Porównanie sposobów opisu obrazu Bitmapa a Wektor Porównanie sposobów opisu obrazu Wiedza o tym, co to jest grafika wektorowa i grafika bitmapową, to fundament całej wiedzy dotyczącej komputerowego przetwarzania obrazu. "Bitmapa" i "wektor" to dwa zupełnie różne sposoby przechowywania obrazu w komputerze i dwie, zupełnie różne możliwości jego przetwarzania. Niektóre rzeczy można zapisać tylko w jednej z tych dwu postaci, natomiast łącznie, obie te metody zaspokajają wszelkie nasze potrzeby związane z grafiką. Bitmapa i wektor są pojęciami podstawowymi, a wszelkie inne zagadnienia związane z obrazem, takie jak grafika 3D, czy obraz ruchomy (animacje, sekwencje video), mają swoje źródło w tych dwu pojęciach podstawowych.

Charakterystyka Grafika bitowa =bitmapowa =rastrowa obraz jest złożony z wielu małych kolorowych punktów (pikseli), ułożonych w wierszach i kolumnach umożliwia odzwierciedlenie otaczającej nas rzeczywistości, pomniejszonej w określonej skali nie wyodrębnia się obiektów (teoretycznie może nim być piksel lub cała bitmapa) jest zawsze jedną, nieprzezroczystą, prostokątną warstwą jest zależna od rozdzielczości Grafika wektorowa obraz jest pamiętany w formie jego matematycznego opisu nie ma tutaj możliwości reprodukowania natury, wszystko jest od zera tworzone ręką operatora programu komputerowego na zasadzie generowanych rozmaitych linii i figur geometrycznych składa się z wielu obiektów które mogą być łączone i kolorowane, a zamknięte pola mogą być wypełnione tłem może mieć dowolny kształt, posiadać przezroczystość, składa się z wielu elementów i warstw nie jest zależna od rozdzielczości zawsze ma najwyższą dopuszczalną rozdzielczość monitora lub drukarki Grafika bitmapowa jest wykorzystywana do odzwierciedlenia otaczającej nas rzeczywistości, pomniejszonej w określonej skali. Obraz przypomina gigantyczną szachownicę, lub papier milimetrowy i składa się z wielu pól (malutkich kwadratów) o identycznej wielkości, ułożonych rzędami i kolumnami, a każde takie pole posiada własny kolor. Pola te nazywamy pikselami. Z bliska wygląda to jak wielobarwna mozaika, choć może być też w skali szarości, a nawet jednokolorowa - np. tylko kolor czarny na białym tle (białe tło symbolizuje tu tak naprawdę brak koloru). Patrząc na bitmapę z odległości większej, czyli normalnej, różnokolorowe pola (czyli piksele) zlewają się w czytelny obraz. Plik z grafiką bitmapową to prostokąt zawierający siatkę różnobarwnych pikseli. Poszczególne elementy, które człowiek może wyróżnić w obrazie bitmapowym, takie jak np. stół, twarz ludzka, czy drzewo na tle krajobrazu, są dla komputera tylko barwnymi plamami na wspólnej płaszczyźnie, nie stanowią oddzielnych elementów. W żadnym wypadku nie są dla komputera oddzielnymi obiektami. Teoretycznie (od strony techniki komputerowej) obiektem w bitmapie może być tylko piksel, no i cała bitmapa - ale pojęciami obiektu w bitmapie w ogóle się nie posługujemy. Jest to termin zarezerwowany dla grafiki wektorowej składającej się wyłącznie z obiektów. Natomiast te barwne plamy w bitmapie widzimy jako czytelne dla nas rzeczy naszym psychicznym wzrokiem w mózgu i nazywamy je motywami obrazu. Motywem w bitmapie jest to, co chcemy w niej dostrzec i wyróżnić na własny użytek. Grafika wektorowa, to byty, które od początku istnieją tylko w komputerze, są tworzone na zasadzie generowanych matematycznie rozmaitych linii i figur geometrycznych, które mogą być łączone i kolorowane, a zamknięte pola mogą być wypełnione tłem. Ponadto same linie też mogą mieć swoją grubość. Zresztą linie te mogą mieć znacznie więcej cech charakterystycznych wzbogacających możliwości grafiki wektorowej (kreska może być tak krótka, że będzie punktem, kreska może być niewidoczna i stanowić ścieżkę dla napisu, lub np. obszar ograniczony taką kreską może przysłaniać, lub odsłaniać element leżący pod spodem). Rzeczy przedstawiane w grafice wektorowej składają się więc siłą rzeczy z wielu elementów podstawowych - kresek (prostych i krzywych, oraz pól nimi ograniczonych. Nie ma tutaj możliwości reprodukowania natury, wszystko jest od zera tworzone ręką operatora programu komputerowego. Jest to czysta grafika komputerowa, w której z pojedynczych obiektów tworzy się większe obrazy. Grafika wektorowa składa się z wielu obiektów (i tylko z obiektów) i nie posiada tła. Obiekty są wręcz cechą charakterystyczną grafiki wektorowej i dlatego nazywa się ją także (aczkolwiek mniej popularnie) grafiką obiektową.

Powiększanie grafiki bitmapowej Zdjęcie z lewej części obrazka wydaje się "gładkie" niczym zwykła fotografia, jednak powiększenie fragmentu obrazka pokazuje że składa się on z małych kwadracików (pikseli)

Różnice między rysunkiem rastrowym a wektorowym                                                              litera powiększona w rysunku rastrowym litera powiększona w rysunku wektorowym Różnice między rysunkiem rastrowym (czasami nazywanym bitmapą) a wektorowym są olbrzymie. Szczególnie widoczne są podczas skalowania (czyli zmiany rozmiaru) rysunku lub obiektu. Oto jak będzie wyglądała mała literka "a",; po powiększeniu jej o 700% w rysunku rastrowym i wektorowym: Rastrowa literka "a"; wygląda brzydko, a wektorowa; nie straciła nic ze swojej jakości. W rysunku rastrowym wszystko jest zapamiętywane z punktów. Tak więc "mały" odcinek jest zapamiętany z określonej liczby punktów, po powiększeniu go te małe punkty stają się duże, a na dodatek jest ich tyle samo. Różnica między "małym" odcinkiem a "dużym", polega więc na powiększeniu stałej liczby punktów. W rysunku wektorowym odcinek jest zapamiętywany jako zbiór dwóch punktów (początkowy i końcowy) o określonych współrzędnych. Następnie program oblicza pośrednie punkty ze wzoru matematycznego i następnie wyświetla je na ekranie. Powiększenie odcinka w tym przypadku polega na obliczeniu nowych współrzędnych dla obu punków i następnie na nowo, na obliczeniu punktów pośrednich. Grubość odcinka nie zmieniła się, gdyż zmienialiśmy tylko jego rozmiar.

Różnice między rysunkiem rastrowym a wektorowym No dobrze, ale jak będą wyglądały obiekty po ich pomniejszeniu? W przypadku rysunku rastrowego są brane pod uwagę punkty leżące obok siebie i na podstawie ilości czarnych i białych punktów jest obliczany punkt wynikowy. Tak więc podczas pomniejszania do rozmiaru 1/10 oryginalnej wielkości branych jest pod uwagę.100 punktów (matryca 10 punktów w pionie i 10 punktów w poziomie, czyli 10x10=100). Jeżeli np. 49 punktów jest czarnych, a 51 punktów jest białych, to zostanie dobrany punkt biały. Stracimy więc bardzo dużo szczegółów oryginalnego rysunku. W przypadku grafiki wektorowej są tylko na nowo obliczane współrzędne obiektów, a dopiero potem jest rysowany obiekt o identycznej grubości co poprzedni. Zwróćmy uwagę, iż rysunek wektorowy nie uległ pogorszeniu. W przypadku rysunku rastrowego literka "a" wygląda dobrze dlatego, że oryginalna literka jest bardzo gruba, więc podczas obliczania, okazuje się, że jest bardzo dużo czarnych punktów. Znacznie gorzej wygląda elipsa i odcinek, które były cienkie. Przy pomniejszaniu zostało "zgubionych" wiele punktów. Powyższe rysunki zostały zaledwie pomniejszone do 1/3 swoich oryginalnych rozmiarów, przy znaczniejszym pomniejszeniu nie można by się było w ogóle zorientować co to za kształt. rysunki pomniejszone w grafice rastrowej tracą na jakości rysunki pomniejszone w grafice wektorowej nie tracą na jakości

 Zalety  Grafika bitowa Grafika wektorowa umożliwia odzwierciedlenia otaczającej nas rzeczywistości np. wprowadzenie do komputera obrazu ze zdjęcia fotograficznego łatwo zmienić barwę dowolnego piksela Grafika wektorowa znacznie szybciej i wygodniej się nią operuje większa kontrola nad wyglądem i położeniem obiektów rysunku -poszczególne obiekty można modyfikować niezależnie od pozostałych same pliki zajmują mniej miejsca jest absolutnie precyzyjna i dokładna, przekształcanie jej nie powoduje żadnego spadku jakości

 Wady  Grafika bitowa Grafika wektorowa duży rozmiar plików spowalnia swoją wielkością pracę komputera, modyfikowanie tego typu obrazu może wiązać się ze spadkiem jakości i utratą części informacji edycja bitmapy jest bardzo pracochłonna, polega na modyfikacji poszczególnych pikseli, niemożliwe jest operowanie na fragmentach Grafika wektorowa nie ma możliwości wiernego odwzorowania natury można przedstawiać tylko proste obrazy brak uniwersalnego formatu jej zapisu

Formaty plików bitowych *.bmp standard Windows, duży rozmiar pliku, brak kompresji, używany np. do tła, tapet, prostych grafik *.tif Tagged File Image Format, kompresja bez strat LZW, pozwala na odtworzenie kolorów o dowolnej głębi, grafika do potrzeb DTP, używany przez faksy *.gif Graphics Interchange Program, popularny, dobra kompresja dla koloru 1, 2, 4, 8-bitowego, w obrazie może być tylko 256 różnych barw, niewielki rozmiar, przezroczyste tło, animacje *.jpg Joint Photographic Experts Group, prawie najlepsza kompresja (nieodwracalna) dla wiernego koloru, utrata jakości w porównaniu z oryginałem, stosunkowo mały rozmiar *.pdf pozwalaja na graficzną prezentację dokumentów zawierających tekst z elementami grafiki, przeznaczony do prezentacji takich dokumentów na ekranie monitora

Formaty plików wektorowych zależą od firmy, która produkuje oprogramowanie *.wmf Windows MetaFile, tworzony przez narzędzia do rysowania np. w MS-Office (cliparty w pakiecie) *.cdr edytor grafiki wektorowej Corel Draw, *.drw Micrografx Designer, PIC, PICT, *.dxf głownie do CAD, rysunków technicznych, *.xcf edytor grafiki Gimp

Programy do obróbki Wektorowej Bitowej Adobe Illustrator CorelDraw Paint Photo Editor PaintShop Pro Photoshop, Picture Publisher Photostyler Wektorowej Adobe Illustrator CorelDraw Harvard Graphics Draw Perfect Designer

Zastosowanie grafiki Bitowej przy tworzeniu obrazów o skomplikowanych kolorach, przejściach tonalnych, cieniach, gradacjach barw itp. przy składaniu ilustracji obróbce zdjęć, np. retuszowanie zniszczonych w pracy policji (selekcja kolorów na materiale operacyjnym) w medycynie (łatwiejsza interpretacja zdjęć rentgenowskich) tworzenie grafiki ekranowej dla aplikacji multimedialnych do przygotowania statycznych efektów specjalnych w filmie kreowanie prostych animacji GIF Wektorowej wykorzystywana w zastosowaniach poligraficznych wizytówki, emblematy, znaki firmowe w reklamie tworzenie wykresów 2D i 3D funkcji matematycznych, fizycznych i ekonomicznych; histogramów i wykresów kołowych; wykresów harmonogramownia zadań; wykresów wielkości zapasów i produkcji itd. kreślenie i projektowanie wspomagane komputerowo symulacja i animacja dla wizualizacji naukowej i rozrywki

Pojęcia z grafiki komputerowej piksel - ang. 'pixel' = 'picture element', czyli „element obrazu” rozdzielczość – parametr określający liczbę punktów w jednostce miary. Jednostką rozdzielczości jest dpi (dot per inch – punkty na cal) Im większa rozdzielczość, tym mniejsza wielkość punktów, a więc obraz ma wyższą jakość, a rozmiar pliku rośnie. wielkość obrazka – parametr wskazujący jakie rozmiary w jednostkach długości (centymetr, milimetr, piksel) ma rysunek. kompresja – pliki graficzne kompresuje się w celu zmniejszenia ich objętości. kompresja polega m.in.. na redukcji informacji o obrazie – np.. zamiast pamiętać 9 pikseli obrazka, program uśrednia je i zapamiętuje tylko jeden. paleta kolorów – dowolny zestaw barw identyfikowanych numerem

(Cyan Magenta Yellow blacK) Modele barw RGB (Red Green Blue) Model addytywny – czynnikiem tworzącym kolor jest światło. Opracowano go do uzyskania obrazu na ekranie monitora. CMYK (Cyan Magenta Yellow blacK) Model subtraktywny – czynnikiem tworzącym kolor jest farba. Opracowano go do wielobarwnego druku.

Piksele Piksele ekranu LCD (powiększenie ok. 700%) Piksel jest to najmniejszy element obrazu bitmapowego. Jeden piksel to bardzo mały kwadrat wypełniony w całości jednolitym kolorem. Piksel stanowi także najmniejszy element obrazu wyświetlanego na monitorze komputera. Tryb pracy monitora, a konkretnie jego rozdzielczość to właśnie liczba pikseli jakie zawiera on w pionie i poziomie. Piksele ekranu LCD (powiększenie ok. 700%)   Piksele RGB (czerwony-zielony-niebieski) w telewizorze typu LCD: po prawej - zbliżenie pokazujące kolory pomarańczowy i niebieski, po lewej - jeszcze większe zbliżenie pikseli tworzących te kolory

DPI DPI – liczba plamek przypadająca na cal długości. Jednostka stosowana do określenia rozdzielczości drukarek, naświetlarek itp. Pojęcie to jest bardzo rozpowszechnione i często stosowane także jako potoczny zamiennik określeń pokrewnych: PPI (pikseli na cal) czyli jednostek rozdzielczości obrazów bitmapowych oraz SPI ( próbek na cal) czyli jednostek rozdzielczości skanerów.

Rozdzielczość Rozdzielczość obrazu (po angielsku resolution) jest to ilość pikseli możliwa do wyświetlenia na ekranie monitora komputerowego. Rozdzielczość określa się jako ilość pikseli w poziomie razy ilość w pionie. Najbardziej popularne rozdzielczości to: 800x600 oraz 1024x768 pikseli.

Wykonał Piotr Danielczyk Klasa IIID