GRAFIKA RASTROWA GRAFIKA RASTROWA

Transkrypt

1 GRAFIKA KOMPUTEROWA

2 GRAFIKA RASTROWA GRAFIKA RASTROWA (raster graphic) grafika bitmapowa: prezentacja obrazu za pomocą pionowo-poziomej siatki odpowiednio kolorowanych pikseli na monitorze komputera, drukarce lub innym urządzeniu wyjściowym. PIKSEL (pixel): najmniejszy element obrazu cyfrowego zazwyczaj mają kształt kwadratu monobarwność piksel jest wypełniony jednolitym kolorem położenie w obrazie określane względem lewego górnego narożnika podczas zapisu zapamiętywane jest położenie punkt po punkcie RASTER (MAPA BITOWA): siatka pikseli ułożonych równo w wierszach i kolumnach

3

4 WŁAŚCIWOŚCI BITMAPY ROZMIAR OBRAZU (image size): liczba pikseli z jakich złożony jest obraz którą wyraża się liczbą pikseli w poziomie i w pionie. ROZDZIELCZOŚĆ (resolution): liczba pikseli wyświetlana na odcinku jednego cala (ppi - pixels per inch) rozdzielczość drukarki liczba punktów drukowanych na cal (dpi dots per inch) GŁĘBIA KOLORÓW (color depth): liczba bitów reprezentująca kolor danego piksela wyrażana w jednostce bpp (ang. Bits Per Pixel). liczba kolorów która jest wyrażana za pomocą bitów wyliczana jest za pomocą równania: 2 y =x gdzie y=liczba bitów, x=liczba kolorów. Te czynniki wpływają na rozmiar danego pliku: - im wyższa rozdzielczość oraz im więcej kolorów tym ciężar danego obrazu będzie większy.

5 Jakość grafiki rastrowej po skalowaniu zależna jest od jej rozdzielczości. W praktyce grafikę rastrową można powiększyć o około 20% bez widocznego pogorszenia jakości obrazu. Główną wadą grafiki rastrowej jest brak możliwości skalowania bez skutków ubocznych Dlaczego obrazów rastrowych nie da się swobodnie skalować?

6 GRAFIKA WEKTOROWA GRAFIKA WEKTOROWA (OBIEKTOWA): obraz opisany jest za pomocą figur geometrycznych (w przypadku grafiki dwuwymiarowej) lub brył geometrycznych (w przypadku grafiki trójwymiarowej), umiejscowionych w matematycznie zdefiniowanym układzie współrzędnych, odpowiednio dwu- lub trójwymiarowym. obraz opisany jest za pomocą tzw. obiektów, które zbudowane są z podstawowych elementów nazywanych prymitywami, czyli prostych figur geometrycznych takich jak odcinki, krzywe, okręgi, wielokąty. każdy z prymitywów opisywany jest za pomocą parametrów, np. w przypadku odcinka współrzędnych jego końców obiekty takie mają także określone atrybuty mówiące np. o grubości i kolorze linii, kolorze wypełnienia figury itp.

7

8 SKALOWANIE OBRAZU WEKTOROWEGO obrazy wektorowe można nieograniczenie powiększać oraz zmieniać ich proporcje bez uszczerbku na jakości ze względu na matematyczny opis elementów (prymitywów) skalowanie w wypadku obrazu wektorowego to obliczenie nowych współrzędnych jakość obrazu uzależniona jest wyłącznie od dokładności opisu obrazu przez prymitywy typowe edytory grafiki wektorowej pozwalają oprócz zmiany parametrów i atrybutów prymitywów także na przekształcenia na obiektach, np.: obrót, przesunięcie, odbicie lustrzane, rozciąganie, pochylanie, czy zmiana kolejności obiektów na osi głębokości

9 PORÓWNANIE

10 PORÓWNANIE WEKTOROWA jakość grafiki wektorowej jest niezależna od rozdzielczości skalowanie bez straty jakości RASTROWA jakość grafiki rastrowej zależna od rozdzielczości. skalowanie powoduje spadek jakości obrazka.

11 KONWERSJA GRAFIKI DIGITALIZACJA: przekształcenie obrazka wektorowego w rastrowy łatwa operacja nakładana jest siatka o zadanej rozdzielczości i przydzielany dominujący kolor pikselom WEKTORYZACJA przekształcenie obrazka rastrowego w wektorowy trudna operacja głównym problemem jest wyszukiwanie krawędzi, które często nie są tak łatwe do znalezienia przez dany program. podczas rozwiązywania tego zagadnienia stosuje się często techniki z dziedziny sztucznej inteligencji, najczęściej bada się zmiany parametrów takich jak kontrast, barwa, czy nasycenie.

12 BARWA Wrażenie wzrokowe wywołane w mózgu przez padające na oko promieniowanie świetlne. Oko ludzkie rejestruje fale długości z zakresu nm. Człowiek może rozróżnić około 150 różnych barw. Wszystkie barwy z tzw. spektrum światła widzialnego można tworzyć przez łączenie podstawowych kolorów. Podstawowe barwy światła widzialnego to: fiolet niebieski cyjan zielony żółty pomarańczowy - czerwony.

13 POWSTAWANIE WRAŻENIA BARWY Postrzegana barwa obiektu zależy od barwy światła i od tego, które długości fal potrafi odbijać.

14 TRZECIE PRAWO GRASSMANA Każdą dowolnie wybraną barwę można otrzymać za pomocą trzech liniowo niezależnych barw. Trzy barwy tworzą układ niezależnych liniowo barw, jeżeli dowolne zsumowanie dwóch z nich nie może dać trzeciej barwy układu.

15 ATRYBUTY BARWY ODCIEŃ BARWY (kolor, ton, Hue) dominująca długość fali NASYCENIE (saturation) odstępstwo barwy od bieli JASNOŚĆ (wartość, Value) wskazuje czy barwa jest bliższa bieli czy czerni

16 MODELE BARW

17 MODELE BARW Służą do opisu kolorów używanych w grafice cyfrowej Każdy model barw ma własną przestrzeń kolorów, a co za tym idzie własny zakres kolorów możliwy do uzyskania oraz własny sposób tworzenia i identyfikowania. Różne modele barw są tworzone z uwzględnieniem urządzeń służących do reprodukcji obrazów

18 MODEL RGB addytywna synteza kolorów Kolor w modelu RGB powstaje jako wynik mieszania barw podstawowych: R, barwa czerwona (ang. red) G, barwa zielona (ang. green) B, barwa niebieska (ang. blue) Model RGB zakłada, że barwy składowe koloru dodają się mieszając addytywna synteza kolorów.

19 MODEL RGB addytywna synteza kolorów Ukierunkowany jest na sprzęt tworzący barwę w wyniku emisji światła. Grupa trzech plamek luminoforów emituje światło o barwach R, G, B. Barwa piksela jest addytywną mieszaniną tych barw.

20

21 MODEL CMY i CMYK substraktywna synteza koloru Kolor w modelu CMY powstaje jako wynik mieszania barw: C, barwa turkusowa (ang. cyan) M, barwa purpurowa (ang. magenta) Y, barwa żółta (ang. yellow) W modelu CMYK występuje dodatkowo kolor czarny (ang. black)

22 Kolory te odbierane są dzięki odbiciu światła proces substraktywny. (przedmioty przez nas oglądane świecą światłem odbitym) Pigment farb pochłania fale o określonych długościach (barwach) odbijając pozostałe. Jeżeli białe światło pada na powierzchnie koloru purpurowego, odbite światło nie zawiera barwy zielonej, a połączenie barw czerwonej i niebieskiej. Czerwona składowa światła białego zostaje pochłonięta przez powierzchnię.

23 W modelu CMY równe ilości trzech barw podstawowych (c=m=y) tworzą neutralną szarość, która w modelu CMYK jest generowana przez czwartą barwę podstawową K (black-czarny).

24

25

26 MODEL HSB model subiektywny Model HSB (zwany subiektywnym lub percepcyjnym) opisuje kolory w sposób zgodny z intuicyjnym rozumieniem barw. W systemie barwnym HSB kolor opisywany jest przez trzy czynniki: H odcień (ang. hue), to barwa spektralna na bazie której buduje się kolor, S nasycenie (ang. saturation), to intensywność używanego koloru, inaczej mówiąc, ile danego koloru istnieje w uzyskiwanej barwie, B jasność (ang. brightness), określa jak ciemny lub jak jasny jest dany kolor, jasność zmieniamy dodając do wyjściowego odcienia czerni lub bieli.

27 MODEL La*b* Zawiera najszerszą zdefiniowaną matematycznie przestrzeń barw, Najważniejszy model barw grafiki komputerowej, wykorzystywany do obliczeń na barwach przez systemy zarządzania barwami CMS (Color Management System).

28 DLACZEGO KOLORY CZASEM SIĘ RÓŻNIĄ? Nie istnieje takie urządzenie wyjściowe, które byłoby w stanie odtworzyć wszystkie kolory rozpoznawane przez ludzkie oko. Każde urządzenie dysponuje ograniczonym zakresem kolorów (nazywanym też gamutem) i nie jest w stanie odtworzyć kolorów spoza tego zakresu. Ze względu na różnice między przestrzeniami kolorów, przenoszenie dokumentów między urządzeniami może powodować zmiany kolorystyki Model kolorów określa relacje między wartościami, a przestrzeń kolorów wyznacza bezwzględną interpretację tych wartości jako kolorów. CIE L*a*b określa się jako niezależne od urządzeń. RGB, HSL, HSB i CMYK udostępniają wiele różnych przestrzeni kolorów często wyznaczanych przez urządzenie - są zależne od urządzeń.

29 MODELE BARW

30

31

32

33

34 KOLORY W KOMPUTERZE

35 1 BITOWA GŁĘBIA KOLORÓW Każdemu pikselowi obrazu odpowiada 1 bit Każdy piksel może być w jednym z dwóch stanów: biały czarny

36 8 BITOWA, MONOCHROMATYCZNA GŁĘBIA KOLORÓW Każdemu pikselowi odpowiada 8 bitów, czyli 1 bajt Otrzymujemy 256 odcieni szarości Wartość bajtu bezpośrednio reprezentuje wartość piksela Organizacja pamięci wygodna dla przetwarzania obrazu

37 8 BITOWA GŁĘBIA KOLORÓW Każdemu piksel zapisany jest na jednym bajcie. Wartość bajtu jest indeksem do palety kolorów Paleta może być zmieniana niezależnie od zawartości bitmapy

38 16 BITOWA GŁĘBIA HIGH COLOR Każdemu pikselowi obrazu odpowiadają 2 bajty (1 słowo) Kolor zdefiniowany bezpośrednio przez wartość piksela Ograniczona liczba kolorów powoduje pasmowanie

39 24 BITOWA GŁĘBIA TRUE COLOR Każdemu pikselowi obrazu odpowiadają 3 bajty Kolor zdefiniowany bezpośrednio przez wartość piksela. Każdej barwie składowej przydzielonych jest 8 bitów Każdy kolor może przyjąć 256 poziomów nasycenia

40 32 BITOWA GŁĘBIA KOLORÓW Rozwinięta wersja standardu 24 bitowego Dodatkowe 8 bitów kanał alfa Kanał alfa: definiuje przezroczyste obszary grafiki kontrola poprawności efekty specjalne kolorów Inne specyficzne informacje Stosowana podczas kodowania CMYK

41