Počítačová grafika

Zopakujme si ! 1 bit – je jednotka informácie 8 bitov – je 1 Byte do 8 bitov je možné zapísať 255 kombinácii čísel (28) Napr. číslo 2478 je 100110101110, t.j vyjadrené na 12 bitoch

Počítačová grafika obraz zobrazovanie popis objektov (model) spracovanie obrazu rekonštrukcia modelovanie

obraz = množina objektov Popis obrazu rastrový obraz = matica bodov vektorový obraz = množina objektov Výstupné zariadenia rastrová – monitor (800  600, 1024  768) tlačiarne laserové a atramentové (300dpi, 600dpi) ploter atramentový vektorová ploter perový Vstupné rastrové zariadenie pre snímanie obrazu — skener Zobrazovanie

Grafický bod — Pixel (pixel = picture element) Body, ktoré používa k zobrazovaní na výstupní zariadení. obrazovka — niekoľko malých bodov vysvítí jeden pixel atramentová tlačiareň — veľkosť pixelu zodpovedá veľkosti kvapky farby laserová tlačiareň — veľkosť bodu zodpovedá niekoľkým zrnkám toneru Matematické body, ktoré špecifikujú polohu. súradnice určujú polohu bodu v obraze, nemá rozmer. maju farbu!!

FARBY

Farebná hĺbka Aby bol obrázok farebný, musíme každému bodu - pixelu obrázka priradiť určitú farbu. 1 0–255 28-1 pixel Na každú farbu 1 byte

Farebné režimy Ľudské oko je nedokonalé a farby ktoré vníma sú zmesou troch farieb s určitou intenzitou. Farby ktoré vidíme môžeme z fyzikálneho hľadiska rozdeliť podľa pôvodu do dvoch skupín. Farby ktoré vznikajú miešaním svetla, čiže zdrojom je svetlo samotné a farby ktoré vznikajú miešaním svetla odrazeného, teda nie svetla z pôvodného zdroja.

Farebné modely Z kterých základních farieb sa budu ostatne skládat? Aký bude pomer jednotlivých základních farib? Akým zpôsobom sa budu základne farby miešať? Aditivní model Model HSV Subtraktivní model

Čierno biely – BW (1bit) označovaný je ako BW (Black and White). Už z názvu je zrejme, že body tvoriace obraz môžu byť buď biele alebo čierne. Na uloženie informácie o ôsmich obrazových bodov nám postačí jeden BYTE. 1

Odtiene sivej – Greyscale (8 bit) dovoľuje vybrať pre daný obrazový bod jeden z 256 odtieňov sivej farby. Toto farebné rozlíšenie je úplné postačujúce napr. na kvalitné zobrazenie čiernobielej fotografie. Pri tejto farebnej hĺbke potrebujeme na uloženie informácie o farbe jedného bodu jeden BYTE. 8 bit 255

Všimnite si, že čierno-biele fotky v novinách sú "nejaké sivé". Je to preto, lebo jednoduché prekonvertovanie fotografií počítač robí automaticky. Zelená a červená má rovnaký kontrast, preto pri automatickej konverzii nenájdete paradajku v tráve, lebo všetko je rovnako sivé.

Farebný model RGB RGB je režim založený na miešaní farebného svetla. Konkrétne miešanie červeného (Red), zeleného (Green) a modrého (Blue) svetla. Ak svietia všetky tri zložky úplnou intenzitou, vzniká biele svetlo. Ak svieti iba červená a zelená zložka, vzniká žlté svetlo. Tento model umožňuje vytvoriť obrovské spektrum farieb s množstvom odtieňov. Režim RGB používajú všetky obrazovky (monitory, televízory...).

Model RGB (24 bit) Č (0-255) – 8 b Z (0-255) – 8 b M (0-255) – 8b

Farebný model CMYK (32 bit) CMYK je založený na miešaní svetla odrazeného od predmetov. Používa sa pri tlači. Tento režim funguje rovnako ako RGB, ale spektrum farieb je invertované. Teda miešajú sa azúrová (Cyan), purpurová (Magenta) a žltá (Yelow). Pri úplnej intenzite všetkých troch zložiek vzniká čierna (teoreticky). Keďže sa CMYK používa pri tlači, je neekonomické používať tri farby na tlač čiernej a tá nie je úplne čierna (chemicky je ťažké namiešať čiernu). Preto sa pri tlači používa zvlášť ešte čierna farba (blacK).

Model CMYK (32 bit) C (0-255) – 8b M (0-255) – 8b Y (0-255) – 8b

Subtraktivne prostredie je prostredie, ktoré odráža svetlo, a preto potrebuje vonkajšie svetlo Aditívne farebné prostredie nepotrebuje vonkajšie svetlo

RGB

CMYK

POZOR! Keď idete dať niečo tlačiť a pošlete podklady v RGB, môžete s tým rátať, že farby budú iné, ako ste očakávali.

Model HSV Hue (odtieň), Saturation (sýtosť), Value (intenzita) Odtieň – základná spektrálna farba; hodnoty sú udávané v stupňoch (0°–360°) Sytosť – pomer čistej farby a bielej (maximálna sýtosť – 100% majú spektrálne farby) Intenzita – jas jasná farba (100% ) nemá prímes čiernej klesanie jasu  pridávanie čiernej pridávaním bielej a čiernej do spektrálnych farieb vytvárame nové farby

Model HSV (Reprezentácia v rôznych programoch) PowerPoint Corel Draw AutoCAD

RGB, CMY a HSV hodnoty barva R G B C M Y HSV červená 255, 0, 0 0, 255, 255 °, 100%, 100% žltá 255, 255, 0 0, 0, 255 60°, 100%, 100% zelená 0, 255, 0 255, 0, 255 120°, 100%,100% azurová ( cyan) 180°, modrá 240°, purpurová ( magenta) 300°, černá 0, 0, 0 255, 255, 255 0°, 0%, 0% 63, 63, 63 191, 191, 191 0°, 0%, 25% 127, 127, 127 0°, 0%, 50% odtiene sivej 0°, 0%, 75% čierna 0°, 0%, 100% r užová svetlá 255, 192, 192 0, 64, 64 0°, 25%, 100% užová tmavá 255, 128, 128 0, 128, 128 0°, 50%, 100% tmav o červená 203, 0, 0 52, 255, 255 °, 100%, 80% hn edá 128, 0, 0 127, 255, 255 °, 100%, 50%

Palety a ich použitie

Paleta mapa farieb, indexová mapa, tabuľka farieb farba pixelu môže byť zadaná buď priamo hodnotami jednotlivých zložiek alebo ako index do tabuľky farieb do 256 farieb sa paleta používa pre farby (TrueColor) se paleta nepoužíva výhoda: zmenou palety zmeníme farby

Použitie palety na zobrazenie farieb 8

Typy palet 3 – 3 – 2 7  12  3 adaptovaná barevná paleta 3 – 3 – 2  univerzálna paleta (256 farieb) 8  Red 4 Green Blue 7  12  3 7 odtieňov červenej, 12  zelenej a 3  modréj (252 farieb) adaptovaná barevná paleta  paleta optimalizovaná na jeden konkrétní obrázek

Grafické formáty Pre záznam digitalizovaného obrazu dnes existuje celý rad spôsobov (grafických formátov). rastrové (bitmapové) Obraz je opisany ako matica farebných bodov. metasoubory vektorová a rastrová data súčasne scénové animačne multimediálne vektorové Obraz je opisany postupnostou kresliacích príkazov.

Rastrový(bitmapový) formát Obraz sa rozloží do jednotlivých bodov a informácie o ich vlastnostiach sa zapíšu do grafického súboru. K takýmto patrí PCX, BMP, TIFF, TGA, GIF a JPEG.

Navzájom sa odlišujú spracovaním odlišného množstva farebných odtieňov, disponujú rôzne prepracovanými metódami kompresie dát. Tieto metódy znižovania množstva ukladania dát sú však aj hlavným nedostatkom pixelových formátov. Čím presnejšie má byť obraz popísaný, na tým viac bodov ho treba rozložiť,

Vektorový formát Umožňuje popis nie jednotlivých bodov, ale plôch (množín bodov) s rovnakými vlastnosťami. Každá takáto plocha je ohraničená nejakou krivkou, ktorá je popísaná vektormi. Patrí sem CDR (Corel Draw), AI (Adobe Ilustrator),CGM (Computer Graphics Metafile), WMF (Windows Metafile).

Porovnanie rastrových a vektorových formátov pre predlohy z reálneho sveta jednoduché vytváranie z dát uložených v poli v pamäti pixelové hodnoty môžu byť zmenené hromadne Jednoduchý prenos na rastrová výstupne zariadenia (obrazovka, tlačiareň) vektorový popis sa jednoducho edituje pamäťové nároky zodpovedajú zložitosti obrázku pri zobrazovaní sa využíva rozlíšenie daného zariadenia + – velmi rozsáhlé, zejména pro velké množství barev problémy se změnou velikosti omezená oblast použití někdy horší přenositelnost

JPG (vyslovovať džeipeg) je štandardná metóda pre ukladanie počítačových obrázkov vo fotorealistickej kvalite je najčastejší formát používaný pre prenášanie a ukladanie fotografií Je stratový – dochádza k určitej strate kvality

Kompresný pomer býva neraz aj 1:20 Fotografia kvetu komprimovaná so vzrastajúcim komprimačným pomerom zľava doprava.

Ukážka vzniku artefaktu vplyvom spriemerňovánia koeficientov v rámci bloku JPEG nie je vhodný na ukladanie perokresby (nápisy, plány, logá).

Progressive (postupný) JPEG obraz je uložený v akýchsi vrstvách, ktoré sa postupne nahrávajú a zobrazujú. Zobrazenie dát v každej vrstve pridáva obrazu detaily.

GIF je grafický formát určený pre rastrovú grafiku. GIF používa kompresiu, ktorá je bezstratová GIF je vhodný pre uloženie tzv. perokresby (nápisy, plány, logá). GIF umožňuje tiež jednoduché animácie Nevýhodou GIF je obmedzenie maximálneho počtu súčasne použitých farieb - 256 farieb (8 bitov).

Ďalšou špecialitou GIFu je priehľadnosť Ďalšou špecialitou GIFu je priehľadnosť. Funguje na princípu výberu jednej farby, ktorá bude zobrazená priehľadne. Animácia - umožňuje v rámci jedného súboru zobrazovať postupnosť snímkou s definovaním časového oneskorenia.

Grafické editory

Grafické editory Rastrové Vektorové 2D systémy CAD systémy 3D systémy AdobePhotoshop CorelPhotoPaint Paint ImageComposer PhotoStyler Vektorové 2D systémy CorelDraw AdobeIlustrator AldusFreeHand CAD systémy AutoCAD Spirit Microstation ArchiCAD Nemecek TurboCAD 3D systémy 3D Studio

Rastrové editory kreslenie a úpravy = zmena farby bodov základní geometrické tvary typy čar (pero, štetec, ) rozsiahle možnosti výplní (prechody farieb, vzorky, ) guma

Rastrové editory kreslení i úpravy = zmena farby bodov úpravy rastru (farieb, veľkosti) výrezy (kopírovanie, otočení, posun, zrkadlenia) retušovanie nástroje (zaostrenie ,rozmazanie, ) rastrové efekty export do rastrových formátov

Vektorové editory kreslení = tvorba objektov úprava = zmena vlastností objektov základní geometrické objekty krivky, kreslení od ruky úprava nakreslených objektov (napr. kopia, zmena veľkosti, otáčaní, zmeny poradia, vzájomné zarovnávanie) zarovnanie voči sebe, zmeny poradia, zoskupovanie typ, vzhľad a vlastnosti čiar a výplní široké možnosti práce s textom efekty: perspektíva, obálka, tvarové prechody export do rôznych formátov (vektorových i rastrových)

CAD systémy CAD = Computer Aided Design (počítačová podpora projektovania, návrh pomocou počítača) presné zadávanie bodov, veľkosti a uhlov, rôzne druhy súradníc kreslenie úsečiek, kriviek, geometrických tvarov, písma a šráf editačne príkazy – kopia, zmena veľkosti, otáčanie, orezávanie, predlžovanie, zmeny vlastností farby, typy čiar, hladiny, bloky kótovanie možnosti prepojenia s databázami, knihovňami prvkov export a import formátu DXF 3D modelár (niektoré) univerzálne, špecializované nadstavby, špeciálne systémy

Editory pro 3D kreslenie kreslení priestorových objektov a operácie s nimi zjednocovanie, prienik, rozdiel, roztrhnutie viditeľnosť nastavení svetiel – umiestnenie, typ, intenzita, farba typy svetiel: bodový zdroj (žiarovka) zdroj rovnobežného svetla (slnko) plošný zdroj (okno) kužeľový zdroj (reflektor) tieňovanie, vrhaní tieňu nastavení materiálu (parametre — farba, hladkosť, kovovosť. lesk, prehľadnosť  index lomu, mapa povrchu) rendering — tvorba reálneho priestorového obrazu na základe počítačového modelu.