Rasterikuva

Rasterikuvan tai "  tuloskortti  " (Englanti bittikartta ), on kuva koostuu matriisin värillisiä pisteitä. Toisin sanoen koostuu pöydästä, ruudukosta, jossa jokaisella laatikolla on oma väri ja sitä pidetään pisteenä. Siksi se on värillisten pisteiden rinnakkaisuus, joka muodostaa kokonaisuutena kuvan.

Ilmaisua käytetään pääasiassa aloilla digitaalista kuvankäsittelyä ( tietokonegrafiikkaa , data käsittely , digitaalinen valokuvaus ,  jne ), jotta merkitä opposition tämän käsitteen kanssa, vektorikuvien . Näissä kentissä niitä muodostavia väripisteitä kutsutaan pikseleiksi ("  kuvaelementille  " eli kirjaimellisesti "kuvaelementille").

Historiallinen

Vuonna 1672 , Isaac Newton osoittaa prisman avulla, että valkoinen valo tulee lisäämällä kaikkia värejä. Newton erotti alun perin viisi väriä ja lisäsi myöhemmin valoa käsittelevässä pääteoksessaan ( Opticks 1702) oranssin ja indigon analogisesti diatonisen asteikon seitsemän asteen kanssa . Lisäksi fyysikkoa ajautui mielivaltaisesti kohti mielivaltaista valintaa, esoteeristen uskomusten uimalla alitajuntaan ja numero seitsemän symboliseen merkitykseen uskonnossa ja historiassa (seitsemän tappavaa syntiä, Egyptin seitsemän vitsausta, seitsemän lamppua tulen, seitsemän luomispäivää, seitsemän viikonpäivää, seitsemän planeettaa jne.).

Vuonna 1839 , valokuvauksen syntymävuotena, Michel Eugène Chevreul julkaisi kirjan selittäen värien tuottamat optiset vaikutukset ja niiden rinnakkaisuuden, ts. ei värillisten kerrosten (suodattimien) päällekkäisyyttä tai värien sekoittamista, vaan eri värien tuottamaa vaikutusta, jotka asetetaan vierekkäin ja katsotaan kaukaa. 7. toukokuuta 1869Louis Ducos du Hauron ja Charles Cros ehdottavat ranskalaiselle valokuvausyhdistykselle keksintöään, joka mahdollistaa värivalokuvien saamisen tuntematta toisiaan ja työskentelemättä yhdessä . Kaikki nämä teokset merkitsevät Georges Seurat , luoja pointillism (tai neo impressionismin ), ja ovat alkuperä väri- tai edes väritelevisio .

Tietyt tekstiiliprosessit, erityisesti Jacquardin prosessit , pitävät kuvia pisteiden matriiseina (tekstiiliteollisuus käytti lisäksi ensimmäistä kertaa ohjelmointia rei'itetyillä korteilla ). Kreikkalaisten ja roomalaisten jo harjoittamassa mosaiikkitekniikassa kuvia edustaa pienten värillisten kivi- tai keramiikkalaattojen ( tesserae ) rinnakkaisuus . Kaikki tämä on "piste- kartan  " tai englanninkielisen bittikartan kuvien alkuperä  .

Periaate

Tämä kuvakäsite on vastoin sitä suositusta kuvien varastoimiseksi tai tuottamiseksi väriviivojen piirtämistä ( piirtäminen , maalaaminen , piirturit ...). Värillisten pisteiden (yleensä kaikki samankokoiset, mutta ei välttämättä) asettaminen toisiinsa mahdollistaa kuvan yksityiskohtien uskollisemman toistamisen .

Tekniikat tuottavat tämäntyyppisen kuvan yleensä hyödyntää ainutlaatuista vaikutuksia sekä erotuskyky että ihmissilmällä antaa meidän näköhavainnon . Itse asiassa, kun meillä on omat rajat, kun kaksi elementtiä ovat vierekkäin riittävän pienet ja kaukana toisistaan, emme voi enää erottaa niitä, ja silmämme sieppaa vain niiden värien synteesin (ts. Sekoitettuna).

Siksi käytännössä rasterikuvat on suunniteltava niiden havainnon tyypillisen etäisyyden mukaan: liian läheltä katsottuna pisteet tulisivat havaittaviksi, liian kaukaa katsottuna ne olisivat kuvan yksityiskohtia.

Ominaisuudet

Rasterikuvan tulisi yleensä määritellä seuraavasti:

Esimerkki: Tarkastellaan kuvaa, joka on 300 pistettä leveä. Jos sillä on yhteensä 60 000 väripistettä, tiedämme, että sen korkeus on: 60 000 jaettuna 300: lla = 200 väripistettä sen korkeuden yli.

Digitaalisessa kuvantamisessa

Digitalisointi

Kuvan koodaus tai tietokoneesitys sisältää sen digitoinnin . Tämä digitalisointi tapahtuu kahdessa tilassa:

Laatu rasterikuvan määräytyy kokonaismäärä pikseliä ( "  kuva va el ement  " ) ja tiedon määrää kussakin pikselissä (usein kutsutaan värisyvyys skannaus).

Kuvan määritelmä

Kuvan määritelmä ja siihen liittyvä tarkkuuden käsite määrittävät kuvassa näkyvän yksityiskohtien tason. Tietyllä koolla, mitä enemmän pikseleitä on, sitä enemmän hienoja yksityiskohtia on näkyvissä. Sanotaan, että mitä enemmän pikseleitä kuvalla on, sitä korkeampi laatu se on. Skannattu kuva, jonka resoluutio on 640 × 480 pikseliä (joka siis sisältää 307 200 pikseliä), näyttää hyvin likimääräiseltä ja piirtäen pieniä värillisiä neliöitä verrattuna kuvaan, jonka koko on 1280 × 1024 pikseliä (eli 1310 720 pikseliä). ).

Koska erittäin laadukkaan kuvan tallentaminen maksaa paljon dataa, levylle tallennettujen kuvien koon pienentämiseksi käytetään usein datan pakkausmenetelmiä . Jotkut näistä tekniikoista menettävät tietoja ja heikentävät siten kuvan laatua, jotta tiedosto vie paljon vähemmän tilaa levyllä. Informaatiota menettävät pakkaustekniikat tunnetaan häviöllisenä pakkauksena .

Värikoodaus

Kuva voi sisältää paletin kunkin pikselin värin määrittämiseksi. Jokaiseen pikseliin liittyy sen värin käyttämä sijoitus paletissa. Tämä pätee GIF- kuviin, joiden paletti tukee jopa 256 väriä .

Kameran ja piirustusohjelmiston toimittamat kuvat koodataan purettuaan kullekin pikselille punaisella, vihreällä ja sinisellä ( RGB- malli ). Jokainen kanava on koodattu ( JPEG- kuville ) 8 bitillä sen voimakkuuden mukaan. 8 bitillä on mahdollista määrittää 256 tasoa (2 asteen 8 tehoon). Tuloksena on kuva 16,777216 miljoonasta käytettävissä olevasta sävystä (256 teho 3). Puhumme kuvasta, jossa on 16 miljoonaa väriä.


Eri esityksiä

Meidän on tehtävä ero matriisikuvan eri esitysten välillä.

Vertailu vektorikuviin

Kun suurennamme matriisikuvaa, koska emme lisää mitään tietoa, jota ei vielä ole läsnä, tämä aiheuttaa näkyvän laadun heikkenemisen. Tarkemmin sanottuna, kun kuva on skannattu, sen määritelmä on kiinteä eikä sen visuaalinen ulkonäkö voi parantua edes käytettäessä parempia näyttölaitteita tai temppuja. Suurennetun digitaalisen kuvan sanotaan olevan pikseloitu .

Toisaalta vektorikuvat voidaan helposti näyttää eri mittakaavoissa ja mukautua näyttölaitteen laatuun. Tästä huolimatta rasterikuvat sopivat paremmin kuin vektorikuvissa työskentelystä valokuvien tai valokuvat realistisia, koska se on nykyään käytännössä mahdotonta saada vektorigrafiikka valokuvasta, vaikka tutkimusta tehdään sitä. Tästä aiheesta kuva-analyysiin .

Vektorikuvaa ei voida näyttää suoraan näytöllä. Se on ensin muunnettava bittikarttatyyppiseksi kuvaksi, ainoaksi tyypiksi, jota näytönohjain voi käyttää. Kaikki vektorikuvia tuottavat ohjelmistot (erityisesti teollisen suunnittelun ohjelmistot) saavuttavat tämän muutoksen.

Näyttöperiaate

Palautus

Lopussa on XX th  -luvulla , tietokoneiden näytöt voisi näyttää noin 72-96 PPP (tai dpi (pistettä tuumalla) Englanti tai 28-38 pistettä senttimetrillä), kun taas tulostimet moderni voidaan saavuttaa resoluutiot 600 dpi (236 pistettä per cm ) tai enemmän; joten tulostamiseen tarkoitettujen kuvien käsittely voi olla vaikeaa tai edellyttää suuria näyttöjä ja erittäin tehokkaita tietokoneita . Näytöt, joiden resoluutio oli 200 dpi (79 pistettä / cm), olivat yleisön saatavilla vuoden 2001 loppupuolella, ja suurempia tarkkuuksia odotetaan tulevina vuosina.

Ammattitulostukseen tarkoitetut kuvat käsitellään 300 dpi: n tarkkuudella (118 pistettä / cm) ja CMYK-muodossa (syaani, purppura, keltainen, musta, esitys subtraktiivisella synteesillä ). Ne vievät 20 megatavua (~ 20 MB) - yli 100. RGB on näyttöpaletti, joka vastaa additiivista synteesiä .

Huomaa, että kuvan, jonka koko on 640 × 480 36 cm: n (14 ") näytöllä , resoluutio on 22,2 pistettä / cm tai 56 dpi. 1600x1200-kuvan 53 cm: n (21") näytöllä on 38 pistettä / cm tai 96 dpi.

3D-analogia

3D-tietokonegrafiikassa (kolmiulotteisena) pikselitason tasorasterin käsite laajennetaan joskus kolmiulotteiseen tilavuuteen, joka muodostuu pienistä lohkoista, joita kutsutaan "  vokseiksi  ". Tässä tapauksessa kolmiulotteisessa tilassa on säännöllinen ruudukko, jossa on elementtejä, jotka sisältävät väritiedot kullekin ruudukon pisteelle. Vaikka "vokselit" ovat tehokkaita abstrakteja monimutkaisten 3D-muotojen käsittelemiseksi, ne vaativat paljon muistia melko suuressa ryhmässä. Tämän seurauksena vektorikuvia käytetään useammin kuin "vokseleita" kolmiulotteisten kuvien tuottamiseen.

käyttää

Texas Instruments patentoi rasterikuvat ensimmäisen kerran 1970-luvulla , ja ovat nyt läsnä kaikkialla.

Matriisi muoto käytettiin lähettää viestin avaruudessa maapallon ulkopuolinen älykkyys: se on musta-valkoinen kuva edustaa aurinkokunnan , joiden mitat ovat n mukaan m , n ja m ollessa alkuluvut . Lähetetään vain sarja n × m bittiä, kuvan mitat on pääteltävä alkutekijöistä  ; lähettimet toivovat siten, että vastaanottimet pystyvät hajottamaan n × m kahdeksi tekijäksi ja siten säveltämään kuvan uudelleen.

Huomautuksia ja viitteitä

  1. Bernard Valeur, Sons et lumière , Éditions Belin,2014, s.  146.

Katso myös

Käytännön tietoa rasterikuvien käytöstä:

(fr) Tämä artikkeli sisältää otteita Free On-line Dictionary of Computing -sovelluksesta, joka sallii sen sisällön käytön GFDL- lisenssillä .