GRAFIKA KOMPUTEROWA by Xs89U9

VIEWS: 70 PAGES: 34

									        GRAFIKA KOMPUTEROWA
                                                 V.1.02


      WIADOMOŚCI PODSTAWOWE
      GRAFIKA BITMAPOWA
            SYSTEM ZAPISU KOLORU
            FORMAT ZAPISU GRAFIKI - KOMPRESJA

      GRAFIKA WEKTOROWA
      SŁOWNICZEK POJĘĆ


AUTOR - T. GIZA
  Grafika komputerowa

   - obrazy kreślone myszą
    przy użyciu komputera

- obrazy oraz figury tworzone i
   przetwarzane przy użyciu
          komputera
            Programy graficzne
Pod pojęciem programu graficznego możemy rozumieć
zarówno aplikację o dużych możliwościach np. CorelDRAW i
Photoshop, jak i program umożliwiający wykonywanie
jedynie prostych operacji. Dostępny w systemie Windows
program Paint należy do tej drugiej grupy. Programy
graficzne w zależności od realizowanych przez nie funkcji i
zastosowania, możemy podzielić na dwie podstawowe
kategorie:
programy do edycji i przetwarzania map bitowych
programy do edycji i przetwarzania grafik wektorowych.
 Każdy program graficzny powinien umożliwiać:


- kreślenie linii o wybranej grubości, kształcie (prostych,
  krzywych) i kolorze;
- kreślenie prostych figur geometrycznych;
- wypełnianie zamkniętych kształtów dowolnym kolorem;
- posługiwanie się komputerowymi wersjami pędzla
  malarskiego i spraya;
- zmazanie fragmentów rysunku (funkcja gumki);
- wprowadzanie tekstów;
- wycinanie i wstawianie fragmentów rysunku;
- powiększanie i pomniejszanie widoku roboczego rysunku;
- zapisywanie i odczytywanie dokumentów;
- drukowanie rysunków.
            GRAFIKA RASTROWA
        (BITMAPOWA – PIKSELOWA)

    Sposób tworzenia grafiki komputerowej,
  w której na obraz składają się bardzo małe,
niezależne od siebie punkty - piksele. Każdemu
     pikselowi przyporządkowany jest jego
  położenie w obrazie oraz kolor. Grupa wielu
 pikseli oglądanych z pewnej odległości tworzy
    złudzenie jednolitej płaszczyzny. Grafika
 rastrowa przypomina więc mozaikę złożoną z
         dużej liczby oddzielnych płytek.
               Zalety:
dobrze oddaje półcienie, przejścia między
kolorami, subtelne cieniowanie obrazów
            ciągłotonowych.
               Wady:
źle wygląda po dużym powiększeniu
  (piksele ujawniają kwadracikową
         strukturę obrazka).

      Powiększenie pięciokrotne
        rysunku rastrowego




                                  Widoczne kwadraciki
 Każdy piksel a właściwie informacja o jego
  kolorze może zostać zapisana za pomocą
 określonej liczby bitów; wartość 1 oznacza
czerń lub kolor, wartość 0 biel. W zależności
od liczby kolorów jakie możemy wykorzystać
    w mapie bitowej, rozróżniamy mapy:
             1-bitowe (2 kolory),
           8-bitowe (256 kolorów),
         16-bitowe (65536 kolorów),
       24-bitowe (16777216 kolorów),
      32-bitowe (4294967296 kolorów).
Każdy obrazek bitmapowy zawiera określoną liczbę
pikseli, którą wylicza się na podstawie wysokości i
 szerokości obrazka w pikselach. Całkowita liczba
pikseli wpływa na rozmiar pliku, czyli ilość danych
                dotyczących obrazka.
Systemy zapisu kolorów
                    RGB
 W systemie RGB (Red, Green, Blue) każdy kolor
 jest przedstawiany w postaci mieszanki kolorów
     czystych: czerwonego (255,0,0), zielonego
      (0,255,0) i niebieskiego (0,0,255). Punkt
    (255,255,255). Proporcjonalne zmniejszenie
  wszystkich składników oznacza przesunięcie ku
kolorowi czarnemu. Każda równomierna mieszanka
  kolorów podstawowych oznacza odcień koloru
  szarego. Punkt (0, 0, 0) oznacza kolor czarny.
                    HSB
 W systemie HSB (Hue, Saturation, Brightness),
   czyli (odcień, nasycenie, jasność) parametr
   odcienia przyjmuje kolejne kolory tęczy dla
 wartości od 0 (czerwony) do 360 (purpurowy),
parametr nasycenia leży w przedziale od 0 (biel)
do 100 (pełne nasycenie), parametr jasności leży
 w przedziale od 0 (czerń) do 100 (jasny kolor o
          podanym odcieniu i nasyceniu).
                   CMYK
   System CMYK (Cyan, Magenta, Yellow) jest
podobny do systemu RGB, lecz korzysta z innego
układu kolorów bazowych (turkusowy, fioletowy i
żółty). Jest on używany głównie w sterownikach
    drukarek do definiowania barw wydruku.
FORMAT ZAPISU GRAFIKI
    - KOMPRESJA
       Zapis rastrowy

Obraz zapisany w postaci rastrowej
   stanowi układ barwnych (lub
  czarnych i białych) punktów —
  pikseli wypełniających obszar,
  zwykle o kształcie prostokąta.
   Jedynym atrybutem (cechą)
      piksela jest jego kolor:
      KOMPRESJA

  Zadaniem kompresji danych
  jest umożliwienie zapisania
stosunkowo dużej ilości danych
 za pomocą stosunkowo małej
        liczby znaków.
Przy zapisie obrazu bez kompresji informacje o
  barwie poszczególnych punktów następują
   jedna po drugiej w ustalonej kolejności,
     podobnie jak zapis znaków w tekście:
  00000000000000000000000000000000
  00000000000011111110000000000000
  00000000011111111111110000000000
  00000000111111111111111000000000
  00000011111100000001111110000000
  00000111100000000000001111000000
  00001111000000000000000111100000
  00001110000111000111000011100000
  00011100000121000121000001110000
  00111100000111000111000001111000
  00111000000000000000000000111000
  00111000000000000000000000111000
  01111000000000000000000000111100
  01110000100000000000011000011100
  01110001100000000000011100011100
  01110011100000000000001110011100
  01110010110000000000011010011100
  01110000110000000000011000011100
  01111000011000000000110000111100
  00111000011100000001110000111000
  00111000001110000011100000111000
  00111100000111111111000001111000
  00011100000011111110000001110000
  00001110000000111000000011100000
  00001111000000000000000111100000
  00000111100000000000001111000000
  00000011111100000001111110000000
  00000000111111111111111000000000
  00000000011111111111110000000000
  00000000000011111110000000000000
  00000000000000000000000000000000
  00000000000000000000000000000000


       Zapis taki obowiązuje np. w plikach formatów xpm, ppm i bmp.
Istnieje wiele sposobów kompresowania danych. Jeden z
  nich polega na zastąpieniu powtarzającego się znaku
 (ciągu znaków) jego jednym egzemplarzem i adnotacją
o liczbie powtórzeń. Oto przykład prymitywnej kompresji
                       tego typu:
 00000000000000000000000000000000   32-
 00000000000011111110000000000000   12-7*13-
 00000000011111111111110000000000   9-13*10-
 00000000111111111111111000000000   8-15*9-
 00000011111100000001111110000000   6-6*7-6*7-
 00000111100000000000001111000000   5-4*13-4*6-
 00001111000000000000000111100000   4-4*15-4*5-
 00001110000111000111000011100000   4-3*4-3*3-3*4-3*5-
 00011100000121000121000001110000   3-3*5-1*1@1*3-1*1@1*5-3*4-
 00111100000111000111000001111000   2-4*5-3*3-3*5-4*3-
 00111000000000000000000000111000   2-3*21-3*3-
 00111000000000000000000000111000   1-4*21-4*2-
 01111000000000000000000000111100   1-3*4-1*12-2*4-3*2-
 01110000100000000000011000011100   1-3*3-2*12-3*3-3*2-
 01110001100000000000011100011100   1-3*2-3*13-3*2-3*2-
 01110011100000000000001110011100   1-3*2-1*1-2*11-2*1-1*2-3*2-
 01110010110000000000011010011100   1-3*4-2*11-2*4-3*2-
 01110000110000000000011000011100   1-4*4-2*9-2*4-4*2- Jest ona realizowana np. w
 01111000011000000000110000111100   2-3*4-3*7-3*4-3*3-
 00111000011100000001110000111000   2-3*5-3*5-3*5-3*3- plikach formatu pcx. Zdarza
 00111000001110000011100000111000   2-4*5-6*5-4*3-
 00111100000111111111000001111000   3-3*6-7*6-3*4-      się, że zapis
 00011100000011111110000001110000   4-3*7-3*7-3*5-
 00001110000000111000000011100000   4-3*17-3*5-         skompresowany jest
 00001111000000000000000111100000   4-4*15-4*5-
 00000111100000000000001111000000   5-4*13-4*6-         dłuższy od zapisu tych
 00000011111100000001111110000000   6-6*7-6*7-
 00000000111111111111111000000000   8-15*9-             samych danych bez
 00000000011111111111110000000000   9-13*10-
                                                        kompresji. Jednak w
 00000000000011111110000000000000   12-7*13-
 00000000000000000000000000000000   32-                 „typowych” sytuacjach
 00000000000000000000000000000000   32-.
                                                          udaje się zaoszczędzić
                                                          sporo miejsca.
   W bardziej zaawansowanych technikach
kompresji sprawdza się, czy rozpatrywany w
 bieżącej chwili ciąg wystąpił już wcześniej.
  Jeżeli odpowiedź jest pozytywna, zamiast
 ciągu znaków zapisywana jest adnotacja o
    miejscu jego poprzedniego wystąpienia
(odsyłacz). Metoda ta znajduje zastosowanie
  nie tylko w zapisie obrazu, ale także przy
   archiwizowaniu danych dowolnego typu.
  Z metody tej korzysta się np. w formacie
                  plików gif:
W technikach zapisu obrazu można wykorzystywać
   fakt, że dane są przeznaczone do oglądania.
Wprowadzenie pewnych zmian w układzie punktów
barwnych na fotografii może być niezauważalne dla
  odbiorcy, lecz istotne dla zmniejszenia rozmiaru
  pliku. Tego typu kompresja obrazu nosi nazwę
  kompresji nieodwracalnej lub stratnej. Z zapisu
      stratnego nie można wiernie odtworzyć
    pierwowzoru informacji. Format jpeg zapisu
obrazów korzysta z kompresji nieodwracalnej. Jest
 to format świetny do fotografii, lecz zupełnie nie
   nadaje się do rysunków technicznych ani do
                      wykresów.
Format – BMP   Format – JPEG (JPG)
Formaty zapisu grafiki rastrowej
ppm       Portable PixMap, zapis bez kompresji.
xpm       X-Windows PixMap, zapis znakowy bez kompresji, z paletą
          barw dowolnego rozmiaru.
bmp       Bitmap, zapis bez kompresji lub z prymitywną kompresją.
pcx       Paintbrush, zapis z prymitywną kompresją.
gif       Graphics Interchange Format, zapis z kompresją, z paletą do
          256 barw.
jpeg      Joint Photo Expert Group, zapis z kompresją stratną, z
          bezpośrednim kodowaniem barw pikseli (bez palety).
png       Portable Network Graphics, zapis z kompresją.
tif       Targa Interchange Format, format roboczy grafiki
          rastrowej dla skanerów i edytorów graficznych.

Przykładowe zdjęcie w formacie o wymiarach 1024x768 piksele, ma wielkość: BMP -
2304 kB, TIF bez kompresji - 2307 kB, z kompresją zip - 1133 kB, LZW - 1515 kB PCX
- 1543 kB, PNG - 650 kB, GIF 256 kolorów - 291 kB, JPG - jakość 80% - 72 kB, jakość
60% - 57 kB (stopień kompresjii zależy od rodzaju zdjęcia i ma wpływ na jakość).
GRAFIKA WEKTOROWA
Grafika wektorowa składa się z linii prostych i
krzywych, zdefiniowanych przez obiekty
matematyczne jako wektory. Wektory opisują grafikę
w kategoriach geometrycznych. Jeśli na przykład w
programie wektorowym chce się narysować koło,
program utworzy je na podstawie wzoru
matematycznego opisującego kształt, rozmiar i
położenie. Koło można następnie przesuwać oraz
zmieniać jego wielkość i kolor, a grafika nie straci
przy tym na jakości.
Grafika wektorowa nie zależy od rozdzielczości,
tzn. nie jest określana przez stałą liczbę pikseli i
jest zawsze odtwarzana z maksymalną
rozdzielczością dowolnego urządzenia
wyjściowego. Z tego powodu grafika wektorowa
najlepiej nadaje się do tworzenia grafiki tekstowej
(zwłaszcza z małą czcionką), wizytówek,
emblematów, znaków firmowych, gdzie linie muszą
być ostre i wyraźne, niezależnie od wielkości, w
jakiej są odtwarzane.
 Formaty zapisu grafiki wektorowej
• CDR - rozszerzenie plików zawierających grafikę
        wektorową utworzoną za pomocą programu
        CorelDRAW,
• CGM - rozszerzenie plików w formacie Computer Graphics
        metafile,, przchowujących grafikę wektorową,
• DRW - rozszerzenie plików zawierających grafikę
        utworzoną w Micrografx Windows Draw,
• WMF - Metaplik Windows (Windows Metafile) jest to
        standard dla plików przechowujących grafikę
        wektorową w pakiecie MS Office,
• ZMF - rozszerzenie plików zawierających grafikę
        wektorową utworzoną za pomocą programu
        Zoner Draw,
 Formaty zapisu grafiki wektorowej
• EPS - Encapsulated Postscript, najczęstszy format, ale
        niezbyt dobrze realizowany przez wiekszość
        programów, EPS dopuszcza nagłówki przechowujące
        obraz w formie rastrowej (zwykle w formacie TIF)
      przy niskiej rozdzielczości,
• DXF - głownie do CAD, rysunków technicznych.
SŁOWNICZEK POJĘĆ
DITHERING to symulacja przejść między kolorami (odcieniami szarości).
Poszczególne piksele generowane są na bazie matryc 2x2, lub 3x3. Wadą
ditheringu jest to, że im więcej zostanie wygenerowanych odcieni kolorów
(szarości), tym niższa będzie rozdzielczość takiego obrazka.




INTERPOLACJA to sztucznie podniesione rozdzielczość uzyskiwana dzięki
metodzie zwanej -ponowne próbkowanie-. Oprogramowanie skanerów
może sztucznie podwyższyć rozdzielczość skanowanego obrazu ponad
rzeczywiste mechaniczne i elektroniczne możliwości urządzenia. Odbywa
się to na drodze matematycznych obliczeń metodą zwaną -interpolacją-.
Między dwa punkty obrazu wstawiane są kolejne, których jasność i kolor są
wyliczane (interpolowane) na podstawie parametrów punktów sąsiednich.
       ROZDZIELCZOŚĆ to liczba pikseli
  (w obrazku) lub kropek (w urządzeniach).

PPI (pixels per inch) ilość pixeli na cal w obrazku. Jednostka podobna
  do dpi, jednak zamiast ilości kropek (plamek farby drukarskiej)
  liczymy w niej ilość pikseli. Rozdzielczość obrazka ustawiamy w
  zależności od przeznaczenia (sposobu prezentacji) np..: Strony
  WWW, Microsoft PowerPoint - 72 ppi.

DPI (dots per inch) ilość kropek na cal, czyli rozdzielczość urządzenia
  wyjściowego.
  Wykaz urządzeń i ich rozdzielczości: monitor - 72 dpi; drukarka 150
  - 1200 dpi; naświetlarka 2400 dpi
   Aliasing zjawisko polegające na pojawianiu się tzw.
    ząbkowanych krawędzi na obrazkach, które zawierają
    dostatecznie wiele informacji, by zapewnić gładkie
    przejścia linii krzywych i zaokrągleń. Czasami nazywa się
    ten efekt schodkowaniem, bo krawędzie wyglądają jak
    rysunek schodków, a nie jak krzywizny.
   Bezier Pierre - francuski matematyk, pracownik firmy
    Renault. W ramach prac projektowych nad nowymi
    karoseriami samochodowymi opracował model opisu
    krzywych pozwalający na ich graficzną edycję za pomocą
    punktów węzłowych -- regulacja długości segmentu
    krzywej i zmiennej długości "wąsów" z zaczepami
    odchodzącymi od każdego węzła -- regulacja krzywizny.
    Krzywe Beziera są fundamentem wszelkich prac
    wektorowych, pozwalają na tworzenie gładkich i
    płynnych zarysów kształtów.
   Clipart - gotowa do wykorzystania
    grafika wektorowa (używając jej
    nie łamiemy praw autorskich),
    przedstawiająca najczęściej jeden
    konkretny przedmiot, dostarczana
    w pakietach przez producenta programu
    graficznego lub niezależnych wytwórców.
   Blend (metamorfoza) - przekształcenie umożliwiające
    płynną transformację jednego obiektu wektorowego w
    inny. Stopniowej przemianie ulega także barwa
    wypełnienia i kolor oraz grubość konturu. Przez
    profesjonalistów stosowana do nieregularnego rozkładu
    świateł i cieni na powierzchni obiektów.
   Layers - warstwy. Struktury logiczne dokumentu
    pozwalające na zgrupowanie na nich obiektów jednego
    typu, a następnie globalne nimi zarządzanie, np.
    blokowanie, ukrywanie z ekranu lub wydruku.
   Wektor - "skierowany odcinek". W grafice komputerowej
    stosowany do reprezentowania położenia punktu
    względem określonego układu współrzędnych. (CC)
   Tracing - wektoryzacja mapy bitowej.
   Tablet graficzny – urządzenie przypominające swymi
    rozmiarami książkę i posiadające powierzchnię wrażliwą na
    nacisk i każdy ruch specjalnego pisaka. Praca ze
    wspomnianym urządzeniem przypomina tradycyjną formę
    kreślenia.
   Mapa bitowa (bit map) - sposób zapamiętania obrazu
    przy wykorzystaniu pikseli ułożonych w rzędy i kolumny.
    Każdy piksel a właściwie informacja o jego kolorze może
    zostać zapisana za pomocą określonej liczby bitów;
    wartość 1 oznacza czerń lub kolor, wartość 0 biel. W
    zależności od liczby kolorów jakie możemy wykorzystać w
    mapie bitowej, rozróżniamy mapy: 1-bitowe, 8-bitowe, 16-
    bitowe, 24-bitowe i 32-bitowe. Mapy 1-bitowe to mapy
    czarno-białe, natomiast w mapach 8-bitowych na jeden
    piksel przypada 256 kolorów, w 16-bitowych 65 526
    kolorów, w 24-bitowych 16 777 216kolorów itd.

								
To top