Fungování předmětu 12 vyučovacích hodin ve 3 blocích Evidence docházky Zápočtový test Aktuální informace a materiály na smetana.filmovka.cz Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 2
Cíle předmětu Spíše pochopit než memorovat Pochopení pojmů, s kterými se běžný uživatel PC setkává Přiblížení práce grafika a usnadnění komunikace ve výrobním procesu Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 3
Struktura předmětu Průřezové probrání stavebních kamenů počítačové grafiky Techniky tvorby vizuálních efektů Práce s fotkami Práce s videem Práce s 3D grafikou Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 4
Základy počítačového zobrazení Obsah: Barvy Světlo, oko, ukládání a zobrazení dat, barevné prostory Uložení a prezentace obrazu Rastrová a vektorová grafika, DPI Grafické a videové soubory Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 5
Pozorování barev Oko Čip Barvy Záznam barev v PC Prezentace barev Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 6
Pozorování barev Oko Čip Barvy Záznam barev v PC Prezentace barev Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 7
Světlo Elektromagnetické vlnění Vlnění výška vlny, délka vlny, frekvence = 1 / perioda Zdroj: http://www.e-architekt.cz/obrazky2008/11/_8900_audiomaster/audiomaster-akustika-02-vlnova%20delka.jpg Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 8
Oko Tyčinky rychlé senzory, černobílé vnímání, periferní a noční vidění Čípky pomalejší, barevné vidění 3 druhy citlivé na různé vlnové délky Červená, zelená, modrá Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 9
Interpretace světla Senzory oka citlivé na část elektromagnetického vlnění (380-720 nm) Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 10
Interpretace světla Délka vlny = barva Výška vlny = intenzita (tmavost) Vyzařované (barva /teplota světla) / odražené světlo (pohlcení světla) Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 11
Čípky Nejvíce citlivé na vlnění odpovídající: červené, zelené a modré barvě S menší intenzitou vnímají i okolní délky vln Míra vybuzení > mozek, interpretace barvou Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 12
Čípky Zdroj: http://en.wikipedia.org/wiki/cone_cell Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 13
Zpracování barvy Měření intenzity světla Filmový pás tři filtry Čipy pro digitální záznam tři druhy diod Obrazovky zobrazení v RGB Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 14
Pozorování barev Oko Čip Barvy Záznam barev v PC Prezentace barev Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 15
Ukládání dat Čísla a písmena Hodnoty a slova Příkazy a data pro PC Programy a informace pro uživatele Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 16
Bit Nejmenší jednotka informace Hodnoty 1 / 0 (ANO / NE) Elektrické napětí, světlo, dírky Dvojková soustava Uskupení + pravidla jakákoliv informace Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 17
Dvojková soustava Převod do desítkové soustavy: pozice bitu = exponent čísla 2 1 0 0 1 1 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 => 2 4 +2 1 +2 0 = =16+2+1=19 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 8192, 4096, 2048, 1024, 512, 256, 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1 Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 18
Dvojková soustava Maximální zapsatelná hodnota je o 1 nižší, než je 2počet bitů 2 6 = 64; tudíž 6 bitů vyjádří 64 hodnot, konkrétně 0 až 63 Větší složitost: záporné a desetinné čísla použití pravidel Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 19
Bajt 1B = 8b (anglicky: 1 Byte = 1 bite) Bajt (B), Kilobajt (kb), Megabajt, (MB), Gigabajt (GB), Terabajt (TB) Max. rychlost internetového připojení: 16Mbity/s = 2MB/s (= 16 8 ) Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 20
Znaky Tabulka ASCII definuje převod z čísel na znaky (lze spustit na klávesnici kombinací levý ALT + Num klávesnice) Původní 7bitů = 128 různých znaků Nestačí, +další bity pro rozšíření Rozšíření jsou nejednoznačná => různé druhy kódování Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 21
Tabulka ASCII Zdroj: http://www.gjszlin.cz/ivt/esf/ostatni-sin/images/01_ascii.png Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 22
Uložení barvy Běžný formát 8 bitů na barvu = 256 odstínů 3 barvy červená, zelená, modrá = 256 3 = 16 milionů barev Jejich složením lze pro lidské oko napodobit velká většina viditelného spektra Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 23
Uložení barvy Barva = kanál; ukládá se více kanálů alpha = průhlednost např. Více bitů na barvu výhody pro barvení, větší dynamický rozsah HDR Nakonec je ale prezentováno 8 bity Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 24
Simulace spektra Barevné prostory Kombinací 3 vlnových délek (3 barev) nelze vytvořit celé viditelné spektrum Znázorněno v chromatickém diagramu CIE 1931 Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 25
Chromatický diagram CIE 1931 Zdroj http://cs.wikipedia.org/wiki/ Gamut Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 26
Chromatický diagram a RGB Zdroj http://cs.wikipedia.org/wiki/ Gamut Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 27
Pozorování barev Oko Čip Barvy Záznam barev v PC Prezentace barev Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 28
Prezentace barev Dva rozdílné druhy míchání barev dle zařízení Monitor pixely, aditivní míchání Tiskárna tečky, subtraktivní míchání Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 29
Aditivní míchání Zařízení, které vydávají světlo Používá se systém míchání červené, zelené a modré barvy Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 30
Aditivní míchání Zdroj http://cs.wikipedia.org/wiki/ RGB Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 31
Aditivní míchání Monitor je soustava pixelů, ty tvoří síť, tzv. rastr Každý pixel je schopen zářit jednou ze 16 milionů barev Pixel se skládá ze tří subpixelů: R, G, B Přímé zobrazení toho, co je uloženo v paměti Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 32
Aditivní míchání Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 33
Subtraktivní míchání Medium, které pohlcuje a odráží světlo Používá se systém míchání azurové, purpurové a žluté barvy Označení CMYK: Cyan, Magenta, Yellow Plus černá barva - black Použití přídavných barev a speciálních nenamíchatelných barev Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 34
Subtraktivní míchání Zdroj http://cs.wikipedia.org/wiki/ CMYK Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 35
Role černé v CMYK Barvy musí být možno překrývat nejsou tedy maximálně syté Kombinace barev CMY tak dá víceméně šedivou barvu Černá barva často používaná Je levnější použít jednu barvu namísto tří Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 36
Subtraktivní míchání Barvu nelze zesvětlit, jen změnit velikost kapky Ředění barev pomocí ditheringu Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 37
Dithering Zdroj: http://cs.wikipedia.org/wiki/dpi Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 38
Tiskárna a monitor Tečky Pixely Zdroj: http://www.mediachance.com/faqdpi.htm Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 39
RGB a CMYK Barvy z RGB (nejčastější uložení v PC) je třeba na CMYK převést Monitor zobrazí jen přibližně, jak budou barvy vypadat po tisku Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 40
Uložení obrazu Z barev se skládá obraz Složení obrazu Rastr Vektorové Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 41
Mozaika Rastr Rozlišení šířka x výška v pixelech (px) Omezení velikosti obrazu Zvětšení: rozpixelování či rozmazání Antialiasing: následují tři příklady Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 42
Šikmé čáry Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 43
Zvětšení rastru Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 44
Vzorkovací frekvence Zdroj: http://www.cs.berkeley.edu/~sequin/cs184/imgs/sampl_prefilter_f37.jpg Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 45
Poměr stran Poměry stran 4:3; 3:2; 16:9 = 1.78:1;.. 2K = 2048 px? Různé definice, jde o šířku 1080p = jde o výšku (1920 x 1080) Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 46
Poměr stran 8 megapixelů (Mpx) ~ 8 000 000 px na ploše 13 Mpx = 4128 px x 3096 px = = 12 780 288 px Oříznutí při převodu mezi poměry Např. při kombinování různých poměrů Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 47
Pixel aspect ratio Poměr stran pixelu Určuje tvar všech pixelů v rastru Tento poměr je nejčastěji zadán desetinným číslem Pokud je 1, pixel je čtvrcový, pokud je větší jak 1, pixel má větší šířku Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 48
Pixel aspect ratio Poměr stran obrazu je ještě upraven šířkou jeho pixelů Využívá ho např. formát PAL Formát PAL s poměrem stran 4:3 má stejný počet pixelů (šířka i výška, 720x576) jako PAL widescreen ten má však poměr stran 16:9 právě díky rozdílné hodnotě pixel aspect ratio Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 49
DPI / PPI Dots / Pixels per inch 1 palec = 2,54 cm Informace o převodu mezi rastrem (px) a mírami reálného světa (palce, cm) Definuje velikost bodu / pixelu Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 50
DPI Monitor 72 DPI, neovlivňuje zobrazení Tiskárna 300 DPI, dle technologie Scanner velikost scannu Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 51
DPI Požadavky na velikost DPI Vzdálenost pozorovatele (mobil / billboard) Tisk vyžaduje větší DPI kvůli způsobu míchání barev Full HD při 300 DPI jen 16,256 cm Papír A5 je 21 cm x 14,8 cm Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 52
Vektorová grafika Namísto rastru je obraz popsán matematicky Body, křivky, tečny tvoří obrys Obrys může mít výplň a obrysovou čáru Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 53
Vektorová grafika Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 54
Vektorová grafika Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 55
Vektorová grafika Nekonečná přesnost při převodu na pixely či tečky Dá se měnit velikost bez vedlejších efektů Menší požadavky na paměť Náročné na výpočet Písmo, loga, sázení, počítačové obrazy Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 56
Vektorová grafika Zdroj: http://en.wikipedia.org/wiki/vector_graphics Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 57
Grafické soubory Uložení dat do souboru Mimo obrazu v souboru i metadata Nejčastěji formát Exif Zařízení, čas, místo pořízení, nastavení při fotografování, popř. náhled Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 58
Grafické soubory RAW data nezpracované údaje z chipu zařízení Obvykle je fotografie zpracovaná Komprese zmenšení velikosti, kterou data zabírají v paměti Ztrátová komprese originál je ztracen Bezztrátová komprese originál lze spočítat Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 59
Grafické soubory Nekomprimované: BMP, MAP, EXR Ztrátové: JPG, GIF Bezztrátové: PNG Volitelné: TIFF Vektorové: PDF, SVG, SWF Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 60
JPG komprese Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 61
Stručně Video Skládá se z jednotlivých obrazů / snímků Jak rychle se budou střídat určuje údaj fps = frame per second Evropa používá 25 fps Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 62
Video a komprese Často se používá ztrátová komprese Např. zvolí klíčové snímky (třeba každý 7. frame) a rozstříhané části snímků mezi nimi jen posouvá Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 63
Video a komprese Je třeba ztrátovou kompresi použít jen jednou Videa s bezztrátovou jsou objemné Často se používají sekvence obrázků Tj. 1 frame = 1 soubor Lepší kontrola, více kanálů, (render) Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 64
Formáty videa Kontejner určuje příponu souboru Kodek určuje typ komprese videa Říkáme pak že např. kodek H 264 může nést kontejner mp4 i mov Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 65
Děkuji za pozornost Počítačová grafika, základy počítačového zobrazení 66