Počítačová grafika, prezentace (základní pojmy a principy z oblasti počítačové grafiky, grafické a multimediální formáty, jejich vlastnosti a způsoby využití, základní zásady správné úpravy grafických dokumentů) Lada Juráňová

Rastrová grafika Hlavním rysem rastrového (bitmapového) obrázku je, že se skládá z jednotlivých obrazových bodů, tzv. pixelů (např. digitální fotografie). Těchto bodů je hodně, jsou velmi malé, v nejlepším případě pro nás neviditelné. Jeden bod má vždy jednu barvu, ale vybírá si z mnoha milionů barev (viz. barevná hloubka). Při přiblížení rastrového obrázku vidíme zřetelně jeho bodovou strukturu. Pixel nemá žádnou stanovenou velikost. Jeho konkrétní velikost závisí na počtu bodů zobrazovacího zařízení vůči velikosti tohoto zařízení. Monitor s úhlopříčkou 28'' i monitor s úhlopříčkou 22'' může zobrazovat například 1 680 × 1 050 bodů. Je zřejmé, že v prvním případě bude obrazový bod (pixel) větší než u druhého monitoru.

Výhody: pořízení obrázku je velmi snadné například pomocí fotoaparátu nebo pomocí skeneru Nevýhody: - velké nároky na paměťové zdroje - změna velikosti (zvětšování nebo zmenšování) vede ke zhoršení obrazové kvality obrázku - zvětšování obrázku je možné jen v omezené míře, neboť při větším zvětšení je na výsledném obrázku patrný rastr

Vektorová grafika Vektorový obrázek(kresba) se skládá z jednotlivých geometrických objektů, nástroje pro jejich vytváření jsou obdélník, elipsa, úsečka, křivka, text apod. Objekty (kromě čar) mají dvě základní vlastnosti – výplň a obrys. Objekty můžeme různě tvarovat, jejich vzájemným uspořádáním, zarovnáním a tvarováním vzniká výsledný obrázek (kresba) jako jejich „skládačka“. Protože jsou vektorové objekty tvořeny křivkami, můžeme je téměř libovolně zvětšovat a zmenšovat, křivky se vždy znovu hladce překreslí.

Výhody: - je možné libovolné zmenšování nebo zvětšování obrázku beze ztráty kvality - je možné pracovat s každým objektem v obrázku odděleně - výsledná paměťová náročnost obrázku je u jednolitých barevných obrázků menší, než při použití rastrového zápisu Nevýhody: - oproti rastrové grafice zpravidla složitější pořízení obrázku. V rastrové grafice lze obrázek snadno pořídit pomocí fotoaparátu nebo skeneru. Překročí-li složitost grafického objektu určitou mez, začne být vektorová grafika náročnější na operační paměť a procesor než grafika bitmapová. Nehodí se na zápis složitých barevných ploch - například fotografie nebo hieroglyfy

3D grafika Počítačová 3D grafika (tzv. trojrozměrná) je v informatice označení pro speciální část počítačové grafiky, která pracuje s trojrozměrnými objekty. Převod 3D objektů do 2D zobrazení se nazývá renderování. Nejznámějším využitím počítačové 3D grafiky je vytváření animací (pro tvorbu filmů nebo počítačových her), avšak 3D grafika je využívána i ve vědě a průmyslu (například pro počítačové simulace nebo trojrozměrné zobrazení orgánů).

RGB - aditivní míchání barev Režim RGB využívá k vytvoření barev tři základní barvy: Red (červenou), Green (zelenou) a Blue (modrou). Výsledkem míchání těchto barev je pak téměř libovolná barva. Pokud svítí všechny barevné složky plnou intenzitou, vznikne bílá barva. Intenzita barvy je odstupňována do 256 kroků, od 0 do 255. Obrázek ukazuje míchání plných barev, další miliony odstínů pak vznikají mícháním různých intenzit jednotlivých barevných složek. Režim RGB používají například monitory, skenery a digitální fotoaparáty.

CMYK - subtraktivní míchání barev Režim CMYK využívá k vytváření barev čtyři základní barvy: Cyan (azurovou), Magenta (purpurovou), Yellow (žlutou) a blacK (černou) a používá se pouze při tisku. Pokud jsou použity všechny tři barevné inkousty na 100 %, vznikne teoreticky černá barva. K míchání barev včetně černé by tedy stačily pouze tři barevné složky CMY, ale vytvářet často používanou černou barvu mícháním barevných složek by bylo neekonomické a navíc samostatná černá barva umožňuje lepší vytváření dalších barev. Jednotlivé barvy se používají v sytostech od 0 % do 100 % (nikoli od 0 do 255 jako složky režimu RGB). Do běžné barevné tiskárny je potřeba koupit čtyři barevné náplně, profesionální fototiskárny ale často mají šest i více barevných náplní.

Všechny barvy vyjádřené v RGB nelze zobrazit v CMYK a naopak Všechny barvy vyjádřené v RGB nelze zobrazit v CMYK a naopak. Důvodem jsou rozdílné barevné trojúhelníky (gamuty). Nastává tedy problém s tiskem fotografií, hlavně se ztrátou brilance barev - barvy na monitoru budou vypadat jinak, než barvy na papíře.

Rozlišení (DPI) Rozlišení je počet obrazových bodů na jednotku vzdálenosti. Je totiž zřejmé, že samotný počet bodů pro určení kvality nestačí, kvalita závisí také na velikosti obrázku. Rozlišení se udává v počtu bodů na palec – DPI (Dots Per Inch). Jeden palec je 2,54 cm. Obrázek, který by byl 2,54 cm široký a obsahoval by na šířku 100 bodů, by měl rozlišení 100 DPI. Pokud je rozlišení příliš malé, můžeme zřetelně vidět bodovou strukturu obrázku. Čím vyšší je rozlišení, tím jsou jednotlivé body menší. Pro monitory a pro tisk je vhodné nastavit různé rozlišení. Svítících bodů stačí méně než pasivně zobrazených bodů na papíře, to znamená, že vytištěná fotografie musí být ve vyšším rozlišení než fotografie zobrazená na monitoru. Na monitoru stačí rozlišení kolem 100 DPI, pro tisk vyhovuje rozlišení nejméně 200 až 300 DPI.

Barevná hloubka Každý z jednotlivých bodů barevného obrázku může nabývat jedné z barev zvolené barevné palety. Nejčastěji se dnes používá barevná paleta RGB, která obsahuje 16 777 216 barev a paleta 256 stupňů šedi, která se používá pro černobílé fotografie. Na webu se pak setkáme s paletou 256 barev, kterou se používá především pro tlačítka, nikoliv pro fotografie. Na počtu bodů a na barevné hloubce obrázku závisí, jak velké místo (kolik bajtů) zabere obrázek na pevném disku počítače. → 256 barev = 8 bitů na bod (tlačítka na webu); jeden bod takového obrázku je vyjádřen kombinací 8 nul a jedniček, tedy 8 bity (na pevném disku zabírá 1 byte) → 256 stupňů šedé (černobílé fotografie) = 8 bitů na bod; jeden bod je vyjádřen kombinací 8 nul a jedniček, tedy 8 bity (na pevném disku zabírá 1 byte) → 16,7 milionu barev (barevné fotografie) = 24 bitů na bod; jeden bod je vyjádřen kombinací 24 nul a jedniček, tedy 24 bity (na pevném disku zabírá 3 byty)

Grafické formáty a jejich vlastnosti: Používané formáty souborů rozlišujeme jako nekomprimované a komprimované, komprimované pak na formáty s bezeztrátovou či ztrátovou kompresí: APNG BMP GIF HDP JPEG JPEG 2000 MNG PCX PNG TIFF WBMP XPM 

BMP je počítačový formát pro ukládaní rastrové grafiky. výhodou tohoto formátu je jeho extrémní jednoduchost a dobrá dokumentovanost a že jeho volné použití není znemožněno patentovou ochranou díky tomu jej dokáže snadno číst i zapisovat drtivá většina grafických editorů v mnoha různých operačních systémech obrázky BMP jsou ukládány po jednotlivých pixelech, podle toho, kolik bitů je použito pro reprezentaci každého pixelu je možno rozlišit různé množství barev (tzv. barevná hloubka): 2 barvy (1 bit na pixel), 16 (4 bity), 256 (8 bitů), 65 536 (16 bitů), nebo 16,7 miliónů barev (24 bitů). Osmibitové obrázky mohou místo barev používat šedou škálu (256 odstínů šedi) soubory ve formátu BMP většinou nepoužívají žádnou kompresi (přestože existují i varianty používající kompresi RLE – run-length encoding) z tohoto důvodu jsou obvykle BMP soubory mnohem větší než obrázky stejného rozměru uložené ve formátech, které kompresi používají v praxi se pro ukládání obrázků vyžadujících zachování všech informací používají spíše novější formáty PNG, GIF nebo také TIFF. 

JPEG Formát JPG výborně komprimuje fotografie díky tomu, že si je trochu upraví – někde posune barvy, seskupí podobné barvy, někde něco rozmaže. Díky tomu pak dosáhne kompresi až 1 : 50. Tento formát také umožňuje nastavit stupeň komprese a tím ovlivnit kvalitu obrázku. Ztrátové komprese se nemusíme obávat. Komprese využívá vlastností lidského oka a nedokonalosti našich smyslů, takže při nastavení dobré kvality u fotografií žádné ztráty okem nepoznáme. Velikost obrázku na disku v komprimovaném formátu je při výborné kvalitě zhruba desetkrát menší (1 : 10) než ve formátu nekomprimovaném.

GIF Tento formát používáme především na grafické prvky webových stránek (tlačítka, linky, rámečky apod.), protože zajišťuje minimální velikost souboru a přitom bezchybně zachová jeho vzhled. Formát GIF může být také „pohyblivý“ – jeden obrázek může obsahovat sekvenci (posloupnost) snímků, které se postupně zobrazují.

TIFF a PNG TIFF: - jeden z souborových formátů pro ukládání rastrové počítačové grafiky - formát TIFF tvoří neoficiální standard pro ukládání snímků určených pro tisk - TIFF je složitější formát oproti jiným formátům pro ukládání rastrové grafiky - barevné rozlišení: 1 - 24bit PNG: - je grafický formát určený pro bezeztrátovou kompresi rastrové grafiky - PNG nabízí podporu 24 bitové barevné hloubky, nemá tedy jako GIF omezení na maximální počet 256 barev současně - PNG tedy do jisté míry nahrazuje GIF, nabízí více barev a lepší kompresi - navíc obsahuje osmibitovou průhlednost (tzv. alfa kanál), to znamená, že obrázek může být v různých částech různě průhledný (tzv. RGBA barevný model) - nevýhodou PNG oproti GIF je praktická nedostupnost jednoduché animace.

Konverze mezi formáty Obrázek otevřeme v grafickém programu a uložíme ho v jiném formátu (s jinou příponou). Obrázek uložený ve formátu JPG můžeme uložit do formátu bezeztrátové komprese, ale ztráta kvality vzniklá předchozím ztrátovým uložením se již samozřejmě zpět nevrátí.

Zdroje http://www.kteiv.upol.cz/frvs/ict-kubricky/?page=pocitacova-grafika/pocitacova-grafika http://www.ped.muni.cz/wtech/u3v/pspp/u3v-grafika.pdf http://www.jardaz.cz/MZ/Tema18.html http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/lectures/npgr003.slides.cz.php Obrázky: google