grafiČna predstavitev informacij

GRAFIČNA GRAFIČNA PREDSTAVITEV PREDSTAVITEV

INFORMACIJINFORMACIJ

GRAFIČNA GRAFIČNA PREDSTAVITEV PREDSTAVITEV

INFORMACIJINFORMACIJ

UVOD• Računalnik je kot naprava za obdelavo

podatkov primeren tudi za reševanje likovnih problemov.

• Računalniška grafika

• Od preprostih črt, pravokotnikov in krogov do tridimenzionalnih elementov navidezne resničnosti.

• Za čas (Sinclair in Commodore)

• Z razvojem so uporabniki zahtevali čedalje več barv, večjo ločljivost in hitrost.

• Tega osnovna strojna oprema računalnika ni zmogla več zadovoljevati.

Vidna svetloba

• Mešanica elektromagnetnih valovanj različnih valovnih dolžin ki jih vidimo –

približno med 380 nm in 740 nm.

• Ko svetloba obsije nek predmet, se na površini del svetlobe odbije, del pa predmet vsrka vase.

• Če odbita svetloba prodre v človeško oko, vzbudi v očesni mrežnici električne tokove, s katerimi v vidnem centru možganov zaznamo določeno barvo.

• Predmet vidimo bel, če se od njegove površine odbijejo vse sestavine bele svetlobe.

• Črn (vsrka svetlobo).

• Bela svetloba odbije le delno, vendar v vsem spektru enakomerno, vidimo sive barve.

• Predmeti so obarvani, če bolj odbijejo svetlobo nekaterih valovnih dolžin, svetlobo drugih dolžin pa vsrkajo. Takšni predmeti so npr. rdeči, zeleni, rumeni itn.

Substraktivno mešanjeSubstraktivno mešanje

• Pri prekrivanju cian, magenta in rumenih pik se od potiskanega papirja ne odbije nobena svetloba in ploskev vidimo črno.

• Podobno je tudi na računalniškem zaslonu, le da se svetloba od pik na zaslonu ne odbija.

• Namesto osnovnih tiskarskih barv žarijo pike na zaslonu RGB.

• Ker so pike zelo blizu ena drugi, jih naše oko vidi kot svetlobno piko, ki žari v določeni skupni barvi.

ADITIVNO MEŠANJE

• Enaki deleži rdeče, modre in zelene svetlobe se zlije v belo svetlobo.

• Določen barvni občutek v naših možganih lahko torej vzbudimo z valovanjem ustrezne valovne dolžine ali z mešanjem dveh ali več različnih barvnih valovanj.

• Tako zaznamo občutek rumene barve ob žarenju rumene svetlobe in ob aditivnem mešanju rdeče in zelene svetlobe, občutek beline zaznamo ob valovanju bele svetlobe in pri aditivnem mešanju rumene in vijolične svetlobe.

Barvni modeli

• RGB

• CMYK

Barvni model RGB

• Za prikazovanje na zaslonu, • 3 osnovne optične barve• Ime po začetnicah

• Težave? DA!

Barvni model CMYK• Ime po začetnici (angl. Cyan, Magenta,

Yellow, Black)

• Kje ga uporabimo?

• Z njihovim mešanjem v enakih deležih na papirju dobimo le umazano temno rjavo barvo. Rešitev?

Programsko okno za optično mešanje barv

modela RGB

Programsko okno za optično mešanje barv

modela CMYK

• Človeški možgani sliko, ki jo razdelimo na dovolj majhne delčke, združijo nazaj v sliko. Na tej osnovi temelji rudi prikazovanje slik v računalniku.

• Ti prikažejo sliko z končnim številom majhnih pik, možgani pa pike združijo nazaj v enotno sliko.

Primer

• Ko pogledamo sliko od daleč, postanejo delci navidezno manjši in možgani so sposobni sestaviti sliko. Pri tem dodajo manjkajoče delčke na podlagi že pridobljenih izkušenj.

• Ker tudi večje slike potrebujejo za prikaz več pikslov, njihova ostrina pa ni nujno večja, izražamo v praksi ločljivost raje s številom pikslov na palec (angl. dots per inch - dpi).

• Slika, ki ima več pikslov na palec, ima večjo ločljivost in je ostrejša.

• Zapis barve vsakega piksla zasede v pomnilniku računalnika določen prostor.

• Za slike z večjo ločljivostjo porabimo v pomnilniku več prostora. Ker tega nimamo na voljo neomejeno, se zadovoljimo z manjšo, vendar optimalno ločljivostjo.

• Na zaslonu računalnika se slike prikazujejo npr. z ločljivostjo med 72 in 100 dpi,

• na laserskem tiskalniku se natisnejo med 300 in 1.200 dpi,

• na tiskalnih strojih tudi prek 2.400 dpi,

• optični bralniki lahko berejo slike z ločljivostjo prek 4.800 dpi. ipd.

Slika, široka in visoka 100 pikslov

Za njeno predstavitev potrebujemo 100 x 100 pikslov = 10.000

Slika z ločljivostjo 100 dpi bi bila na zaslonu velika le 2,54 cm x 2,54 cm (1 palec je 25,4 mm).Povečamo njeno velikost na 700 x 700 pikslov.

Torej potrebujemo 490.000 pikslov. Ker program ne znaugotoviti, kaj bi naj bilo na dodatnih 480.000 pikslih, jih

določiz različnimi algoritmi.

Težava? (monotonost)

Barvna globina

• Če želimo na zaslonu računalnika prikazati določene barve, moramo svoje želje zapisati tako, da jih bo računalnik razumel.

• Ker računalnik veliko laže prepozna števila, zapišemo tudi barve z njimi.

Vrste barvnih modelov

• Monokromatski• VGA• Super VGA• High Color• True Color

Monokromatski model• Najpreprostejši

• Za zapis uporabimo en bit.

Piksel na zaslonu lahko:zatemnjen ali pa žari

VGA

• VGA (angl. Video Graphic Array) model je bil v veljavi do izida slikovnih vmesnikov.

• Za zapis barv so bili določeni 4 biti in z njim je bilo možno prikazati 16 barv.

• Zaradi zelo okrnjenega prikaza se ta model danes ne uporablja več.

SUPER VGA

• Super VGA model je bil nekoč najbolj razširjen model prikazovanja barv in še danes velja za najoptimalnejši kompromis med kvaliteto slike in velikostjo njenega zapisa.

• Za zapis barv je bilo določenih 8 bitov in z njim je možno prikazati 256 barv.

High Color

• High Color model se uporablja za najzahtevnejši prikaz slik.

• V njem uporabimo: 5 bitov (32 odtenkov) modre in rdeče barve

ter 6 bitov (64 odtenkov) zelene barve.

• Skupno 16 bitov = 65.536 barv.

True Color

• True Color model prikazuje barve, ki najbolj ustrezajo zmogljivostim človeškega očesa, ki je zmožno razpoznati okoli štiri milijone različnih barv.

• Za zapis barv je v modelu določenih 24 bitov in z njim je možno prikazati 16.777.216 barv

• Ta sistem počasi zamira, saj razen krajšega zapisa ne ponuja nobenih prednosti pred 32bitnim modelom, ki se uporablja čedalje več. Pri njem imamo še vedno na voljo 16.777.216 barv, poleg tega pa še dodatnih osem bitov za alfa kanal, ki določa prosojnost posameznih pikslov.

Obravnavanje slik

• Vsak piksel žari na zaslonu v določeni barvi. Kakšna je barva, je zapisano v pomnilniku računalnika.

• Uporabljamo dva načina: točkovno in predmetno obravnavanje slik.

• Vsak piksel, prek katerega vlečemo orodje, se obarva v določeni barvi.

• Prva 0000000000000, • drugo 0001111110000 .

• Če lahko barvo piksla poljubno spreminjamo in ta barva ni v ničemer odvisna od barve drugih pikslov na zaslonu

Točkovno obravnavanje

• Točkovno obravnavane slike ustvarjamo podobno, kot smo navajeni risati na papir.

• V slikarskih programih z različnimi orodji rišemo, brišemo, barvamo tako, da določamo barve posameznih pikslov.

• Tako deluje veliko programov, bolj znani so:

• Slikar, • Adobe Photo Shop, • Gimp, • Corel PhotoPaint idr.

Predmetno obravnavanje

• Slika na računalniku predstavljena z nizom predmetov npr:

točk, črt, krivulj, geometrijskih likov ipd.

• Vsak predmet na sliki je v pomnilniku računalnika zapisan z ustrezno matematično enačbo, niz vseh enačb pa je zapis slike. Program izdela sliko na zaslonu tako, da po vrsti nariše vse predmete, ki jo sestavljajo.

• Da lahko program predmet na zaslonu nariše, mora poznati tiste njegove lastnosti, ki ga povsem določajo. V ta namen si zaslon zamislimo kot koordinatni sistem, v katerem nato določamo predmete.

• Tako je npr.: točka določena z dvema koordinatama in

barvo, ravna črta z začetno in končno točko, barvo

in debelino, krivuljo pa določata še njena začetna in

končna smer.

Prednosti/slabosti

• + Predmetu na predmetno obravnavani risbi lahko spreminjamo lastnosti: ga premaknemo, podaljšamo, mu določimo vektor končne smeri drugačno barvo ali ga v celoti zbrišemo.

• - Ne moremo ga delno zbrisati, mu eno polovico pobarvati v eni barvi in drugo polovico v drugi, krog spremeniti v kvadrat itd.

• Poraba prostora? Predmetni zapis porabi v pomnilniku

računalnika praviloma manj prostora kot točkovni.

• Pri vsaki spremembi velikosti slike program vse predmete na njej nariše znova, vendar v drugačnem merilu. Predmeti so zato na zaslonu točneje prikazani.

• Danes se predmetna obravnavanje slik čedalje več uporablja, zmogljivejši programi pa uporabljajo oba načina.

• Tako delujejo npr. programi: Corel Draw, Draw Perfect, Adobe Ilustrato,…

Zapis slik

• BMP• TIFF

• Zgoščevanje zapisa slikovnik podatkov: - GIF - JPWG - PNG

BMP

Podatke o barvi pikslov enega za drugim prenesemo v datoteko.

• Pri manjši ločljivosti in nezahtevni grafiki je ta postopek sprejemljiv.

TIFF

• Za prenašanje slikovnih podatkov med različnimi slikovnimi programi in operacijskimi sistemi največkrat uporabljamo zapis TIFF (angl. Tagged Image File Format).

• Razvit je bil v 1980-ih letih z idejo, da bi postal vsesplošen zapis slik. Od takrat je bilo razvitih več različic zapisa, ki med seboj pogosto niso združljivi (nekateri njegovo ime zato zlobno razlagajo kot Thousands of Incompatible File Formats).

Zgoščevanje zapisa

• Postopek obdelave podatkov, pri čemer se njihov zapis zgosti tako, da zasede čim manjši prostor ob minimalni izgubi kvalitete slike.

Zapis GIF

• (angl. Graphics Interchange Format) zgosti zapis v dveh korakih.

• V prvem poišče vse barve, s katerimi so obarvani piksli na sliki, v drugem pa dobljene barve razporedi v barvno paleto in jih oštevilči.

• Prvi barvi določi številko O, drugi 1, tretji 2 itn., vse do zadnje barve. Ker je v ta namen določen en sam zlog, lahko v tem zapisu shranjujemo slike z največ 256 različnimi barvami. Primeren predvsem za slike z malo barvami.

• Poleg tega omogoča zapis GlF shranjevanje več slik v isto datoteko, ki se ena za drugo uvrstijo na zaslon.

Zapis JPEG

• JPEG (angl. Joint Photographic Experts Group) lahko shranimo slike s poljubnim številom barv.

• • Žal se pri shranjevanju nekaj podatkov izgubi,

saj program barvo več sosednjih pikslov združi v eno.

• Slika torej ni več taka kot je bila prej. Koliko informacije izgubimo, je odvisno od stopnje zgoščevanja, ki je lahko od O do 99.

Zapis PNG

• Za zgoščeni zapis slikovnih podatkov sta se do nedavnega uporabljala pretežno zapisa GIF in JPEG, v zadnjem času pa se uspešno uveljavlja nov zapis PNG (angl. Portable Network Graphics).

• Zapis združuje dobre lastnosti dosedanjih zapisov. Zgoščevanje je zanesljivo in brez izgub, omogoča večbarvno prosojnost, prikaz animacij in naj bi v prihodnosti nadomestil zapise GIF, TIFF in druge.

Razlika v dolžini [kB] med zapisi

UREJANJE SLIKOVNE PREDSTAVITVE

• Vsak slikarski program ima več orodij za risanje in slikanje, ki so smiselno uvrščena v orodjarna (angl. Toolbox).

• Osnovna orodja v slikarskih programih so:

pero, čopič, kreda, razpršilec, ročka z barvo, orodja za pisanje besedila idr.

• Poleg izbirnega orodja, s katerim izbiramo predmete oziroma dele slike, sodijo med osnovne elemente slikarskih programov tudi različni ukazi, s katerimi izbrane dele risb:

razmnožujemo, premikamo po zaslonu, vrtimo, zrcalimo, spreminjamo vrstni red risanja ipd.

• Z osnovnimi učinki spreminjamo svetlost, kontrast, ostrino in barvno paleto, vedno več pa je učinkov, s katerimi sliko slogovno spreminjamo.

• Poleg teh so na voljo še bogata knjižnica učinkov za dodajanje barvnega šuma, vihanje vogalov slike, starinsko luščenje barve, senčenje predmetov, mehčanje slike, pogled skozi raznobarvna stekla ipd. Kateri učinek izbrati in kako ga uporabiti v slikovni predstavitvi, je največ odvisno od same predstavitve

PSIHOLOGIJA BARV

• Pripadniki preprostih ljudstev razpoloženju primerno obarvajo svoje telo: s kričečimi barvami za divji ples, drugačnimi za tihi lov ali krvavo vojno. Z barvami izražajo svoja čustva in poudarjajo informacijo, ki jo posredujejo.

• Civiliziran človek ne čuti potrebe, da bi si neposredno obarval telo; raje spreminja barvo svojih oblačil npr. bela poročna obleka, pisane kopalke, modra uniforma policista, škrlatno oblačilo kardinala itn.

• Bela pomeni brezmadežno čistost. Ponuja mir in zavetje, preganja čustveno razburjenost, obup in nam pomaga pri notranjem pomirjenju. Preveč te barve lahko deluje hladno in vsiljuje občutek osamljenosti, kajti bela nas pogosto ločuje od drugih.

• Sinja modrina se nam odpira skozi prozornost neba, globino vode in višino gora, zato nam ta barva nakazuje neskončnost, globino in zasanjano vzvišenost. Modrina prejemnika pomirja, v njej se nežnost in vedrost združujeta z žalostjo, ki se kakor senca potaplja v romantične globine.

• Z rumeno barvo ponazarjamo sonce in na soncu dozorelo sadje, zato deluje ravno nasprotno od modre: vsiljivo, zaslepljeno, brezobzirno in zavistno kričavo. Rumena barva prejemnika vznemiri in ga naredi bolj živahnega. Učinek rumene povečamo, če jo mešamo z belo barvo.

• Rdeča je barva krvi in ognja, zato je simbol življenja in ljubezni. Z njo izražamo moč, toplino in gibanje. Ta barva žari in podira vse ovire, zato pri prejemniku stopnjuje pozornost, krepi nemir in voljo za reševanje nalog. Pozitivno deluje na motivacijo za delo in premagovanje ovir.

• Oranžna združuje silnost rdeče in živahnost rumene. Z njo vzbudimo pri prejemniku pozornost, vendar manj agresivno in neposredno kot z rdečo, zato jo uporabljamo kot opozorilni signal na nevarnost. Oranžna barva nas spravi v dobro voljo, v prevelikih količinah pa nas utegne utrujati.

• Zelena barva je barva pomladi, zato pomeni nov začetek. V prejemniku z njo preženemo obup in razočaranje, vzbudimo upanje in dosežemo popolno umirjenost in zadovoljnost. To najbolj razumemo, če opazujemo umirjenost zelenih travnikov, livad in gozdov.

• Vijolična barva je združitev modre in rdeče barve, zato pomeni zastrt nemir in zavzeto notranjo dejavnost. Obravnavamo jo kot barvo žalosti in potrtosti, ki prejemnika navda z občutkom preprostosti in nevsiljive skromnosti, a tudi dostojanstva in hrepenenja po nedosegljivem.

• Rjava je barva zemlje in zato pomeni nekaj zemeljskega, konkretnega, otipljivega. Občutimo jo kot umazano, vendar izraža tudi trpežnost, robatost, stabilnost, trdnost in odločenost. Rjava barva nas nenehno spominja na bližino zemlje, zato vzbuja pri prejemniku občutek varnosti in zadovoljstva.

• Sivina je kompromis med belino in črnino, med svetlobo in temo. Je torej nekaj neopredeljenega in brezbarvnega; skratka sivina.

• Vzbuja neodločenost in nepomembnost, zato slabo vpliva na prejemnikovo aktivnost; otopi ga in poleni.