Računalna grafika

Računalna grafika
Početni dio uvoda u osnove
1
2
Uvod



"Slikovni prikaz i obrada podataka pomoću računala"
Modeliranje: reprezentacija (prikaz) dijelova realnog
svijeta
Širok pojam, raznoliki "pogledi" na računalnu grafiku:
 "Hardveraški" / Programerski
 Umjetnički
 Tehnički




Široko područje primjene
Zahtjevna (hardware, software, humanware)
Skupa
Profitabilna (filmovi)
3
Početci


Ivan Sutherland, Sketchpad (1963)
Koncepti vremenski ispred tehnologije
4
Pixel


Osnovna jedinica koja se može osvijetliti/otisnuti u
odabranoj boji
Virtualni pixel (u datoteci), "stvarni" pixel (u ispisu, na
zaslonu).
5
Vektorska i rasterska grafika



Osnovni načini predstavljanja objekata realnog svijeta
Komplementarni modeli: nema "boljeg" i "lošijeg"
Mogućnost povezivanja oba modela
6
Vektorska grafika






Objekti zadani implicitno (koordinatama, matematičkom
formulom, ...)
Slika se svaki put "iznova crta"
Unos podataka: "crtanje", zadavanje koordinata
(brojeva), preuzimanje izlaznih podataka nekog
programskog paketa, digitalizacija, GPS
Razaznavanje objekata i njihovih svojstava, velike
mogućnosti preoblikovanja i promjene svojstava
Finoća crteža ovisna o rezoluciji izlaznog uređaja
Primjene: CAD, GIS, dijagrami, ...
7
Vektorska grafika – primjer
8
Rasterska grafika








Slika je skup obojanih pixela (BW, grayscale, color)
Unos podataka: "crtanje", skeniranje, daljinsko
snimanje, fotografiranje, obrada video-zapisa
Način zapisa: podaci o bojama pixela pohranjeni u
nekom standardnom formatu zapisa (velike datoteke)
Objekti su skupovi pixela
Nema semantike objekata ("slovo", "kružnica", "crta"),
nemogućnost izdvajanja
Finoća crteža ovisna o rezoluciji u trenutku zadavanja
Slike prirodnije od vektorskih
Programi omogućavaju elemente "vektorske logike"
9
Rasterska grafika – primjeri
10
Vektorska/rasterska grafika
11
Vektorska/rasterska grafika
12
Vektorska/rasterska grafika
13
Vektorska/rasterska grafika
14
Kombinacija dvaju modela

Meta-formati: kombinacija prednosti vektorske i
rasterske grafike.
15
Kombinacija dvaju modela
16
Dimenzije slike


Širina, visina
Konfuzija:
 Dimenzije slike u datoteci
 Dimenzije slike na ekranu/ispisu

Vektorski model:
 ispis u mjerilu bez gubitka kakvoće
 crteži bez mjernih jedinica
 crteži u mjernim jedinicama

Rasterski model:
 broj pixela – apsolutan podatak
 "širina" i "visina" (u cm, mm, itd.) – besmislica (osim pri
umetanju u neki dokument)
17
Rezolucija slike




Broj pixela po jedinici duljine (najčešće po inču)
Jedan od elemenata koji određuju kvalitetu prikaza
Ima smisla (za raster i vektor) tek pri prikazu/ispisu slike
"Rezolucija" u datoteci – besmislica (osim za umetanje)
18
"Dubina" slike


Broj bitova kojima se opisuje boja pixela
Veličina datoteke je umnožak:
 broja pixela u jednom retku ("širina")
 broja redaka ("visina")
 broja bitova kojima je opisana boja svakog pixela ("dubina").

Algoritmi sažimanja (komprimiranja) zapisa:
 lossless – bez gubitka kakvoće
 lossy – uz gubitak kakvoće.
19
Monokromatska slika (Black & white)

Jedan pixel = 1 bit
20
Slika u sivim tonovima (Grayscale)


Jedan pixel = 1 byte
256 nijansi sive.
21
Slika u 8-bitnoj boji (Paletted image)



Jedan pixel = 1 byte
256 različitih boja
Dithering.
22
Slika u 24-bitnoj boji


Jedan pixel = 3 bytea
16.777.216 boja.
23
23
24
Modeli boja. RGB model.


Problem/zadaća: beskonačno boja realnog svijeta
predočiti konačnim brojem boja u računalu
RGB-model:
 kocka s crvenom, zelenom i plavom bojom na koordinatnim
osima
 vrijednost svake komponente između 0 i 255
(0, 0, 0 = crna, 255,255,255 = bijela)
 additive model: boja se dobiva
dodavanjem intenziteta
crvene, zelene i plave (ekran).
25
RGB kocka
26
RGB dekompozicija
27
CMY(K) model




Cyan, Magenta, Yellow (komplementi RGB-bojama)
K = crna (key, black)
Vrijednost komponente: 0 – 255 (CMY), 0 – 100 (CMYK):
(0, 0, 0, 0 = bijela, 255, 255, 255 ili 0, 0, 0, 100 = crna)
Subtractive model: oduzimaju se
intenziteti boja od bijele
CMY je komplementaran RGB-u:
 C = 255 – R
 M = 255 – G
 Y = 255 – B

Primjenjuje se u tiskanju.
28
CMY i CMYK dekompozicija
29
RGB – CMY – CMYK (značajke iste boje)
30
Formati datoteka

Vektorske datoteke:
 "privatni formati" proizvođača softwarea (.AI, .DWG, .CDR, ...)
 standardi neovisni o programu (.SVG)
 konverzija iz jednog formata u drugi.

Rasterske datoteke:
 "privatni formati" proizvođaća softwarea (.PSD, .PSP, .CPT, ...) –
elementi "vektorske logike" u rasteru
 standardi neovisni o programu (.JPG, .TIF, .PNG, .GIF, ...).
 lossless i lossy formati.
31
GIF-datoteke



8-bitna paleta, 256 boja
lossy format
Prikladan za prikaz slika s manjim brojem boja i
uniformno obojenim plohama.
32
Prozirni GIF, animirani GIF
33
PNG-datoteke





Portable Network Graphics
Noviji format – bolji od GIF-a
Lossless kompresija 10-30% bolja od GIF-a
True color u odnosu na 256 boja kod GIF-a
Podržava prozirnost
(kao GIF), ali i
razinu prozirnosti.
34
JPG-datoteke



Joint Photographic Experts Group
Lossy format koji omogućava kompresiju od 10 do 20
puta
Vrlo prikladan za amaterske fotografije.
35
Još neki formati

TIFF (Tagged Image File Format):
 lossless format
 nekoliko različitih standarda – mogući problemi
 moguća LZW-kompresija.

RAW:
 kvalitetniji digitalni foto-aparati
 lossless kompresija, datoteke manje od TIFF-a.
36
Obrada rastera – resampling



Smanjivanje/povećavanje broja pixela
Smanjivanje: izbjegavanje nepotrebno velikih datoteka.
Lijevo: 2608 x 1952 pixels (15%), 1 Mb
Desno: 391 x 293 pixels (100%), 100 Kb.
37
CSI Sitno Gornje

400x400 pixels, 100% , 50x50, 800% (+anti-aliasing).
38
Obrada rastera – korekcija histograma
39
39
40
40
41
Obrada rastera – "fotošopiranje"


"Mehaničke" transformacije: izdvajanje objekata,
montaže, popravak oštećenja (ogrebotine) i slično
Tehnike: kloniranje ("transplantacija"), COPY/PASTE.
42
Photoshop fail
43
Obrada rastera – uklanjanje "crvenih očiju"

Smanjivanje R-komponente na odabranom dijelu slike.
44
Obrada rastera – optimalizacija





Lossless komprimiranje "pametnim zapisom"
Lossy komprimiranje žrtvovanjem informacija
Cilj: što manja datoteka sa što bolje očuvanim
originalom
Veličina datoteke ne ovisi samo o fizičkoj veličini
originala, nego i o broju boja i razini kompresije
JPG: lijevo 171 KB desno 7 KB (40% veličine slike).
45

171 KB –> 22 KB –> 12 KB –> 7 KB
46
Obrada rastera – panoramska fotografija


Spajanje više "preklapajućih" fotografija u jednu
Preklapanje nije linearno.
47
Faze izrade
1. Snimanje pojedinih fotografija (preklapanje!)
48
Faze izrade (2)
2. Označavanje kontrolnih točaka
(nepotrebno ako se spaja automatski)
3. Spajanje
49
Faze izrade (3)
4. Obrada: ujednačavanje, obrezivanje
50
Ujednačavanje prijelaza
51
Microsoft Image Composite Editor (ICE)

Besplatni alat za izradu panoramskih fotografija
Nesavršenost ljudskog oka (vida)

Download Report