Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 1/33 Ing. Jan Buriánek Katedra softwarového inženýrství Fakulta informačních technologií České vysoké učení technické v Praze Jan Buriánek, 2010 Multimediální a grafické aplikace (BI-MGA), ZS 2010/11, Přednáška 2 MI-POA Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 2/33 Témata Obsah Základní dělení grafických elementů Rastrový vs. vektorový obraz Rozlišení Interpolace Aliasing, moiré
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 3/33 Zdroje informací Studijní materiál Computer Graphics: Principles and Practice, James D. Foley, Andries van Dam, Steven K. Feiner, John F. Hughes, Addison-Wesley, 1995 Moderní počítačová grafika (2. vydání), Jiří Žára, Bedřich Beneš, Jiří Sochor, Petr Felkel, Computer Press, 2005
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 4/33 Dle dimenzí Grafické elementy 2D, 3D, volume (~4D) Časové rozlišení (animace 2D a 3D) Obecná dimenze (meteorologická data, metadata) Dle stálosti informace a zobrazení Statické Dynamické (animace, video, film) Interaktivní (simulace, VR, hry, )
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 5/33 Grafické elementy Dle povahy reprezentace Vektorový (spojitý) Zobrazuje přímo složitější objekty (čáry, křivky, písmo, plošné útvary) Není závislé na rozlišení (lze škálovat v zobrazovacím zařízení) Rasterový (diskrétní) Data závislá na rozlišení (nelze jednoduše zvětšovat) Adresovány jednotlivé body mřížky (pixely)
Taxonomie rozměrů elementů počítačové grafiky Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 6/33
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 7/33 Obraz v počítačové grafice Okno do reálného světa Zobrazení z 2D do barvy Nekonečně zvětšovaný obraz Diskredizace obrazu Vzorkování roviny zobrazení Pravidelná mřížka neboli matice pixelů Příklad: snímací senzor, kamera Diskretizace barevné informace
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 8/33 Obraz v počítačové grafice Vektorový displej / zobrazovač Staré vojenské displeje, LASER, plottery Není problém se zubatostí Obraz je reprezentován jako seznam vektorů resp. vektorových příkazů (moveto, lineto, aj.) Vektorové příkazy se cyklicky překreslují Závisí na dosvitu stínítka Omezená délka trajektorie Velmi omezená barevnost
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 9/33 Obraz v počítačové grafice Rastrový displej Diskretizuje obraz na jednotlivé barevné body tzv. pixely. Nejčastější rastr je pravoúhlý. Problém s reprezentací křivek a čar ( zubatost ). Obraz je reprezentován jako matice uspořádaných barevných bodů. Hustota (velikost matice) se označuje jako rozlišení displeje.
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 10/33 Obraz v počítačové grafice rastrový displej
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 11/33 Diskretizace obrazu - vzorkování Shannonův teorém (Nyquist, Shannon) Přesná rekonstrukce spojitého, frekvenčně omezeného, signálu z jeho vzorků je možná tehdy, pokud byl vzorkován frekvencí alespoň dvakrát vyšší, než je maximální frekvence rekonstruovaného signálu.
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 12/33 Diskretizace obrazu - vzorkování Aliasing Podvzorkování signálu (nedodržení vzorkovacího teorému) Platí pro všechny dimenze (1D, 2D, 3D, ) Moiré Případ podvzorkování 2D signálu Nejčastěji v souvislosti s fotografií Vzniká i na úrovní promítání textur
Diskretizace obrazu - vzorkování Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 13/33
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 14/33 Rastry pro diskretizaci - rozlišení SDTV PAL (768x576) NTSC (768x480) HDTV 1280 x 720 1920 x 1080 (7680 4320) Film 2K (2048 x Y) 4K (4096 x Y) 8K (8196 x Y)
Rastry pro diskretizaci - rozlišení Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 15/33
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 16/33 Rastry pro diskretizaci Poměr zobrazení aspect ratio Poměr mezi šířkou a výškou pixelů Čtvercový == 1 neboli 1:1 (počítač) Obdélníkový <> 1, například TV nebo DVD pixel 4:3 (5:4) 16:9 16:10
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 17/33 Rastry pro diskretizaci Letterbox Pan and Scan
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 18/33 Rastry pro diskretizaci anamorfní obraz 768x576 (4:3) 720x576 (5:4) 1024x576 (16:9)
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 19/33 Jednotky pro určení rozlišení DPI [Dot per Inch] pro fotografii nejčastěji 300 DPI a více => 118.11 bodů na cm
Jednotky pro zadání tisku Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 20/33
Jednotky pro zadání tisku Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 21/33
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 22/33 Interpolace Změna rozlišení Získání nové hodnoty v místě mezi známými uzlovými body funkce. Interpolační funkce: konstantní, lineární polynomiální, ostatní bázové
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 23/33 Změna rozlišení - resize Zvětšení (upscale) Zmenšení (downscale, shrink)
Změna rozlišení resize volba filtru Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 24/33
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 25/33 Změna rozlišení resize interpolační filtry Různí filtry napodobující ideál Sinc
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 26/33 Změna rozlišení resize artefakty Ringing, aliasing, blocking, blurring
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 27/33 Extrapolace Změna rozlišení Dopočtení nové hodnoty mimo známý interval uzlových bodů funkce.
Skutečné rozlišení Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 28/33
Skutečné rozlišení Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 29/33
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 30/33 Vstupní vs. výstupní rozlišení Převod forem reprezentace Rasterizace čar a křivek (vč. antialiasingu)
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 31/33 Vstupní vs. výstupní rozlišení Převod forem reprezentace Vektorizace bitmapových podkladů
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 32/33 Barevné rozlišení Barevná informace Počet barevných kanálů Počet bitů na jednu barvu (8, 16, 24, 32, ) Barevné prostory RGB, YUV, CMYK, YCbCr, Lab, Luv, Barevná hloubka HDR vs. LDR
Děkuji Dotazy Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 33/33