BAREVNÉ PALETY A MONOCHROMATICKÉ ZOBRAZOVÁNÍ

Transkript

1 BAREVNÉ PALETY A MONOCHROMATICKÉ ZOBRAZOVÁNÍ JANA ŠTANCLOVÁ jana.stanclova@ruk.cuni.cz Obrázky (popř. slajdy) převzaty od RNDr. Josef Pelikán, CSc., KSVI MFF UK

2 Obsah barevné palety pseudo color true color direct color monochromatické zobrazování půltónování rozptylování metoda distribuce chyby 2/49 Jana Štanclová,

3 Barevné palety BAREVNÉ PALETY 3/49 Jana Štanclová,

4 Barevné palety pixel reprezentován jednou barvou indexový mód (pseudo color) pixel reprezentován 3 složkami true color direct color 4/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

5 Indexový mód indexový mód ( pseudo color ) hodnota pixelu není přímo barva 5/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

6 Indexový mód indexový mód ( pseudo color ) hodnota pixelu není přímo barva hodnota pixelu ukazatel do tabulky (barevné palety) 6/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

7 Indexový mód barevná paleta převodní tabulka typicky velikosti 256 ( ) bitů počet řádků tabulky R G B každý bod obrazu může nabývat některé z?? hodnot každý řádek tabulky nabývat hodnoty z?? možných barev 7/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

8 Indexový mód barevná paleta převodní tabulka typicky velikosti 256 ( ) bitů počet řádků tabulky R G B každý bod obrazu může nabývat některé z 256 hodnot každý řádek tabulky nabývat hodnoty z 2 24 možných barev na obrazovce lze zobrazit 256 z 2 24 možných barev pseudo color barevná paleta součástí obrazu vytvářena až při jeho zobrazování 8/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

9 Indexový mód nejčastěji používaná paleta barva reprezentována 1B 3b pro červenou složku (R) 3b pro zelenou složku (G) 2b pro modrou složku (B) lidské oko nejméně citlivé na modrou 9/49 Jana Štanclová,

10 Pixel reprezentován 3 složkami pixel obrazu 3 barevné složky nejčastěji RGB barvy true color?? direct color?? 10/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

11 Pixel reprezentován 3 složkami pixel obrazu 3 barevné složky nejčastěji RGB barvy true color barevné hodnoty přímo v jednotlivých pixelech direct color v pixelu tři hodnoty hodnoty se přímo nezobrazují hodnoty - odkazy do barevných palet pro každou barevnou složku součástí obrazu 3 palety pro každou barevnou složku jedna paleta 11/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

12 Pixel reprezentován 3 složkami direct color obraz v pixelu tři hodnoty odkazy do barevných palet výhody?? 12/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

13 Pixel reprezentován 3 složkami direct color obraz v pixelu tři hodnoty odkazy do barevných palet výhody snadná změna všech barev bez změny hodnot pixelů v obrazu např. gamma korekce 13/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

14 Monochromatické zobrazování MONOCHROMATICKÉ ZOBRAZOVÁNÍ 14/49 Jana Štanclová,

15 Monochromatické zobrazování atribut šedého odstínu intenzita (fyzikální smysl) jas (subjektivní vjem člověk) idea napodobit vjem šedých (barevných) odstínů na zařízení s malým barevným rozlišením lidské oko nedokáže z jisté vzdálenosti rozlišit černé a bílé body, ale vnímá je jako jistý odstín šedi typické použití černobílé tiskárny nebo displeje 15/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

16 Monochromatické zobrazování odstíny šedi černobílé výstupní zařízení 16/49 Jana Štanclová,

17 Monochromatické zobrazování půltonování ( halftoning ) na výstupu lze zvětšit rastrové rozlišení obrázku 1:n rozptylování ( dithering ) nutnost zobrazovat bez zvětšování 1:1 17/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

18 Půltónování PŮLTÓNOVÁNÍ 18/49 Jana Štanclová,

19 Půltónování situace vstup: šedotónový obrázek výstupní zařízení: zobrazí jen černé body (1) na bílém pozadí (0) na výstupu lze zvětšit rastrové rozlišení obrázku 1:n 19/49 Jana Štanclová,

20 Půltónování situace vstup: šedotónový obrázek výstupní zařízení: zobrazí jen černé body (1) na bílém pozadí (0) na výstupu lze zvětšit rastrové rozlišení obrázku 1:n idea vstupní pixel čtverec N N bodů na výstupu pixel: nabývá 0 N 2 různých úrovní šedi výsledný vjem šedého odstínu: počet černých bodů v rastru N N odstíny číslo 4 a 8 (ze škály 0 16) 20/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

21 Půltónovací rastry pravidelný rastr 2 2 inkrementální rastr /49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

22 Inkrementální půltónovací rastr inkrementální rastr vzorek odstínu k obsahuje právě k černých bodů dva sousední vzorky (k a k+1) se liší právě v jednom bodu vzorek k+1 má o jeden černý bod více než k ukládá se?? 22/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

23 Inkrementální půltónovací rastr inkrementální rastr vzorek odstínu k obsahuje právě k černých bodů dva sousední vzorky (k a k+1) se liší právě v jednom bodu vzorek k+1 má o jeden černý bod více než k?? ukládá se do matice matice velikosti N N matice obsahuje celá čísla 0 (N 2-1) 23/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

24 Pravidelný půltónovací rastr pravidelný rastr body rozmístěny pravidelně použití obrazovka některé druhy tiskáren (např. jehličkové tiskárny s malým rozlišením) 24/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

25 Pravidelný půltónovací rastr nevhodné použití tiskárny s velkým rozlišením (např. inkoustové tiskárny)?? proč?? 25/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

26 Pravidelný půltónovací rastr nevhodné použití tiskárny s velkým rozlišením (např. inkoustové tiskárny) vyšší odstíny slévání sousedních kapiček odstín se jeví tmavší nižší odstíny samostatné kapičky se špatně udržují na papíře odstín 8 na obrazovce a tiskárně s velkým rozlišením 26/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

27 Tečkový půltónovací rastr obvykle: tečkový rastr řeší problémy se sléváním sousedních teček vzorky tvořeny tečkami různých poloměrů výhody netisknou se samostatné tečky (kromě odstínu č. 1) malá změna poloměru teček při slévání sousedních teček 27/49 Jana Štanclová,

28 Tečkový půltónovací rastr tečkový rastr se často otáčí eliminace svislých a vodorovných linií pro lidské oko nejzřetelnější 28/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

29 Příklad půltónování originál: odstínů šedi 29/49 Jana Štanclová,

30 Příklad půltónování pravidelný rastr /49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

31 Příklad půltónování pravidelný rastr /49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

32 Příklad půltónování tečkový rastr /49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

33 Příklad půltónování tečkový rastr 3*sqr(2) 33/49 Jana Štanclová,

34 Příklad půltónování tečkový rastr 5*sqr(2) 34/49 Jana Štanclová,

35 Rozptylování ROZPTYLOVÁNÍ 35/49 Jana Štanclová,

36 Maticové rozptylování maticové rozptylování zobrazení obrázku bez zvětšování (1:1) jeden vstupní pixel = jeden výstupní pixel používají se rozptylovací matice obvykle matice pravidelných rastrů několik sousedních pixelů sdílí jednu matici algoritmus procedure MatrixDither (x, y, color : integer) begin if M[ y mod N, x mod N] < color then PutPixel(x,y,1) else PutPixel(x,y,0); end; 36/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

37 Náhodné rozptylování náhodné rozptylování šum a nahodilost pro lidské oko přirozenější než pravidelný rastr algoritmus procedure RandomDither (x, y, color : integer) begin if Random(MaxGrey) < color then PutPixel(x,y,1) else PutPixel(x,y,0); end; u černobílých obrázků výstup příliš zašuměný lepší výsledky při více výstupních odstínech 37/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

38 Příklad rozptylování originál: 324 x odstínů šedi 38/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

39 Příklad rozptylování náhodné rozptýlení 39/49 Jana Štanclová,

40 Metoda distribuce chyby METODA DISTRIBUCE CHYBY 40/49 Jana Štanclová,

41 Metoda distribuce chyby metoda distribuce chyby pro větší důvěryhodnost Krok 1 intenzita kresleného pixelu zaokrouhlena na nejbližší zobrazitelnou hodnotu a pixel nakreslen černobílé zařízení: hodnoty 0 nebo 1 víceúrovňové zařízení: hodnoty 0, 1,..., K Krok 2 rozdíl mezi požadovanou a skutečně zobrazenou intenzitou rozdělen ve vhodném poměru do sousedních pixelů chyba se předává jen do dosud nenakreslených pixelů chyba vzniklá při kreslení pixelu není zahozena rozdistribuována do okolních dosud nenakreslených pixelů 41/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

42 Metoda distribuce chyby Floyd Steinbergova metoda obrázek kreslen po řádkách zhora dolů a zleva doprava chyba vzniklá zaokrouhlením rozdistribuována do 4 sousedních pixelů největší část chyby pravý a spodní pixel zbylá část chyby dva rohové pixely 42/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

43 Metoda distribuce chyby Floyd Steinbergova metoda obrázek kreslen po řádkách zhora dolů a zleva doprava chyba vzniklá zaokrouhlením rozdistribuována do 4 sousedních pixelů největší část chyby pravý a spodní pixel zbylá část chyby dva rohové pixely 43/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

44 Metoda distribuce chyby jiné distribuční metody 44/49 Jana Štanclová,

45 Metoda distribuce chyby výhody?? nevýhody?? 45/49 Jana Štanclová,

46 Metoda distribuce chyby výhody vysoká kvalita výstupu na monitoru vzorek nepravidelný příjemné pro lidské oko nevýhody nutnost kreslit výstup po řádkách není možné se vracet zpět nepoužívá se při vyplňovacích rutinách grafických knihoven nutný pomocný buffer minimálně na jednu řádku pro uložení distribuovaných hodnot větší časová náročnost 46/49 Jana Štanclová,

47 Příklad metody distribuce chyby originál: 324 x odstínů šedi 47/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

48 Příklad metody distribuce chyby distribuce chyby (Floyd - Steinberg) 48/49 Jana Štanclová, jana.stanclova@ruk.cuni.cz

49 Příklad metody distribuce chyby distribuce chyby (F. Sierra) 49/49 Jana Štanclová,