GRAFIKA KOMPUTEROWA WIADOMOŚCI PODSTAWOWE GRAFIKA BITMAPOWA 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.

Powiększenie pięciokrotne rysunku rastrowego 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.

Zapis taki obowiązuje np. w plikach formatów xpm, ppm i bmp. 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 01111000000000000000000000111100 01110000100000000000011000011100 01110001100000000000011100011100 01110011100000000000001110011100 01110010110000000000011010011100 01110000110000000000011000011100 01111000011000000000110000111100 00111000011100000001110000111000 00111000001110000011100000111000 00111100000111111111000001111000 00011100000011111110000001110000 00001110000000111000000011100000 Zapis taki obowiązuje np. w plikach formatów xpm, ppm i bmp.

Istnieje wiele sposobów kompresowania danych 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 00000000000011111110000000000000 00000000011111111111110000000000 00000000111111111111111000000000 00000011111100000001111110000000 00000111100000000000001111000000 00001111000000000000000111100000 00001110000111000111000011100000 00011100000121000121000001110000 00111100000111000111000001111000 00111000000000000000000000111000 01111000000000000000000000111100 01110000100000000000011000011100 01110001100000000000011100011100 01110011100000000000001110011100 01110010110000000000011010011100 01110000110000000000011000011100 01111000011000000000110000111100 00111000011100000001110000111000 00111000001110000011100000111000 00111100000111111111000001111000 00011100000011111110000001110000 00001110000000111000000011100000 32- 12-7*13- 9-13*10- 8-15*9- 6-6*7-6*7- 5-4*13-4*6- 4-4*15-4*5- 4-3*4-3*3-3*4-3*5- 3-3*5-1*1@1*3-1*1@1*5-3*4- 2-4*5-3*3-3*5-4*3- 2-3*21-3*3- 1-4*21-4*2- 1-3*4-1*12-2*4-3*2- 1-3*3-2*12-3*3-3*2- 1-3*2-3*13-3*2-3*2- 1-3*2-1*1-2*11-2*1-1*2-3*2- 1-3*4-2*11-2*4-3*2- 1-4*4-2*9-2*4-4*2- 2-3*4-3*7-3*4-3*3- 2-3*5-3*5-3*5-3*3- 2-4*5-6*5-4*3- 3-3*6-7*6-3*4- 4-3*7-3*7-3*5- 4-3*17-3*5- 32-. Jest ona realizowana np. w plikach formatu pcx. Zdarza się, że zapis skompresowany jest dłuższy od zapisu tych samych danych bez kompresji. Jednak w „typowych” sytuacjach 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 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) 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 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.