, если лазерный принтер имеет разрешение 300 точек на дюйм, то в одном дюйме он может напечатать 300 точек.

Вы можете посмотреть разрешение установленного у вас принтера, выполнив команду Пуск \to Панель управления \to Принтеры и факсы (рис. 2.5).

Окно выбора разрешения принтера Samsung ML-1200

Рис. 2.5. Окно выбора разрешения принтера Samsung ML-1200

Разрешение цифровой камеры

В цифровой камере свет, прошедший через объектив, попадает на светочувствительную матрицу (занимающую место пленки) — совокупность сенсоров CCD (ПЗС) или CMOS (КМОП), которые и выполняют оцифровку изображения. В процессе оцифровки изображения с цифровой камеры содержащаяся в нем информация конвертируется в набор чисел, организованных в виде матрицы, называемой битовой матрицей (bit-map). При этом каждой фотоячейке сенсора соответствует определенный числовой элемент в битовой матрице.

Светочувствительная матрица (сенсор) является главным (и самым дорогим) компонентом цифровой камеры. Качество снимаемого камерой изображения зависит в основном от разрешения сенсоров и качества оптики фотокамеры.

В цифровых камерах основной единицей измерения разрешения является пиксел и его величина определяется размером отдельной ячейки ПЗС-матрицы.

Для изображений, введенных в компьютер с помощью цифровой камеры, разрешение может быть задано или в виде конкретного числа мегапикселов (мегапиксельный сенсор содержит 1 миллион фоточувствительных ячеек) или как растровое изображение с указанным числом пикселов по горизонтали и вертикали. Например, цифровая камера, имеющая 2,1 мегапиксельное сенсорное устройство, создает файл изображения размером 1792*1200 пиксел (сохраненный в JPEG формате).

Форматы графических изображений

После того, как кадр в цифровом фотоаппарате снят, полученную картинку необходимо записать в память. Для этого чаще всего используются графические форматы JPEG или TIFF. Причем, для фотографа не столько важен формат записи, сколько возможности используемых в них режимов сжатия (желательно - с минимальной потерей качества), а также количество памяти в камере. Поговорим об этом подробнее.

Каждый из существующих сегодня форматов прошел естественный отбор, доказал свою жизнеспособность и практическую ценность. Все они имеют характерные особенности и возможности, делающие их незаменимыми в конкретных сферах применения: Web-дизайне, при печати, ретуши фотографий и других.

Все множество форматов, используемых для записи изображений, можно условно разделить на две категории:

  • хранящие изображение в растровом виде (BMP, TIFF, JPEG, PNG, GIF и др.);
  • хранящие изображение в векторном виде (WMF, CDR, AI, FH9 и др.);

Какому формату отдать предпочтение? Профессионалы знают, что лучше сохранять результаты работы в формате, который является "родным" для используемой программы. Например, в Photoshop — PSD, CorelDRAW — CDR, FlashFLA. Это позволит в максимальной степени реализовать возможности программы и застраховаться от неприятных сюрпризов. Однако в данной лекции мы уделим внимание в основном растровым форматам, поскольку с фотографией приходится работать именно в растровых графических редакторах.

Растровые форматы

Растровое изображение (растр) напоминает сетку (таблицу) пикселов, которая в простейшем черно-белом варианте состоит из двух типов клеточек: белые или черные, и которые могут быть закодированы, соответственно, ноликом или единичкой. В отличие от черно-белого, в цветном RGB-изображении, например, глубиной 24 бита, каждый пиксел кодируется 24-битовым числом, поэтому в каждой ячейке битовой матрицы хранится число из 24 ноликов и единичек.

Теперь перейдем к рассмотрению наиболее распространенных форматов растровых изображений.

BMP

Формат BMP (от слова bitmap) — это родной формат Windows. Он поддерживается всеми графическими редакторами, работающими под управлением этой операционной системы. Применяется для хранения растровых изображений, предназначенных для использования в Windows, например, в качестве фона вашего рабочего стола. С помощью этого формата вы можете задать глубину цвета от 1 до 24 бит. Предоставляет возможность применения сжатия информации по алгоритму RLE.

Информация в этом формате хранится как бы в виде "снимка с экрана". Преимущества — очень быстрый вывод изображений, основной недостаток — огромные размеры файлов: размер BMP-файла = размер по горизонтали * размер по вертикали * глубину пиксела.

Формат является "родным" для графического редактора MS Paint. Использование формата BMP не для нужд Windows является распространенной ошибкой новичков. Ни на что другое он не годится: ни для фоторабот, ни для Web, ни для печати, ни для простого переноса и хранения информации.

TIFF

Формат TIFF (Tagged Image File Format) является одним из самых распространенных среди известных в настоящее время форматов. Ему доступен весь диапазон цветовых моделей — от монохромной до RGB и CMYK. Он был разработан совместно фирмами Aldus Corporation и Microsoft как универсальный открытый формат, допускающий модификации. Поэтому файл TIF-формата, созданный на IBM PC или совместимом компьютере, поддерживается операционной системой Macintosh и большинством Unix-подобных платформ. Он также поддерживается практически всеми основными пакетами растровой и векторной графики, программами редактирования и верстки текста. На сегодняшний день формат TIF является лучшим выбором при импорте растровой графики в векторные программы и издательские системы.

В отличие от BMP, формат TIF поддерживает ряд дополнительных функций:

  • Использование дополнительных каналов ( альфа-каналов или, как их еще называют, каналов - масок).
  • Использование сжатия. Это свойство позволяет уменьшать размеры файла до 50% от исходного с помощью LZW алгоритма сжатия, выполняемого практически без потери информации.
  • Возможности выполнения предварительного цветоделения, что актуально при использовании данного формата в полиграфии.
  • Поддержка работы с многослойными изображениями.

Формат TIFF постоянно развивается. Доказательством тому является разработка фирмой Adobe новой модифицированной версии, сделавшей его поистине универсальным форматом для использования в допечатном процессе. Так, например, недавно вышедшая восьмая версия Adobe Photoshop позволяет хранить в TIFF информацию о слоях, масках, использованных эффектах и др.

< Лекция 1 || Лекция 2: 123 || Лекция 3 >
Марина Варавина
Марина Варавина

Курс несоответствует своей теме, заявленному названию... пример: "Какая из программ создания цифровых фотоальбомов имеет русский интерфейс?" ну как этот вопрос соотносится с основами фотографии?? Автор как будто вообще не знал, о чем сделать курс.

Егор Скрипко
Егор Скрипко

В 9 лекции автор учит как с помощью Word создать HTML страницу. Однако, Word категорически не рекомендуется использовать для создания веь-страничек потому что Word захламляет код страницы ненужными тегами. Для создания html-страниц лучше использовать Dreamweaver.

Андрей Ерохин
Андрей Ерохин
Россия, Москва
Павел Счетчиков
Павел Счетчиков
Россия, Казань