Модуль 4 - Обробка зображень
4.1. Створюйте зображення
Може виникнути два сценарії:
- зображення або будь-який фізичний об'єкт існує, і хочеться зробити його електронне зображення, здатне оброблятись комп'ютером, мова йде про "оцифрування";
- ми хочемо створити зображення з нуля: ми більше говоримо про "синтез" зображення.
4.1.1. Оцифровка
Оцифрувати зображення означає надати йому електронне зображення від реального об'єкта, який служить його опорою (папір, плівка, слайд, негатив, але також 3D-об'єкт).
Це представлення більшу частину часу буде матрицею, тобто матрицею (масивом), де кожна точка буде представлена кольором.
Це електронне подання зображення буде характеризуватися двома параметрами:
- дозвіл: виражене в dpi (точка на дюйм = точка на дюйм) - це кількість точок подання на одиницю довжини фізичного об'єкта, який слід оцифрувати.
- Динаміка: кількість кольорів, доступних для кодування зображення.
Дозвіл
Більшість доступних сьогодні матеріалів дозволяють вибрати роздільну здатність сканування, а отже, і точність зображення. Наступні приклади показують, як виглядає сканування одного і того ж зображення при зміні налаштування роздільної здатності.
Тим не менш, ви повинні знати, що для кожного матеріалу існує оптимальна роздільна здатність: та, яка дасть результат кращої якості, і яка відповідає максимальній потужності датчиків. Навіть якщо програмне забезпечення, яке ви використовуєте, пропонує більш високу роздільну здатність, фактично не буде більше очок, набраних датчиками, додаткові точки насправді будуть розраховані шляхом інтерполяції (їх колір не буде отриманий за допомогою вимірювання, зробленого на початковому об'єкті, але буде розраховуватиметься із сусідніх точок). Цей прийом не рекомендується: насправді ви отримаєте більш важке зображення (оскільки воно щільніше), але не містить більше інформації, ніж відсканована з оптимальною роздільною здатністю (це відповідає процедурам, які ми застосували до зображення). при 50 dpi у наступній таблиці).
Як підтримку для наших ілюстрацій ми візьмемо паперовий друк фотографії мадагаскарського хамелеона.
Зображення в лівій колонці отримують скануванням того самого 1 сантиметрового квадрата (1 дюйм = 2,54 см або 1 см = 0,4 дюйма) вбік з різною роздільною здатністю, центральна колонка дає розмір зображення, права колонка складається з зображень, інтерпольованих з зображення, відскановане з роздільною здатністю 50 dpi:
| 50 точок на дюйм (0,4 * 50) * (0,4 * 50) = 387 балів |
| 100 точок на дюйм (0,4 * 100) * (0,4 * 100) = 1550 балів |
| 200 точок на дюйм (0,4 * 200) * (0,4 * 200) = 6200 балів |
| 300 точок на дюйм (0,4 * 300) * (0,4 * 300) = 13 950 балів |
| 400 точок на дюйм (0,4 * 400) * (0,4 * 400) = 25 600 балів |
| 600 точок на дюйм (0,4 * 600) * (0,4 * 600) = 55 800 балів |
На додаток до обмежень, пов'язаних з матеріалом, що використовується для сканування, також необхідно враховувати обмеження зображення, яке потрібно сканувати: це особливо актуально для друкованих зображень: висока роздільна здатність сканування не дасть кращої якості до зображення (більший витонченість деталей), але відкриє екран друку. Як показано на наступних двох зображеннях, при скануванні друку стандартної якості (наприклад, для періодичних видань) відображається екран із роздільною здатністю 300 точок на дюйм.
Зображення, отримані шляхом сканування фотографії журналу:
Тому ми повинні знайти правильний баланс між якістю зображення та вагою. Критерії, що визначатимуть цей баланс, насправді будуть пов’язані з характером використання зображень. "Стандартними" компромісами є:
- для відображення на екрані: роздільна здатність 72 dpi (роздільна здатність екрану);
- для друку: роздільна здатність 300 точок на дюйм (Примітка: для дуже акуратних відбитків ми зазвичай приймаємо роздільну здатність від 1,5 до 2 разів перевищення рівня екрану (lpi) принтера).
Динамічний
Динаміка зображення - це ступінь корисного діапазону кольорів. Це пов’язано з довжиною кодування кожного кольору:
- якщо колір представлений одним бітом, можливі два значення, 0 або 1, тобто білий або чорний. Зображення буде називатися двійковим.
- якщо колір представлений на одному байті (8 біт), ми матимемо 2 8 = 256 можливих кольорів. Це стосується так званих зображень "хибних кольорів" або "палітри" (наприклад, у форматі GIF) та зображень "у відтінках сірого".
- нарешті, ми говоримо про «справжні кольори», коли ми використовуємо байт для зберігання кожного компонента в просторі представлення кольорів (Червоний - Зелений - Синій), ми матимемо 2 8 * 2 8 * 2 8 = 16 мільйонів кольорів, але кожна точка буде кодовано на 3 байти.
Повернемося, наприклад, до нашого зображення стороною 1 см, відсканованого з роздільною здатністю 300 dpi; ми побачили, що це було представлено матрицею в 13 950 балів:
- у двійковому вигляді його розмір складе 13950 біт, тобто 1743 байта
- у 256 кольорах (або 256 рівнях сірого), його розмір складе 13950 байт
- у "справжніх кольорах" ми матимемо розмір 41 850 байт
Ми визначаємо найбільш підходящу довжину кодування відповідно до природи об’єкта, який слід оцифрувати:
- якщо це документ, надрукований чорно-білим, без відтворення фотографій, двійкове сканування (або "рядок") і двійкове кодування буде добре.,
- якщо це просте зображення (логотипи, схеми, графіки та криві.) або складний документ, але чорно-білий: ми скоріше виберемо кодування в 256 кольорах або рівнях сірого,
- нарешті, якщо це фотографія або зображення з розширеним кольоровим діапазоном, ми оберемо кодування в 16 мільйонів кольорів.
У наступній таблиці наведено огляд того, що зміна параметра динаміки створює на тому ж зображенні, відсканованому зі швидкістю 300 dpi:
| чорний і білий (2 кб) | 256 рівнів сірого (17 кб) | 256 кольорів (10 кб) | 16 мільйонів кольорів - стиснене (19 кб) | 16 мільйонів кольорів - без стиснення (30 КБ) |
Будьте обережні, коли ви хочете відсканувати фотографію з дуже багатою кольоровою гамою, перехід на 256 кольорів може дати дивовижні результати; градієнти дають, наприклад, діапазони однорідного кольору. Ось Ліонське небо у 256 кольорах (ліворуч) та у 16 мільйонів (праворуч).
| 256 кольорів (46 кб) | 16 мільйонів кольорів - стиснене (65 кб) |
Підсумовуючи, значення цих двох параметрів - роздільної здатності та динамічного - залежить від природи об’єкта, що підлягає оцифровці, потужності використовуваного обладнання, але перш за все від вибору, який ви робите під час оцифрування. Не вдаючись у подробиці, що вам потрібно знати:
- після сканування зображення ви завжди можете за допомогою програмних маніпуляцій зменшити значення цих двох параметрів, ніколи не збільшувати їх (або, принаймні, ви не будете створювати додаткову інформацію, збільшуючи їх, пор. попередню таблицю).
- чим вище значення, які ви виберете, тим більший розмір зображення ви отримаєте і тим важчим буде зберігання, передача та маніпуляція.
4.1.2. Синтез
Цей розділ претендує не на те, щоб навчити вас синтезувати красиві 3D-зображення, а просто на те, щоб дати вам кілька корисних вказівок для створення простих зображень: діаграм, кривих тощо.
Як і раніше, вам потрібно визначити роздільну здатність та динаміку вашого зображення. Тому перед тим, як створити свій образ, вам потрібно буде відповісти на кілька простих питань:
- це призначено для завантаження ?
- наскільки великим він повинен бути на екрані ?
- якщо його слід надрукувати ?
Кілька простих правил:
-
найчастіше зустрічаються розміри дисплея - 1024 * 768 пікселів. Немає сенсу створювати величезне зображення, яке ви не зможете побачити в цілому, не змінивши його розмір (і, отже, втративши інформацію). Переважно обмежитися від створення зображення розумним розміром і використовувати об'єкти (текстові кадри тощо) невеликого розміру, звичайне програмне забезпечення знає, як ними дуже добре керувати. Це дасть вам набагато точніші та чіткіші результати, як на дисплеї, так і на друці. На наступному зображенні показано, як виглядає безпосередньо створене зображення потрібного розміру (ліворуч) та зображення зі зміненим розміром (праворуч):
Ви помітите, що символи на зображенні зі зміненим розміром погіршуються. У випадку з діаграмами ці втрати інформації можуть піти далі, видаливши, наприклад, кілька стрілок !
більшість офісних принтерів - це чорно-білі принтери, тому під час друку різні кольори, але з рівноцінною яскравістю, трансформуються в той самий сірий. Наприклад, ось що справить враження від графіки, яку можна прочитати на екрані: Тому для ваших діаграм переважно вибрати комбінацію декількох кольорів з дуже чіткою яскравістю та грати на текстурах (штрихування та інші).).
Надавайте перевагу легкості файлів, як тільки ваші зображення повинні передаватися мережами: виберіть адаптовану роздільну здатність та динамічний діапазон (див. Попередній розділ).
4.2. Різні формати зображень
Формати зберігання зображень різняться залежно від алгоритмів, що використовуються для кодування інформації. Це перетворюється на характеристики, характерні для кожного формату і, отже, різне використання.
Загалом існує два типи форматів зображень:
- матричні формати (ми також говоримо про растровий або адресний формат), в яких зберігається інформація про кожен піксель (точку) зображення. Зображення розглядається як матриця (масив) з точок (або пікселів), кожна з яких має колір. Вони використовуються для зберігання простих зображень.
- векторні формати дають змогу записувати різні типи інформації, що дозволяє реконструювати зображення (інформація про криві та лінії, що її складають, алгоритми перетворень, які вони зазнали, текстові зони тощо). Ці формати використовуються для зберігання складних зображень. Слід зазначити, що вони дозволяють негайно змінити масштаб, а також покращити якість друку.
У наступній таблиці коротко узагальнено основні характеристики найпоширеніших форматів.
GIF
Формат обміну Craphics
матриця
власний формат (CompuServe - Unisys)
TIFF
Формат файлу із тегами зображень
матриця
стандартний
JPEG
Спільна експертна група з фотографії
матриця
норми ISO
PNG
Портативна мережева графіка
SVG
Масштабована векторна графіка
CGM
Метафайл комп’ютерної графіки
4.3. Вставка зображень у документ
Оскільки команди для вставки зображення в документ сильно відрізняються від одного текстового процесора до іншого, у цьому розділі ми наведемо лише кілька простих правил:
-
Найголовніше правило - максимально обмежити перетворення ваших зображень: кожен прохід через проміжний формат є потенційним фактором втрати якості. Тому важливо заздалегідь знати формати зображень, прийняті вашим текстовим процесором, для того, щоб створювати ваші зображення в одному з форматів спеціальна.
Обов’язково використовуйте, наскільки це можливо, інструменти з тієї ж «родини» (повний набір OpenOffice, Corel Word Perfect та Corel Draw, набір Ms Office тощо): це дозволить вам - ще раз - обмежити конверсії . Наприклад, коли ви використовуєте електронну таблицю та текстовий процесор одного офісного пакету, ви зможете безпосередньо вставляти графіку, створену електронною таблицею, у свої документи. Якщо ви використовуєте несумісне програмне забезпечення, вам доведеться пройти проміжний формат зображення (найчастіше gif), тоді ви не зможете змінити розмір зображення, не впливаючи на його якість.
Обов’язково використовуйте, наскільки це можливо, інструменти тієї ж «епохи»: якщо, наприклад, ваш текстовий процесор трохи застарілий, він не зможе керувати зображеннями, створеними останніми графічними редакторами.