Informatyka. Wykład 3.

 

Grafika komputerowa cz. 1

 

 

 Podstawy grafiki komputerowej

Głębia kolorów - ilość bitów przypisana do każdego piksela obrazu (czasem określana ilością możliwych do wyświetlenia kolorów):

   1-bitowa, 2 kolory, np. kolor biały lub czarny w danym pikselu

   4-bitowa, 16 kolorów

   8-bitowa jednobarwna, 256 odcieni szarości (od białego do czarnego – wystarczająca ilość dla ludzkiego oka)
   8-bitowa, 256 kolorów

   16-bitowa, 65 tys. kolorów

   24-bitowa, 16.7 mln. kolorów, 3 x 8 bajtów - każdych z nich przechowuje informację o jednej składowej koloru: czerwonego, zielonego i niebieskiego (RGB), każda składowa może zatem zostać zapisana na jeden z 256 poziomów intensywności koloru (od 0 do 255). Wystarczająca dla ludzkiego oka.

 

Modele kolorów:

   - mieszanina 3 barw RGB (patrz wyżej)

   CMYK - mieszanina 4 barw: niebieskiego (Cyan), czerwonego (Magenta), żółtego (Yellow) i czarnego (Black) - stworzona dla obrazów do drukowania

   HSB (Hue, Saturation, Brightness) - barwa-nasycenie-wartość

   Paleta indexowana (tzw. Indexed Color)  - model podobny do 8-bitowego RGB, oparty o maksymalnie 256 kolorów (8 bitów). Definicja tych 256 kolorów mieści się w tzw. tablicy przypisań (w nagłówku pliku) i wybrane są one z dostępnych 16.7 mln. kolorów. Programy i systemy operacyjne są w stanie wyświetlać zamiast kolorów z tablicy najbliższe dostępne. Zastosowanie: grafika ekranowa (w tym internet), szczególnie w formacie GIF.

 

Podczas redukcji z modelu RGB do IC można wybrać paletę systemową Windows (256 kolorów równomiernie rozmieszczonych w gamie 3 bajtowej, w tym 16 standardowych kolorów Windows. Inne możliwości to wybór kolorów indywidualny (paleta zoptymalizowana) lub adaptacyjna (wybór kolorów z danej grafiki). Redukcję stosuje się aby wyświetlić grafikę na monitorach wyświetlających jedynie 256 kolorów oraz w celu kompresji grafiki.

 

Rozdzielczość grafiki - ilość pikseli na cal (dots per inch - dpi). Od 72-75 dpi (monitory) do 300 dpi (drukarki) i więcej.

 

Przykład: zdjęcie z wakacji o rozmiarach 9x13, zeskanowane z rozdzielczością 600dpi  i 24-bitową głębią barw (obrazy w naturalnych kolorach) zajmie: 9x13/(2.54*2.54)*600*600*24 bity=156686713 bity=18.8 MB! Przy prędkości modemu 56kbps "ściągnięcie" takiej fotografii przez Internet zajmie 42 min!

 

Formaty zapisu grafiki:

 

   GIF (Graphics Interchange Format) - do zapisu grafiki IC (8-bitowej, 256 kolorów lub odcieni szarości). Kompresja bezstratna LZW. Możliwość przezroczystego tła, przeplotu, animacji. Do grafiki typu ClipArt, wykresów, elementów stron WWW (przyciski). Nie do zdjęć!

   JPEG (Joint Photographic Experts Group) - stratna kompresja, model RGB. Głównie do 24-bitowych fotografii. Nie do elementów typu: przyciski, ClipArt, grafika wektorowa. Brak przezroczystości.

   TIFF (Tagged Information File Format) - bezstratny, kompresja lub nie. Kolory CMYK, RGB, odcienie szarości, kolor indeksowany. Duże pliki.

   BMP - bezstratna kompresja RLE, kolory RGB. Przenoszenie grafik między aplikacjami WINDOWS.

   PNG - Portable Network Graphic Format. Bezstratna kompresja obrazów, nawet 24-bitowych, przezroczystość ( format bojkotowany)

   Wewnętrzny format zapisu programów graficznych (np. XCF w Gimpie) - używać zawsze do momentu zakończenia edycji grafiki.

 IrfanView

Program ten służy do szybkiego podglądu plików graficznych, konversji do innego modelu kolorów, prostej edycji.

Użyteczna opcja podczas przegłądania: Thumbnails

Zadanie: Dołączone zdjęcie owoce.jpg zapisz lokalnie na dysku i obejrzyj w programie IrfanView. Zapisz go ponownie w formacie jpg z zachowaniem dużej jakości (ustaw opcje podczas zapisu: Save As). Porównaj wielkość pliku z plikiem oryginalnym i jakość tak zapisanego zdjęcia. Zapisz ponownie to zdjęcie na plik jpg z małą jakością (ustaw opcje). Zapisz oryginalne zdjęcie na plik typu gif. Porównaj rozmiary i jakość zdjęć.

Główne okno programu GIMP:

 

Gimpa możemy bezpłatnie używać pod Linuxem i Windows. Możemy zmieniać kod (licencja GNU).

 

Korzystając z Gimpa docieramy do jego opcji przez okno narzędzi (poniżej na zdjęciu) oraz podręczne menu, dostępne po kliknięciu prawym klawiszem myszy na obrazie (wczytanie obrazu z menu File/Open). Najszybsze wyjście z Gimpa następuje przez zamknięcie jego głównego okna (ikona "x") - wszystkie pozostałe okna zostaną samoczynnie zamknięte.

 

Wbór danego narzędzia odbywa się przez pojedyncze kliknięcie na ikonę narzędzia, a dostęp do opcji narzędzia następuje przez podwójny klik w ikonę.
Narzędzia do zaznaczania:

Selekcja prostokątna  

•         służy do zaznaczania obszaru prostokątnego i kwadratowego (z klawiszem SHIFT).

•         zaznaczanie od środka obszaru - z klawiszem CTRL

•         dodawanie zaznaczeń - z klawiszem SHIFT (wciśnięcie na chwilę)

•         odejmowanie obszaru od zaznaczenia - z klawiszem CTRL (wciśnięcie na chwilę)

•         tworzenie części wspólnej zaznaczeń - z klawiszami SHIFT + CTRL

Dla większości narzędzi do zaznaczania dostępne są opcje wygładzające brzeg zaznaczenia:

Antialias - do zaznaczenia dodawane są piksele o podobnych kolorach tworząc gładkie przejście do przylegających kolorów

Feather - wtapia pixele w tło wzdłuż brzegu zaznaczenia w wybranej odległości zwanej promieniem wtopienia

Selekcja eliptyczna

•         służy do zaznaczania obszaru eliptycznego i koła (z klawiszem SHIFT).

•         zaznaczenia można dodawać, odejmować, tworzyć część wspólną podobnie jak dla selekcji prostokątnej
  

Lasso  
Służy do swobodnego zaznaczania obszarów o nieregularnych kształtach; zaznaczenia można dodawać, odejmować, tworzyć część wspólną podobnie jak dla selekcji prostokątnej

Różdżka  

Obszar jest zaznaczany na podstawie wartości koloru. Klikając piksel w danym kolorze zaznaczane są wszystkie przylegające piksele o tym samym kolorze. O tolerancji z jaką działa różdżka decyduje opcja Threshold. Różdżki można używać z SHIFT i CTRL podobnie jak dla poprzednich selekcji

Krzywa Beziera  
Służy do zaznaczania nieregularnych obszarów. Obszar zaznacza się punkt po punkcie, punkty są łączone odcinkami. Aby domknąć obszar kliknij na końcu punkt początkowy. Krzywą Beziera można modyfikować: przesuwać punkty myszką z wciśniętym klawiszem CTRL; zaokrąglać lub zaostrzać kształty klikając punkt i manipulując pojawiającymi się kwadracikami (uchwytami). Z wciśniętym klawiszem SHIFT można manipulować każdym uchwytem oddzielnie.

Otrzymany kontur to jeszcze nie zaznaczenie; można je dopiero otrzymać klikając wewnątrz zamkniętej krzywej (obszar uzyska pływającą obwódkę).

Inteligentne nożyczki - mało inteligentne, nie używać

 

Zaznaczone elementy obrazu można przenosić do innego obrazu przez schowek (Ctrl-C, Ctrl-v) lub poddawać transformacji, edycji.

 

Narzędzia do transformacji

Przesuń (Move)  - przesuwanie rysunku lub zaznaczonego obszaru

Lupa (Zoom)   - powiększanie lub zmniejszanie rysunku na (łącznie z klawiszem SHIFT), na ekranie

Obetnij (Crop)   - umożliwia obcięcie niepotrzebnych brzegów rysunku; obcinany jest obszar poza zaznaczeniem

Transformuj (Transform)  - umożliwia następujące transformacje rysunków, zaznaczeń, warstw: obrót, skalowanie, pochylenie, efekt perspektywy

 Odbij symetrycznie (Flip)  - umożliwia odbicie rysunku w pionie lub w poziomie

 

Narzędzia artystyczne

- ołówek; krawędzie narysowanej kreski nie mają antialiasingu, czyli są postrzępione

 - pędzel; tym różni się od ołówka, że pozostawia gładką kreskę, a także posiada o wiele więcej opcji takich jak: przezroczystość, zanikanie, wykorzystanie gradientu itd. Rodzaj końcówki pędzla i odstęp pomiędzy kolejnymi pociągnięciami pędzla wybieramy z okna Brush Selection dostępnego poprzez menu lub ikonę

 - gumka; rodzaj końcówki gumki wybiera się z okna Brush Selection. Posiada opcje takie jak: przezroczystość, wygładzanie krawędzi

 - aerograf (spray); służy do spryskiwania wybranym kolorem; rodzaj końcówki aerografu wybiera się z okna Brush Selection

 - kloner; służy do kopiowania fragmentów obrazka (fotografii itp.) z jednego miejsca w drugie lub malowania wybraną teksturą; rodzaj końcówki klonera wybiera się z okna Brush Selection, przed kopiowaniem należy kliknąć trzymając wciśnięty Ctrl w miejscu skąd chce się kopiować. Natępnie klikać w miejscach do których chcemy kopiować.

 - służy do zmiękczania (blur) bądź wyostrzania (sharpen) wybranych obszarów obrazka (zdjęcia, itp.); rodzaj końcówki narzędzia wybiera się z okna Brush Selection

  - stalówka; jest narzędziem do rysowania przeznaczonym właściwie tylko dla użytkowników tabletów

  - Dodge i Burn; służy do zmiany jasności pikseli na określonym obszarze. Dodge rozjaśnia a Burn przyciemnia dany obszar.

  - Smudge; rozmazuje obraz.

 -  Miarka służy do pomiaru odległości pomiędzy wybranymi punktami, a także pozwala na zmierzenie kąta.

 

Narzędzia do koloru

- zakraplacz (Color Select) - służy do wybierania koloru ze wskazanego myszką miejsca rysunku

 - Bucket Fill- służy do wypełniania kolorem lub teksturą wybranych obszarów (np. selekcji).

 - służy do nadawania wybranym obszarom (np. selekcjom, warstwom) wypełnienia tonalnego (jeden kolor przechodzi płynnie w drugi)

Narzędzie tekstowe

 - narzędzie do edycji tekstu; domyślny tryb pracy to tryb nieedytowany - raz wprowadzonego tekstu nie można zmieniać. Aby można było zmieniać ustawienia dla wpisanego tekstu należy wybrać opcję Use Dynamic Text