Kolorowy świat Obraz analogowy tonalność Obraz cyfrowy Pojęcia: głębia bitowa bpp bits per pixels RGB Rozdzielczość ppi pixels per inch Bitmapa

Transkrypt

1 Kolorowy świat Obraz analogowy Cecha charakterystyczną jest tonalność czyli występowanie tego samego kolorów rożnych nasyceniach i jasnościach. Tonalność odwzorowują punkty rastrowe, które mogą mieć rożną wielkość i i zagęszczenie. Większa odległość daje wrażenie koloru jaśniejszego. Obraz cyfrowy To obszar zbudowany z identycznych co do wielkości i kształtu pikseli. Całkowita liczba pikseli jest ich iloczynem wzdłuż i w szerz obrazu. Jeden piksel jest monobarwny. Kolorowy obraz cechuje skokowa zmiana barwy. W rezultacie kreska jest jakby poszarpana. Pojęcia: Parametrem charakteryzującym obraz cyfrowy jest głębia bitowa, mówiąca o liczbie barw możliwych do odwzorowania w obrazie. Jednostką jest bpp bits per pixels. Obraz w skali szarości ma głębię 8 bitową i zapisany jest w kanale Grayscale. Obraz kolorowy zapisany jest w trzech kanałach RGB, każdy 8-bitowy, razem 256 odcieni jasności każdego z kolorów. Rozdzielczość obrazu cyfrowego to liczba pikseli przypadającą na jednostkę długości obrazu -ppi pixels per inch. Rozdzielczości kolorów w opisie obrazu ogólnie dzieli się na następujące odmiany: Bitmapa Skala szarości Kolor indeksowany High Color Truecolor Hicolor Kanały kolorów Bitmapa: najprostszy sposób opisu obrazu, charakteryzuje się tym, że opisuje obrazy tylko czarnobiałe. Każdy punkt obrazu może mieć tylko dwa stany: jest kolor albo nie ma koloru. Jeden punkt obrazu jest opisany tylko jednym bitem "1" lub "0". Bitmapa jako termin jest też używany w sensie ogólnym, w rozumieniu punktu obrazu, wówczas należy zwracać uwagę na kontekst czego dotyczy ta nazwa.

2 Kolor indeksowany: opis punktu obrazu jest indeksem do palety kolorów. Ilość różnych kolorów jest równa ilości elementów w palecie. Maksimum może to być 256 różnych kolorów. To maksimum 256 różnych kolorów odpowiada 256-ciu wybranych trójek (R,G,B) do opisu punktów obrazu. High Color: opis punktu obrazu zawiera trójkę R,G,B. Każda liczba trójki może mieć wartość od 0 do 32 (25) (15bitów). Ilość kolorów jakie można opisać to wartość 32*32*32, co oznacza Rozszerzony format na 16 bitów przyporządkowuje niebieskiemu i zielonemu po 5 bitów a czerwonemu 6. Ilość kolorów możliwa do opisania dzięki temu Truecolor: opis punktu obrazu zawiera trójkę liczb R,G,B. Każda liczba tej trójki może mieć wartość od 0 do 255. Cała trójka zajmuje najwięcej 3 bajty, 24 bity. Ilość różnych kolorów, jakie można opisać za pomocą takich trójek to wartość: 256*256*256, co oznacza różnych kolorów. Hicolor: opis punktu obrazu zawiera trójkę liczb R,G,B. Każda liczba tej trójki może mieć wartość od 0 do 65535, może się mieścić na dwu bajtach, na 16 bitach. Czyli cała trójka zajmuje najwięcej 6 bajtów, 48 bitów. Hicolor jest to zwiększona dwa razy precyzja dla truecolor. Ilość różnych kolorów, jakie można opisać wynosi: 65536*65536* Kanały kolorów: Opis obrazu przy użyciu kolorów trucolor, hicolor niesie informację o opisie punktu przez trójkę (R,G,B). Są to kanały R,G,B. W sekcji o przezroczystości kolorów istnieje jeszcze jeden rodzaj kanału, tak zwany Alfa kanał. Dithering: Symulacja koloru poprzez kompozycję kilku zbliżonych do niego barw z dostępnej palety. Przy odpowiednio wysokiej rozdzielczości oko ludzkie oglądając taki obraz z pewnej odległości aproksymuje ich intensywność, gdyż nie ma możliwości percepcji poszczególnych punktów obrazu. Dithering polega na takim wyświetlaniu kolorów dostępnych na danym urządzeniu, aby dawały złudzenie innego koloru. Obraz cyfrowy zapisujemy najczęściej w formacie bezstratnym tiff lub stratnym jpg, gif. png Formaty grafiki rastrowej BMP - format BMP jest standardowym formatem bitmap w środowisku Windows i w systemie DOS. FILMSTRIP - jest używany w animacjach i plikach wideo utworzonych przez program Adobe Premiere. PCX - opracowany przez firmę Z-Soft dla programu PC Paintbrush.Początkowo ten format był przeznaczony dla programu PC Paintbrush. PCX to jednak również format bitmapowy używany przez program Corel Draw i Corel PhotoPaint. Jeśli więc zdarzy się sytuacja, w której nie będziemy mogli zaimportować do CorelDraw`a dużej grafiki zapisanej w skompresowanym formacie TIFF - najlepszym wyjściem będzie konwersja takiego obrazu do formatu PCX. Poza tym jednak format ten nie wyróżnia się specjalnie spośród innych i powoli wychodzi z użycia. PICT - szeroko używany przez aplikacje graficzne i do składu Macintosha jako format pośredni do przesyłania plików między aplikacjami. Format PICT wykazuje szczególną efektywność przy kompresowaniu obrazków zawierających duże obszary jednolitego koloru. Zachowując obrazek RGB w formacie PICT, można zadeklarować rozdzielczość 16 bitów na piksel albo 32 bitów na piksel. Obrazki w skali szarości mogą mieć 2, 4 lub 8 bitów na piksel. PIXELPAINT - pozwala otwierać pliki w aplikacjach graficznych PixelPaint oraz PixelPaint Professional na Macintoshu. Format PixelPaint jest dostępny jedynie dla obrazków w kolorze indeksowanym i w skali szarości.

3 TGA (Targa) - został opracowany z myślą o systemach z kartą TrueVision, jest on powszechnie obsługiwany przez aplikacje graficzne systemu MS-DOS. Zachowując obrazek RGB w tym formacie, można wybrać głębię koloru. GIF (Graphics Interchange Format) dostarczenie obrazu na docelowe urządzenie wyjściowe. Nie ma on jednak możliwości wykrywania błędów. Format ten został opracowany dla wymiany danych między różnymi platformami roboczymi W formacie tym możemy zachować tylko pliki z grafiką 8 bitową (256 kolorów). Poprzez takie ograniczenie grafiki zapisane w tym formacie zajmują odpowiednio mniej miejsca niż pliki zapisane w formacie TIFF. Obok JPEG-a jest to jedyny format graficzny rozpoznawany przez wszystkie standardowe przeglądarki WWW. Dlatego jest on najczęściej używany przez projektantów stron internetowych. Cechą charakterystyczną jest możliwość stopniowego odtwarzania skompresowanej ilustracji. Już na samym początku procesu dekompresji na ekranie pojawia się zarys obrazu, którego jakość stanowi 1/8 ostatecznej rozdzielczości. Następnie wyświetlana kompozycja staje się stopniowo coraz bardziej dokładna, aż wreszcie na monitorze ujrzeć można ostateczną postać wczytywanego obrazu. Hitem ostatniego czasu jest możliwość tworzenia tzw. animowanych GIF-ów, które przy bardzo dobrej animacji zajmują mało miejsca na dysku, a co za tym idzie nadają się idealnie do wykorzystania na stronach WWW. PNG (Portable Network Graphics - "ping") - 24-bitowy format opracowany jako alternatywa dla formatu GIF; podobnie jak ten ostatni, jest on używany do wyświetlania obrazków w sieci World Wide Web i w serwisach interaktywnych. Format PNG zachowuje całą informację o kolorze, w celu zmniejszenia rozmiaru plików posługuje się algorytmem kompresji bezstratnej. Oferuje większą możliwość kompresji od GIF'a. TIFF (Tagged Image File Format) - jest używany do wymieniania plików między aplikacjami i platformami komputerowymi. Format TIFF obsługuje kompresję LZW - algorytm kompresji bezstratnej, nie powodującej utraty szczegółów obrazka. JPEG (Joint Photographic Expert Group) - umożliwia zarówno stratną jak i bezstratną kompresję danych, jednak ta pierwsza daje dużo lepsze rezultaty. Stopień straty danych jest kontrolowany poprzez ustawienie parametrów zdefiniowanych w specyfikacji JPEG. PDF- jest używany przez program Adobe Acrobat, oprogramowanie firmy Adobe służące do elektronicznego publikowania, które pracuje na Macintoshu, w środowisku Windows, w UNIX-ie i w DOS-ie. Pliki PDF można oglądać za pomocą oprogramowania Acrobat Reader, umieszczonego w pakiecie Adobe Photoshop. Format PDF, może reprezentować zarówno grafikę wektorową, jak i bitmapy. Pliki PDF mogą na przykład zawierać odnośniki hipertekstowe i elektroniczne spisy treści. Barwa i kolor W języku potocznym słowa kolor i barwa są synonimami, nie jest to poprawne Barwa jest to wrażenie psychiczne wywoływane w mózgu człowieka, gdy oko odbiera promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu widzialnej części fal świetlnych. Główny wpływ na to wrażenie ma skład widmowy promieniowania świetlnego, w drugiej kolejności ilość energii świetlnej, jednak niebagatelny udział w odbiorze danej barwy ma również obecność innych barw w polu widzenia obserwatora, oraz jego cechy osobnicze, jak zdrowie, samopoczucie, nastrój, a nawet doświadczenie i wiedza w posługiwaniu się własnym organem wzroku. (Wikipedia) Powszechnie jest używany system uporządkowania barw Munsella. Zawiera on zbiory opublikowanych standardowych barw zorganizowanych w przestrzeni trzech parametrów: - odcienia barwy, - wartości (jasności), - chromy (nasycenia). Każda barwa ma nazwę. Artyści przy określaniu barw korzystają z pojęć: tinta powstaje w wyniku dodania białego barwnika do czystego pigmentu cień powstaje przez dodanie czarnego barwnika do czystego ton powstaje po dodaniu zarówno białego jak i czarnego

4 Wszystkie te operacje wpływają na jasność i nasycenie. Dobór barwy czystej to określenie odcienia. Mieszanie jedynie białego i czarnego koloru tworzy barwy szare. odcień (hue) Każdej barwie można przyporządkować pewną liczbę, która jednoznacznie określa jej kolor (najczęściej jest to długość odpowiadającej jej fali świetlnej, choć wbrew temu co podaje wiele źródeł nie zawsze tak jest). Pozycję wybranej barwy na tzw. kole barw określa się jako H (hue). Najlepsze polskie tłumaczenie tego słowa to odcień albo właśnie kolor. nasycenie (saturation) Każda barwa może posiadać różny stopień nasycenia. Od zera, dla którego odnosimy jedynie wrażenie jasności i nie potrafimy rozróżnić koloru do jeden, gdy barwa jest w pełni nasycona. Parametr ten nazywamy nasyceniem S (saturation). jasność (lightness) Gdy odrzucimy wrażenie koloru, punkty obrazu możemy rozróżnić jedynie według ich jasności L (lightness). jaskrawość (value, brightness) Stopień zawartości światła białego w danej barwie nazywamy jaskrawością i mierzymy przy użyciu jednego z dwóch rónoważnych parametrów V (value) lub B (brightness). model HSL W modelu HSL każdą barwę opisuje trójka liczb, z których pierwsza określa odcień odpowiadający danej barwie, druga jej nasycenie a trzecia jasność. model HSV W modelu HSV każdą barwę opisuje trójka liczb z których pierwsza określa odcień odpowiadający danej barwie, druga jej nasycenie a trzecia jaskrawość. Model HSV użyteczny jest na przykład przy rozjaśnianiu obrazów, które z natury są dość jasne (np. słoneczny dzień na plaży). Model HSL warto stosować przy ściemnianiu. Czułość oka ludzkiego na światło Za widzenie kolorowe odpowiedzialne są czopki i pręciki. Obiektywną metodą mierzenia zajmuje się tym dział fizyki kolorymetria. Pojęcia kolorymetrii zestawione z odpowiednikami określeń percepcyjnych: Odcień barwy -dominująca długość fali Nasycenie -czystość Jasność (obiekty refleksyjne) -luminancja Jaskrawość (obiekty świecące) - luminancja

5 Addytywny model barw Ukierunkowany na sprzęt wyświetlający. Model RGB: R = 1,0,0 G = 0,1,0 B = 0,0,1 C = 0,1,1 M = 1,0,1 Y = 1,1,0 CZARNA = 0,0,0 BIAŁA = 1,1,1 SZAROŚĆ = 0.5,0.5,0.5 Subtraktywny model barw Ukierunkowany na sprzęt drukujący.

6 Model CMY: C = 1,0,0 M = 0,1,0 Y = 0,0,1 R = 0,1,1 G = 1,0,1 B = 1,1,0 CZARNA = 1,1,1 BIAŁA = 0,0,0 SZAROŚĆ = 0.5,0.5,0.5 Model HSV (HSL): Hue barwa (dominująca długość fali) Saturation nasycenie (czystość pobudzenia) Value (Level) jasność (jaskrawość). Na przykład: RGB(1,0,0) oznacza kolor czerwony RGB(1,1,0) oznacza kolor żółty CMYK(1,0,1,0) oznacza kolor niebieski Aby zamienić reprezentację barwy z modelu RGB do CMY stosujemy wzory: RGB r, g, b =CMY 1 r,1 g,1 b Aby dokonać zamiany z CMY do RGB używamy: CMY c,m, y =RGB 1 c,1 m,1 y CMY na CMYK zamieniamy w poniższy sposób: k=min c,m, y CMYK c k,m k, y k, k =CMY c, m, y RGB bywa nazywany modelem mieszania świateł (fotografia, telewizja) CMYK bywa nazywany modelem mieszania farb (malarstwo, druk) Jednym z wygodniejszych sposobów reprezentacji przestrzeni kolorów jest tzw. sześciokąt kolorów. Nieco podobnie wygląda reprezentacja barw na kole kolorów. W tym przypadku barwa określana jest poprzez podanie współrzędnych (w układzie biegunowym) punktu wskazującego określoną barwę. Współrzędnymi są: kąt - określający właściwy odcień barwy (hue) oraz promień - określający nasycenie barwy (saturation). Kąt równy zero odpowiada kolorowi czerwonemu, kąt 120o to kolor zielony, a 240o to niebieski. Promień równy zero to zerowe nasycenie, a maksymalny promień odpowiada maksymalnemu nasyceniu. Jak łatwo zauważyć, zarówno na sześciokącie kolorów jak i na kole kolorów nie ma informacji o jasności danej barwy (lub o jej jaskrawości).

7 Model CIE La*b* Zawiera najszerszą zdefiniowaną matematycznie przestrzeń barw, która powstała w wyniku transformacji krzywoliniowego stożka CIE. Najważniejszy model grafiki komputerowej, wykorzystywany do obliczeń na barwach przez systemy zarządzania barwami CMS (Color Management Systems).

8 Formaty grafiki wektorowej Grafika wektorowa odwołuje się do opisu powstawania obrazka. W tej metodzie, każdy element obrazka opisany jest matematyczną formułą, a cały obrazek reprezentowany jest przez ciąg takich obiektów. Zalety: Mała zajętość pamięci Analityczny opis (wyodrębnione elementy składowe) Projektowanie grafiki wektorowej jest łatwe. Pliki graficzne zapisane wektorowo są dużo mniejsze od tradycyjnych. Obraz nie traci na jakości podczas zmniejszania, powiększania Rozmiar pliku bez względu na jego powiększenie jest zawsze taki sam. Łatwa obróbka i modyfikacja. Umożliwia animacje 2 i 3 wymiarową. EPS (Encapsulated PostScript) - są rozpoznawane przez większość programów ilustracyjnych; w większości przypadków jest to format preferowany aplikacji. Jest to format wektorowy, posiada on znaki sterujące dla urządzeń drukujących i programów edytujących i wyświetlających. WMF (Windows MetaFile), tworzony przez narzędzia do rysowania np. w MS-Office CDR (Corel Draw), CGM (Computer Graphics Metafile, czyli metaplik grafiki komputerowej), DRW (Micrografx Designer), PIC, PICT, DXF (głownie do CAD, rysunków technicznych), HPGL - do ploterów SVG (Scalable Vector Graphics) Format oparty na języku XML więc może być integrowany z innymi językami, jak na przykład XHTML; promowany jako standard grafiki wektorowej; umożliwia tworzenie animacji,nieobwarowany licencjami i patentami. Format SVG powstał z myślą o zastosowaniu na stronach WWW. Używany jest również jako niezależny od platformy systemowej format grafiki wektorowej. FLA, SWF (Adobe Flash) Prawdopodobnie najpopularniejszy format grafiki wektorowej (szczególnie popularny w internecie); umożliwia tworzenia animacji. W zamierzeniu miały być wystarczająco małe do publikacji w internecie. Pliki SWF mogą zawierać animacje lub aplety o różnym stopniu interaktywności i funkcjonalności. Pliki SWF są czasami używane do tworzenia animowanych grafiki i menu w filmach DVD, jak i stron internetowych. Pliki tego formatu są nazywane Shockwave Flash Object. SWF jest obecnie dominującym formatem animacji wektorowych w sieci, przewyższając otwarty standard W3C - SVG AI (Adobe Illustrator) Rozszerzenie wewnętrznego formatu plików programu grafiki wektorowej Adobe Illustrator. Programy do grafiki wektorowej Adobe Illustrator, Aldus Freehand, Canvas for Windows CorelDraw!, Corel Photo-Paint, refleksy świetlne (ray tracing), efekty fotorealistyczne - CorelDream 3D i CorelMotion 3D; Corel WebDesigner; Corel Trace - wektoryzacja grafiki rastrowej. Corel Xara - prostszy, łatwiejszy, darmowy, doskonałe możliwości, zoomowanie. Draw Perfect, Harvard Graphics, Fractal Design Painter (Fractal Design Corp.) Micrografx ABC Graphics Suite: Picture Publisher, Micrografx Designer, ABC Flowcharter, ABC Media Manager. Van Gogh for Windows, polska firma Vadim Biblioteka przestrzennych obiektów graficznych OpenGL

9 ChemWindows,edytor wzorów chemicznych Calisto 3.0 Designer 8.0 FreeHand Inkscape Programy grafiki rastrowej PC-Paintbrush; Fractal Designs Painter, PaintShopPro Obróbka kolorowych zdjęć: Photoshop, Picture Publisher i Photostyler. Gimp