Растр — это матрица ячеек (пикселов). Понятие пиксел составлено из начальных слогов двух слов picture и element. Каждый пиксел может иметь свой цвет. Сам по себе пиксель не имеет размеров, а является частью информационной модели изображения, которой соответствуют координаты определенного положения ячейки внутри растра и числового значения номера цвета. Совокупность пикселов различного цвета образует изображение. В зависимости от расположения пикселов в пространстве различают квадратный, прямоугольный, гексагональный или иные типы растра. Для описания расположения пикселов используют разнообразные системы координат. Общим для всех таких систем является то, что координаты пикселов образуют дискретный ряд значений (необязательно целые числа). Часто используется система целых координат — номеров пикселов с (0,0) в левом верхнем уголку.
Разрешающая способность характеризуется расстоянием между соседними пикселями. Разрешающую способность измеряют количеством пикселей на единицу длины. Наиболее популярной единицей измерения является dpi (dots per inch) — количество пикселей в одном дюйме длины (2.54 см). Не следует отождествлять шаг с размерами пикселов — размер пикселов может быть равен шагу, а может быть как меньше, так и больше, чем шаг.
Размеррастра обычно измеряется количеством пикселов по горизонтали и вертикали. Можно сказать, что для компьютерной графики зачастую наиболее удобен растр с одинаковым шагом для обеих осей, то есть dpiX = dpiY. Это удобно для многих алгоритмов вывода графических объектов. Иначе — проблемы. Например, при рисовании окружности на экране дисплея EGA (устаревшая модель компьютерной видеосистемы, ее растр— прямоугольный, пикселы растянуты по высоте, поэтому для изображения окружности необходимо генерировать эллипс).
Форма пикселейрастра определяется особенностями устройства графического вывода (рис. 5). Например, пиксели могут иметь форму прямоугольника или квадрата, которые по размерам равны шагу растра (дисплей на жидких кристаллах); пиксели круглой формы, которые по размерам могут и не равняться шагу растра (принтеры).
Рис.5
Самый простой тип растрового изображения формируется в памяти компьютера из пикселов, имеющих только два возможных цвета - черный и белый. Для хранения информации о таких цветах достаточно одного бита памяти компьютера. Поэтому изображения, состоящие из пикселов этого вида, называются однобитовыми.
Для записи информации о всем многообразии цвета необходимо большее количество битов. Чем больше битов используется, тем больше оттенков цвета можно хранить с их помощью. Так, например, если каждый пиксел для хранения информации о цвете требует 8 битов, то изображение будет называться восъмибитовым.
Число битов, используемых для хранения цвета каждого пиксела, называется битовой глубиной. При этом общее количество цветов или оттенков серого можно определить, если возвести число два в степень, равную количеству битов в пикселе. Если пиксел состоит из двух битов, то всего получится 22 возможных комбинаций значений включено/выключено. Таким образом пиксел, состоящий из двух битов, будет содержать информацию лишь о четырех возможных цветах или оттенках серого.
Четыре бита информации дают 24 или 16 различных цветов (или градаций серого); 8 бит - 28 или 256 цветов; 24 бита обеспечивают получение более 16 миллионов цветов. Цвета, описываемые 24 битами, часто называются естественными цветами, потому что 16 миллионов цветов более чем достаточно даже для натренированного глаза художника.
Для того чтобы электронная картинка, хранящаяся в памяти компьютера, могла быть записана в виде файла растрового изображения, файл должен хранить информацию о размерах изображения и расположении пикселов в нем. Эти характеристики, также как и битовая глубина изображения, являются основными для файлов растровой графики.
Изображения разных типов отличаются друг от друга количеством и устройством цветовых каналов. Различают следующие типы изображений:
· Монохромные изображения.
В них присутствуют только два цвета: чёрный и белый.
Это одноканальные изображения.
· Полутоновые изображения.
В них присутствуют 256 оттенков серого цвета. Это одноканальные изображения.
· Полноцветные изображения.
Это цветные изображения, использующие цветовые модели RGB, CMYK, Lab и т. п.
Они состоят из нескольких цветовых каналов, каждый из которых представляет собой полутоновое изображение, содержащее 256 оттенков.
· Индексированные изображения.
Это одноканальные цветные изображения, содержащие от 4 до 256 точно определённых цветов. Применение для описания цвета пикселей подобных изображений палитры фиксированных цветов позволяет получать яркие цветные, но не полноцветные изображения (подобные иллюстрациям, выполненным фломастерами, а не смесью красок). Поскольку максимальное количество оттенков в палитре подобных изображений 256, значит для кодирования цвета пикселя требуется указать номер цвета от 0 до 255. Таким образом, глубина цвета подобных изображений не превышает 8 бит. Подобные изображения применяются в web-дизайне, т. к. размер индексированных изображений меньше, чем аналогичных полноцветных.
· Многоканальные изображения.
Это изображения, содержащие произвольное число каналов. К подобному типу относятся документы с изображениями, созданными для распечатывания на полиграфическом оборудовании. В многоканальном изображении, например, помимо данных о содержимом четырёх полутоновых CMYK-каналов, может присутствовать также информация о дополнительных монохромных каналах, где указаны участки для нанесения на изображение металлизированной (золотистой) краски и лакового покрытия.
Среди наиболее известных графических редакторов можно выделить следующие: Adobe Photoshop, GIMP, Corel Photo-Paint.
