Rastrová a vektorová data

1.

V barevném modelu RGB pro 24bitové barvy bude zelená popsána trojicí: a) (0, 255, 100) b) (0, 255, 0) c) (0, 100, 255) d) (120, 120, 120)

2.

Monitory počítačů nejčastěji pracují v barevném modelu a) CMY(K) b) CMY c) RGB d) HLS

3.

Aditivní barevné prostředí a) Nepotřebuje vnější světlo b) Slouží ke sčítání palet c) Potřebuje vnější světlo d) Míchá barvy z černé, modré a zelené

4.

Zařízení, které je schopno zobrazovat pravé barvy (True Color), má hloubku a) 360 bitů na pixel b) 256 bitů na pixel c) 24 bitů na pixel d) 16 bitů na pixel

5.

Adaptovanou paletou se rozumí a) Paleta přizpůsobená barevnému modelu b) Paleta optimalizovaná pro konkrétní obrázek c) Paleta adaptovaná na výstupní zařízení d) Paleta vytvořená pouze ze základních spektrálních barev

Počítačová grafika

Rastrová a vektorová data Jana Dannhoferová

([email protected])

Ústav informatiky, PEF MZLU

© J. Dannhoferová, Počítačová grafika - Rastr a vektor

Rozměry v obrazových bodech • počet obrazových bodů na výšku a šířku bitmapového obrazu • velikost obrazu na obrazovce je určena rozměry v obrazových bodech, velikostí a nastavením monitoru • typická rozlišení monitoru: • 800 x 600 • 1024 x 768 • 1280 x 720 • 1280 x 1024 • … © J. Dannhoferová, Počítačová grafika - Rastr a vektor

Rozlišení obrazu • počet obrazových bodů na jednotku délky obrazu • obvykle se měří v počtu obrazových bodů na palec (dots per inch, dpi)

• 1 palec = 2,54 cm • Příklad: Obraz 1x1 palec s rozlišením 72 dpi obsahuje celkem 5184 obrazových bodů. Stejný obraz s rozlišením 300 dpi obsahuje celkem 90 000 obrazových bodů.

3

Rozlišení obrazu


4

Převzorkování

• rozměry v obrazových bodech • velikost dokumentu (např. palce, cm) • rozlišení (počet bodů/palec) • Příklad: Rozměry v obrazových bodech jsou konstantní: • Jestliže  velikost dokumentu, pak  rozlišení (a naopak)


2

5

• rozlišení úzce souvisí s velikostí souboru • změna velikosti obrazu v obrazových bodech • převzorkování směrem dolů • převzorkování směrem nahoru • někdy může způsobit zhoršení kvality obrazu • Příklad: Převzorkujeme-li obraz na větší rozměr v obr. bodech, obraz ztratí některé detaily a ostrost. • Příklad: Změna rozměrů v obr. bodech vyvolá změnu velikosti dokumentu (přímá úměra, rozlišení je konstantní). Změna rozlišení vyvolá změnu v obr. bodech (přímá úměra, velikost dokumentu je konstantní). 6 © J. Dannhoferová, Počítačová grafika - Rastr a vektor

1

Převzorkování

Rozlišení obrazu

7


Otázky

8


Velikost souboru

• Kolik obrazových bodů se vejde na jeden palec, má-li obrázek rozlišení 100 dpi?

• digitální velikost obrazu měříme v kB, MB, GB • velikost souboru závisí na rozměru obrazu v obrazových bodech, rozlišení, grafickém formátu, barevné hloubce, počtu vrstev, kanálů atd. • rozlišení je kompromisem mezi kvalitou obrazu a velikostí souboru

 100 bodů na jeden palec • Kolik bodů na jeden cm má obrázek v rozlišení 100 dpi?

• Příklad: Obraz 1x1 palec s 200 dpi obsahuje 4x více obrazových bodů než obraz 1x1 palec se 100 dpi a soubor je tedy čtyřikrát větší. • Nároky na paměť rostou s druhou mocninou dpi!

 2,54 cm … 100 dpi 1 cm … x dpi  x = 100 / 2,54 = 39,37 = cca 40 bodů 9


Užitečná tabulka Počet barev obrázku

Hloubka pixelu

Označení

2

1b

monochromatický

16

4b

základní

256

8b = 1B

65536

16b = 2B

High Color

16,8 miliónů

24b = 3B

True Color


10

Příklady • Příklad_1: Kolik kB zabere v paměti počítače obrázek o rozměrech 800x600 bodů s barevnou hloubkou 256 barev?

800x600=480 000 obrazových bodů 256 barevných kombinací uložíme do 8 bitů (=1B) 480 000x1B = 480 000 B = 468,75 kB (cca 469 kB)

• 1 kB (kilobajt) má 210 B (= 1024 B) • 1 MB (megabajt) má 220 B, 210 KB • 1 GB (gigabajt) má 230 B, 220 KB a 210 MB • 1 palec = 2,54 cm © J. Dannhoferová, Počítačová grafika - Rastr a vektor

11


12

2

Příklady

Grafická data

• Příklad_2: Kolik MB zabere v paměti počítače fotografie o rozměrech 15x10 cm nasnímaná na 300 dpi s barevnou hloubkou cca 16,8 mil. barev? • 15x10 cm = 5,9x3,9 palce (cca 6x4 palce) 6x300 = 1800 bodů na šířku 4x300 = 1200 bodů na výšku celkem: 1800x1200 = 2 160 000 bodů • barevná hloubka každého pixelu je 3 B: 2 160 000x3 = 6 480 000 B = 6 328, 125 kB (cca 6 MB) © J. Dannhoferová, Počítačová grafika - Rastr a vektor

• bitmapová (rastrová) data • složena z číselných hodnot (barva každého pixelu) – obecně tzv. obrázkový element • bitmapa = pole pixelů • zdroje bitmapových dat: rastrová zobrazovací zařízení

• vektorová data • vztahují se k čarám, křivkám nebo jiným útvarům vytvořeným z čar • klíčové body + informace o atributech + soustava pravidel pro vykreslení • vektor – úsečka, která má směr a délku (velikost)

• objektová či jiná data 13

Bitmapová grafika


14

Bitmapová grafika

• technicky též rastrová • reprezentace obrazu pomocí mřížky barev (rastr) • každý obrazový bod má přiřazenu hodnotu barvy a umístění • použití pro obrazy z reálného světa a s plynulými tóny (např. fotografie, digitální obrazy, skenované předlohy)

• snadný a rychlý přenos na rastrová výstupní zařízení (obrazovka monitoru i většina tiskáren pracuje na

Nevýhody: • vysoká náročnost na paměť (nutnost komprese) • komprimace a dekomprimace snižuje rychlost čtecího a zobrazovacího procesu • závislost na rozlišení • výraznější změna velikosti snižuje kvalitu • tzv. zoomování způsobuje pixelizaci • ztráta kvality při transformacích a úpravách

rastrovém principu)


15


16

Bitmapové editory

Bitmapový obraz

• základem je zpracování rastrového obrazu • úprava je realizována pomocí změny barvy bodů • určeny pro zpracování obrazů reálného světa, malbu a jiné výtvarné úpravy • napodobují ruční kreslení (např. tužka, štětec, sprej, guma)

• základní geometrické tvary, různé typy čar • manipulace s obrazem (např. otáčení, změna velikosti, zrcadlení)


17

• rozsáhlé možnosti výběru a výplní • široké možnosti úpravy rastru, filtry • export do různých rastrových formátů © J. Dannhoferová, Počítačová grafika - Rastr a vektor

18

3

Bitmapové editory • • • • • • • • • •

Bitmapové editory na webu

Adobe Photoshop (www.adobe.com/products/photoshop/) Gimp – GNU Image Manipulation Program (www.gimp.cz) Paint Shop Pro (www.jasc.com) Corel PhotoPaint (www.corel.com) Zoner Photo Studio (www.zoner.cz) Image Composer Photo Styler Digital Image Pro Imager Enhancer …


19

Vektorová grafika

kružnice, ohraničené plochy, …

• každé části obrazu se přiřadí informace o zobrazení, barvě, stylu atd. • základem je tzv. vektor (souřadnice + směr + délka) • obraz lze snadno upravovat • vektory popisují obraz pomocí svých geometrických charakteristik

21

Vektorový obraz


Sumo Paint (www.sumopaint.com) Lunapic (www.lunapic.com) Picnik (www.picnik.com) Pixlr (pixlr.com) Foto Flexer (fotoflexer.com) iPiccy (ipiccy.com) My Imager (www.myimager.com/) …


20

Vektorová grafika

• vektorový obraz je rozdělen na matematicky definované prvky – úsečky, lomené čáry, křivky, oblouky,


• • • • • • • •

Výhody: • velmi přesné zadání objektů • nezávislost na rozlišení

(libovolná změna velikosti bez ztráty)

• zoomování neovlivňuje kvalitu (přepočítání) • menší nároky na paměť • použití pro technické výkresy, mapy, písmo, … Nevýhody: • omezená oblast použití • před tiskem nutno převést do rastrové podoby (tzv. rasterizace) • velká škála navzájem nepřevoditelných formátů © J. Dannhoferová, Počítačová grafika - Rastr a vektor

22

Vektorový obraz

23


24

4

Vektorové editory

Vektorové editory

(převzato ze Softwarových novin)

• základem je zpracování vektorového obrazu • kreslení = definování objektů a jejich vlastností (pomocí předdefinovaných prvků)

• • • • • • • •

Adobe Illustrator (www.adobe.com/products/illustrator/) CorelDraw (www.corel.com) Zoner Callisto (www.zoner.cz/callisto/) Draw (OpenOffice.org) Aldus FreeHand MX Real-Draw Pro InkScape – založený na formátu SVG Sodipodi (www.sodipodi.org) 25


Bitmapa vs. vektor Bitmapa

Adobe Illustrator CS CE

CorelDRAW 12 CZ

FreeHand MX 2004

Real-DRAW PRO 3.1

SodiPodi 0.33.1

placený

placený

placený

shareware

freeware

placený 1.999 Kč

úhrada s DPH

24.700 Kč

23.800 Kč

13.500 Kč

50 USD

-

platforma

Win / Mac OS

Win / Mac OS

Win / Mac OS

Win

Win / Linux

ovládání

****

****

**

****

****

***

**

Win

****

vrstvy

*****

import

*****

*****

***

***

*

export

****

*****

***

****

*

práce s textem

*****

*****

****

**

*

***

práce s barvami

*****

*****

***

**

**

***

objekty - funkce

*****

křivky - funkce

*****

***

Zoner Callisto 5

*** ***

***

*

***

*****

****

****

**

*

***

průhlednost

****

****

****

****

**

****

filtry, efekty

*****

*

***

rozšiřitelnost

*****

****

*

***

nadstandard

***

***

**

**

*

****

*****

*

doplňky, bonusy

****

****

***

*

***


26

Bitmapa vs. vektor

• rozdělení na mapu (tzv. rastr)

stejně velikých čtverců (pixelů) • každému pixelu se přidělí barva

Bitmapový obraz

Vektorový obraz

• obrys objektu rozložen na úsečky

Vektory

• lepší použít křivky (tzv. Beziérovy) • definice vlastností objektu (tloušťka a barva čáry, výplň)


27

Grafické formáty

28

Grafické formáty • příčiny velkého množství grafických formátů • historické důvody (odrážejí technický vývoj a barevné

• grafický soubor – obsahuje grafická data (mohou být uložena různými způsoby)

možnosti grafických zařízení)

• grafický formát – formát souboru pro ukládání grafických dat: • bitmapové (rastrové) • vektorové • metaformáty • scénové, animační, multimediální, hybridní, hypertextové, trojrozměrné, pro modelování virtuální reality (VRML), zvukové, písmové, …



• vazba na program (podle druhů aplikací vznikaly specifické formáty)

• technické důvody (ohledy na rozlišení, odlišné architektury grafických karet, atd.)

• metoda komprese (vzhledem k velkým paměťovým nárokům je žádoucí volba vhodné kompresní metody)

29


30

5

Bitmapové formáty

Bitmapové formáty

• ukládají obraz jako posloupnost grafických elementů • pro ukládání předloh z reálného světa • podle počtu možných barev rozlišujeme: • monochromatické • stupně šedi • barevné

Grafický soubor se skládá z: • hlavička • identifikace a verze grafického formátu • informace o uloženém obrazu (rozměry, poměry stran, počet pixelů na řádku, hloubka pixelu, …)

• způsobu uložení grafických dat

• paleta • mapa barev- zajištění nezávislosti formátu na technickém vybavení • způsob zobrazení abstraktní barvy na daném zařízení

• rastrová data • informace o barvách pixelů (nejčastěji model RGB) © J. Dannhoferová, Počítačová grafika - Rastr a vektor

31


32

Literatura • Beneš, B., Felkel, P., Sochor, J., Žára, J. Moderní počítačová grafika. Computer Press: Brno, 2004. • Beneš, B., Sochor, J., Žára, J. Algoritmy počítačové grafiky. ČVUT: Praha, 1996. • Murray, J. D., Vanryper, W. Encyklopedie grafických formátů. Computer Press: Praha, 1996. • Fleischauer, C. Digital Formats for content reproductions. Library of Congress: Washington, D. C. [online].


33

6

Rastrová a vektorová data

Recommend Documents