Barvy na počítači a grafické formáty

Transkript

1 Barvy na počítači a grafické formáty Hlavním atributem, který se používá při práci s obrazem či s grafickými formáty, je barva. Při práci s barvami je důležité určit základní množinu barev, se kterou budeme pracovat a určit způsob, jak se budou kombinovat (míchat) základní barvy. Základní způsoby míchání barev: ADITIVNÍ míchání: barvy jsou vytvářeny v modelu RGB. Základní složky jsou: Red (červená), Green (zelená), Blue (modrá). Pro ně je charakteristické, že lidské oko má nejlepší citlivost právě pro jejich vlnové délky. SUBTRAKTIVNÍ míchání: barvy jsou vytvářeny v modelu CMY. Základní složky jsou: Cyan (tyrkysová), Magenta (fialová), Yellow (žlutá). Případně CMYK (Cyan-Magenta- Yellow-BlacK). Pro ně je charakteristické, že lidská zkušenost s mícháním barev, zejména u malířů, vychází právě ze subtraktivního míchání barev. Prostředky grafického zobrazení: Monitory princip míchání světel červená, zelená, modrá (RGB, výsledkem je bílá). Vzniká tak trojrozměrný prostor barev reprezentovaný jednotkovou krychlí. Na diagonále mezi černou a bílou jsou tzv. odstíny šedi (stejné zastoupení všech složek) Rozšíření RGBA - složka A (Alfa-kanál) určuje průhlednost vzhledem k pozadí (0 - neprůhledný, 1 - zcela průhledný) Tiskárny vychází z principu míchání malířských barev (světlo je pohlcováno) a má tři základní složky: žlutá, purpurová, azurová. Barevný model CMY, výsledná barva by měla být černá, ale ve skutečnosti je tmavě hnědá, proto se do tiskáren přidává ještě černá (K)). Barvy CMY jsou doplňkové k barvám v systému RGB.

2 Barevná hloubka Je to termín používaný často v počítačové grafice, který popisuje počet bitů použitých k popisu určité barvy nebo pixelu v bitmapovém obrázku nebo rámečku videa. Toto pojetí je také známé jako počet bitů na pixel, zejména je-li uvedeno spolu s počtem použitých pixelů. Větší barevná hloubka zvětšuje škálu různých barev a přirozeně také paměťovou náročnost obrázku či videa Jaké barevné hloubky se používají? 1bitová barva (2 1 = 2 barvy) také označováno jako Mono Color (bit 0 = černá, a bit 1 = bílá) 4bitová barva (2 4 = 16 barev) 8bitová barva (2 8 = 256 barev) 15bitová barva (2 15 = barev) také označováno jako Low Color 16bitová barva (2 16 = barev) také označováno jako High Color 24bitová barva (2 24 = barev) také označováno jako True Color 32bitová barva (2 32 = barev) také označováno jako Super True Color (někdy také jako True Color) 48bitová barva (2 48 = = 281,5 biliónů barev) také označováno jako Deep Color BAREVNÁ HLOUBKA: 16,7 mil. barev v 256 barvách v 256 stupních šedi

3 Rozlišení monitoru a fotografie Rozlišení u monitoru nebo LCD displaye znamená počet bodů, z nichž se skládá obraz. Udává se jako počet sloupců (horizontálně, "X"), které se uvádí vždy jako první, a počet řádků (vertikálně, "Y"). Čím vyšší je rozlišení obrazovky, tím menší jsou objekty na ploše obrazovky a více se jich na plochu obrazovky vejde. Rozlišení tak poukazuje na horizontální a vertikální počet pixelů (pixel = Picture-element = základní obrazový prvek), který dokáže daný monitor nebo televize zobrazit. Principy zobrazení pixelů jsou závislé na použité zobrazovací technologii konkrétního monitoru (CRT, LCD, plazma ). Rozlišení monitoru bychom měli volit zejména v závislosti na činnosti, jakou na počítači vykonáváme, aby zobrazovací plocha (úhlopříčka monitoru) byla adekvátní rozlišení a nedocházelo tak k tomu, že máme sice obrovskou pracovní plochu, ale to co je na ní přečteme leda s lupou. Nejběžnější rozlišení používaná v závislosti na velikosti obrazovky: (VGA) 640x480 Toto rozlišení se dnes již skoro nepoužívá, protože bylo určeno zpravidla pro monitory o velikosti obrazovky 14 palců. (SVGA) 800x600 S tímto rozlišením se dnes již také skoro nesetkáme. Používaly jej starší typy 15 palcových monitorů a některé lepší 14 palcové. (XGA) 1024x768 Toto rozlišení najdeme zejména na 15 palcových monitorech. Představuje ideální poměr mezi velikostí pracovní plochy a velikostí písma. Za vhodné lze ještě považovat 1280x1024, dokonce některé kvalitnější 15 palcové monitory podporují i rozlišení 1600x1200 a však v toto rozlišení nelze na takto velké obrazovce nic přečíst. (SXGA) 1280x1024 Nejčastěji používané rozlišení na 17 palcových monitorech, a však u kvalitnějších typů lze pracovat i v rozlišení 1600x1200. (UXGA) 1600x1200 Toto rozlišení je určeno zejména pro 19 a 20 palcové monitory. Poskytuje obrovskou pracovní plochu využívanou zejména v grafických a konstruktérských aplikacích. (WXGA) 1280x800 širokoúhlé rozlišení používané v noteboocích a širokoúhlých LCD monitorech o velikosti 15,4 palce. (WSXGA+) 1680x1050 širokoúhlé rozlišení pro LCD a notebooky o velikosti 17 palců Úplná tabulka rozlišení LCD ukazuje hustotu pixelů na palec (ppi), velikost čtverečního pixelu, poměr stran monitoru, počet pixelů v milionech, a poměr velikosti k standardnímu 1024x768 XGA monitoru pro jiné velikosti LCD (viditelná úhlopříčka).

4 Velikost Rozlišení Hustota Velikost pixelu Poměr stran Počet pixelů Poměr 15" 1024 x ppi mm 4: MP 100% 17" 1280 x ppi mm 5: MP 125% 17" 1280 x ppi mm 5: MP 167% 17" 1440 x ppi mm 16: MP 165% 18" 1280 x ppi mm 5: MP 167% 18.4" 1366 x ppi mm ~16:9 1.0 MP 133% 19" 1280 x ppi mm 5: MP 167% 19" 1440 x ppi mm 16: MP 165% 19" 1680 x ppi mm 16: MP 224% 20" 1400 x ppi mm 4:3 1.4 MP 187% 20" 1680 x ppi mm 16: MP 224% 20.1" 1600 x ppi mm 4: MP 244% 21" 1680 x ppi mm 16: MP 224% 21.3" 1600 x ppi mm 4: MP 244% 22" 1600 x ppi mm 25: MP 208% 22" 1680 x ppi mm 16: MP 224% 22.2" 3840 x ppi mm 16: MP 1'172% 23" 1920 x ppi mm 16: MP 293% 24" 1920 x ppi mm 16: MP 293% 26" 1920 x ppi mm 16: MP 293% 27" 1920 x ppi mm 16: MP 293% 30" 2560 x ppi mm 16: MP 521% 32" 1024 x ppi mm 4: MP 100% 40" 1024 x ppi mm 4: MP 100% Rozlišení fotografie V souvislosti s pojmem rozlišení se můžete velmi často setkat také se zkratkou DPI = dots per inch, neboli body na palec. Rozlišení uváděné v dpi se používá při tisku fotografií, respektive obecně při tisku čehokoliv. Údaj v jednotkách dpi informuje tiskárnu o tom, jakou hustotou jednotlivých bodů má při tisku použít, nebo naopak tiskárna informuje nás, v jaké hustotě tiskne, a tudíž v jakém fyzickém rozlišení máme snímek dodat. Pokud je rozlišení v dpi uváděno například u skenerů, pak nás informuje o tom, kolik informací je zařízení schopno zachytit. Platí zde pravidlo, že čím je toto

5 rozlišení vyšší, tím jemnější detaily jsou rozpoznány a zaznamenány, a tím větší objem obrazových dat. Velmi důležité je rozlišovat mezi rozlišením fyzickým, tj. rozlišení snímače jak je uvedeno výše a mezi rozlišením v jednotkách dpi. Údaje totiž nejsou shodné a každý nám říká něco jiného. První údaj v pixelech nám říká, kolik bodů fotoaparát zaznamenal, druhý údaj v dpi nám zase říká, s jakou hustotou bodů pracuje reprodukční zařízení. Laicky řečeno, kolik pixelů spotřebuje tiskárna při vytištění jednoho palce (2,54 cm) fotografie. Pokud známe rozlišení fotografie v pixelech a také rozlišení reprodukčního stroje v jednotkách dpi, pak jsme schopni spočítat, jak velký snímek můžeme vytisknout. Obecně platí, že pro tisk (nejen fotografií ale třeba novin, časopisů apod.) je ideální rozlišení 300 dpi, pro velkoformátový tisk pak rozlišení 600 dpi a vyšší. Většina fotolabů, které využívají pro tisk digitální technologii (tedy nikoliv ofsetový tisk, za pomoci osvitové jednotky) si vystačí s rozlišením nižším, typicky v rozsahu 150 až 300 dpi. Mezi rozlišením v dpi, počtem bodů a velikostí výtisku existuje jednoduchá rovnice, s jejíž pomocí si můžete vypočítat, jaké rozlišení fotografie potřebujete pro tisk konkrétní velikosti snímku na zařízení s daným rozlišením v dpi: rozlišení [dpi]) = počet bodů / (2,54 / délka [cm]) počet bodů = rozlišení [dpi] / (2,54 / délka [cm]) délka [cm] = (2,54 rozlišení [dpi]) / počet bodů Praktickou kalkulačku pro výpočet rozlišení najdete například na serveru Paladix, kde je rozlišení v dpi věnován obsáhlý článek. Základní přehled dosažených velikostí fotografie při konkrétním rozlišení snímače pak může vypadat následovně: Rozlišení Velikost snímku (v Rozměry snímku při 300 Rozměry snímku při 150 fotoaparátu obrazových bodech) DPI (v cm) DPI (v cm) 1 Mpx Mpx Mpx Mpx Mpx Mpx Mpx Mpx A na konec ještě doporučená rozlišení tisku v závislosti na použití vytištěného materiálu: Pozorovací vzdálenost Doporučené rozlišení tisku Pixelů na centimetr Příklad 0,5 m 300 dpi 1 cm = 118 pixelů obrázky, tisk, knihy, časopisy, letáky 2 m 150 dpi 1 cm = 59 pixelů venkovní tiskoviny, plakáty 5-15 m dpi 1 cm = pixelů velkoplošné reklamy, billboardy Zdroj:

6 Grafické formáty Definují vlastně způsob popisu a uložení grafických dat. V dnešním světě existuje mnoho různých grafických formátů. Většina formátů jsou proprietární formáty rozdílných grafických editorů. Celá škála grafických formátů vznikla z potřeby uložit určité grafické informace určitým způsobem, který přišel danému autorovi co nejvhodnější. Rozdělení grafických formátů Bitmapový - obraz se skládá z jednotlivých pixelů (bodů), a každý má definovánu určitou barvu. Vektorový - obraz se skládá z jednotlivých objektů (obdélník, elipsa, křivka, hvězda ), každý má definovánu barvu a styl obrysu a výplně. Jednotlivé objekty jsou popsány parametry obrysu, obvykle koeficienty bézierových křivek. Více informací je například na: Bézierova křivka Komprese grafických formátů Bezeztrátová komprese - i po komprimaci zachovávají soubory identickou informaci s předlohou. Nedochází tak ke ztrátě kvality obrazu. Obvykle není tak účinná jako ztrátová komprese dat. Ztrátová komprese - při komprimaci zahazují část grafické informace. Používá se tam, kde je možné ztrátu některých informací tolerovat a kde nevýhoda určitého zkreslení je bohatě vyvážena velmi významným zmenšením souboru. Rozdělení a použití grafických formátů Grafické formáty se dají rozdělit do několika skupin: Čistá data z digitálních fotoaparátů (RAW) Vektorová grafika (např. WMF, SWF) Nekomprimované formáty (např. BMP) Formáty se ztrátovou kompresí (např. JPG) Bezztrátově komprimovaná grafika (např. GIF)

7 Formáty DIB a BMP Jsou to tzv. nekomprimované formáty. Existují prakticky stejně dlouho, co existuje počítačová grafika. Nejde o nic jiného, než sled bodů, kde obvykle co bod, to bajt (256barevný obrázek), 2 bajty (16bitové barvy) nebo dokonce 3 bajty. Tyto obrázky jsou (zvláště mají-li být přes celou obrazovku) datově příliš objemné, a proto se na web nehodí. DIB je služebně starší, BMP se objevil až někdy v době Windows Plný počet barev - Velký objem dat - Žádná průhlednost Formát TGA Jedná se opět o nekomprimovaný formát. Oproti BMP formátu však umožňuje i kromě barevných složek bodů uložit průhlednost těchto bodů. Formát TGA se díky tomu velice často využívá v 3D počítačových hrách. + Plný počet barev + Průhlednost + Snadné zpracování v 3D hrách (textury) - Velký objem dat GIF formát Oproti výše uvedeným již je komprimován, a to bezztrátově. Pro představu, komprese vypadá například tak, že je-li řada stejně barevných bodů, v souboru je místo každého bodu zaznamenán pouze jeden a délka řady. Nevýhodou formátu GIF je omezený počet barev Těchto 256 barev ale není pevně stanovených, a tak každý obrázek může mít vlastní paletu. Dokonce se dá obrázek ještě více odlehčit, pokud zmenšíte paletu na méně bitů. Specialitou formátu je možnost nastavení 1 průhledné barvy, která potom ve výsledku není viditelná a je přes ni vidět, co je za obrázkem. Další specialitou je možnost animace. Tento formát je vhodný na web, ale pouze na obrázky s jednolitými plochami (typicky jde o loga a drobné grafické prvky). + Bezztrátová komprese - malý objem dat u jednolitých ploch + Průhlednost + Možnost animace - Maximálně 256 barev - Pouze 1 barva průhlednosti JPEG JPEG vznikl z potřeby zkomprimovat fotografie a je k tomu primárně určen. Komprese spočívá v rozdělení obrázku na kostičky a použití různých barevných přechodů. Komprese je ztrátová a umožňuje drasticky snížit objem fotografie z megabajtu i na pár desítek kilobajtů. Jen je zapotřebí dát pozor na kvalitu komprese, pokud obrázek komprimujeme příliš, je pak kostičkovaný (jako u některých fotoaparátů v mobilech). + Velmi malý objem dat + Plný počet barev - Ztráta kvality vlivem ztrátové komprese - Žádná průhlednost

8 PNG - Portable Network Graphics Tento formát je jakousi střední cestou mezi JPEG a GIF. Je bezztrátově komprimovaný, plnobarevný a obsahuje úplnou průhlednost. Co se týče vhodnosti, má prakticky stejnou oblast využití jako GIF (hlavička této stránky je ve formátu PNG). + Plný počet barev, absolutní kvalita + Bezztrátová komprese + Průhlednost - Ne vždy nejmenší objem dat RAW RAW jsou čistá data z digitálního fotoaparátu. Každý výrobce, ba dokonce fotoaparát, má vlastní formát RAW. Obecně platí, že je tento formát nekomprimovaný a obsahuje hodnoty osvětlení jednotlivých snímačů. K využití tohoto formátu je zapotřebí speciální program, který dokáže RAW převést na něco univerzálnějšího (BMP, TGA, JPEG). Formát RAW je využívaný hlavně profesionály a většina běžných digitálních fotoaparátů jej vůbec nenabízí. - Nepublikovatelnost (velký objem dat) - Nejednotnost PCX Jedná se o jeden z nejstarších grafických formátů. Zvládá v dnešní době plný počet barev, ale původní verze zvládala jen 256 dle nějaké palety. Oproti GIFu však není komprimovaný. + Plná kvalita - Velký objem dat barev SWF - Macromedia Flash SWF je vektorový formát. To v důsledku znamená, že pokud obrázek libovolně zvětšíme či zmenšíme, uvidíme stále krásně vyhlazené čáry. Obrázek se skládá s geometrických obrazců, křivek a textu. SWF je čím dál tím více využívaný na webu. Jeho důležitou vlastností je možnost animace, a to i naprosto plynulé pomocí tzv. klíčových snímků. A důležitým důvod, proč se tento formát tolik šíří, je interaktivita - flash se může chovat jako nějaký program, obvykle hra. + Animace + Zvuky + Interaktivita - Velký objem dat - Může být náročný na výkon počítače SVG SVG (škálovatelná vektorová grafika) je značkovací jazyk a formát souboru, který popisuje dvojrozměrnou vektorovou grafiku pomocí XML. Formát SVG by se měl v budoucnu stát základním otevřeným formátem pro vektorovou grafiku na Internetu

9 WMF - Windows Metafile Je to formát zavedený firmou Microsoft a je vektorový. Bohužel však zůstává jen u slova vektorový, nepodporuje žádné animace či zvuky, ba ani není interaktivní. Jediné, co zvládá, je průhlednost. - Malé rozšíření - Statické