Uma imagem raster , ou " cartão de pontuação " ( bitmap inglês ), é uma imagem composta de uma matriz de pontos coloridos. Ou seja, formada por uma mesa, uma grade, onde cada caixa tem sua própria cor e é considerada um ponto. É, portanto, uma justaposição de pontos coloridos formando, como um todo, uma imagem.
Esta expressão é principalmente utilizada nos campos da imagem digital ( computação gráfica , processamento de dados , fotografia digital , etc. ) para marcar a oposição deste conceito com o das imagens vetoriais . Nestes campos, os pontos de cor que os constituem são denominados pixels (para “ elemento de imagem ”, ou seja, literalmente: “elemento de imagem”).
Em 1672 , Isaac Newton demonstra com a ajuda do prisma que a luz branca vem da adição de todas as cores. Newton inicialmente distinguiu cinco cores, adicionando mais tarde em seu principal trabalho sobre luz ( Opticks 1702) laranja e índigo por analogia com os sete graus da escala diatônica . Além disso, o físico foi certamente empurrado para essa escolha arbitrária por sua imaginação, por seu subconsciente banhado por crenças esotéricas e pela importância simbólica do número sete na religião e na história (os sete pecados capitais, as sete pragas do Egito, as sete lâmpadas de fogo, os sete dias da criação, os sete dias da semana, os sete planetas, etc.).
Em 1839 , ano do nascimento da fotografia, Michel Eugène Chevreul publicou um livro explicando os efeitos ópticos produzidos pelas cores e sua justaposição, ou seja, não a sobreposição de camadas coloridas (filtros) ou a mistura de cores, mas o efeito produzido por diferentes cores lado a lado e vistas de longe. O7 de maio de 1869, sem se conhecerem e sem terem trabalhado juntos, Louis Ducos du Hauron e Charles Cros propõem à Sociedade Francesa de Fotografia um processo de sua invenção que permite a obtenção de fotografias coloridas . Todas essas obras marcam Georges Seurat , o criador do pontilhismo (ou neo- impressionismo ), e estão na origem da impressão em cores ou mesmo da televisão em cores .
Certos processos têxteis, em particular os de Jacquard , consideram as imagens como matrizes de pontos (a indústria têxtil foi aliás a primeira a utilizar a programação por cartões perfurados ). Na técnica do mosaico, já praticada pelos gregos e romanos, as imagens são representadas pela justaposição de pequenas pedras coloridas ou azulejos de barro (as tesselas ). Tudo isso está na origem das imagens em "point map ", ou em inglês, bitmap .
Este conceito de imagem opõe-se àquele que preconiza, para o armazenamento ou produção de imagens, traçar linhas de cores ( desenho , pintura , plotters …). O fato de justapor pontos coloridos (geralmente todos do mesmo tamanho, mas não necessariamente) permite uma reprodução mais fiel dos detalhes de uma imagem .
As técnicas para produzir este tipo de imagem geralmente exploram os efeitos únicos do poder de resolução que a visão humana confere à nossa percepção visual . De fato, tendo seus próprios limites, quando dois elementos lado a lado são suficientemente pequenos e distantes, não podemos mais distingui-los e nosso olho então apenas captura a síntese de suas cores (isto é, misturadas).
Portanto, na prática, as imagens raster devem ser projetadas de acordo com a distância típica de sua observação: vistas de muito perto, os pontos seriam perceptíveis, vistas de muito longe, seriam os detalhes da imagem.
Uma imagem raster geralmente deve ser definida por:
A codificação ou representação de computador de uma imagem envolve sua digitalização . Esta digitalização é feita em dois espaços:
A qualidade de uma imagem raster é determinada pelo número total de pixels ( " pic ture el ement " ) e a quantidade de informação em cada pixel (muitas vezes chamado de profundidade de cor de digitalização).
A definição de uma imagem com sua noção relacionada de resolução define o nível de detalhe que será visível na imagem. Para um determinado tamanho, quanto mais pixels houver, mais detalhes finos visíveis. Diz-se que quanto mais pixels uma imagem possui, maior é sua qualidade. Uma imagem digitalizada com uma resolução de 640 × 480 pixels (portanto, contendo 307.200 pixels) aparecerá muito aproximada e na forma de um mosaico de pequenos quadrados coloridos, em comparação com uma imagem de 1280 × 1024 pixels (ou seja, 1310.720 pixels). )
Como o armazenamento de uma imagem de alta qualidade custa uma grande quantidade de dados, as técnicas de compactação de dados são frequentemente empregadas para reduzir o tamanho das imagens armazenadas em um disco. Algumas dessas técnicas perdem informações e, portanto, empobrecem a qualidade da imagem, para fazer com que um arquivo ocupe muito menos espaço no disco. As técnicas de compactação que perdem informações são conhecidas como compactação com perdas .
Uma imagem pode conter uma paleta para definir a cor de cada pixel. Cada pixel está associado à classificação ocupada por sua cor na paleta. Este é o caso de imagens GIF que possuem uma paleta que suporta até 256 cores .
As imagens entregues pelas câmeras e softwares de desenho são, uma vez descompactadas, codificadas para cada pixel por um tripleto de valores para vermelho, verde e azul (modelo RGB ). Cada canal é codificado (para imagens JPEG ) em 8 bits de acordo com sua intensidade. Em 8 bits, é possível definir 256 níveis (2 elevado a 8). O resultado é uma imagem de 16,777216 milhões de tons disponíveis (256 potência 3). Estamos falando de uma imagem em 16 milhões de cores.
Devemos distinguir as diferentes representações de uma imagem de matriz.
Quando ampliamos uma imagem de matriz, uma vez que não adicionamos nenhuma informação que já não esteja presente, isso induz uma perda visível de qualidade. Mais precisamente, uma vez que uma imagem é digitalizada, sua definição é fixa e sua aparência visual não pode melhorar, mesmo usando dispositivos de exibição melhores ou truques de exibição. Uma imagem digital ampliada é considerada pixelizada .
Por outro lado, as imagens vetoriais podem ser facilmente exibidas em diferentes escalas e se adaptar à qualidade do dispositivo de exibição. Apesar disso, imagens raster são mais adequados do que as imagens vetoriais para o trabalho em fotografias ou fotos realistas porque é hoje impossível na prática para obter uma imagem do vetor de uma foto, mesmo que a pesquisa é realizada sobre ele. Este assunto em análise de imagem .
Uma imagem vetorial não pode ser exibida diretamente na tela. Ele deve primeiro ser transformado em uma imagem do tipo bitmap, o único tipo que pode ser usado pela placa gráfica. Todos os softwares que produzem imagens vetoriais (especialmente softwares de design industrial) conseguem essa transformação.
No final da XX th século , monitores de computador pode exibir aproximadamente 72 a 96 PPP (ou dpi (pontos por polegada) em Inglês ou 28-38 pontos por centímetro), enquanto impressoras modernas podem alcançar resoluções de 600 dpi (dots per 236 cm ) ou mais; portanto, trabalhar com imagens destinadas à impressão pode ser difícil ou exigir monitores grandes e computadores muito poderosos. Monitores com resolução de 200 dpi (79 pontos por cm) estavam disponíveis para o público em geral no final de 2001 e resoluções mais altas são esperadas nos próximos anos.
As imagens destinadas à impressão profissional são processadas a 300 dpi (118 pontos por cm) e em CMYK (ciano, magenta, amarelo, preto, representação por síntese subtrativa ). Eles ocupam entre vinte megabytes (~ 20 MB) e mais de 100. RGB é uma paleta de exibição que corresponde à síntese aditiva .
Observe que uma imagem de 640 × 480 em uma tela de 36 cm (14 ") tem uma resolução de 22,2 pontos por cm ou 56 dpi. Uma imagem de 1600 × 1200 em uma tela de 53 cm (21") tem uma resolução de 38 pontos por cm ou 96 dpi.
Na computação gráfica 3D (em três dimensões), o conceito de um raster plano de pixels às vezes é estendido a um volume tridimensional formado por pequenos blocos chamados “ voxels ”. Neste caso, existe uma grade regular no espaço tridimensional com elementos contendo as informações de cor para cada ponto da grade. Embora os “voxels” sejam abstrações poderosas para o processamento de formas 3D complexas, eles exigem muita memória para serem armazenados em um array bastante grande. Como resultado, imagens vetoriais são usadas com mais frequência do que “voxels” para produzir imagens tridimensionais.
As imagens raster foram patenteadas pela primeira vez pela Texas Instruments na década de 1970 , e agora são onipresentes.
O formato de matriz foi usado para enviar uma mensagem no espaço para uma inteligência extraterrestre: é uma imagem em preto e branco que representa o sistema solar , de dimensões n por m , n e m sendo de números primos . Apenas a série de n × m bits é transmitida, as dimensões da imagem devem ser deduzidas da fatoração primária ; os transmissores, portanto, esperam que os receptores sejam capazes de decompor n × m em seus dois fatores e, assim, recompor a imagem.
Para obter informações práticas sobre o uso de imagens raster:
(fr) Este artigo contém trechos do Dicionário Online Gratuito de Computação que autoriza o uso de seu conteúdo sob a licença GFDL .