Digitální grafika • Digitální obraz je reprezentace dvojrozměrného obrazu, který používá binární soustavu (jedničky a nuly).
Grafika v počítači • Matematický popis (přímka, křivka) • Rastrový popis (síť, rastr)
Rastrová grafika • PIXEL (px) = picture element (obrazový prvek) • nejmenší jednotka digitální rastrové grafiky • Každý pixel má pozici a barvu
Bitová hloubka obrazu • Bitová hloubka určuje, jaké množství barevných informací je dostupné pro každý obrazový bod. • Například obraz s bitovou hloubkou 1 bit má obrazové body se dvěmi možnými hodnotami, černou a bílou. • 1 bit =2 barvy (0=bílá,1=černá) • Obraz s 8-bitovou hloubkou má 28 neboli 256 možných hodnot. • 1Byte = 256 barev • Obrazy v režimu stupňů šedi s bitovou hloubkou 8 bitů mají 256 možných hodnot šedé.
Bitová hloubka obrazu • • • • •
1Byte (8 bitová) = 256 barev 2Byte (16 bitová) = 65.536 barev (HiColor) 3Byte (24 bitová) = 16.777.216 barev (TrueColor) … 30, 36 až 48 bitová hloubka (Deep Color) Použití dle zařízení (VGA, HDMI)
Teletext 8 barev
VGA 256 barev
256 Grayscale
True Color
http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_color_palettes
Kanál • je množina pixelů o dané bitové hloubce, tvořících souvisle vyplněnou obrazovou plochu (rastr). • Např. 24bitový rastrový obraz prostoru RGB je definován 3 kanály (R,G,B) po 8 bitech (256) na kanál • obraz tedy může obsahovat informaci o maximálně 16 777 216 různých barvách pixelů • Alfa kanál (průhlednost)
Rozlišení • Body obrazu na palec (Pixels per Inch PPI) zařízení • Tiskové body na palec (Dots per Inch DPI) tisk • Tiskárny nedokáží vytisknout jeden pixel libovolné barvy. Aby barevně vytiskly jeden pixel, musí jeho barvu namíchat z několika bodů (Dots) • Rozlišení výstupního zařízení je dáno konstrukcí – bod nemusí být čtverec (obr.) • Doporučené rozlišení tisku je 300 dpi
Zobrazení grafiky • Závisí tedy na kvalitě software a hardware • AntiAnti-aliasing (vyhlazování hran) zlepšuje kvalitu obrazu (text, PC games)
Dithering Metoda, kdy s omezeným počtem barev simulujeme v obrázku barvy, které nemáme k dispozici. Do blízkého okolí se umístí několik různobarevných teček, jejichž celkové barevné vyznění vede k požadované barvě.
Komprese rastrové grafiky • ztrátová komprese (nenávratná) • bezeztrátová komprese • Ztráta nemusí být okem viditelná
Nejčastější rastrové formáty • Nekomprimované (popř. komprimované bezeztrátově) TIFF, GIF, PNG, BMP • Komprimované (ztrátově) JPG • Metaformáty WMF, PICT (Windows) • Nativní formáty konkrétních grafických programů (PSD, PSD, IMG.. apod) apod)
• Použití dle potřeb výstupu (tisk, editace, web) • Použití dle možnosti komprese
Formát BMP • • • •
Windows Bitmap
Původní formát MS Windows Extrémní jednoduchost Většinou nepoužívá žádnou kompresi Dnes nahrazován TIFF
• Nevýhoda přenosu: velký objem dat
Formát TIFF
Tag Image File Format
• tvoří standard snímků určených pro tisk • umožňuje jako jeden z mála grafických formátů vícestránkové soubory • využívají bezeztrátovou kompresi, mohou být editovány a znovu ukládány bez kompresních ztrát • barevné rozlišení: 1 - 24bit • Nevýhoda přenosu: velký objem dat
Formát GIF
Graphics Interchange Format
• používá bezeztrátovou kompresi • umožňuje také jednoduché animace • maximální počet současně použitých barev barevné palety je 256 (8 bitů) • Transparentní (alfa kanál) • Malý objem dat (použití pro web) • Prokládání 8,4,2 plus liché (rychlé načítání) • Nevýhoda (malý počet barev)
Formát PNG • • • • •
Portable Network Graphics
vyvinut jako náhrada GIFu bezeztrátová komprese volitelná bitová hloubka (až 48 bitová) lepší transparentnost (8-bitový alfa kanál) prokládání v horizontálním i vertikálním směru
• Použití pro web (transparentnost, proklad) • Nevýhoda: neumožňuje animace
Formát JPG (JFIF) Joint Photographic Experts Group File Interchange Format
• metoda ztrátové komprese • nejčastější formát používaný pro přenášení a ukládání fotografií v prostředí WWW • umožňuje prokládání • vhodný pro hladké přechody v tónu a barvě • Malý objem dat při zachování dobré kvality • Neumožňuje transparentnost a animaci
Prokládání (interlace (interlace) interlace) aneb progresivní vykreslování
Metaformáty Metaformáty WMF, PICT • • • •
MS Windows (WMF) Apple MacIntosh (PICT) Použití jak pro bitmapu tak pro vektor Přenos do různých aplikací přes CTRL-C (např. v MS Office)
• Použití: jednoduché kliparty do dokumentů, PP prezentací apod.
Nativní PSD • • • • • •
Photoshop Document
výchozím formátem souborů Adobe Photoshopu podporuje široké spektrum operací vrstvy s různými typy působení a krytí umožňuje ořezové cesty transparentní alfa kanál široké spektrum režimů a bitové hloubky
• Použití: profesionální grafika • Nevýhoda: komplikovaná editace v jiném SW
Vektorová grafika
Vektor (popis pomocí matematické funkce) • Není deformován při zvětšení (přepočet) • Čára (linka) - určena počátečním bodem a vektorem, který určuje její směr a zakřivení a vlastnosti jako je barva, tloušťka apod. • Bod - informace o umístění (souřadnicích) středu kružnice, jejím poloměru (velikosti bodu) a barvě
Grafické objekty (primitiva) • • • • • •
rectangle - obdélník (s možností zaoblených rohů) circle - kruh ellipse - elipsa line - jednoduchá čára polyline - lomená čára polygon – mnohoúhelník
Základní operace • • • • • • • •
otočení (rotate) posun (move) převrácení (mirror) roztažení / zúžení (stretch) zkosení (skew) obecné transformace (posunutí pod úhlem) změna Z souřadnice kombinace primitiv do komplexních objektů (boolean)
Boolean operace • Sjednocení (union) • Průnik (intersection • Odečtení (difference)
Bézierova křivka
Převod bitmapy na vektor automatický a manuální
Trasování (trace (trace) trace) Možnosti nastavení
Barevný práh • Čím větší hodnota, tím více se zaokrouhlí výsledný počet barev ve vektorovém objektu. • Pokud chceme co nejvěrnější vektorovou reprezentaci předlohy, vložíme co nejnižší číslo.
Minimální oblast • Určení minimální oblasti, která bude použita pro výpočet průměrné barvy všech pixelů této oblasti. • čím menší hodnota, tím lepšího výsledku dosáhneme
Stupeň vyhlazení • Zde určujeme stupeň vyhlazení výsledných křivek vůči předloze. • Volba „Pixels“ zajistí téměř shodné vykreslení křivek podle předlohy, naopak možností „Very Smooth“ dosáhneme velmi hrubého vykreslení
Četnost uzlů • Pomocí této položky určíme četnost vrcholů výsledného vektorového objektu. • Více vrcholů znamená i větší přesnost vykreslení a vytvořený objekt tak bude mnohem komplexnější a tím i datově náročnější.
Výchozí obrázek
Ukázka různého nastavení
Grafické formáty pro vektory • AI – nativní soubor pro Adobe Illustrator • CDR – nativní soubor pro CorelDraw • SVG – lze ho použít k prezentaci na webu • SWF - finální soubor Macromedia Flash
Grafické formáty pro vektory • PDF (Portable Desktop Format) – je nutné přiložit do souboru také fonty, pokud chceme aby zobrazený výsledek byl stejný na všech PC. Jinak je nutné převést fonty před exportem do PDF do křivek. • EPS (Encapsulated PostScript), obsahuje preview obrázek, který zobrazuje jako bitmapu.
3D modelování • Osa x,y,z (prostor) • Přepínání druhů zobrazení (otáčení, drátěný model) • Zoom a Pan (ruka - posun) 3 druhy tvorby: • pomocí objemových primitiv a Boolean operací • pomocí tvořících křivek a Boolean operací • kombinací předešlých dvou způsobů
Body, křivky, rastry
Objemová primitiva • • • • • •
kvádr válec koule kužel klín anuloid
Booleanovy operace 3D
Tvořící křivky a rotace
Podrobněji k 3D v přednášce Pavla Vojáčka 3.12 a 10.12. 2012
