Taškinė ir vektorinė grafika

Taškinė ir vektorinė grafika Inf. mok. Vilma Bernotienė

Temos: • Taškinė grafika • Vektorinė grafika • Grafinių vaizdų saugojimas kompiuteryje • Įvairūs grafinių failų formatai • Kokį formatą kada naudoti

Taškinė grafika( rastrinė) Grafikos paveiksliukai sudaryti iš taškų, kurių kiekvienas yra tam tikros spalvos ir užima tam tikrą padėtį. Iš smulkių taškų arba linijų sudaryto vaizdo struktūra vadinama rastru. (Mozaika, vitražas, siuvinėjimas kvadratėliais, nėriniai). Šiuo principu koduojant paveiksliukus kompiuteryje jis dalijamas į labai mažus vienodo dydžio vaizdo elementus taškus. Rastro taškas angl. k. vadinamas 2 skirtingais terminais: skaitytuvo ir vaizduoklio rastro elementas pixel=picture element; spausdintuvo – dot. Stačiakampė lentelė, sudaryta iš tokių taškų vadinama matrica. Kompiuterio vaizduoklio matrica – 640x480; 800x600;x1600x1200 taškelių. Kuo didesnė matrica, tuo taškeliai mažesni, o vaizdo kokybė geresnė.

TAŠKINĖ GRAFIKA Taškinį vaizdą apibūdina parametrai: aukštis, plotis, raiška ir kiekvieno rastro taško spalva. Fizinis rastro elemento dydis įvertinamas raiška – taškų kiekiu ilgio vienete, dažniausiai - colyje žymimas ppi(agl. Ppi – pixels per inch) arba dpi (angl. Dpi – dot per inch). Raiška – grafinių elementų kiekis viename matavimo vienete, pvz.: taškai / colyje taškai / centimetre Jeigu pradinio vaizdo langeliai ir ekrano ląstelės yra vienodo dydžio, tai piešinys vaizduojamas masteliu 1:1. Jei nevienodo – atvaizdas gaunamas padidintas arba sumažintas. Kai piešinio raiška mažesnė už išvesties įrenginio raišką, gaunamas laiptuotas vaizdas Vaizduoklio ekrano raiška nepriklausomai nuo vaizdo plokštės būna 72-120 ppi. Spausdintuvų – 300, 600, 1200 dpi.

Įvairios raiškos • Ekrano raiška dažniausiai yra arba 72 dpi arba 96 dpi • Piešinio raiška – ji priklauso nuo to, kokiam tikslui parengtas piešinys (elektroninis leidinys, spausdinimas spausdintuvu, ruošiamas spaudai ir pan.) • Spausdintuvo raiška – ji priklauso nuo to, kiek taškų colyje geba pavaizduoti spausdintuvas

Spalvų gylis • Gebėjimas pavaizduoti tam tikrą spalvų ir atspalvių skaičių. Tai priklauso nuo fizinių atvaizduojančio įtaiso (kompiuterio ekrano, spausdintuvo). Galimybė priklauso nuo spalvų kodavimo – galimų kodų kombinacijų, kurių kiekvienas vaizduoja skirtingą spalvą (atspalvį). • Spalvų skaičius – spalvų raiškos įvertinimo vienetas, išreiškiamas skaičiumi visų galimų spalvų ir atspalvių, kurie gali būti užkoduoti bei pavaizduoti ekrane arba išspausdinti. Dažniausiai naudojami tokie spalvų skaičiai: • 16, vienas grafinio vaizdo taškas koduojamas 4 bitais, • 256, vienas grafinio vaizdo taškas koduojamas 8 bitais, • 16 milijonų, vienas grafinio vaizdo taškas koduojamas 24 bitais.

Spalvų gylis • Piešinių tipai pagal spalvų gylį: • Štrichinis (juoda/balta) – 1 spalva • Nespalvinis pustoninis – 256 juodos spalvos atspalviai • Dupleksinis (duotone) – (laikoma, kad tai nespalvinio pustoninio atmaina) • Fiksuotos paletės – 16 arba 256 spalvos • RGB – 16 777 216 spalvos • CMYK – 18 446 744 073 709 600 tūkst. spalvų

RGB ir CMY ryšys

Taškinės grafikos trūkumai Taškinei grafikai būdingas kodavimo paprastumas ir galimybė automatizuotai įvesti tikroviškus vaizdus vaizdo kameromis, skaitmeniniais fotoaparatais, skaitytuvais. Tačiau ji turi ryškių trūkumų: • Mažinant vaizdą, keli gretimi taškai pakeičiami vienu, todėl dingsta smulkios piešimo detalės, o didinant – padidėja kiekvieno taško fiziniai matmenys, todėl atkurto vaizdo kontūras būna laiptuotas. • Didinant piešinio matmenis ir nemažinant raiškos atsiranda daugiau vaizdo elementų, todėl piešinio byla smarkiai padidėja. • Nežiūrint trūkumų, taškinis kodavimo metodas yra labai populiarus, nes jis labiausiai tinka fotovaizdams užkoduoti bei grafiniams dokumentams įterpti į spaudos leidinių maketus.

Vektorinė grafika Vektorinės grafikos elementas – objektas – uždara arba atvira kreivė, turinti matematinėmis formulėmis aprašomą kontūrą. Vaizdas sudaromas tik iš objektų. Objektą apibrėžia vienas ar daugiau segmentų, sujungtų mazgais. Segmentas – tiesės ar kreivės atkarpa, o mazgas – tos atkarpos pradžios arba pabaigos taškas. VEKTORINĖS GRAFIKOS PRIVALUMAI: • Vaizdų bylos nedidelės, nes saugomas ne pats piešinys, o turintis konkretų aukštį ir plotį, bet tik būtiniausi jo parametrai, pagal kuriuos programa kaskart atkuria vaizdą iš naujo. • Objektus lengva transformuoti, nepabloginant vaizdo kokybės. Todėl dažnai naudojama kuriant šriftus, logotipus, techninius brėžinius.. Tačiau neįmanoma sukurti tikroviškų vaizdų. • Populiariausios vektorinės grafikos programos yra CorelDRAW; Adobe Illustrator; Macromedia FreeHand.

Grafinių vaizdų saugojimas kompiuteryje Kalbant apie vaizdo raišką (skiriamąją gebą) , nurodomas taškų skaičius horizontaliai (eilutėse) ir vertikaliai (stulpeliuose). Pvz. 800x600 reiškia, kad ekrano eilutėje yra 800, stulpelyje – 600 taškų (pikselių), o bendras taškų skaičius ekrane 800x600=480 000 (pi). Grafinių duomenų failuose saugomi vaizdai apibūdinami 2 parametrais: matmenimis ir spalvingumu. Spalvotam vaizdui vartojamos CMYK ir RGB sąvokos. CMYK – tai spalvų cyan (žydra), magenta (oranžinis), yellow ( geltona), black (juoda) santrumpa. RGB – red (raudona), green (žalia), blue (mėlyna) santrumpa. Spalvingumu nusakoma iš kelių spalvų galima pasirinkti kiekvieno taško spalvą. Kompiuterinio vaizdo spalvingumas gali būti 2, 4, 16, 256, 32 768, 65 536 ir 16,9 milijono spalvų. Vaizdo matmenys užrašomi skaičių pora. Pvz, 256*384=98304 reiškia, kad vaizdo plotis yra 256 taškai, aukštis – 384 taškai, o bendras taškų skaičius – 98304 taškai arba pikseliai. Sąvoka „rezoliucija“ nurodo, kiek pikselių tenka į colį,t.y. kokiu tankumu sudėlioti taškai mūsų vaizde ( kaip,pvz, gyventojų tankumas Kaune). Vaizdams (objektams) aprašyti reikia daug atminties, todėl failuose vaizdai laikomi „suspausti“, arba dar sakoma „suglaudinti“

Bendrieji vektorinės grafikos principai • Liniją galima apibrėžti dvejopai: • Matematiškai= ( naudojant matematines formules) • Grafiškai (geometriškai), pavaizduojant plokštumoje • Kreivėms aprašyti naudojamas paprasčiausias principas - kreivė skaidoma į fragmentus, kurie turi tenkinti dvi sąlygas: • Fragmentas turi būti pakankamai mažas; • Jam aprašyti pakanka nesudėtingos formulės; • Paprasčiausia funkcija – tiesė, jungianti du taškus • Tačiau minėtasis paprastas skaidymas turi ir rimtų trūkumų: • Sudėtinga keisti kreivių, sudarytų tik ir tiesių atkarpų, mastelį; Tolygus perėjimas iš vieno taško į kitą galimas tik esant pakankamai mažiems intervalams; • Objekto, aprašyto tiesėmis, forma gali pasikeisti pasukus jį; • Apskritoms vietoms aprašyti prireiks tūkstančių atkarpų...

Vektorinių dokumentų formatai • WMF – vektorinių piešinių saugojimo formatas • EPS – PostScript atmaina. Piešinys saugomas dviem pavidalais: vektoriniu (kaip ir PostScript) ir taškinis (sumažintos raiškos, kaip ir TIFF) išankstinei peržiūrai; • PDF – dar viena PostScript atmaina; • AI – Adobe Illustrator formatas; • CDR – CorelDRAW formatas; • FH –Freehand redaktoriaus formatas;

Įvairūs grafinių failų formatai Formatas atpažįstamas iš failo plėtinio. Dažniausiai naudojami formatai yra: .pcx, .cdr, .cmx, .bmp, .wmf, .scr, .gif, .tiff, .eps, .jpg, .avi, .fli, .flc, .ppt, .prj, .mpeg ir kt Kokį formatą ir kada naudoti? Geriausia visada naudoti vadinamąjį savą formatą. Pvz, .cdr–Corel Draw; .ppt –Power Point. Jeigu norite pervesti savo vaizdą į kitą formatą, patartina naudoti .TIFF formatą (jei leidžia atmintis), jei ne, rinkitės .jpeg (jpg) formatą. Jei norite pervesti į programą, kuri nepalaiko nei .tiff, nei jpeg, rinkitės .esp. WWW puslapiams kurti puikiausiai tiks .JPEG arba .GIF formatai. Jeigu norite sukurti vaizdus vadinamiesiems „tapetams“, rinkitės .BMP formatą.

Įvairių spalvų emocinė išraiška • Raudona - pavojus, stok, neigiamas, susijaudinęs, karštas • Tamsiai mėlyna - stabilumas, ramumas, patikimas, subrendęs • Šviesiai mėlyna - jaunas, vyriškas, šaltakraujis • Žalia - augimas, teigiamas, organiškas, patogus • Balta - tyras, švarus, garbingas, doras • Juoda - rimtas, sunkus, mirtis (Europietiškoje kultūroje) • Pilkas - vientisumas, neutralumas, ramus, subrendęs • Ruda - sveikas, organiškas, kuklus • Geltona - konservatyvus, stabilus, elegantiškas • Oranžinė - emocingas, teigiamas, harmoningas • Fuksinė - jaunas, trumpalaikis, puikus • Ryškiai rožinė - jaunystė, moteriškumas, šiltumas • Pasteliškumas - jaunystė, švelnumas, moteriškumas, jautrumas • Metališkumas - elegantiškumas, patvarumas, turtingumas

I. Niutonas (1672) 700 nm 600 nm 500 nm Balta šviesa 400 nm I. Niutonas (1642 - 1727) 29 metų (1672) padarė atradimą: “ Balta šviesa sudaryta iš spalvų: violetinės, mėlynos, žalios, geltonos, oranžinės ir raudonos” ir 30 (!) metų nedrįso skelbti šio beprotiško atradimo Poetas J. Getė: “Spalva nėra fizikinis spalvų mišinys: pvz., balta spalva yra daugiaunegu dviejų spalvų mišinys, tai visiškai naujas pojūtis, o ne pojūčių mišinys” Abu teisūs

Terminai naudojami spalvoms aprašyti: • Hue - spalvos tonas, tampriai susijęs su elektromagmetinės • bangos ilgiu. • Pvz.: raudona, žalia, geltona - pažymi spalvos toną. • Saturation - spalvos sodris, pažymi regimos spalvos grynumą • Pvz.: skaisčiai raudonos spalvos sodris yra 1, o pilkos - 0. • Luminance - spalvos ryškis, charakterizuoja subjektyviai • suvokiamą šviesos stiprumą. • Pvz.: baltos spalvos ryškis yra 1, o juodos - 0. • Transparency - permatomumas. • Pvz.: jei permatomumo koeficientas k=0 - objektas • visiškai neskaidrus, o kai k=1 - objektas skaidrus ir per • jį matome foną

Vaizdų GIF formatas Nors HTML faile gali būti bet kokio formato vaizdai, dauguma naudoja GIF arba JPEG. Čia aprašysime GIF (Graphics Interchange Format ) formato struktūrą. GIF vaizdai gali būti dvitoniai arba spalvoti. GIF failas turi dvi dvimatį taškelių (pixel) masyvą. Taškeliai reikšmės (sveikieji skaičiai nuo 0 iki 255) netiesiogiai nurodo spalvą, bet yra indeksų reikšmės į peržiūrų lentelę. Lentelėje spalvos aprašomos trimis skaičiais, t.y., trim komponentėm, nurodančiom raudoną, žalią ir mėlyną (Red, Green, Blue: RGB). Kiekvienos komponentės gylis yra 8 bitai. Todėl GIF failuose naudojamos 256 spalvos iš 256*256*256=16 milijonų galimų spalvų rinkinio. GIF formatas dominuoja WEB-e dėl istorinių ir techninių priežasčių. ComputerServer pastangomis GIF formatą galima naudoti laisvai internete (be specialių mokesčių). Techniškai formatas nėra sudėtingas. Spalvų peržiūrų lentelė sudaryta taip, kad ją galima suspausti 3:1 santykiu. Vaizdo matricai GIF failuose naudojama LZW duomenų kompresija. Šis duomenų kompresijos būdas gerai dokumentuotas ir lengvai realizuojamas. Deja, LZW kompresijos algoritmas yra patentuotas ir reikalauja licenzijos, ko nenumatė ComputerServer. Ieškomi būdai kaip išspręsti susidariusią koliziją. Vienas sprendimų yra pereiti prie PNG (Portable Network Graphics), kurio mes nenagrinėsime. Taigi GIF faile kiekvienas vaizdo taškelio reikšmė per peržiūrų lentelę apibrėžia tris reikšmes raudoną, žalią ir mėlyną. Šios reikšmių santrauka yra RGB. Tačiau prasmė “raudona”, “žalia” ir “mėlyna” nėra tiksliai definuota. Dauguma įrenginių RGB sistemą sutapatina su displėjų RGB spalvų sistema. Tačiau skirtingų displėjų sukurti RGB vaizdai gali skirtis ir skirias dėl skirtingų įvairių displėjų markių charakteristikų. Dažnai vaizdai yra nuskenuojami skeneriais. Jų RGB taip pat skiriasi nuo displėjų RGB sistemų. Bet kuriuo atveju - kuriant vaizdą skirtingų markių įrenginiais gausite vis kitokius originalaus portreto skaitmeninius RGB vaizdus. Reziumuojant, galime padaryti išvadą, kad skeneriu ar monitoriumi gaunama vaizdo kopija priklauso nuo įrenginio. Net jeigu tą patį RGB reikšmių vaizdą rodyti skirtingų markių kompiuteriuose, gausime skirtingus vaizdus. Tas pats displėjus vaizdą rodys skirtingai įvairaus apšvietimo ar sureguliavimo sąlygomis. Esminė RGB spalvų sistemos problema yra ta, kad joje “raudona”, “žalia” ir “mėlyna” prasmė nėra griežtai definuota ir priklauso nuo įrenginio.

Taškinė ir vektorinė grafika