základy počítačové grafiky

Základy počítačové grafiky

Základy počítačové grafiky, Helena Novotná, podzim 2014 2

Počítačová grafika

zobrazování

rekonstrukce

zpracováníobrazumodelování

obraz popis objektů(model světa)

Základy počítačové grafiky, Helena Novotná, podzim 2014 3

Popis obrazu

Výstupní zařízení– rastrová – převažují

– monitor (800 600, 1024 768, 1600 1200)– tiskárny laserové a inkoustové (600 dpi, 1200 dpi)– plotr inkoustový

– vektorová– plotr perový či řezací

Vstupní zařízení pro snímání obrazu – rastrové – skener, fotoaparát

rastrový obraz = matice

bodů

vektorový obraz = množina objektů

Základy počítačové grafiky, Helena Novotná, podzim 2014 4

Grafický bod — Pixel (pixel = picture element)

Body, které používá k zobrazování výstupní zařízení.

– obrazovka – několik malých bodů vysvítí jeden pixel

– inkoustová tiskárny – velikost pixelu odpovídá velikosti kapičky barvy

– laserová tiskárna – velikost bodu odpovídá několika zrnkům toneru

Matematické body, které specifikují polohu.– souřadnice určující polohu bodu v obraze– nemá rozměr

maj

í bar

vu!!

Základy počítačové grafiky, Helena Novotná, podzim 2014 5

Rozlišení rastrového obrazu – ppi × dpi

Digitální obrázek – počet obrazových bodů na palec pixels per inch– rozlišení 300 ppi

rozměr pixelu 1 inch = 25,4 mm / 300 = 0,085 mm– rozlišení 96 ppi

rozměr pixelu 25,4 / 96 = 0,26 mm Tištěný obrázek – tiskové body (kapičky barvy)

na palec – dots per inch– jeden obrazový bod – více kapek barvy

ppi: 4×4=16 pixelů na palec = 16×4=64 dpi (4 kapky)

– standard pro tiskárny 1 200 dpi1 200 / 300 = 4; 4 × 4 = 16 tisk. bodů na jeden obrazový

Základy počítačové grafiky, Helena Novotná, podzim 2014 6

Velikost rastrového obrazu počet pixelů obrazu (např. 4,32 Mp) rozměry v délkových jednotkách (např. 15 ×

10 cm)= výstupní velikost obrazu(Pozor, něco jiného je velikost souboru s obrázkem – bude dále.)

doporučené rozlišení– tisk – 300 ppi při výstupní velikosti– zobrazování na monitoru – 96 ppi při výstupní

velikosti

Základy počítačové grafiky, Helena Novotná, podzim 2014 7

Velikost a rozlišení – příklad 1Chci do dokumentu kvalitně vytisknout fotografii 20 × 15 cm. Jak velký zdrojový obraz musím mít?

rozměr tisku 20 × 15 cm 8 × 6 inchpožadované rozlišení 300 ppipotřebné rozměryšířka 8 × 300 = 2 400 pixelů

výška6 × 300 = 1 800 pixelůpole obrazu2 400 × 1 800 = 4 320 000 = 4,32 Mpixelů

Základy počítačové grafiky, Helena Novotná, podzim 2014 8

Velikost a rozlišení – příklad 2Mám fotoaparát 15 Mpixelů. Poměr stran snímku je 4:3. V jaké maximální velikosti lze snímek kvalitně vytisknout na papír?

velikost pole obrazu 15 000 000 4 500 × 3 350 požadované rozlišení 300 ppimaximální možné rozměryšířka 4 500 / 300 = 15 inch 38 cmvýška3350 / 300 11,2 inch 28 cm max. velikost kvalitního výstupu 38 × 28 cm

Základy počítačové grafiky, Helena Novotná, podzim 2014 9

Hloubka pixelu počet bitů potřebných na reprezentaci jeho

barvy

1 1 1 1 1 1 1 1

0–255 2 8-1

na každou barvu 1 byteTrue Color

černo-bílé

počet barev

hloubka (potřebný počet

bitů)

2 1 bit

16 4 bity

256 8 bitů = 1 byte

16,8 mil. 24 bitů = 3 byty

Teorie barev

Základy počítačové grafiky, Helena Novotná, podzim 2014 11

SvětloViditelné světlo je polarizovaným elektromagnetickým zářením s vlnovou délkou od 720 nm (červená) do 380 nm (fialová). (Frekvence 4,3 –7,5 108 MHz.)

– vyšší vlnové délky (nižší frekvence): infračervené, mikrovlnné, rádiové záření

– nižší vlnové délky (vyšší frekvence): ultrafialové, rentgenové, kosmické záření

Barvu a intenzitu světla vnímáme na sítnici oka– čípky (barvy), tyčinky (intenzita)– citlivost čípků má 3 lokální maxima (červená, zelená, modrá)– V rámci viditelné části spektra je člověk schopen rozlišit víc

než 400 000 různých barev a jejich odstínů.

Základy počítačové grafiky, Helena Novotná, podzim 2014 12

Barevné modelySkládáním dvou a více barev vznikají barvy

další.Barevné modely určují: Ze kterých barev se budou ostatní skládat?

Jaký bude poměr jednotlivých základních barev?

Jakým způsobem se budou základní barvy míchat?

Základy počítačové grafiky, Helena Novotná, podzim 2014 13

Aditivní barevný model (typicky RGB)

Barvy jsou vytvářeny přidáváním barvy do černé.

Aditivní barevné prostředí nepotřebuje vnější světlo (barvy na monitoru).

Používá se při ukládání do souborů.

zelená (0, 255, 0)

Základy počítačové grafiky, Helena Novotná, podzim 2014 14

Subtraktivní barevný model (typicky CMY)

Základní barvy jsou odečítány od bílé, čím více odeberu, tím více se blížím černé.

Subtraktivní prostředí je prostředí, které odráží světlo, a proto potřebuje vnější zdroj světla.

Používá se v tiskárnách, plotrech, zpracování fotografií.

CMY(K) (Cyan, Magenta, Yellow, blacK)

zelená (255, 0, 255)

Základy počítačové grafiky, Helena Novotná, podzim 2014 15

Modely typu HSV odstín (hue)

– základní spektrální barva– zadává se ve stupních (0°–360°)

nebo hodnotách (0–255)– 0 ~ červená

sytost (saturation)– poměr čisté barvy a bílé – maximální sytost mají spektrální

barvy intenzita (jas)

– maximálně jasná barva nemá příměs černé

– klesání jasu přidávání černé modely odpovídají

„malířskému“ chápání barev

zelená120°, 100%,

100%(85, 255, 255)

Základy počítačové grafiky, Helena Novotná, podzim 2014 16

Zadávání barev v programechAutoCAD PowerPoint

gimp

Palety

a jejich použití

Základy počítačové grafiky, Helena Novotná, podzim 2014 18

Paleta= mapa barev, indexová mapa, tabulka barev barva pixelu se zadává jako index do tabulky

barev Proč?

– potřebné místo (velikost souboru) Kdy použít?

– omezené množství barev obrazu– do 256 barev – ano – pro pravé barvy (TrueColor) – ne

Základy počítačové grafiky, Helena Novotná, podzim 2014 19

Použití palety na zobrazení barev

data v souboru

paleta

zobrazení

Základy počítačové grafiky, Helena Novotná, podzim 2014 20

Typy palet 3 – 3 – 2 

univerzální paleta (256 barev)

7 12 37 odstínů červené, 12  zelené, 3  modré (252 barev)

adaptovaná barevná paleta– paleta optimalizovaná na jeden konkrétní obrázek

– barvy v paletě podle barev v předloze

8

Red

8 4

Green Blue

Základy počítačové grafiky, Helena Novotná, podzim 2014 22

Použití palety – export obrázku