Bevezetés a Multimédiába. Képek, animációk. Ajánlott irodalom

Ajánlott irodalom

Bevezetés a Multimédiába Képek, animációk

•

Csánky Lajos: Multimédia PC-s környezetben

• • •

CHIP magazin PCWorld magazin SULINET – Informatika rovat

Abonyi-Tóth Andor tanársegéd Média- és Oktatásinformatikai Tanszék Média Informatika és Technológia Csoport [email protected] 1

2

A fény, a színek, a fényer5sség

Az emberi látás érzékenysége

• A fény 380 nm és 780 nm hullámhosszúság közötti elektromágneses sugárzás, amit a szem érzékel. • Az elektromágneses sugárzás intenzitását a szem fényer sség formájában érzékeli. => pupilla összehúzódások. • A szem mintegy 104 fényer sség változást tud érzékelni. • A szem a fény hullámhossz szerinti összetételét színérzet formájában érzékeli.

• Az intenzitás felbontás a fényer5sség változását érzékeli. A színérzékelés nem függ az intenzitástól, de függ a színt5l. • A színfelbontás a színárnyalatok elkülönítési képességét adja meg. A színfelbontás fényer5sség függ5. • Az emberi látás sokkal érzékenyebb a fényer sség változásra, mint a színek változására. • A geometriai felbontás azt határozza meg, hogy egy adott távolságban egymáshoz milyen közellév5 pontokat észlelünk különálló pontokként. A geometriai felbontás zöld fénynél ½ szögperc, más szín# fénynél ennél rosszabb.

3

4

Az emberi látás

Színlátás

• Az id beli felbontás azt fejezi ki, hogy mennyi ideig kell egy látványnak tartani, hogy azt különálló látványnak érzékeljük. • Az 1/15 másodpercnél rövidebb ideig tartó képeket nem tudjuk egymástól elkülönítve érzékelni. • Villogásmentes élmény: ha a képváltások száma meghaladja a szem „fúziós frekvenciáját”, ami kb. 50 Hz • Az ember számára kellemes képek oldal arányai 4:3.

• Az ember a 380 és 780 nm közötti hullámhosszúságú fényeket a hullámhosszúság függvényében különböz5 színDnek látja. • A 380 nm körüli hullámhosszúságú fény ibolyaszín#, míg a 780 nm körüli vörös szín#. • A látható fénytartományon belül az emberi látás nem egyenletes érzékenységD, vagyis az azonos fényességD, de eltér5 színD fényeket különböz5 fényerejDnek érzékeli. • Az emberi szem a zöld színek tartományában a legérzékenyebb.

5

6

1

Metamer szín# fények • Az emberi szem két fényt nemcsak akkor lát azonos színDnek, ha a két fény spektrális összetev5i megegyeznek, hanem bizonyos feltételek mellett eltér5 spektrális összetev5jD fényeket is. Az azonos színDnek látott, de különböz5 spektrális összetev5jD fények metamer szín# fények. • Az emberi szem fogyatékossága miatt majdnem az egész színtartományt be lehet mutatni három egyfrekvenciás (egyszín#) fényforrás segítségével a fényforrások színének keverésével és intenzitásuk változtatásával => mai megjelenít5 rendszerek (számítógép monitorok, TV képerny5k, stb.) színes képek el5állítására három egyfrekvenciás fényforrást, (R: Red)(G: Green)(B: Blue) használnak.

RGB -additív modell

CMYK -szubsztraktív modell

Pl. monitorok

Pl. újságok

7

CMYK

8

RGB szín-koordinátarendszer • A m#szaki életben leggyakrabban használt színkoordináta-rendszer, mert a színeknek a képerny5n történ5 megvalósításával kapcsolatos. • Képerny5n minden színt az RGB alapszínek additív keverésével állítanak el5. A képerny5n a három alapszín úgy van értelmezve, hogy • R + G + B = 1 : fehér szín • R + G + B = 0 : fekete szín 9

True color megjelenít5

10

YUV szín-koordinátarendszer • Az emberi látáshoz illesztett színkoordinátarendszer, ahol Y a világosságkód (luminancia), U és V a színkód (krominancia). A PAL, SECAM TV rendszerekben, és a képtömörítésben használják. Y = 0,3R + 0,59G + 0,11B U = (B-Y) × 0,493 V = (R-Y) × 0,877

http://www.med.yale.edu/caim/manual/graphics/display_primer.html

11

12

2

További szín-koordinátarendszerek

Példa: RGB

YUV transzformáció

RGB (128, 128, 128) => YUV

• YIQ: Y a világosságkód, I, Q a színkód (NTSC TV) • CIE (XYZ): X a világosságkód, Y, Z a színkód • HSB/HSV/HSL: H a színezettség, S a telítettség, B/V/L a fénysDrDség • Az egyes szín-koordinátarendszerek egymásba transzformálhatók. A transzformáció minden esetben kerekítési veszteséget okoz

Y = 0,3 R + 0,59 G + 0,11 B = 38,4 + 75,52 + 14,08 = 142,08 = 142 U = (B – Y) × 0,493 = (128 – 142) × 0,493 = - 6,9 = - 7 V = (R – Y) × 0,877 = (128 – 142) × 0,877 = - 12,3 = - 12

13

HSV modell megjelenése a programokban

14

RGB modell megjelenése a programokban

15

Grafikuselemek a multimédiában

16

Állókép létrehozása

A multimédiarendszerekben a képerny5n megjelenített használt grafikus elemek • (1) Állóképek (grafikák), vagy • (2) Mozgóképek

• Rajzoló program – Paint – Corel Photo Paint – Paint Shop Pro, ....

• Kész rajzok beépítése (scannelés, stb..) • Videó -> kép konverzió – ThumbPlus 5, ...

17

18

3

Megjelenítés

Vektorgrafikus formátum • A vektorgrafikus fájl rajzoló (vektor) utasítások halmaza. A rajzoló utasítások leírják a geometriai alakzatok milyenségét (pont, vonal, ív, szöveg, stb.), helyét, méretét, irányítását, színét, stb. Megjelenítéskor a program értelmezi a rajzoló utasításokat, kialakít egy bittérképes ábrát, és felrajzolja azt a képerny5re.

• A grafikus elemeket a képerny5n bittérképes formában jelenítünk meg. Ebben a formában a színes kép minden képpontját 4 – 32 bit színinformáció ír le, ezért a képállományok a videómemóriában nagyméretDek. A képállományokat a háttértárban tárolhatjuk

• A vektorgrafika jellemz i:

– vektorgrafikus formában, vagy – bittérképes formában. 19

Vektorgrafikus formátum

http://users.belgacom.net/prepresspanic/

– – – – – –

kisméret# grafikus fájlok, vonalas ábrák, egyszer# m#veletvégzés, torzításmentes nagyítás, kicsinyítés CAD, CAM, CNC a f5 alkalmazási terület. a megjelenítés id tartama tartalomfügg .

20

Vektorgrafikus formátum

21

Bittérképes grafika

http://users.belgacom.net/prepresspanic/

22

Bittérképes grafika

• A bittérképes grafikus fájl a képpontok megjelenítésével kapcsolatos színinformációkat tartalmazó állomány. Megjelenítéskor a képerny5 mindegyik pontja a pontról tárolt színinformáció szerint veszi fel színét és fényességet. • A bittérképes grafika jellemz i: – – – – –

nagyméret# grafikus fájlok, foltszer# ábrák, nehéz az ábrán a m#veletvégzés, kicsinyítéskor, nagyításkor van torzítás, multimédia a f5 alkalmazási terület. 23

24

4

Bittérképes képek fajtái

http://www.sketchpad.net/


25



26


27





28

Összehasonlítás

29

30

5

Összehasonlítás

Antialias Antialias nélkül

Bitmap (antialias funkció) Vektorgrafika

Antialias funkcióval

Bitmap (antialias funkció nélkül) 31

32

Bitmap – Vector nagyítás

Fileformátumok • Bitmap

Bitmap

– TIFF – JPEG – GIF – BMP

Vector

• Vector – Encapsulated Postscript (EPS) – Adobe Illustrator (AI) – Windows Metafile (WMF) – Corel Draw (CDR) – Corel Exchange (CMX) – AutoCAD (DFX)

33

A képek jellemz i

34

Kép a képerny5n

1.A képerny5n megjelen5 kép mérete (mekkora helyet foglal el a képerny5n?). 2.A képerny5n megjelen5 kép színmélysége (mennyire élethD?).

• A képerny5n megjelen5 kép méretét két paraméter határozza meg: – kép vízszintes és függ5leges mérete képpontban, – a képerny5 felbontása.

• Ha a képméret és a képerny felbontása nem azonos, akkor – a kép a képerny nek csak egy részében jelenik meg, vagy – a kép egy része levágásra kerül. 35

36

6

320 × 240 képpontos kép a képerny n

1024 × 768 képpontos kép a képerny n:

37

Egy kép színmélysége

38

Színpaletta eltolódás

• Az emberi szem érzékel5 képességét, és a jelenlegi monitorok megjelenít5 képességét figyelembe véve, 16 bit színinformáció minden igényt kielégít.

• Ha pl. két eltér5 színpalettát használó képet egyszerre jelenítünk meg a képerny5n • (kép betöltése, színpaletta felépítése => átfedések lehetnek) • Megel5zés: – színpaletta tudatos megválasztása – Képerny5törlés (alapállapotba hozza a palettákat) 39

40

A képállomány méretének megbecslése

Fájl méretek

• Képállomány egy BMP fájlban helyezkedik el. A fájlban vezérlési információk és adatok találhatók. A vezérlési információk mérete a fájl méretének kevesebb mint 0,1%-a. A képállomány becsült mérete az adatokból számítható ki: • Vízszintes képpont × Függ leges képpont × Színinformáció [bit] ÷ 8 = A grafikus fájl becsült mérete bájtban

• Kiszámítandó egy 320 × 240 képpontból álló képállomány becsült mérete a színinformáció függvényében: • Színinformáció 8 bit (színmélység: 256 szín): 320 × 240 × 8 ÷ 8 = 76.800 bájt = 75 kbájt • Színinformáció 16 bit (színmélység 65.536 szín vagy 64 kszín): 320 × 240 × 16 ÷ 8 = 153.600 bájt = 150 kbájt • Színinformáció 24bit (színmélység 16.777.216 szín vagy 16 Mszín): 320 × 240 × 24 ÷ 8 = 230.400 bájt = 225 kbájt

41

42

7

Képek digitalizálása

Felbontás

• Ha egy papírképet kívánunk beépíteni egy multimédiaalkalmazásba a képet lapolvasóval be kell olvasni a számítógépbe. A beolvasáskor az analóg képb l létrejön a digitális kép, ezzel az a multimédia alkalmazásba beépíthet5vé válik. A beolvasáskor a lapolvasó digitalizálja a képet egy BMP típusú képfájlt állít el5. • A lapolvasóban beállítható

• A kép mintavételezésekor kapcsolódnak össze az analóg kép képelemei a digitális kép képpontjaival. • A kép vízszintes és függ leges méretét l, valamint a lapolvasó felbontásától függ a képállományba kerül képpontok száma. A képerny5n megjelen5 kép képpontjainak száma az alábbiak szerint állítandó be: • Vízszintes képpontszám = Képszélesség [inch] × Lapolvasó felbontása [dpi] • Függ leges képpontszám = Képmagasság [inch] × Lapolvasó felbontása [dpi] • Ne felejtsük el 1 inch = 25,4 mm

– – – –

a fényer sség és kontraszt, a beolvasásra kerül5 képméret, a felbontás, a használt színmélység, stb. 43

44

Felbontás (2)

Kvantálás

• Olvassunk be egy 13 × 9 cm-es (5” × 3,5”) fényképet, amit be 200 dpi felbontással kívánunk digitalizálni. A digitalizált kép • 5 × 200 = 1000 és 3,5 × 200 = 700 képpontból fog állni. Ennyi képpont csak egy 1024 × 768 felbontású monitorra helyezhet5 el vágás nélkül. • Ha kisebb felbontású a monitor, csökkenteni kell a lapolvasó felbontását, hogy elkerüljük a képvágást. Ha a lapolvasó felbontását 100 dpi értékre csökkentjük, a fenti fénykép beolvasásakor egy • 5 × 100 = 500 és 3,5 × 100 = 350 képpontból álló kép lesz a képerny5n, ami egy 640 × 480 felbontású monitorra is elhelyezhet5. Fényképek beolvasásához 80 - 120 dpi közötti lapolvasó felbontást használnak.

• A lapolvasóban a fényer5sség és a színmélység beállításával lehet megadni mintavételezett képelemek szín- és fényesség kódjainak értékét. A színmélység definiálja a kvantálási hosszt, ezzel a képfájlban a színinformációt, azaz a képfájl méretét is. • A képet célszer# a lehet legnagyobb színmélységgel rögzíteni (beolvasni), azaz 24 – 32 bites színinformációt használni. Az alkalmazás igényeihez igazodva lehet kés5bb csökkenteni a színinformációt. Ekkor csökken a képfájl mérete, és felgyorsul a kép megjelenítése a képerny5n.

45

46

Példa: képdigitalizálás

Képállományok tömörítése

• Egy 4” × 4” képet akarunk 240 × 240 képponton megjeleníteni. Mekkora felbontással olvassuk be a képet? • 240 képponton kell 4”-t megjeleníteni. Egy inchre 240 ÷ 4 = 60 képpont esik. A lapolvasón a beolvasásnál 60 dpi értéket kell beállítani. 64 k szín színmélység beállítás esetén a képfájl becsült mérete: • 240 × 240 [képpont]× 16 [bit]÷ 8 = 115.200 bájt = 112,5 kbájt

• A képfájlok nagyméretD állományok, tárolásukhoz sok hely, mozgatásukhoz sok id5 szükséges. CélszerD csökkenteni a képállományok méretét, különösen, ha kis sávszélességD csatornákon (pl. az Interneten) kell továbbítani azokat. A leggyakrabban használt képtömörítési eljárások: • GIF (Graphic Interchange Format): veszteségmentes tömörítési eljárás vonalas illetve kevés színt használó képek számára • JPEG (Joint Photographic Expert Group) veszteséges tömörítési eljárás színes fényképek, és fényképhez hasonlító képek számára. A JPEG eljárás a többi, mozgókép tömörítési eljárás alapeljárása.

47

48

8

GIF

GIF - transparency

• Graphic Interchange Format (GIF) • GIF87a, GIF89a • Speciális funkciók – Átlátszóság (Transparency) – Animáció (Animated GIF) – Váltósoros (Interlaced)

49

50

GIF – transparency 2


Megoldás: Color similarity pl. Microsoft Photo Editor

51

52


Eredeti kép

Animált GIF

Framek

Átlátszó

Átlátszóhátter# kép különböz szín# cellákban 53

54

9

Interlaced GIF

GIF tömörítés

A kép részletei fokozatosan jelennek meg 55

• A képpontok színinformációi gyakran ismétl5d5 adatsorozatok. Az adatsorozatokat beírják egy minta-táblázatba, az állományban viszont az adatsorozatokat egy pointer helyettesít. Az adatsorozatok általában több bájt hosszúak, a pointer mérete viszont legfeljebb 1 bájt (256 különböz5 adatsorozat), a helyettesítés tehát jelent5s hely megtakarítást eredményez. • 123456123456123456 => 111 (18 byte => 1 byte)

56

GIF • GIF fájlokban elérhet méretcsökkenés az ismétl d minták számától függ. Nagy, azonos szín# mez ket tartalmazó képek esetében a tömörítés 10× is lehet, vonalas ábráknál általában 5× tömörítés érhet el. • Vigyázat! A GIF eljárást – licence díj megfizetése nélkül – csak 16 bit színinformációig lehet használni! – PNG használható helyette 57

58

JPEG: tömörítés

JPEG: tömörítés

• A JPEG eljárás tömörítéskor elhagy a képb5l bizonyos adatokat. Mivel érzékelésen alapuló tömörítési eljárás, ezért az elhagyásra kerül adatokat az emberi szem érzékelési tulajdonságainak figyelembe vételével választja ki. A JPEG hatékonyan tömöríti a színes és szürke skálás képeket, fekete – fehér képek tömörítésére viszont nem érdemes használni.

• A tömörítés el5tt több paramétert kell beállítani. Minden beállítás kompromisszum a tömörített állomány mérete és a kibontott kép min sége között. A kibontott színes képeknél nincs észrevehet5 min5ségromlás, ha olyan paraméterek kerülnek beállításra, melynél a tömörítés 10× körüli érték. Szürke skálás képeknél a min5ségromlás már 5× tömörítésnél észrevehet5. 59

60

10

JPEG: transzformáció

JPEG: színkód összenyomás

• A JPEG eljárás el5ször YUV szín-koordinátarendszerbe transzformálja a képfájlok RGB színinformációit, majd elválasztja egymástól a világosság- és a színkódokat. Ezzel alkalmazkodik az emberi látás jellemz5ihez. Az ember ugyanis a képben bekövetkez kis mérték# világosság változásokat inkább észreveszi, mint a színekben bekövetkez nagy mérték# változásokat. A JPEG eljárás ezért els5sorban a színkódok mennyiségét csökkenti. • A második lépésben az eljárás csökkenti színkódok mennyiségét. Ez a JPEG nyelvezetben a „4:2:2” – vízszintesen megfelezett színinformáció -, míg a „4:1:1” vízszintesen és függ5legesen megfelezett színinformáció – beállítás.

• Az eredeti képfájlban egy képpont egy világosság- és a két színkódját azonos számú bit alkotja. A 4:2:2 beállításnál két képpont színkódjai közül az eljárás az egyiket elhagyja, vagyis a két egymás utáni képpontnak azonos színkódot állít be. Megváltozik ugyan a kép látványa, de ez alig vehet5 észre. A legtöbb képnél ugyanis két egymás melletti képpont színe alig különbözik egymástól. • A 4:1:1 beállításnál az eljárás két sor színkódjait közösen kezeli. Egy képpont színkódja az utána következ5 képpont, az alatta lév5 képpont, és az alatta lév5 képpont mellett található képpont színkódjává válik, vagyis négy képpontnak azonos lesz a színkódja. • Ez az u. n. színkód összenyomás, ami méretcsökkenést eredményez.

61

62

JPEG: adatok

JPEG: tömörítési eljárás

• Ha például a világosságkód és a két színkód 4-4 bit hosszú, akkor 4:2:2 beállítás esetén az összenyomott fájlban két képpontot 24 (12 + 12) bit helyett 16 (12 + 4) bit definiál, vagyis a színinformáció 12 bitr5l 8 bitre csökken. Emiatt a képfájl mérete az eredetinek kétharmadára csökken. 4:1:1 beállítás esetén a transzformált fájlban négy képpontot 48 (12 + 12 + 12 + 12) bit helyett 24 (12 + 4 + 4 + 4) bit definiál, vagyis a színinformáció 12 bitr5l 6 bitre csökken. Emiatt a képfájl mérete az eredetinek a fele lesz. • A csökkenés adatveszteséggel jár, de az ember általában nem érez min5ségromlást a szem tökéletlen színérzékelése miatt. • Szürkeskálás képeknél nincs színkód, ezért nem lehet ily módon fájlméretet csökkenteni, ezért kisebb a tömörítés ezeknél a képeknél.

• Az eljárás a következ5 lépésben a képfájlban található képpontokat 8 × 8 tagból álló makroblokkokra bontja, majd diszkrét koszinusz transzformációval kiszámítja blokkokat alkotó frekvencia komponensek amplitúdóját. Az eljárás elhagyja azokat a frekvencia komponenseket, melyeknek amplitúdója kisebb a paraméterezésb l számított számértéknél. Mennél nagyobb ez a szám, annál több a tömörítésnél elmaradó adatmennyiség, azaz kisebb a tömörített képfájl mérete. A világosságkódok frekvenciakomponenseinek amplitúdója általában nagyobb a színkód frekvenciakomponensek amplitúdójánál, ezért az el bbiek kevésbé módosulnak a tömörítés alkalmával. • A megmaradt adatokat az eljárás Huffmann-kódolással tömöríti. A tömörített fájl tartalmazza kibontásához szükséges összes információt.

63

A JPEG tömörítési eljárás m#veletei

64

Tömörítés JPEG eljárással • Legyen egy 320 × 240 képpontból álló fájl, melyben a színmélység 16 M szín (színinformáció: 24 bit). Az eredeti képfájl mérete: 320 × 240 × 24 ÷ 8 = 230.400 bájt • A fájl mérete színkód összenyomás után: 4:2:2 beállítás: 320 × 240 × 16 ÷ 8 = 153.600 bájt 4:1:1 beállítás: 320 × 240 × 12 ÷ 8 = 115.200 bájt • 12× tömörítés esetén a fájl mérete 19.200 bájtra csökken. Az emberi szem tömörített kép kibontása után min5ségromlást nem fog érzékelni.

65

66

11

Kibontás

JPG tömörítés

• A tömörített fájl kibontása ellenkez5 irányú folyamat. A kibontó program el5ször létrehoz a Huffmann tömörítés kibontásával egy átmeneti képfájlt, majd kiszámítja az egyes blokkokat alkotó képpontok világosságkódját és színkódjait. Ekkor kialakul egy olyan képfájl, melyben minden képpontnak van egy világosságkódja és két színkódja. Ezt követ5en a program a képpontok világosságkódjából és két színkódjából RGB színkódot állít el5. Ez a képfájl a képerny5n megjeleníthet5. • Mivel az egyes blokkok külön-külön kerülnek tömörítésre, a blokkok határán lehet a kódértékek között lehet különbség. A kibontó programok általában összehangolják a blokkok közti átmenetet. Ezáltal a képerny5n szebb kép jelenik meg. 67

68

JPG probléma

M-JPEG

Nem érdemes használni olyan képeknél, ahol hirtelen színátmenetek vannak (JPG noise)

• Az M-JPEG eljárás az állóképek tömörítésére használt JPEG eljárás mozgóképek kezelésére alkalmassá tett változata. • Az M-JPEG eljárás minden egyes képkockát külön – külön tömörít, nem vizsgálja a szomszédos képkockák közötti összefüggéseket. Ezért az M-JPEG eljárással készített képállomány egyes képkockái nagy pontossággal elérhet5k, a képállomány igen alkalmas szerkesztéshez, vágáshoz. • Ha a tömörítés 12× körüli érték, akkor a kibontott képeknél min ségromlás nem érzékelhet . • Ennél a tömörítésnél a képállomány igen nagy méretD. Ha 15 kbájt méretD képekb5l állítunk el5 másodpercenként 25 képkockát, akkor egy másodpercnyi képállomány mérete 375 kbájt (0,3662 Mbájt). Ilyen képkockákból egy perc hosszú képállomány mérete 21,972 Mbájt. 69

GIF, JPG összefoglalás

70

Animáció (1) • Az animáció állókép-sorozatok segítségével el állított mozgás szimuláció. Az animáció önálló állóképekb5l indul el, ezek összerakásával kelti a mozgás érzetét. A videofilm folyamatos mozgásról készített pillanatfelvételek sorozata. A pillanatfelvétel mindig folyamatos mozgás egy adott pillanatát rögzít állókép. • Az animáció látványosabb, több információ közölhet5 vele, mint állókép megjelenítéssel, de megjelenítéséhez nagyobb számítógép teljesítmény szükséges, mint állókép megjelenítéshez. Animációk kisebb teljesítményD számítógépeken is lejátszhatók, melyek nem képesek videofilmek megjelenítésére.

• GIF el5nyök – WEB bögész5 támogatottság – Az ábra szerD képeknél jobb eredményt ad – Spec. funkciók: transp, interl, anim

• JPG el5nyök – Magas tömörítési arány, kis min5ségrolás mellett – True color képeket is támogatja

71

72

12

Animáció (2)

Animáció típusok

• Az animáció képerny5n megjelen5 állóképsorozat. A képerny5 a kép két részb5l áll, ez a háttér és az el tér. • A háttér az animáció alapja, a háttér el5tt az el5térben történnek az animációs események. Az animáció elkészítésekor számítógép programokkal lehet létrehozni a hátteret és az el5teret. Animáció létrehozása történhet: • Animáció szerkeszt program segítségével, amikor az animációs képsorok külön állományban kapnak helyet. Az állomány a multimédiaalkalmazásban, vagy külön is lejátszható. • Objektum animáció segítségével, amikor az animáció egy vagy több elem mozgatása a képerny5n. Az animációs képsorokat a multimédia-alkalmazás tartalmazza, csak az alkalmazásban lehet lejátszani.

• Állandó el térrel készül animáció • Állandó háttérrel készül animáció • Objektum animáció

73

74

Állandó el5térrel készül5 animáció

Állandó háttérrel készül5 animáció

• Az animációs állományban az egyes képek háttere képr l-képre keveset változik, miközben az el5tér változatlan marad. Ma számítógép segíti az ilyen animáció elkészítését. Számítógéppel a háttér változó részeit képenként külön – külön kell megszerkeszteni. • Az egyes képkockákon az el5térben lév5 változatlan képek másolással vihet5k át a következ5 képkockára, tehát ezeket csak egyszer kell megrajzolni.

• Az animációs állományban az egyes képek háttere állandó. Az állandó hátteret minden egyes képkocka tartalmazza, erre kell képkockánként rárajzolni a változó el5teret. Mivel állandó háttér teszi ki a képek nagy részét, ezért az így készül5 animáció könnyen és gyorsan létrehozható. • Az el5térben található tárgyakat apró részekre kell bontani, és rárajzolni az állandó háttérre. A számítógép használata egyszerDsíti a rajzolást. • Az el térben a mozgást ábrázoló képek részleteit a számítógép hozza létre, a tervez nek csak az animációs mozgás kezd és végs állapotát kell megadni. A számítógép kiszámítja, és megrajzolja a közbens állapotot ábrázoló képeket. 75

76

Objektum animáció

Eszközök animáció képek megrajzolására

• A legegyszerDbb animációs módszer. Nem animációs állományt, hanem egy grafikus objektumot hoznak létre, melyet egy program mozgat a képerny5n egy el5re megadott útvonalon. • A hatás fokozása érdekében a grafikus objektummal bizonyos m#veletek végezhet k (nagyítás, kicsinyítés, elforgatás, stb.), de az objektumnak mindvégig ugyanannak kell lenni. • Az objektum mozgatás közben változtathatja alakját (például körb5l négyszög lehet vagy fordítva), azonban ezekhez az alakváltozásokhoz szükséges objektumokat el re el kell készíteni.

• A legtöbb animáció készít5 szoftver rendelkezik az alábbi eszközökkel, melyek megkönnyítik az animáció készítést: • Objektum mozgatás el5re definiált pálya mentén • Fázisrajzolás (tweening) • Képúsztatás (morphing) • Animáció hangosítás

77

78

13

Tweening

Tweening effect

Fázisrajzolás • Meg kell rajzolni a képsor kulcsrajzait, és a program elkészíti a közbens5 rajzokat. Két kulcsrajz között a mozgás kötelez5en folytonos. A fázisrajzolás angol neve tweening.

79

Morphing

80

Morphing effect

Képúsztatás (morphing) • Képúsztatáskor egy kép néhány képváltás alatt egy másik képbe alakul át. Meg kell rajzolni az átalakulás els5 és utolsó képét, össze kell párosítani egymással a két kép jelent5s pontjait, majd meg kell adni, hogy az átalakulás hány kép alatt játszódjon le. Ennek alapján a program elkészíti a többi képet. 81

82

Lejátszó program

Számítógépes animáció és a film

• A lejátszó program egy kész animáció állományt jelenít meg. A megjelenítés során szükség lehet er5forrásokra, melyeket a lejátszó programnak el kell érni. • CélszerD, ha az animáció készít5 programban és a lejátszó programban azonosak az elérési útvonalak. Ezt biztosítja, ha mindkét programot a programok által javasolt könyvtárszerkezetbe telepítjük. • Továbbá lényeges, hogy az animáció készít5 programban olyan képméret kerüljön alkalmazásra, melyet a lejátszó program vágás nélkül tud a képerny5re felrajzolni. A két számítógép monitorának legyen közel egyforma a felbontása.

Marinov Gábor el5adása alapján (ELTE, 2002. március 19)

83

Történeti áttekintés • 1960: Interaktív játékprogram (MIT) – Vektorgrafikus megjelenít5 (oszcilloszkóp)

• 1960: Boeing cég, Computer Graphics kifejezés megszületése – Elméleti alapok lerakása

84

14



1970-es évek (matematikai modellek megjelenése) • 1971: árnyalási modell • 1974: textúrák • 1977: csillanás • 1978: bump mapping

• 1979: ILM megalakulása (George Lucas) • 1982: TRON (Disney)

30 perces komputer animáció (Triple I, MAGI, NYIT, Digital Effects, and

Robert Abel & Associates) http://vcg.iei.pi.cnr.it/bumpmapping.html

85

TRON

http://www.beanblossom.in.us/larryy/cgi.html

86

Számítógépes animáció és a film • Star Trek II (Genesis effekt) – Kicsapódó részecskék

87


http://asec.cs.gsu.edu/gso_classes/finalfilm/

88


• 1984: The last Starfighter

• 1984: Az els5 kereskedelmi forgalomban kapható 3D-s szoftver megjelenése • 1985: Young Sherlock Holmes (ILM)

– 1. film, ami teljesen a számítógépes speciális effektekre épül (Cray)

– Photoshop-szerD program használata – Az els5 Computer Graphics karakter megjelenése

• 1984: The Adventures of Andre & Wally B. – PIXAR rövidfilm – Cray XMP + VAX – Tud deformálódni a test 89

http://www.wam.umd.edu/~danf/engl/

90

15



• 1986: PIXAR cég megalakulása (Steve Jobs) • 1986: PIXAR – Luxo Junior • 1987: WILLOW

• 1988: The Abyss – Vízb5l formálódó arc

– Metamorfózis effekt

• 1988: PIXAR (Tin Toy) – Az els5 komputer animációs film, ami Oscar díjat kapott… 91


92


• 1991: Terminator II

• 1993: Jurassic park

– Metál effekt

-reális megjelenés - 50 CGI sequences

• 1991: The Beauty and the beast – CGI-rendered ballroom

• 1995: Toy Story – 1. egész estés komputer animációs film http://www.pixar.com/howwedoit/index.html# 93

94

A jöv5…..

Filmes animáció • Manual

Teljesen életh# CG szerepl k

– Kézzel megmozgatják a figurát – Kulcspozíciókat kell beállítani

• Procedural – Gép generálja a mozgást (pl. fizikai törvények alapján)

• Representational – Objektum alakja megváltozik az animáció során (pl. morph) 95

96

16

Filmes animáció

Motion Capture demók

• Stochastic – Pl. récsecske szimuláció (tüzijáték, robbanás)

• Behavioral – Szabályok alapján – Mi hogyan reagáljon a környezet hatásaira (pl. halak mozgása)

• Motion Capture – Érzékel5k a testen => élethD mozgás

97


98


99

http://www.famoustech.com/demovideo.html

100


http://www.famoustech.com/demovideo.html

101

17

Bevezetés a Multimédiába. Képek, animációk. Ajánlott irodalom

Recommend Documents