Datové formáty grafiky jejich specifika a možnosti využití Adam Řehořek Jakub Dvorský 3.11. 2016

Obsah Úvodní představení Rastrová grafika Vektorová grafika 3D grafika Volná diskuze

Přístupy k 2D grafice

Rastrová grafika Pixel Nejmenší jednotka Dvourozměrná matice Nese informace

Rastrová grafika Barevná hloubka Počet bitů použitých k popisu barvy pixelu

Rastrová grafika Bitová hloubka Počet barev 1 bitů 2 barvy 2 bity 281,5 biliónů barev

Rastrová grafika Rozlišení Velikost matice pixelů Monitor 2,3 Mpx; fotoaparát 20 Mpx; lidské oko až 576 Mpx

Rastrová grafika Barevná definice pixelů: RGB (Red, Green, Blue) Fotoaparát, display, scanner CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Key) tiskárna

Výhody/Nevýhody Snadné pořízení obrázku Snadný převod mezi formáty rastru Jednoduché zobrazení a tisk Velký objem dat Ztráta kvality při transformacích Změna velikosti → zhoršení obrázkové kvality, kterou již nelze vrátit

Formáty rastrové grafiky Nekomprimované RAW, BMP Komprimované s bezztrátovou kompresí GIF, PNG, TIFF se ztrátovou kompresí JPEG

RAW Neupravená surová data Není standardizovaný (třída) Adobe - .dng Canon - .cr2 Sony - .srf Nikon - .nef Obsahuje metadata

BMP Bez komprese → vysoká velikost Jednoduchost Ukládaný po jednom pixelu Začátky formátu v Microsoft Windows 3.0 (1988)

GIF Počet barev omezen na 256 Umožňuje jednoduché GIF animace Časté užití na internetu

PNG 24 bitová barevná hloubka Zlepšení formátu GIF, bez animace Průhlednost (8bitový alfa kanál) Využití na webu (obrázky s textem)

TIFF Vhodný pro archivaci obrázků, tisk Vícestránkové soubory Umožňuje uložit více obrazových bitmap do jednoho souboru Vysoká náročnost na paměť

JPEG Ztrátová komprese Nejčastěji používaný formát Více přípon: .jpeg, .jpg, .jfif, .jpe Velké snížení velikosti, bez viditelné ztráty

Vektorová grafika Změna velikosti pomocí matematických výpočtů  vyšší stupeň komprese Základem vektorové grafiky je analytická geometrie (vektory) = proto vektorová Obraz je tak na rozdíl od rastrové grafiky prezentován pomocí jasně definovaných geometrických objektů: Křivek Kružnic Přímek

Geometrické transformace Změny velikosti, posun a rotace obrazu se provádí pomocí matematického výpočtu (transformačních matic), nedochází tak ke ztrátě kvality obrazu

Křivky Skládají se z počátečního a koncového bodu a dále z řídících bodů nebo vektorů Jsou většinou v počítači vyjádřeny jako soustava parametrů nějaké rovnice Aproximační Interpolační

Bézierova křivka Používána mimo jiné při návrhu počítačových fontů Vytvořena francouzským inženýrem, konstruktérem a matematikem Pierrem Étiennem Bézierem, který se zabýval zjednodušením výroby automobilů(Renault).

Výhody a nevýhody Mnohem menší paměťová náročnost Libovolné zvětšení obrazu bez ztráty kvality a změny datové velikosti Velmi jednoduchá editace jednotlivých objektů nezávislá na zbylé části obrazu Složité obrazy se pomalu a obtížně zpracovávají  nepohodlné k úpravám Složitější pořízení vektorového obrázku Při práci s monitorem či tiskárnou musí být vektorová grafika převedena na pixely (rasterizace) Složitý proces převedení rastrového obrázku na vektorový (vektorizace)

Nejznámější formáty vektorové grafiky .pdf – Portable Document Format .ai – Adobe Illustrator Artwork .cdr – Corel Draw .svg – Scalable Vector Graphics .dwg – Design Web Format

Portable Document Format Soubor může obsahovat text, obrázky, videa a zvuk. Zajišťuje, že se dokument na všech zařízeních zobrazí stejně. Otevřený standard pro výměnu dokumentů (ISO 32000). Vyvinut v 90. letech společností Adobe Systems. Spousta programů umožňuje export do tohoto formátu.

Adobe Illustrator Artwork (.ai) Formát je rozšířen v oblasti profesionální grafiky, kde patří k nejpoužívanějším. Dokáže ukládat jak vektorovou tak rastrovou grafiku. Lze využít ztrátové i bezztrátové komprese, různé hloubky barev, průhlednost i různé barevné modely.

PostScript (.ps,.eps) Programovací jazyk určený k popisu grafiky Dokáže ukládat jak vektorovou tak rastrovou grafiku. Nezávislý na zařízení, kde probíhá tisk dat Nahrazen pomocí PDF

Corel Draw (.cdr) Formát vznikl spolu s programem Corel Draw. Může obsahovat i bitmapu. Výrazná komprimace. Vektory jsou mapovány na stránku bod po bodu, proto nedochází k žádným deformacím obrázků.

Scalable Vector Graphics (.svg) Založen na značkovacím jazyku XML. Navržen pro oblast webové grafiky. V dnešní době také v tisku nebo v mobilních zařízeních. Výborná podpora pro barvy a text. Objekty seskupeny, formátovány a polohovány pomocí CSS V budoucnu by se měl stát základním otevřeným formátem pro vektorovou grafiku.

Design Web Format(.dwg) Vyvinut firmou Autodesk. Nejrozšířenější formát pro předávání výkresů. Dokáže zobrazovat i 3D grafiku. Tyto soubory obsahují již komprimovaná grafická data a jsou tak podstatně menší a rychleji přenosné než originální výkresy CAD. Tento formát lze tisknout na jakémkoliv výstupním zařízení.

3D grafika Část počítačové grafiky, která pracuje s trojrozměrnými objekty Nejznámější využití 3D grafiky je vytváření animací Výzkum v USA od 60. let 20. století – Univerzita v Utahu Mapovaní textur Algortimy pro stínování těles Základní algoritmy a techniky renderování

Rendering Vykreslení 2D obrazu na základě modelu scény a dalších informací Simulují se zejména tyto vlastnosti obrazu: Stínování – kolísání barvy a jasu povrchu v závislosti na osvětlení Texturování – dodání realistického vzhledu povrchu modelu Stíny – důsledek zakrytí zdroje světla jiným objektem Odraz světla – zrcadlové nebo velmi lesklé reflexe Průhlednost – šíření světla skrze objekty bez zkreslení Hloubka ostrosti – objekty vzdálené od objektu v centru pozornosti se jeví nezaostřené

3D grafika ve filmu První 3D obrázky ve filmu Futureworld v roce 1976. První celovečerní 3D-animovaný film – Toy Story z roku 1995 Revoluční film – Avatar z roku 2012

3D grafika v počítačových hrách První hra s 3D grafikou – Wolfenstein 3D od společnosti ID Software Navázala na ní veleúspěšná hra DOOM Další pokrok až na počátku roku 1996,kdy vyšla hra Duke Nukem 3D, která již obsahovala velmi dynamické prostředí – jezdící vlaky, metra, lesknoucí se plochy

V srpnu téhož roku se objevil Quake, což byla první hra s plně trojrozměrnými předměty a postavami potaženými texturami. V dnešní době jsou některé 3D grafiky ve hrách téměř neroznatelné od reality

Děkujeme za pozornost.