Gráficos de trama

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Imagen de trama ( lat. rastrum - raspador, rastrillo) - una imagen que es una cuadrícula (mosaico) de píxeles - puntos de colores (generalmente rectangulares) en un monitor y otros dispositivos de visualización.

Las características importantes de una imagen son:

Tamaño de la imagen en píxeles: se puede expresar como el número de píxeles de ancho y alto (800 × 600, 1024 × 768, 1600 × 1200 píxeles, etc.) o como el número total de píxeles. Así, una imagen de 1600 × 1200 píxeles consta de 1 920 000 píxeles, que son aproximadamente 2 megapíxeles.
El número de colores utilizados o la profundidad de color (estas características tienen la siguiente relación: , donde es el número de colores, es la profundidad de color); $N=2^{k}$ $norte$ $k$
Espacio de color ( modelo de color ) - RGB , CMYK , XYZ , YCbCr , etc.;
La resolución de imagen es un valor que determina el número de puntos (elementos de imagen de trama) por unidad de área (o unidad de longitud). No debe confundirse con el tamaño de la cuadrícula de la imagen.

Los gráficos de trama se editan mediante editores de gráficos de trama . Los gráficos de trama se crean directamente en un editor de trama, cámaras, escáneres, así como exportándolos desde un editor de vectores o como capturas de pantalla .

Beneficios

Los gráficos de trama le permiten crear casi cualquier dibujo, independientemente de su complejidad, a diferencia de los gráficos vectoriales.
Prevalencia: los gráficos de trama ahora se usan en casi todas partes: desde pequeños íconos hasta carteles.
Alta velocidad de procesamiento para imágenes complejas si no se solicita escalado.
La representación de trama de una imagen es natural para la mayoría de los dispositivos de entrada y salida de información gráfica, como monitores (con la excepción de los dispositivos de salida de vectores), impresoras matriciales y de inyección de tinta, cámaras digitales, escáneres y teléfonos móviles.

Desventajas

Gran tamaño de datos para imágenes simples con una gran cantidad de puntos.
La incapacidad de escalar manteniendo el nivel original de detalle.
La imposibilidad de imprimir en un trazador vectorial sin manipulaciones de imagen adicionales.

Debido a estas deficiencias, se recomiendan los gráficos vectoriales para almacenar dibujos simples .

Formatos

Las imágenes rasterizadas generalmente se almacenan en forma comprimida. Dependiendo del tipo de compresión, puede o no ser posible restaurar la imagen exactamente como estaba antes de la compresión ( compresión sin pérdida o compresión con pérdida, respectivamente). Además, se pueden almacenar datos adicionales en el archivo gráfico: sobre el autor del archivo, la cámara y su configuración, la cantidad de puntos por pulgada al imprimir, la ubicación (si la imagen es una instantánea), el software utilizado para la preparación , etc. EXIF a menudo se usa para estos fines. .

Compresión sin pérdidas

Utiliza algoritmos de compresión basados en reducción de redundancia de información .

BMP o mapa de bits de Windows : generalmente se usa sin compresión, aunque se puede usar el algoritmo RLE .
GIF (Graphics Interchange Format) es un formato obsoleto que no admite más de 256 colores a la vez. Sigue siendo popular debido a la falta de soporte de animación en PNG puro , aunque el software está comenzando a admitir APNG .
PCX es un formato obsoleto.
PNG (Portable Network Graphics) es un formato de mapa de bits basado en el algoritmo de compresión Deflate .
JPEG-LS en modo de compresión sin pérdidas: el algoritmo utiliza la predicción adaptativa del valor de píxel actual en el entorno, incluidos los píxeles ya codificados.
Lossless JPEG es un algoritmo de compresión rápido pero ineficiente que utiliza (al atravesar la imagen píxel por píxel de izquierda a derecha, de arriba a abajo) una predicción simple no adaptativa del valor de píxel actual a partir de los valores de arriba, izquierda y abajo. y píxeles superiores izquierdos.

Compresión con pérdida

Basado en el rechazo de parte de la información, por regla general, la menos percibida por el ojo.

JPEG es un formato de imagen muy utilizado. La compresión utiliza la división de la imagen en bloques, la cuantificación de los componentes espectrales espaciales en cada bloque de la imagen, seguido de su codificación mediante entropía . Un examen detallado de una imagen muy comprimida muestra bordes nítidos borrosos y un muaré característico cerca de ellos. Con relaciones de compresión bajas, la imagen restaurada es visualmente indistinguible del original.

Varios

TIFF admite una amplia gama de cambios de profundidad de color, diferentes espacios de color, diferentes configuraciones de compresión (tanto con pérdida como sin ella), etc.
El formato Raw almacena información obtenida directamente de la matriz de una cámara digital o dispositivo similar, sin aplicarle ninguna transformación, así como los ajustes de la cámara. Le permite evitar la pérdida de información al aplicar varias transformaciones a una imagen (la pérdida de información ocurre como resultado del redondeo y el color del píxel que va más allá de los valores permitidos). Se utiliza cuando se dispara en condiciones difíciles (poca luz, imposibilidad de configurar el balance de blancos, etc.) para su posterior procesamiento en una computadora (generalmente en modo manual). Casi todas las cámaras digitales semiprofesionales y profesionales permiten guardar imágenes Raw. El formato de archivo varía según el modelo y el fabricante; no existe un estándar único para todas las imágenes Raw.

Historia

Las primeras computadoras no tenían medios separados para trabajar con gráficos, pero ya se usaban para obtener y procesar imágenes. Programando la memoria de las primeras máquinas electrónicas, construidas a base de tubos de rayos catódicos de almacenamiento, era posible obtener una imagen rasterizada.

En 1961, el programador S. Russell dirigió el proyecto para crear el primer juego de computadora con gráficos. La creación del juego " Spacewar " ("Space Wars") tomó alrededor de 200 horas-hombre. El juego fue creado en una máquina PDP-1 .

En 1963, el científico estadounidense Ivan Sutherland creó el sistema de software y hardware Sketchpad, que hizo posible dibujar puntos, líneas y círculos en un tubo con un bolígrafo digital. Se admitían acciones básicas con primitivas: mover, copiar, etc. De hecho, este fue el primer editor raster implementado en una computadora. Además, el programa puede llamarse la primera interfaz gráfica, y lo era incluso antes de la aparición del término mismo.

A mediados de la década de 1960. hubo desarrollos en las aplicaciones industriales de los gráficos por computadora. Entonces, bajo el liderazgo de T. Mofett y N. Taylor, Itek desarrolló una máquina de dibujo electrónica digital. En 1964, General Motors presentó el sistema de diseño asistido por computadora DAC-1, desarrollado en conjunto con IBM.

En 1968, un grupo dirigido por Konstantinov N. N. creó un modelo matemático por computadora del movimiento de un gato. La máquina BESM-4, ejecutando el programa escrito para resolver ecuaciones diferenciales, dibujó la caricatura "Kitty", que para su época fue un gran avance. Para la visualización se utilizó una impresora alfanumérica. Los gráficos por computadora experimentaron un progreso significativo con el advenimiento de la capacidad de almacenar imágenes y mostrarlas en una pantalla de computadora.