Grafika rastrowa

Skuteczne metody poprawy jakości grafiki rastrowej

Informacje ogólne

Większość z nas ma do czynienia częściej z grafiką rastrową niż z wektorową, ponieważ grafika rastrowa (nazywana też bitmapową) jest stosowana do reprodukowania w sieci zdjęć i grafik typu malarskiego (natomiast wykresy techniczne są zwykle prezentowane przy użyciu grafiki wektorowej. Zalety grafiki rastrowej, takie jak niski koszt i możliwość wyświetlania obszarów wypełnionych jednolitą barwą albo wzorami – są też bardzo przydatne przy tworzeniu realistycznych obiektów 3D. Słabością systemów rastrowych jest dyskretna reprezentacja piksela. Prymitywy, takie jak odcinki i wielokąty, są określane przez parametry końców/wierzchołków i odwzorowane w pamięci obrazu za pomocą piksela. Ten proces odwzorowania, czyli konwersji, nazywany jest rasteryzacją. Podczas gdy system wektorowy pozwala rysować ciągłe gładkie odcinki, zarówno prostoliniowe jak i krzywoliniowe, to system rastrowy może wyświetlać matematycznie gładkie linie, wielokąty i krawędzie prymitywów krzywoliniowych, takich jak okręgi, elipsy i krzywe Beziéra, tylko poprzez aproksymację za pomocą pikseli należących do siatki rastra. Może to powodować pojawienie się dobrze znanego efektu schodków albo ząbków

Rys.  1     Przykład efektu schodków (opracowanie własne)
Rys. 1 Przykład efektu schodków (opracowanie własne)


Obserwowane zakłócenia, będące konsekwencją błędu próbkowania nazywanego w teorii przetwarzania sygnałów aliasingiem, pojawiają się wówczas, gdy funkcja zmiennej ciągłej opisująca ostre zmiany jasności, jest aproksymowana za pomocą dyskretnych próbek. W grafice komputerowej stosowane są powszechnie metody minimalizowania podobnych zakłóceń, nazywane antyaliasowaniem, zarówno w systemach ze skalą szarości jak i w systemach barwnych. Metody te wprowadzają gradację jasności sąsiednich pikseli na granicach prymitywów, nie ograniczając się do ustawiania tylko maksymalnej albo zerowej wartości (oczywiście poza przypadkiem głębokości jednobitowej).