Digitální fotografie 1. semestr Jan Mittelbach www.digivek.webnode.cz

Zimní semestr Obecné seznámení s principem digitalizace fotografií, digitálních fotoaparátů ukázky freewarových grafických editorů a se softwarem ZPS (základní nástroje). Dalším obsahem kurzu bude funkce světla ve fotografii, práce s kompozicí obrazu a princip zlatého řezu. Naučíme se rozumět funkcím vlastního fotoaparátu, práce s manuální příručkou k přístroji. Fotografování bude probíhat převážně v interiéru, nastavení scénických režimů, automatika fotoaparátu. Tvorba vánočních přání - pohlednice.

Fotoaparát pod lupou

Formáty pro ukládání fotografií základy Pixel – základ pro uložení digitálního obrazu nejmenší jednotka obrazové informace. Pixel je zkratka pro picture element, kde se ale za slovo picture uvažuje jeho běžná zkratka „pix“, a rozumí se jím jeden plně barevný bod obrazu. Pixel sám o sobě nemá předepsaný žádný tvar - může být čtvercový, kruhový nebo libovolný, v praxi je však užitečné si ho představit jako obdélník, který vznikne rozřezáním obrazu na určitý počet svislých a vodorovných segmentů.

Rozlišení Pokud reálný obraz rozřežete na určitý počet svislých a vodorovných elementů, vytvoříte vlastně mozaiku obrazu.. Pixel tak vyjadřuje průměrnou barvu každého segmentu mozaiky a nutně tím dochází k zjednodušení obrazu. Logicky proto čím více pixelů, tím jemněji/přesněji obraz popisujeme. Známe-li navíc rozměry obrazu, je možné se znalostí jeho rozlišení v pixelech spočítat velikost jednoho pixelu.

Barva pixelu Máme-li definován pixel jako nejmenší jednotku obrazu, tak zbývá nějak číselně zakódovat jeho barvu, jas a ostatní parametry tak, aby odpovídaly možnostem lidského oka. Nejběžnější representace používaná v digitálních fotoaparátech pro zachycení snímku a v počítačích pro zobrazení je tzv. RGB representace, kde každý pixel je popsán trojicí čísel RGB – Red, Green, Blue.

Barevná hloubka Barva každého pixelu v RGB representaci je zakódována 3 čísly, které vyjadřují jas jeho červené (Red), zelené (Green) a modré (Blue) složky. Každá barva pixelu kóduje zjednodušeně buď jen 1 bytem nebo 2 byty. Byte je základní jednotka počítačové informace a je tvořen 8 bity, kde bit je elementární buňka schopná nést jen informaci „0“ nebo „1“. Umí zakódovat jen celá čísla od 0 do 255 – má tedy celkem 256 úrovní.

Pokud tedy na každou RGB složku pixelu reservujete „jen“ 1 byte, tak barvu pixelu zakódujete celkem 3 byty každá barevná složka má ale jen 256 úrovní svého jasu, od 0 (nesvítí) až 255 (maximum). V takovém případě se hovoří o barevné hloubce 8 bitů na kanál neboli 3x8=24 bitů na pixel (24 bpp = bit per pixel).

Barevná hloubka určuje celkový počet barev, které v obrázku mohou existovat. Nízký počet možných barev (dole) vede k neplynulým přechodům a tak se nedostatek barev nejčastěji objevuje např. v obloze, na jednolitém pozadí atp.

I když se celkový počet 16 milionů barev zdá úctyhodný, v reálu to není zase až tak moc – jen 256 úrovní na každé RGB „světlo“. U snímků proto někdy barvy dojdou a objeví se nepříjemná posterizace – zejména po významné editaci snímku

Velikost jedné fotografie Vezměme pro příklad reálnou fotografii tvořenou např. 6 miliony pixelů (6 Mpix), jejíž rozlišení je 3000x2000 pixelů. Pokud každý pixel uložíme v 24 bitové barevné hloubce na pixel (3 byte na pixel), tak musí mít velikost 3x6=18 Megabytů = 18 MB. Takto uložených fotografií se tedy na 1 GB paměťovou kartu vejde asi 55. Pokud použijeme vyšší barevnou hloubku, velikost fotografie stoupne na dvojnásobek (36 MB) a na kartu se jich vejde jen asi 28. To je skutečná realita v případě, že není použita žádná komprese.

Obraz je tedy uložen zcela nekomprimován tak, jak to umí např Obraz je tedy uložen zcela nekomprimován tak, jak to umí např. formát TIFF. Protože ale podobné velikosti na jednu fotografii jsou velmi nepraktické a i zbytečné. Přichází ke slovu populární JPEG s jeho kompresí, který velikost fotografii dramaticky sníží a přitom jí nijak významně neublíží.

Proč je RAW menší? Možná vznikne otázka, proč je velikost RAW souboru, který ukládá syrová data ze senzoru, menší než 36 MB. Odpověď vězí v Bayerově masce a reálné barevné hloubce senzoru (resp. jeho A/D převodníku).

6 MPix fotoaparát má sice 6 milionů pixelů na senzoru, ale pouze černobílých, tedy neschopných vidět barvu. Aby senzor viděl i barvu, je před jednotlivými pixely barevná RGB maska s tím, že barvy jsou uspořádány do matice a zelená maska je ve čtverci dvakrát (tím se simuluje zvýšená citlivost oka na zelenou). Vzniká tzv. Bayerova RGBG maska. Z toho vyplývá, že 6 MPix fotoaparát má "pouze" 1.5 milionu červených pixelů, 1.5 milionu modrých a 3 miliony zelených.