Растровое изображение

В вычислительной технике растровая пикселей (также называемая растровой ) графика представляет собой изображение, сформированное из рядов разного цвета . ^[1] GIF — это пример файла графического изображения, в котором используется растровое изображение. ^[2]

Как существительное, термин «растровое изображение» очень часто используется для обозначения конкретного приложения растрового изображения: pix-map , которое относится к карте пикселей , где каждый пиксель может хранить более двух цветов, таким образом используя более одного бита. на пиксель. В таком случае рассматриваемая область представляет собой массив пикселей, которые составляют устройство вывода цифровой графики (экран или монитор). В некоторых контекстах термин «растровое изображение» подразумевает один бит на пиксель, тогда как «растровое изображение» используется для изображений с несколькими битами на пиксель. ^[3]^[4]

Растровое изображение — это тип организации памяти или формат файла изображения, используемый для хранения цифровых изображений . Термин растровое изображение происходит из терминологии компьютерного программирования и означает просто карту битов , пространственно отображенный массив битов . Теперь, наряду с pixmap , это обычно относится к аналогичной концепции пространственно отображенного массива пикселей. Растровые изображения в целом можно называть растровыми или растровыми изображениями, синтетическими или фотографическими, в файлах или памяти.

Многие графические пользовательские интерфейсы используют растровые изображения во встроенных графических подсистемах. ^[5] Например, Microsoft Windows и OS/2 платформ подсистема GDI использует формат растровых файлов Windows и OS/2 , обычно называемый расширением файла. .BMP (или .DIB для аппаратно-независимого растрового изображения ). Помимо BMP , другие форматы файлов, в которых хранятся литеральные растровые изображения, включают InterLeaved Bitmap (ILBM) , Portable Bitmap (PBM) , X Bitmap (XBM) и Bitmap протокола беспроводных приложений (WBMP) . Аналогичным образом, большинство других форматов файлов изображений, таких как JPEG , TIFF , PNG и GIF, также хранят растровые изображения (в отличие от векторной графики ), но их обычно не называют растровыми изображениями , поскольку они внутренне используют сжатые форматы.

Пиксельное хранилище

В типичных несжатых растровых изображениях пиксели изображения обычно хранятся с переменным количеством бит на пиксель, которые определяют его цвет ( глубину цвета ). Пиксели длиной 8 бит и меньше могут представлять либо оттенки серого, либо индексированный цвет . Альфа -канал (для прозрачности ) может храниться в отдельном растровом изображении, где он аналогичен растровому изображению в оттенках серого, или в четвертом канале, который, например, преобразует 24-битные изображения в 32 бита на пиксель.

Биты, представляющие пиксели растрового изображения, могут быть упакованы или распакованы (разнесены до границ байта или слова), в зависимости от формата или требований устройства. В зависимости от глубины цвета пиксель изображения будет занимать не менее n/8 байт, где n — разрядность.

Для несжатого растрового изображения, упакованного в строки, например, хранящегося в формате файла Microsoft DIB или BMP или в несжатом формате TIFF , нижняя граница размера хранилища для n бит на пиксель (2 ^н цвета) растровое изображение в байтах можно рассчитать как:

{\text{size}}={\text{width}}\cdot {\text{height}}\cdot n/8

где ширина и высота указаны в пикселях.

В приведенной выше формуле цветовой палитры не учитываются размер заголовка и размер , если таковые имеются. Из-за эффекта заполнения строк для выравнивания начала каждой строки по границе единицы хранения, например слова , могут потребоваться дополнительные байты.

Независимые от устройства растровые изображения и формат файлов BMP.

Microsoft определила особое представление цветных растровых изображений с различной глубиной цвета , чтобы облегчить обмен растровыми изображениями между устройствами и приложениями с различными внутренними представлениями. Они назвали эти аппаратно-независимые растровые изображения «DIB», а формат файла для них называется форматом файла DIB или форматом файла BMP . По данным службы поддержки Microsoft: ^[6]

Аппаратно-независимое растровое изображение (DIB) — это формат, используемый для определения аппаратно-независимых растровых изображений в различных цветовых разрешениях . Основная цель DIB — обеспечить возможность перемещения растровых изображений с одного устройства на другое (отсюда и независимая от устройства часть имени). DIB — это внешний формат, в отличие от растрового изображения, зависящего от устройства, которое отображается в системе как объект растрового изображения (созданный приложением...). DIB обычно передается в метафайлах (обычно с использованием функции StretchDIBits()), файлах BMP и буфере обмена (формат данных CF_DIB).

Здесь «независимый от устройства» относится к формату или способу хранения, и его не следует путать с независимым от устройства цветом .

Другие форматы растровых файлов

Система X Window использует аналогичный формат XBM для черно-белых изображений и XPM ( пиксельную карту ) для цветных изображений. Используется множество других форматов несжатых растровых файлов, хотя большинство из них не широко. ^[7] В большинстве случаев стандартизированные сжатые растровые файлы, такие как GIF , PNG , TIFF и JPEG используются . Сжатие без потерь, в частности, предоставляет ту же информацию, что и растровое изображение, но в файле меньшего размера. ^[8] TIFF и JPEG имеют различные варианты. JPEG обычно представляет собой сжатие с потерями . TIFF обычно либо несжат, либо сжат без потерь по Лемпелю-Зиву-Уэлчу, как GIF . PNG использует Deflate сжатие без потерь , еще один вариант Lempel-Ziv .

Существует также множество «необработанных» файлов изображений, в которых хранятся необработанные растровые изображения без какой-либо другой информации. Такие необработанные файлы представляют собой просто растровые изображения в файлах, часто без заголовка или информации о размере (они отличаются от форматов фотографических необработанных изображений , которые хранят необработанные необработанные данные датчика в структурированном контейнере, таком как формат TIFF, вместе с обширными метаданными изображения ).

См. также

Битовая карта свободного пространства — массив битов, который отслеживает, какие блоки дискового пространства используются.
Растровая графика
Растровое сканирование
Растеризация
Спрайт (компьютерная графика)
Вокселы
Векторная графика
Трассировка изображений

Ссылки

^ «В АРХИВЕ: Что такое растровая и векторная графика и чем они отличаются» . Университетские информационные технологии. 22 сентября 2023 года. Архивировано из оригинала 21 апреля 2024 года . Проверено 21 апреля 2024 г.
^ Грегерсен, Эрик (26 января 2022 г.). «растровое изображение» . Британская энциклопедия . Архивировано из оригинала 21 апреля 2024 года . Проверено 21 апреля 2024 г.
^ Джеймс Д. Фоли (1995). Компьютерная графика: принципы и практика . Аддисон-Уэсли Профессионал. п. 13. ISBN 0-201-84840-6 . Термин «растровое изображение», строго говоря, применим только к двухуровневым системам с битом на пиксель; для систем с несколькими битами на пиксель мы используем более общий термин «пиксельная карта» (сокращение от «пиксельная карта»).
^ В.К. Пачгаре (2005). Комплексная компьютерная графика: включая C++ . Публикации Лакшми. п. 93. ИСБН 81-7008-185-8 .
^ Джулиан Смарт; Стефан Чомор и Кевин Хок (2006). Кроссплатформенное программирование графического интерфейса с помощью Wxwidgets . Прентис Холл. ISBN 0-13-147381-6 .
^ «DIB и их использование» . Справка и поддержка Microsoft . 11 февраля 2005 г.
^ «Список типов растровых файлов» . File-Extensions.org .
^ Дж. Томас; А. Джонс (2006). Эффективная коммуникация науки: практическое руководство по интеграции визуальных элементов . Издательство ИВА. ISBN 1-84339-125-2 .

[1] «В АРХИВЕ: Что такое растровая и векторная графика и чем они отличаются» . Университетские информационные технологии. 22 сентября 2023 года. Архивировано из оригинала 21 апреля 2024 года . Проверено 21 апреля 2024 г.

[2] Грегерсен, Эрик (26 января 2022 г.). «растровое изображение» . Британская энциклопедия . Архивировано из оригинала 21 апреля 2024 года . Проверено 21 апреля 2024 г.

[3] Джеймс Д. Фоли (1995). Компьютерная графика: принципы и практика . Аддисон-Уэсли Профессионал. п. 13. ISBN 0-201-84840-6 . Термин «растровое изображение», строго говоря, применим только к двухуровневым системам с битом на пиксель; для систем с несколькими битами на пиксель мы используем более общий термин «пиксельная карта» (сокращение от «пиксельная карта»).

[4] В.К. Пачгаре (2005). Комплексная компьютерная графика: включая C++ . Публикации Лакшми. п. 93. ИСБН 81-7008-185-8 .

[5] Джулиан Смарт; Стефан Чомор и Кевин Хок (2006). Кроссплатформенное программирование графического интерфейса с помощью Wxwidgets . Прентис Холл. ISBN 0-13-147381-6 .

[DIBhelp-6] «DIB и их использование» . Справка и поддержка Microsoft . 11 февраля 2005 г.

[7] «Список типов растровых файлов» . File-Extensions.org .

[8] Дж. Томас; А. Джонс (2006). Эффективная коммуникация науки: практическое руководство по интеграции визуальных элементов . Издательство ИВА. ISBN 1-84339-125-2 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]