Gimp Grafika rastrowa (konwersatorium)

Transkrypt

1 GIMP Grafika rastrowa Zjazd 1 Prowadzący: mgr Agnieszka Paradzińska 17 listopad 2013 Gimp Grafika rastrowa (konwersatorium) Przed przystąpieniem do omawiania cyfrowego przetwarzania obrazów niezbędne jest zapoznanie się z kilkoma pojęciami z nim związanymi. Poniżej znajdują się definicje tych najbardziej podstawowych, potrzebnych do zrozumienia tematyki zajęć. Obraz cyfrowy, najprościej rzecz ujmując, jest to komputerowa reprezentacja obrazu analogowego. Istnieją dwa podstawowe formaty przechowywania obrazu przez komputery: grafika wektorowa oraz grafika rastrowa. Grafika wektorowa polega na opisaniu elementów obrazu przy użyciu wzorów matematycznych i przechowywaniu ich w takiej formie. Rysunki / obrazy składają się z zestawów punktów, odpowiednio ze sobą połączonych liniami prostymi i krzywymi. Połączone ze sobą proste i krzywe tworzą obiekty (figury lub bryły geometryczne), te z kolei odpowiednio rozmieszczone w przestrzeni, tworzą kompozycję, a więc cały obraz. Każdy z obiektów jest niezależną całością w stosunku do innych obiektów i posiada właściwe dla siebie cechy, takie jak np. kontur, rozmiar, atrybuty dotyczące wypełnienia, stopień przejrzystości. Zaletą grafiki wektorowej jest jej bezstratna skalowalność. Używane w pakiecie biurowym MS Office ClipArty są przykładem grafik wektorowych. Najbardziej znanymi programami do tworzenia tego typu grafik są np. CorelDraw i Adobe Flash. Grafika rastrowa - Jest to typ grafiki komputerowej, którą zajmować się będziemy na tym kursie, dlatego też jej definicji poświęcimy trochę więcej miejsca W przypadku grafiki rastrowej każdy obraz to siatka bardzo małych kwadratowych lub prostokątnych obiektów zwanych pikselami, gdzie każdy z pikseli ma swoją określoną pozycję na przecięciu danej kolumny i rzędu siatki oraz barwę odcień szarości lub kolor. Obraz przechowywany jest w pamięci komputera jako zapis informacji o barwie poszczególnych pikseli siatki. Obraz utworzony w ten sposób nazywa się mapą bitową (lub bitmapą). Wymiary a Rozdzielczość Wymiary siatki, a więc maksymalna ilość pikseli w rzędzie (szerokość) oraz w kolumnie (wysokość), określają wymiary obrazu np. 1920x1080 pikseli. Związany jest z tym jeden z najważniejszych parametrów obrazu rastrowego jego rozdzielczość. Mówi ona o tym ile pikseli przypada na wykorzystywaną jednostkę powierzchni. Głównie jest ona podawana w pikselach na cal (ppi pixels per inch lub Dpi dots per inch). Oczywiście, im wyższa jest rozdzielczość tym lepsza jakość obrazu. Należy pamiętać, że rozdzielczość jest wartością stałą ilość pikseli przypadająca cal obrazu jest niezmienna, co sprawia, że powiększając obraz rastrowy, uzyskamy efekt powiększenia pikseli. 1

2 Wykonaj następujące ćwiczenie. Ćwiczenie 1. Otwórz plik o nazwie gimpga-duza.jpg w Przeglądarce fotografii systemu Windows. Powoli powiększaj obraz obserwując zmiany w jakości obrazu i wielkość pikseli. Jak widać wraz ze zmianą wielkości obrazu rastrowego zmienia się też wielkość pikseli, co sprawia, że nadmierne powiększanie gotowych grafik rastrowych jest niewskazane z punktu widzenia zachowania jakości obrazu. Dlatego też przed rozpoczęciem prac nad projektem graficznym czy przed zrobieniem zdjęcia aparatem cyfrowym istotne jest prawidłowe ustalenie rozdzielczości obrazu, który planujemy uzyskać. Należy jednak pamiętać, że za zwiększeniem rozdzielczości, a tym samym jakości obrazu, idzie zwiększenie rozmiaru pliku, w którym będzie on zapisany. Powinno się zatem dostosować ustawienia obrazu do jego przeznaczenia, inaczej możemy narazić się na komplikacje związane z szybkim wyczerpaniem się miejsca na nośniku (karta pamięci, pendrive) lub problemem z przesłaniem zdjęć pocztą , gdy pliki obrazów okazują się zbyt duże, lub też w drugą stronę, gdzie grafika czy zdjęcie nie mogą zostać użyte w projekcie przez zbyt niską jakość. O jakości i rozdzielczość zdjęć oraz odpowiednich ustawieniach cyfrowego aparatu fotograficznego opowiemy sobie bardziej szczegółowo w dalszej części kursu. Teraz jednak wróćmy do tematu parametrów opisujących obrazy rastrowe. Głębia kolorów Charakterystycznym dla obrazów rastrowych jest też sposób przechowywania informacji o kolorze pikseli. 2

3 Dla każdego z nich informacja ta zapisywana jest w określonej liczbie bitów (najmniejszych jednostek informacji używanych przez komputer, przyjmuje wartości 0 lub 1). O tym ile bitów używanych jest do przechowania informacji o kolorze jednego piksela mówi nam kolejny parametr obrazu rastrowego głębia bitowa (zwana też głębią koloru lub piksela, rozdzielczością bitową, dokładnością bitową). Dla głębi bitowej w praktyce stosuje się zakres od 1 do 39 bitów na jeden piksel. Im wyższa głębia bitowa tym więcej odcieni kolorów piksel może przyjąć. Na ogół mówi się o mapach 1-, 8-, 16-, 24- i 32-bitowych. Głębia 1-bitowa oznacza, że kolor każdego piksela może być opisany przez tylko jedną cyfrę 0 lub 1 gdzie 0 oznacza piksel maksymalnie zaciemniony (czerń), a 1 maksymalnie rozjaśniony (biel). Tak więc obraz jako mapa 1-bitowa będzie zawierał tylko czarne i białe obiekty. 0 1 Głębia 8-bitowa to 256 możliwych odcieni obsługiwanego koloru. Natomiast głębia 24-bitowa to aż odcieni barwnych powstających z pomieszania dowolnych odcieni trzech podstawowych kolorów: czerwonego, zielonego i niebieskiego (RGB). Każdy z nich może przyjąć 256 odcieni (256x256x256 = ). Warto wspomnieć, że ludzkie oko postrzega rzeczywistość właśnie z głębią 24-bitową jest to tzw. True Color. W związku z tym głębie kolorystyczne większe niż 24-bitowe nie wnoszą już żadnej poprawy co do ilości odcieni, umożliwiają natomiast dodawanie do obsługiwanych barw 3

4 dodatkowych efektów np. 36-bitowa głębie pozwala na obsługę barw True Color oraz dodatkowego kanału przezroczystości alfa. Histogram Mówiąc o kolorach pikseli należy od razu wspomnieć narzędzie informacyjne, niezwykle przydatne przy wszelkich przekształceniach związanych z barwami, a mianowicie histogram. Można by go, w najprostszych słowach, opisać, jako wykres częstości występowania poszczególnych wartości określających jasności pikseli lub ich całych zakresów w obrębie obrazu. Jeżeli popatrzymy na niego jak na tradycyjny wykres to na osi poziomej znajdują się wartości jasności punktów, od całkowicie czarnych - po lewej stronie, do intensywnie białych - po prawej. Każdej wartości jasności przypisany jest słupek o wysokości proporcjonalnej do liczby punktów o tej jasności. Poniższy obraz prezentuje zdjęcie Nebuli Carina zrobionego przez teleskop Hubble a oraz histogram tego zdjęcia. Fot. 1 Carina Nebula i histogram kanałów RGB zdjęcia [źródło fotografii : Dzięki histogramowi wiemy, jakie odcienie danej barwy przeważają na obrazie i możemy podjąć decyzję o modyfikacji poszczególnych kanałów barw. Programy Programy komputerowe umożliwiające pracę z grafiką rastrową to m.in. GIMP, Adobe Photoshop, Corel Paint Shop Pro, Corel PHOTO-PAINT, a także dobrze znany użytkownikom systemu Microsoft Windows MS Paint. 4

5 Wiemy już jak obrazy, z którymi będziemy pracować są postrzegane i przechowywane przez komputer. Teraz dowiedzmy się, co to jest i na czym polega cyfrowe przetwarzanie obrazów Cyfrowe przetwarzanie obrazów 1 (ang. Digital Image Processing, DIP ) jest to dziedzina cyfrowego przetwarzania sygnałów. Zajmuje się reprezentacją obrazu w postaci cyfrowej oraz komputerowymi algorytmami przetwarzania i akwizycji obrazów cyfrowych. Przykładem operacji na obrazie cyfrowym jest segmentacja. Segmentacja obrazu (ang. image segmentation) to proces podziału obrazu na części określane jako obszary (regiony), które są jednorodne (homogeniczne) pod względem pewnych wybranych własności. Obszarami są zbiory pikseli (punktów). Własnościami, które są często wybierane jako kryteria jednorodności obszarów są: poziom szarości, barwa, tekstura. Przetwarzanie cyfrowe obrazów obejmuje m.in. operacje: filtrowania binaryzacji transformacji geometrycznej transformacje pomiędzy przestrzeniami barw (RGB, grayscale, binary, indexed), lub (RGB, CMYK itd.) operacje morfologiczne kodowanie kompresja Wszystkie operacje związane z przetwarzaniem obrazów będziemy poznawać w trakcie trwania naszego kursu. 1 Źródło definicji: 5