Obrázkové súbory

O čo ide ? Raz vidieť je lepšie ako sto krát počuť. Preto je grafická informácia neraz dôležitejšia ako text. Neexistuje univerzálne riešenie problému ako uchovať obrazovú informáciu v počítači, existujú dva rôzne pohľady na tento problém. V prvom prípade sa pozeráme na obrázok ako na sieť = raster veľmi malých štvorcov – pixelov. Uloženie grafickej informácie pomocou takéhoto prístupu voláme rastrová grafika. Druhý prístup považuje obrázok za zoskupenie objektov (alebo ich častí), ktoré je možné nakresliť pomocou matematických vzorcov a funkcií. Tieto objekty majú svoje vlastnosti ako polohu na obrázku, veľkost, farbu, priehľadnosť a lesklosť povrchu... Tieto vlastnosti sú vstupnými parametrami ( vektormi ) matematických vzorcov a funk-cií, pomocou ktorých sa objekty nakreslia. Uloženie grafickej informacie pomocou takéhoto prístupu sa nazýva vektorová grafika.

rastrová grafika Rastrové obrázky sú rozdelené na sieť myslených štvorčekov pixelov, ktoré je pri zväčšení zreteľne vidieť. Rozmer každého obrázka je počet pixelov na šírku x počet pixelov na výšku. Pre každý pixel je nutné okrem polohy zakó-dovať aj farbu, resp. ďalšie parametre. Počet farieb závisí od toho, koľko bitov pripadá na jeden pixel. 2 farby 1 bit 16 farieb 4 bity 16,7 mil farieb 24 bitov počet farieb = 2x, kde x je počet bitov Farby sú kódované systémom RGB ( red, green, blue). Napr. 24 bitové kódovanie v RGB znamená, že na jednu zložku je použitých 8 bitov a ich kombináciou vzniká daný odtieň, pre jednu farbu 256 odtieňov ( 0-255 ). Čierna má všetky zložky rovné 0, šedú dostaneme tak, že všetky zložky majú rovnakú hodnotu.

formát BMP Je základným formátom pre rastrovú grafiku. Názov je z angl. bit mapped picture – voľne preložené ako bitová mapa => ide o obrázok, ktorý vznikne popisom každého bodu zvlášť. Napr. obrázok s 24-bitovou farebnou hĺbkou a rozmermi 800x600 pixelov má veľkosť 800x600x24/8 b = 1,37MB k čomu treba ešte započítať veľkosť hlavičky Nevýhoda : malá použiteľnosť vo webe. Výhoda : obrázok je nekomprimovaný, programy s ním dokážu jednoduchšie pracovať. Vykresľuje sa odspodu nahor. Úloha 1 Vypočítajte, koľko miesta na disku zaberie bitmapový obrázok a) zložený z 640 x 480 pixelov v 16 farbách b) zložený z 1024 x 768 pixelov v 24-bitovom kódovaní

porovnanie rôznej farebnej hĺbky

obrázok s rastúcou kompresiou zľava doprava kompresia Zmenšenie veľkosti súboru sa nazýva kompresia alebo komprimácia súboru. Stratová kompresia spôsobí vynechanie ( alebo zmenu ) niektorých detailov v súbore, bezstratová kompresia súbor nezmení. Veľkosť obrázku je možné zmenšiť tak, že – zmenšíme počet farieb => strata kvality zobrazenia – nezapisuje sa informácia o každom bode zvlášť, ale celej množine susedných bodov rovnakej ( podobnej ) farby a vynechajú sa izolované body inej farby. obrázok s rastúcou kompresiou zľava doprava

formát JPEG Je štandardná metóda stratovej kompresie používanej pre ukladanie počítačových obrázkov vo fotorealistickej kvalite. Skratka JPEG znamena Joint Photographic Experts Group, čo je konozorcium, ktoré túto kompresiu navrhlo. Najrozšírenejšie prípony tohto formátu sú .jpg, .jpeg, .jfif, .jpe. JPEG/JFIF je najčastejší formát používaný na prenášanie a ukladanie fotografií na webe. Nie je však vhodný pre perokresbu, zobrazenie textu alebo ikonky, pretože kompresná metóda JPEG vytvára v takomto obraze viditeľné a rušivé efekty. JPEG je vhodný pre fotografické snímky alebo maľby realistických scenérii s hladkými prechodmi v tóne a farbe. V takom pripade fungu-je omnoho lepšie ako čiste bezstratové metódy, pričom poskytuje stále veľmi dobrú kvalitu obrazu. Novšie stratové kompresné metódy, hlavne vlnkova kompresia, dávaju ešte lepšie výsledky.

a) 24-bitovú mapu b) 256-farebnú bitovú mapu. Úloha 2 Vyhľadajte na internete fotografiu podobnú obrázku v pozadí, s rozmermi minimálne 800x600 pixelov a uložte ju vo formáte .jpeg na váš počítač. Obrázok otvorte v Skicári a uložte ako a) 24-bitovú mapu b) 256-farebnú bitovú mapu. Porovnajte veľkosť všetkých troch obrázkov. Úloha 3 Nakreslite v Skicári obrázok zložený len z čiar. Uložte ho ako 16-farebnú bitovú mapu aj vo formáte .jpeg. Porovnajte kvalitu obrázkov.

formát GIF Skratka GIF znamená Graphics Interchange Format. Je to graficky formát určený pre rastrovú grafiku. Používa bezstratovú kompresiu. GIF je vhodný pre uloženie tzv. perokresby ( nápisy, plány, logá ). GIF umožňuje tiež jednoduché animácie. Nevýhoda : naraz môže byť využitých iba 256 farieb ( 8 bitov ). Úloha 4 Vyhľadajte na internete zbierku obrázkov vo formáte .gif.

formát PNG Portable Network Graphics ( skratku PNG čítaj „ping“) ) – prenosná sieťová grafika – je grafický formát určený pre bezstra-tovú kompresiu rastrovej grafiky. Vznikol ako zdokonalenie a náhrada formátu GIF, ktorý bol patentovo chranený. Ponúka 24-bitovú farebnú hĺbku ( => viac farieb ) a lepšiu kompresiu. Naviac obsahuje 8-bitovu priehľadnosť – to znamená, že obrázok môže byť v rôznych častiach rôzne priehľadný ( tzv. RGBA farebný model ). Neumožňuje jednoduché animácie. PNG sa rovnako ako formáty GIF a JPEG používa na internete.

iné grafické formáty JPEG 2000 – bol vyvinutý ako nástupca formátu JPEG, používa tzv. vlnkovú kompresiu. Napriek očakávaniam sa však neujal. PSD – formát programu Adobe Photoshop, určený pre profe-sionálne editovanie grafiky. Použiva tzv. vrstvy – obrázok sa skladá z viacerých vrstiev “naskladaných na sebe”. Dajú sa do neho importovat takmer všetky známe formáty. Používa zmiešanú vektorovú a rastrovú grafiku. WBMP – Wireless Aplication Protocol Bitmap – formát určený pre mobilné zariadenia používany vo WML (mobilný ekvivalent HTML) TIFF – Tagged Image File Format – formát určený pre tlač. Používa stratovú aj bezstratovú kompresiu. SVG  Scalable Vector Graphics – bol vyvinutý pomerne nedávno špeciálne pre požiadavky webu. Kombinuje vektorovú a rastrovú grafiku ako aj písmo. Môže byť animovaný.

vektorová grafika Vektorové obrázky nie sú zložené z pixelov, ale sú v nich analyticky popísane objekty – priamky, úsečky, kružnice, krivky, polygóny atd. Spôsob popisu kriviek vynašiel francúzsky matematik Pierre Beziere – stačia na to štyri body. Samozrejme je možné týmto spôsobom vytvárať aj 3D vektorovú grafiku. Vektorová grafika sa využíva hlavne v priemysle, designe, architektúre, na návrhy počítačových modelov atď. Oproti rastrovej grafike má niektoré výhody : – je možné pracovať s každým objektom zvlášť – objekty sa dajú ľubovoľne zväčšovať a zmenšovať  výsledná veľkosť obrázka je niekoľkokrát menšia – okraje objektov sú vždy hladké Vektorová grafika sa používa aj na písmo v počítačoch  preto je možné používať ľubovoľné veľkosti daného fontu. 13

Vytváranie 3D modelov kombinuje rastrovú a vektorovú grafiku Vytváranie 3D modelov kombinuje rastrovú a vektorovú grafiku. Rastrová grafika ( textúry, design ) je “ponaliepaná” na vektorovom modeli. Súčasná grafika v hrách kombinuje mnoho prepracova-ných postupov pre čo najdôveryhodnejšie zobrazenie virtuálneho sveta. Programy pracujúce s vektorovou grafikou : AutoCad, Adobe Ilustrator, Corell Draw, Zoner Calisto Porovnanie vektorovej a rastrovej grafiky : a) pôvodný vektorový obrázok b) vektorový obrázok zväčšený 8x c) zrastrovaný a 8x zväčšený vektorový obrázok