04 gi bitmap grafika

7/25/2019 04 GI Bitmap Grafika

http://slidepdf.com/reader/full/04-gi-bitmap-grafika 1/43

Digitalna slika

Multimediji

Tehnološki fakultetUniverzitet u Banjoj Luci



Digitalna slika

• Digitalna slika je dvodimenzionalni signal – Vrijednost odmjerka zavisi od dvije prostorne

koordinate

•

Umjesto termina odmjerci za elementedigitalne slike koristi se termin pikseli (picture element pi!el"

• Dakle# digitalna slika je dvodimenzionalni

niz vrijednosti piksela• $oriste se i termini %itmapa# pi!mapa# te

rasterska gra&ka



'rimjerBitmapa



ormalna de&nicija

• Digitalnu sliku de&nišemo kaoodmjerenu# kvantovanu funkciju dvijevarija%le koja je generisana opti)kimsredstvima# odmjerena u jednakorazmaknutim ta)kama i kvantovana

jednakim intervalima amplitude*• Digitalna slika se predstavlja

dvodimenzionalnom matricomkvantovanih vrijednosti*



ormiranje slike

• Digitalna slika mo+e nastati, – -enderovanjem vektorske gra&ke – Digitalizacijom analogne slike

• Digitalizacija o%uhvata,



ormiranje slike

• Digitalna slika mo+e nastati, – -enderovanjem vektorske gra&ke – Digitalizacijom analogne slike

• Digitalizacija o%uhvata, – .dmjeravanje mjerenje svjetline na

mjestu svakog piksela – $vantizaciju dodjeljivanje diskretnih

vrijednosti izmjerenim nivoima svjetline



Digitalizacija slike.dmjeravanje

pikseli

svjetlina

128

240

90

&zi)kaslika

digitalnaslika



Digitalizacija slike.dmjeravanje

kontinualnaslika raster odmjerenaslika



Digitalizacija slike$vantizacija

/

012

255piksel



-ezolucija slike

• -ezolucija slike je %roj piksela udigitalnoj slici

• .va upotre%a termina rezolucija seodnosi na prostornu rezoluciju slike

• Viša rezolucija uvijek zna)i %oljikvalitet slike



3ardverska realizacija

• 4iz vrijednosti piksela se )uva udijelu memorije koji se naziva frame%u5er

• 6a ovo se koristi gra&)ka karta• 'o+eljno je da memorija gra&)ke

karte podr+ava +eljenu rezolucijuslike

• U suprotnom prilikom prikazivanjaslike potre%na je manipulacija

podacima što mo+e dovesti do



-ezolucija ure7aja

• -ezolucija je mjera koja pokazuje kolikodo%ro ure7aj aproksimira kontinualne slikeupotre%om kona)nog %roja piksela

•

-ezolucija razli)itih ure7aja se izra+avagustinom piksela (ta)aka" – $oristi se horizontalna ili vertikalna gustina (iste

za kvadratne piksele" –

8ustina piksela se izra+ava %rojem piksela poin)u (pi!els per inch ''9" – 8ustina ta)aka se izra+ava %rojem ta)aka po in)u

(dots per inch D'9"



-ezolucija printera

• -ezolucija printera se izra+ava %rojem ta)aka po in)u (dots perinch" – 9nkjet, ://;<1/ D'9 – Laser, =//;1>// D'9

• 8ustina piksela kod printera nije &ksna ve? zavisi od modaliteta

štampanja• $od štampanja se o%i)no razlikuju termini D'9 i ''9

– D'9 ukazuje na izlaznu rezoluciju štampa)a ili imagesettera – ''9 ukazuje na ulaznu rezoluciju fotogra&je ili slike

• Da %i printer proizveo izlaz sli)nog kvaliteta kao što je slika na

monitoru potre%no je da ima ve?u D'9 nego što je ''9 monitora – Dithering zahtjeva region od >;= ta)aka da %i se vjerno reprodukovala

%oja jednog piksela – Da %i se slika dimenzija 0//!0// piksela vjerno reprodukovala u

kvadratu dimenzija 0 in) potre%no je =// ta)aka po in)u



'rimjer

9zvor, @ikipedia



-ezolucija displeja

• -ezolucija displeja zavisi od %roja piksela uhorizontalnomAvertikalnom smjeru

• 6a ra)unarske monitore gustina piksela se izra+ava u''9 – $od ra)unarskih displeja gustina piksela je odre7ena

veli)inom displeja i ukupnim %rojem piksela uhorizontalnomAvertikalnom smjeru

– 6avisi od postavki rezolucije

• -a)unanje ''9 monitora, – 9zra)unati dijagonalnu rezoluciju u pikselima

– 9zra)unati ''9 kao odnos dijagonalne rezolucije u pikselima iveli)ine dijagonale ekrana



-ezolucija ulaznih ure7aja

• kener je ure7aj za digitalizaciju slike (odmjeravanje Ckvantizacija"

• U kontekstu skenera ''9 zna)i %roj odmjeraka slike po jednom in)u (samples per inch '9"

• -ezolucija digitalnih fotoaparata je ukupan %roj pikselau najve?oj slici koja mo+e %iti kreirana upotre%omfotoaparata

• U digitalnoj fotogra&ji gustina piksela je %roj piksela

podijeljen površinom senzora – DL- 0;=#1 M'Acm1 – ompact camera 1/;</ M'Acm1

• DL- ima ve?i senzor i ve?e fotodiode pa je ''9 manja*



-asterske slike i rezolucija• -asterske slike imaju dimenzije u pikselima (%roj piksela du+ svake

ose"# što odgovara rezoluciji# ali nemaju gustinu piksela• -ezolucija rasterske slike u memoriji zavisi od gustine piksela ure7aja

(ppi" za digitalizaciju• Veli)ina prikazane slike zavisi od gustine piksela ure7aja (dpi" na

kojem se slika prikazuje – lika rezolucije 0///!0/// piksela veli)ina u pikselima ne zavisi od gustine

piksela izlaznog ure7aja (dpi" – Etampa na 1F/ dpi ?e dati slika >!> in)a – Etampa na 0// dpi ?e dati sliku 0/!0/ in)a – 'romjena vrijednosti dpi ne?e promijeniti veli)inu slike u pikselima

• 4eki formati za rasterske slike )uvaju i podatak o gustini piksela – Vrijednost koja ?e se koristiti pri štampanju slike da se odredi &zi)ka veli)ina

slike – 8ustina piksela skenera pomo?u kojeg je slika kreirana omogu?ava da se

odredi originalna veli)ina skeniranog o%jekta



Vektorska gra&ka i rezolucija

• $od vektorske gra&ke nema potre%e za promjenomrezolucije prilikom promjene &zi)ke veli)ine slike

• Vrijednost ''9 nije za%ilje+ena u fajl zato što jenjegov sadr+aj nezavisan od rezolucije

• Ukoliko se u istom fajlu nalaze i rasterski i vektorskielementi postoje dvije mogu?nosti za uskla7ivanjeveli)ina vektorskog i rasterskog dijela (u zavisnostiod kona)nog formata", –

prilagoditi veli)inu vektorskog dijela pri promjeni ''9rasterskog dijela ('hotoshop" – promijeniti ''9 rasterskog dijela da %i se veli)ina rasterske

slike prilagodila veli)ini štampanog medija ('D"



-asterska i vektorskagra&ka

• -asterska gra&ka zavisi od rezolucije• Dimenzije vektorskih o%jekata su zadate u dimenzijama

nezavisnim od ure7aja – .mogu?ava kvalitetnu rasterizaciju

• 4emogu?e je skalirati rastersku sliku na proizvoljnu rezoluciju %ez

gu%itka kvaliteta• Vektorska gra&ka se lako skalira na ure7aju koji je renderuje# %ez

gu%itka kvaliteta• Veli)ina fajla koji sadr+i vektorsku gra&ku je manja u pore7enju sa

fajlom koji sadr+i rastersku sliku• 'arametri vektorskih o%jekata se )uvaju i mogu se modi&kovati

(translacija# skaliranje# rotacija#***"• -asterska gra&ka je pogodna za fotogra&je i fotorealisti)ne slike• Vektorska gra&ka je pogodna za gra&)ki dizajn i štamparstvo



kalirana rasterska slika

kalirana vektorska slika



-asterizacija

• -asterizacija (konverzija u rastersku sliku"vektorske gra&ke je lak zadatak – 'otre%na jer su današnji izlazni ure7aji (displeji i

štampa)i" rasterski ure7aji – Veli)ina rezultuju?eg rasterskog fajla zavisi od

+eljene rezolucije – 4akon konverzije nije više mogu?e ure7ivati

dijelove rasterske slike kao pojedina)ne o%jekte – tandardna mogu?nost u softveru, orelD-G@#

Gdo%e 9llustrator# 9nkscape



Vektorizacija

• $onverzija rasterske slike u vektorsku• $oristi se i naziv image tracing• Upotre%a,

– U projektovanju pomo?u ra)unara (computer;aided design ; GD"

crte+i (projekti# nacrti# itd*" se skeniraju i vektorizuju – U geografskim informacionim sistemima (89" satelitski i aero

snimci se vektorizuju i kreiraju se mape – U gra&)kom dizajnu i fotogra&ji gra&ka se mo+e vektorizovati radi

lakšeg korištenja i promjene veli)ine – Vektorizacija je )esto prvi stepen u opti)kom prepoznavanju

znakova kada je u pitanju rukopis• Te+i zadatak od rasterizacije

– 'ro%lem nije do%ro de&nisan

• 'ostoje više algoritama koji daju razli)ite rezultate



$vantizacija vrijednostipiksela

• Broj %ita korištenih za predstavljanjevrijednosti piksela, – 0;%itne slike – 2;%itne sive slike – 1>;%itne slike u %oji – 2;%itne slike u %oji



0;%itne slike

• $oriste se i terminimonohromatske slike# te%inarne slike

• Vrijednost svakog piksela se)uva u jednom %itu (/ ili 0"

• Mogu?e je predstaviti samodvije %oje ili dva nivoa svjetline

• 6auze?e memorije je širina !visina %itova# npr*

• lika =>/!>2/ piksela zahtjeva, – =>/ ! >2/ H :/<1// %ita H

:2>// %ajtova H :<#F kB

• 'ogodne za )uvanje jednostavne gra&ke i teksta*



2;%itne sive slike• adr+e samo informaciju o svjetlini

piksela• Vrijednost piksela se predstavlja 2;

%itnim %rojem (0 %ajt"• Mogu?e je predstaviti 12 H 1F= nivoa

svjetline – .%i)no / odgovara crnom pikselu# a 1FF

%ijelom pikselu

• U fotografskoj terminologiji ovo jecrno;%ijela slika

• U o%radi slike se koriste termini siva(graIscale" ili intenzitetska slika

•

6auze?e memorije je širina ! visina !2 %itova H širina ! visina %ajtova• lika =>/ ! >2/ piksela zahtjeva

– =>/ ! >2/ H :/<1// %ajtova H :// kB



-ezolucija po intenzitetu

1F= nivoa 0= nivoa 2 nivoa



$ako odštampati ovu sliku na crno;%ijelom štampa)uJ



Diterovanje

• Diterovanje po%oljšava rezoluciju po intenzitetu po cijenusmanjenja prostorne rezolucije

• 'iksel se mijenja ve?im uzorkom (1!1 ili >!>" tako da %rojodštampanih ta)aka aproksimira vrijednost originalnog piksela

• Gko koristimo uzorak veli)ine >!> mo+emo da predstavimo

intenzitete od / (nijedna ta)ka" do 0= (sve ta)ke"• Vrijednosti iz opsega /;1FF mo+emo da preslikamo u opseg / do

0= dijeljenjem sa 1F=A0= i zaokru+ivanjem• 4eka je data >!> matrica diterovanja

• Ta)ka se štampa ako je vrijednost piksela na toj poziciji ve?a odelementa matrice



Diterovanje (nastavak"

• .pisani algoritam zaditerovanje svaki pikselmijenja matricom od >!>ta)ke

•

-ezultuju?a slika ?e %iti0= puta ve?a• 'omjeramo matricu

diterovanja preko slikepiksel po piksel i

štampamo piksel ako jenjegova vrijednost ve?aod vrijednosti u matricina istoj poziciji



1>;%itne slike u %oji Truecolor slike

• Vrijednost piksela se predstavljasa tri %ajta (:!2 H 1> %ita"

• 'ostoje razli)iti modeli za opis%oje

• Displeji uglavnom koriste -8B

model kod kojeg %ajtovi sadr+evrijednosti piksela u crvenom#zelenom i plavom dijelu spektra

• Mogu?e je predstaviti 1F=: H0=*<<<*10= %oja

• 6auze?e memorije za sliku

dimenzija =>/ ! >2/ piksela, – =>/!>2/!: %ajta H K// kB

• esto su 1>;%itne slikememorisane kao :1;%itne – Dodatni %ajt se koristi za α;kanal



1>;%itne slike u %oji'rimjer

-8B

-

8 B



2;%itne slike u %oji9ndeksirane slike

• 1>;%itne slike koriste : %ajta za)uvanje jednog piksela

• 4isu sve od 0=C miliona %oja jednako zastupljene

• Mogu?e je sliku u %oji predstaviti

korištenjem jednog %ajta popikselu• 4a raspolaganju je 1F= %oja• $oristi se lookup ta%ela za

)uvanje informacija o %oji• $valitet slike je nešto ni+i# ali

o%i)no prihvatljiv• 6auze?e memorije za sliku

veli)ine =>/ ! >2/ piksela, – =>/ ! >2/ ! 0 C 1F= ! : %ajtova H

:// kB



Lookup ta%ela (LUT" %oja

• 6a svaki piksel se )uva kodna vrijednost %oje indeks reda u LUT• 'ri odre7ivanju %oje piksela potre%no je pro)itati vrijednost reda u

LUT# a onda iz LUT i samu %oju piksela• $oriste se i termini kolor;mapa i paleta• LUT se mora formirati prilikom konverzije 1>;%itne slike u 2;%itnu

– 4pr* grupisanje sli)nih %oja – Dithering se mo+e koristiti da se po%oljša izgled rezultata



'rimjeri slika i odgovaraju?ihkolormapa



esti formati fajlova u rasterskojgra&ci

• http,AA*martinreddI*netAgf!A• http,AA*&leformat*infoAmirrorAeg5

Ainde!*htm – 89 8raphics 9nterchange ormat – N'O8 Noint 'hotographics O!perts

8roup –

'48 'orta%le 4etork 8raphics – T9 Tagged 9mage ile ormat – BM' M @indos Bitmap

http://www.martinreddy.net/gfx/

http://www.fileformat.info/mirror/egff/index.htm




http://www.martinreddy.net/gfx/



8raphics 9nterchangeormat (89"

• Uveli su ga U49P orp* i ompuserve• U po)etku je slu+io za prenos gra&ke telefonskim linijama

pomo?u modema• $oristi Lempel;6iv @elch (L6@" algoritam (o%lik

3afmanovog kodovanja"# modi&kovan za pakete koji sesastoje od linija slike (linijsko grupisanje piksela" kompresija %ez gu%itaka

• .grani)en na 2;%itne slike u %oji (1F= %oja"• 'ogodan za slike sa manjim %rojem razli)itih %oja (npr*

gra&ka# crte+i"• Dvije verzije, 892<a i 892Ka• 892Ka, podr+ava jednostavnu animaciju# indeks

transparentnosti# itd*



N'O8

• tandard za kompresiju fotogra&ja koji jekreirala Noint 'hotographic O!perts 8roup

• $oristi ograni)enja ljudskog vizuelnog

sistema da %i se postigao visok stepenkompresije

• $ompresija sa gu%icima•

$orisnik mo+e iza%rati +eljeni nivokvalitetaAkompresije• 4ajpopularniji format za slike na e%u

%l k hi



'orta%le 4etork 8raphics('48"

• '48 je kreiran sa namjerom da naslijedi 89 standard• 'odr+ani tipovi slika

– graIscale slike# – indeksirane slike# –

truecolor slike• 'odr+ava alfa kanale i gama korekciju• Do 0= %ita po kanalu• $ompresija %ez gu%itaka (DOLGTO algoritam"

– Mogu?a je i kompresija sa gu%icima

• 4ije patentiran• 4amijenjen za gra&ku na e%u• 'revazišao 89 po zastupljenosti na e%u

d il



Tagged 9mage ile ormat(T9"

• T9 je razvila kompanija Gldus orp* 0K2/;tih• Danas je T9 speci&kacija po kontrolom kompanije Gdo%e• 'odr+ava razli)ite tipove slika (crno;%ijele %itmape#

graIscale# 2;%itne i 1>;%itne -8B slike# itd"•

'odr+an u softveru za o%radu slike# naro)ito u upravljanjudokumentima i štamparstvu• Mo+e )uvati dodatne podatke (tagovi" u zaglavlju fajla• Tipi)no koristi kompresiju %ez gu%itaka• Mo+e sadr+ati N'O8 komprimovane N'O8 slike uklju)ene

pomo?u N'O8 taga – U ovakvoj upotre%i nema zna)ajnije prednosti nad N'O8

standardom



BM'

• 'oznat i kao Bitmap 9mage ile ili Device9ndependent Bitmap (D9B"

• tandardni format fajla za sistemsku gra&ku u M@indos

• 'odr+ava 1>;%itne -8B slike• 'odrška za alfa kanale je nedokumentovana• -asterski format•

4amijenjen za )uvanje slika nezavisno od ure7aja• 4e koristi kompresiju veliki fajlovi• Eiroko podr+an u softveru za o%radu slike



'rimjeri

50

100

150

200

250

N'O8, 0F#KkB

89, ::#>kB

'48, 122kB



Noš primjera

N'O8, >#:1kB

89, 0#2>kB

'48, 0#:FkB

04 gi bitmap grafika

Documents