Растровая графика. 
Принципы обработки изображений

Растровое изображение состоит из пикселей. Пиксель — это самая маленькая единица цифрового изображения. Качество растрового изображения напрямую зависит от количества пикселов. Чем больше пикселей в растровом изображении, тем лучше его качество тем самым можно больше разглядеть. У растрового изображения есть три характеристики: разрешение, размер и цветовая модель. Часто разрешение путают с размером. Разрешение измеряется количеством точек на дюйм, а размер в мегапикселях. Результатом умножения количества точек в высоту на количество точек в ширину изображения принято называть размером. Цветовая модель — это характеристика изображения, описывающая его представление на основе цветовых каналов. На сегодняшний день самыми известными цветовыми моделями являются RGB (красный, зеленый и голубой) и CMYK (голубой, пурпурный, желтый и черный).

При редактировании растрового изображения его качество может измениться, потому что редактируются сами пиксели. Например, при увеличение растрового изображение качество ухудшается в два-три раза и на изображении будут видны квадраты — это и есть пиксели.

Добавление пикселей приводит к ухудшению резкости и яркости изображения, т.к. новым точкам приходится давать оттенки, средние между двумя и более граничащими цветами. Вывод растровой графики на устройства с более низким разрешением, чем разрешение самого изображения, тоже понизит его качество. Несмотря на эти недостатки, только растровая графика эффектно представляет реальные образы. Реальный мир состоит из миллиардов мельчайших объектов, и человеческий глаз как раз приспособлен для восприятия огромного набора дискретных элементов, образующих предметы, поэтому растровые изображения выглядят реально, конечно, если они были получены с высоким разрешением.

Помимо этого у растрового изображения есть и другие преимущества. Устройства вывода, такие как принтеры, для создания изображений используют наборы точек, поэтому растровые изображения могут быть очень легко распечатаны. Итак, обычно растровое изображение используют при сканировании и обработке графических изображений, которые содержат большое количество деталей и оттенков. Например, фотографий, при создании изображений для использования в других программах, в частности для передачи другим пользователям по сети Internet, при создании различных художественных эффектов, которые возможны благодаря специальным программным фильтрам. Самые известные и используемые графические редакторы это Adobe Photoshop и Corel PHOTO-PAINT.

Помимо потери качества, недостатком растрового графического изображения так же является большой размер файла. Фактически для каждого пиксела приходится хранить информацию о его координатах и цвете.

Не смотря на простоту растровой графики, она имеет большое количество форматов. Самые известные из них это GIF, PNG, RAW, JPEG.

GIF (Graphics Interchange Format) — если не самый популярный, то второй по популярности формат растровой графики точно, который используется для публикации изображений в WEB. Многие считают его «устаревшим» форматом, но альтернативы ему еще нет. GIF — единственный растровый формат графики, который поддерживает анимацию. На данный момент существуют еще два анимированных формата графики. Это MNG и APNG, которые вероятно и создают конкуренцию GIF, но их поддерживают далеко не все браузеры и графические редакторы. Преимуществами GIF формата являются: небольшой размер изображения, поддержка прозрачности, возможность создания покадровой анимации и т. д. К отрицательным сторонам можно отнести маленький выбор цветов, а их до 256, и отсутствие передачи полупрозрачности. На данный момент очень популярно использовать формат GIF в рекламных целях.

PNG(Portable Network Graphics) — этот формат поддерживает прозрачность, но в отличии от GIF он поддерживает и полупрозрачность — плавный переход цвета в прозрачную область. PNG формат создавался как раз для замены GIF, потому что компания CompuServe — разработчик формата GIF в 1995 году на 10 лет запатентовала алгоритм сжатия, который использовался при создании gif-картинок, что делало невозможным бесплатное использование данного формата в коммерческих проектах.

Положительными сторонами PNG формата являются: возможность создания полноцветного изображения с цветовыми переходами и полутонами, сохранение графической информации при помощи алгоритма сжатия без потерь и возможность использования альфа-каналов, то есть, попросту говоря, прозрачности и, более того — полупрозрачности, что позволяет создавать плавные переходы цвета в прозрачную область.

Недостатки PNG формата: невозможность создания анимированного изображения и некоторые браузеры, в основном устаревшие версии, отказываются отображать прозрачные области изображения формата PNG и закрашивают их серым цветом.

RAW появился благодаря цифровым фотоаппаратам. RAW — это по сути «отпечаток», который остается на матрице фотоаппарата в момент съемки, а точнее целых 3 отпечатка — в красном, зеленом и синем цветах. В RAW формате у файлов могут быть разные расширения (.cr2,.crw,.nef и т. д.). Это зависит от марки фотоаппарата. У каждого производителя фотоаппарата свой способ хранения информации. У файлов RAW формата есть свой собственный софт, который помогает преобразовать и редактировать эти файлы. при этом RAW-конвертер фирмы Canon будет читать только RAW-файлы снятые фотоаппаратами Canon (.cr2,.crw) и не сможет прочитать RAW-файл снятый фотоаппаратом Nikon (.nef). Недостатками этого форматата являются большой размер файла и отсутствие единого стандарта формирования RAW файлов для всех производителей и фототехники.

JPEG (Joint Photographic Experts Group) — самый популярный и распространенный формат растровой графики. Этот формат — пример использования алгоритмов сжатия «с потерями» или, по_другому, «искажающего сжатия». Он наиболее подходит для хранения картин, фотографий и других реалистичных изображений с плавными цветовыми переходами, но зато практически не пригоден для чертежей и схем, то есть для изображений с резкими переходами — алгоритм сжатия будет образовывать заметные артефакты в местах резкого контраста.

Не рекомендуется хранить в этом формате промежуточные варианты работы, потому что при «пересохранении» файл необратимо теряет свое качество. Формат JPEG — так же основной формат, в котором фотобанки принимают растровые изображения (фотографии и иллюстрации) для продажи. Сохранять конечный вариант файла, отправляемый на микросток, нужно в цветовой модели RGB, разрешением 300 dpi и, конечно, в 100%-м качестве. Так же можно вписать в файл IPTC-информацию (название, описание, ключевые слова) — формат JPEG позволяет это сделать и это значительно сэкономит вам время при отправке изображений на несколько фотобанков.

Помимо общих форматов растровой графики (GIF, PNG, RAW, JPEG и т. д.), которые спокойно воспринимаются всеми графическими редакторами, так же существуют и родные форматы этих редакторов, которые открываются только в программе, в которой они были сделаны. При обработке фотографий, растровых иллюстраций и разработке дизайна, промежуточные варианты желательно сохранять в таких форматах и только финальные версии переводить JPEG. Это нужно для того, чтобы можно было сохранять результаты работы без потери информации и в любой момент внести изменения в изображение или проект.