06 (9)

ODraz cyfrowy Teoria obrazu

zy cyfrowe są to zawsze prostokątne obszary zbudowane z elementów identycznych pod względem wielkości i kształtu. Kształt elementów stanowią kwadraty. Taka prostokątna tablica zawiera tylko pełne kwadraty, zatem wymiary obrazu są zawsze wielokrotnością boku kwadratu podstawowego¹¹.

Kwadratowe elementy tworzące obraz cyfrowy noszą nazwę pikseli. Piksele stanowią więc jednostkę wielkości obrazu cyfrowego. Wielkość piksela ustala osoba wykonująca skanowanie lub realizująca zdjęcie cyfrowym aparatem fotograficznym²¹.

Na ogół, długość boku kwadratowych pikseli może być ustalana precyzyjnie (podczas skanowania) lub skokowo (podczas fotografowania aparatem cyfrowym). Zbyt duże piksele uwidocznią w obrazie „schodkowe" brzegi pochylonych krawędzi lub łuków, a zbyt małe mogą niepotrzebnie zwiększać ilość pamięci wymaganą dla poprawnego odwzorowania (np. wydrukowania) obrazu.

Całkowita liczba pikseli w obrazie cyfrowym jest iloczynem liczby pikseli wzdłuż obu boków jego prostokątnego obrysu.

Rys. 3.1 Obraz cyfrowy zbudowany jest z kwadratowych pikseli o stałej barwie

Cecha charakterystyczna pojedynczego piksela jest jego monobarwność. Oznacza to. że w przeciwieństwie do oryginału analogowego (rysunki 2.1 - 2.4), w obszarze zajmowanym przez piksel nie występuje ciągłotonal ność (rysunek 3.1). W efekcie, kolorowy obraz cyfrowy cechuje skokowa zmiana barwy przy przechodzeniu od jednego piksela do innego. Brak skokowej zmiany barwy jest możliwy jedynie wtedy, gdy obok jednego piksela znajduje się drugi o takiej samej barwie.

Jeżeli obraz cyfrowy jest odwzorowaniem ciągłotonalnego oryginału, wtedy sąsiadujące ze sobą piksele wykazują niewielką zmianę barw przy przechodzeniu przez taka tonalność. Daje to złudzenie osiągnięcia odpowiedniej ciągłotonalności.

1.    Nieraz programy graficzne mogą wyświetlać obrazy cyfrowe o kształtach nieprostokątnych. Należy pamiętać, że wtedy wyświetlana jest tylko część całego obrazu prostokątnego.

2.    Mapy bitowe można także tworzyć w specjalistycznych programach komputerowych, tzw. programach bitmapowych, np. Corel Photo-Paint.

10

Jeśli obraz cyfrowy jest odwzorowaniem kreski, wtedy na granicach sąsiadujących ze sobą dwóch kolorów jest gwałtowny skok iskok tonalności), zaś w obszarach kreski występują jednakowe piksele.

Rys. 3.2 Odwzorowanie cyfrowe iobrazy cyfrowe) oryginałów ciągłotonalnego (lewy dół) i kreskowego i prawy dół) wraz z wielokrotnym powiększeniem wybranych obszarów (U góry)

Na rysunku 3.2 przedstawiono odwzorowania cyfrowe oryginału ciągłotonalnego (z widoczną niewielką zmianą tonalności sąsiadujących ze sobą pikseli) i kreskowego (ze skokową zmianą tonalności na granicach kolorów) oraz ich 17-krotne powiększenia.

3.2. Kanał obrazowy

Barwy każdego piksela obrazu cyfrowego zapisane są w tzw. kanałach obrazowych. Kanał obrazowy podzielony jest na obszary o wielkości od powiadającej wielkości piksela. Obszary te są położone dokładnie w tych miejscach geometrycznych, gdzie znajdują się piksele w obrazie.

Do każdego kanału przypisana jest tzw. barwa podstawowa. Dla zrozu mienia istoty rzeczy będziemy przyjmować, że jest to barwa jakiegoś światła. Z każdym kanałem związana jest tablica poziomów jasności, jakie może przyjmować barwa tego światła. Poziomy jasności mogą zmieniać się tylko skokowo, a wielkość skoku uzależniona jest od typu kanału. Tak więc kanał obrazowy zawiera poziomy jasności dla każdego piksela obrazu, przenoszące się na piksel poprzez określoną barwę podstawową przyjętą dla tego kanału.

Jeśli w obrazie mamy jeden kanał, wtedy barwa wynikowa piksela odpowiada dokładnie barwie kanału i ma jasność taką. jak zapisano w odpowiadającym temu pikselowi miejscu w kanale.

Jeśli w obrazie mamy kilka kanałów, wtedy barwa wynikowa piksela jest odpowiednią sumą barw kanałów składowych, z których każda ma poziom jasności odpowiadający pikselowi w danym miejscu. Możemy w ten sposób zapisać obrazy pełnokolorowe.

11