Характеристики изображений, связанные с их размером

 

Каждое изображение имеет печатный (физический) размер – размер, который изображение занимает на бумаге после распечатки его на принтере. Измеряется печатный размер в единицах длины: сантиметрах, миллиметрах и
дюймах.

Важно знать физический размер изображения, если оно должно быть напечатано.

Любое растровое изображение имеет размер в пикселях, показывающий количество пикселей по высоте и ширине. Размер изображения в пикселях важен, когда оно должно быть отображено на экране монитора. По этой причине размер в пикселях иногда называют экранным размером.

От размера в пикселях зависит, какое пространство будет занимать изображение на мониторе. Например, если монитор отображает 800 пикселей по ширине и 600 – по высоте, то изображение размером 800 × 600 пикселей заполнит весь экран, а изображение размером 400 × 300 – только четверть экрана.

Итак, изображение может иметь два размера: в пикселях и единицах длины. Соотношение между ними показывает размер отдельного пикселя, а следовательно, и степень детализации. Это соотношение называется разрешением изображения.

Разрешение изображения – количество пикселей, отображаемых на единицу длины изображения.

Обычно разрешение измеряется в пикселях на дюйм (ppi – pixel per inch, иногда dpi – dots per inch). Чем выше разрешение изображения, тем больше пикселей приходится на каждый дюйм, а значит, и выше степень детализации изображения. С повышением разрешения значительно возрастает количество пикселей и изображение занимает больше памяти.

Например, изображение размером дюйм на дюйм с разрешением 72 ppi содержит 5 184 пикселя (72 × 72). Изображение того же размера с разрешением 300 ppi содержит 90 000 пикселей.

Для отображения рисунка на экране монитора достаточно разрешения 72 ppi, для распечатки на принтере – 150 – 200 ppi.

Для хранения каждого пикселя растрового изображения необходимо количество битов, равное глубине цвета. Общий объем памяти, который требуется для хранения всех пикселей, называется информационным объемом изоб­ражения.

Информационный объем изображения – объем памяти, требуемый для хранения информации обо всех пикселях растрового изображения. Информационный объем измеряется в единицах измерения информации: битах, байтах, килобайтах, мегабайтах. Для того чтобы найти информационный объем изоб­ражения в битах, необходимо количество пикселей умножить на глубину
цвета. Количество пикселей определяется из размера в пикселях: нужно размер по ширине умножить на размер по высоте. Чем больше пикселей разных цветов содержит изображение, тем больше деталей оно может содержать и больше места будет занимать на диске.

Изображения хранятся на диске в файлах. Важно понимать, что размер файла не равен информационному объему изображения. Дело в том, что кроме информации о цвете пикселей в файл могут быть записаны различные параметры изображения, в том числе физический и экранный размеры, имя автора,
название программы, с помощью которой сделано изображение, и т. д., поэтому размер файла может быть больше, чем информационный объем изображения.
С другой стороны, многие форматы файлов используют алгоритмы сжатия графической информации, что позволяет хранить данные более компактно, поэтому размер файла может быть и меньше информационного объема.

Соотношение между информационным объемом и размером файла зависит от многих факторов, основным из которых является формат файла. Иногда размеры файлов, содержащих одно и то же изображение, но имеющих разные форматы, могут отличаться в десятки раз.

Размер файла – объем, занимаемый графическим файлом на диске.

Для вычисления физического размера служат следующие соотношения:

разрешение – ширина в пикселях, деленная на ширину в дюймах;

ширина в пикселях – ширина в дюймах, умноженная на разрешение;

ширина в дюймах – ширина в пикселях, деленная на разрешение;

ширина в сантиметрах – ширина в дюймах, умноженная на 2,54;

ширина в дюймах – ширина в сантиметрах, деленная на 2,54.

Соотношения для высоты изображения аналогичны.

Для вычисления информационного объема изображения необходимо помнить следующие соотношения:

количество пикселей – ширина, умноженная на высоту в пикселях;

информационный объем в битах – количество пикселей, умноженное на глу­бину цвета;

информационный объем в байтах – информационный объем в битах, деленный на восемь.

Глубина цвета зависит от цветового режима изображения. Наиболее распространенные цветовые режимы:

монохромный – на каждый пиксель выделен только один бит. Бит может принимать два значения: 0 и 1, поэтому в данном режиме используются только два цвета;

16-цветный – используются четыре бита, которыми кодируется цвет, они делятся следующим образом: по одному биту на каждый составляющий цвет (красный, синий, зеленый) и один бит яркости;

полутоновый – для кодирования цвета используются восемь бит, это означает, что можно закодировать 256 градаций серого цвета. Кодом 0 обозначается черный цвет, а кодом 255 – белый. Такой режим называют Grayscale (шкала серого цвета);

индексированных цветов – каждому используемому цвету в изображении присваивается номер, или, иначе говоря, индекс цвета. Для каждого пикселя хранится не настоящее описание цвета, а лишь номер в таблице цветов. Таблицу принято называть палитрой. В силу технических ограничений в годы создания этого режима в палитру входило не больше 256 цветов, т. е. для хранения каждого пикселя достаточно одного байта;

High Color – позволяет отображать 65 536 цветов, т. е. для кодирования цвета одного пикселя используется 16 бит;

True Color – на каждый из основных цветов для кодирования цвета одного пикселя выделяется восемь бит (один байт). Всего для хранения цвета пикселя требуется три байта. Таким образом, глубина цвета в этом режиме составляет 24 бита, а максимальное количество цветов в этом режиме – 16 777 216.

Если каждый цвет пикселя рассматривать как возможное состояние, то количество цветов может быть рассчитано по формуле:

 

N = 2 ^К, (1)

 

где К – глубина цвета (в битах).