TI/Formaty danych: obraz, dźwięk, wideo
⬆ Grafika rastrowa i wektorowa
Raster to technika druku wykorzystywana do uzyskania odcieni szarości. Dla każdego koloru lub stopnia szarości nie da się osobno rozcieńczać farby drukarskiej; w danym punkcie farba jest nakładana albo nie. Odcienie szarości uzyskuje się przez rysowanie czarną farbą malutkich punkcików. Im większe (lub gęściej ułożone) punkty, tym ciemniejszy odcień widzimy – mimo, że wszystkie punkty są czarne. Można to zobaczyć oglądając pod lupą na przykład zdjęcie w (analogowej:) gazecie. Podobnej techniki, z wykorzystaniem punktów w co najmniej trzech kolorach, używa się w druku kolorowym.
W grafice komputerowej kolory "rozcieńczamy" osobno dla każdego elementu obrazu, czyli piksela (ang. picture element). Odcienie szarości opisujemy liczbami (np. im większa liczba tym ciemniejszy piksel), a kolory np. trójkami liczb. W najpopularniejszym modelu RGB (ang. red, green, blue) trzy liczby będą oznaczać względną zawartość trzech podstawowych kolorów (czerwony, zielony, niebieski). Obraz rastrowy to inaczej mapa bitowa (ang. bitmap) — w najprostszym przypadku obrazu czarno-białego na jeden piksel wystarczy jeden bit informacji.
A co z krawędziami? Obiekty i kształty które widzimy są wynikiem przetwarzania informacji w układzie nerwowym. Obrazy docierają do nas w formie rastrowej — kwanty światła rejestrowane są na pojedynczych komórkach siatkówki. Ale uniwersalność komputerów pozwala na zapisywanie grafiki w taki właśnie "przetworzony" sposób — jako zbiór konkretnych obiektów (koła, linie, kwadraty...) a nie pikseli. Grafika obiektowa (inaczej wektorowa) umożliwia:
- powiększanie obrazu bez utraty jakości (przy powiększaniu bitmap pojawiają się widoczne piksele),
- łatwiejszą modyfikację obrazu, przez operacje (przesuwanie, usuwanie) na całych obiektach a nie pojedynczych pikselach.
Jak uzyskać plik z grafiką wektorową?
- Jeśli rysunek jest tworzony na komputerze, możemy o tym zdecydować od razu — zwykle wiąże się to z wyborem programu który wykorzystamy do rysowania.
- Zdjęcie z aparatu cyfrowego, podobnie jak obraz na siatkówce, tworzone jest z informacji o kwantach światła padających na matrycę światłoczułych elementów. Tak więc obraz jest z natury rastrowy — możemy go zamienić na wektorowy dokonując automatycznej detekcji krawędzi. Proces ten, zwany wektoryzacją, nie zawsze daje zadowalające wyniki — w najlepszym razie usyskujemy obrazy mniej lub bardziej przypominające klatki filmów rysunkowych.
Kompresja bezstratna (np. zip) i stratna (jpeg, mp3...)
Kompresja bezstratna polega na takim spakowaniu pliku, aby po jego rozpakowaniu odzyskać dokładnie tę samą sekwencję bitów, czyli ten sam plik. Współcześnie stosowane algorytmy kompresji bezstratnej są znacznie bardziej skomplikowane niż symboliczny przykład na rysunku — por. algorytm ANS opracowany przez dr. Jarosława Dudę.
Formaty kompresji stratnej tworzone są w celu usuwania z plików części informacji w taki sposób, aby jakość zawartej w pliku informacji uległa możliwie niewielkiemu pogorszeniu. Jest to oceniane subiektywnie, i strategie są zupełnie różne dla różnych rodzajów plików, w zależności od zawartości, np. muzyka (mp3), obrazy (jpeg) czy wideo (mpeg4, divx).