Grafika rastrowa i wektorowa

Artykuł ten opisuje niemal jak kompendium podstawowe pojęcia dotyczące grafiki rastrowej i wektorowej.

TEORIA


1. Grafika rastrowa (mapy bitowe)

Obraz składa się z siatki, której elementami są punkty o określonym kolorze. Istotą tego modelu jest zapamiętywanie położenia oraz numeru koloru każdego z punktów zwanych pikselami, składających się na cały obraz. Obraz pogarsza swoją jakość przy skalowaniu, dlatego w przypadku grafiki rastrowej skalowanie traktuje się jako ostateczność!.

2. Grafika wektorowa jest zorientowana obiektowo. Jest to matematyczny zapis obrazu, który nie pogarsza jakości tego obrazu przy skalowaniu.

Punkty kontrolne określające kształt krzywych, krzywe Beziera; odtworzenie krzywej wymaga rozwiązania układu równań i obliczenia położenia wszystkich jej punktów. Dokładność odwzorowania na papierze ogranicza wyłącznie rozdzielczość urządzeń drukujących.

3.Głębia bitowa - głębia koloru (ang. color depth) — liczba bitów wykorzystywana do reprezentacji koloru danego piksela. Wyraża się w jednostce bpp (ang. bits per pixel). Większa głębia koloru oznacza szerszy zakres kolorów. 

Aby policzyć liczbę kolorów x dla konkretnej głębi kolorów wyrażanej w bitach y, należy użyć prostego równania

Na przykład dla obrazu o 8-bitowej głębi kolorów będzie to

2^8 = 256

Przykłady:

1 bit – czarno-biały, 

8 bitów - pseudokolor (256 kolorów), każdy piksel zawiera zapis numeru koloru

16 bitów - kolor pełny (32768 kolorów), pełna paleta barw 

24 bity - kolor wierny, prawdziwy (16.8 M barw) 

32 i 48 bitów - spotyka się w zastosowaniach profesjonalnych.

4. Rozdzielczość - zdolność do rozróżniania dwóch punktów np. pikseli, rastrów. Jednostką rozdzielczości jest ppi (ekran) lub dpi (drukarka).

5. Barwa jest wrażeniem zmysłowym powstającym wskutek postrzegania fal elektromagnetycznych. Dlatego przy opracowaniu ilościowych modeli barw korzysta się z nie tylko z teorii fizycznej, ale także z wiedzy dotyczącej zakresu i mechanizmu percepcji zmysłowej. Użytkowe modele barw mają charakter uproszczony, jednak są wystarczająco precyzyjne dla celów praktycznych.

Z użytkowego punktu widzenia należy rozróżnić między właściwościami źródeł światła emitowanego i źródeł światła odbitego. Te pierwsze cechują się zasadą addytywności, oznaczającą zwiększanie jasności obrazu wraz z wzrostem intensywności barw. Przy połączeniu światła z dwóch różnych źródeł ogólna jasność barwy wzrasta.

Obserwacja światła odbijanego przez powierzchnię barwną lub przepuszczanego przez barwny filtr prowadzi do przeciwnych wniosków. Przy oświetleniu strumieniem białego światła o ustalonym natężeniu, zwiększenie intensywności barwy spowoduje obniżenie jasności światła odbitego. Barwami światła odbitego rządzi zasada subtraktywności (odejmowania) albo dopełniania.

Założenie, że intensywność barw da się porównywać, prowadzi wprost do parametrycznego opisu intensywności koloru lub poszczególnych jego składników za pomocą liczb.

Te podstawowe fakty wpłynęły na dobór podstawowych parametrów stosowanych w użytkowych cyfrowych systemach opisu barw.

6. Systemy barwne:

BW, GREY SKALE

RGB

CMYK

HSB

7. Histogram (http://www.fotoporadnik.pl/histogram-szczegolowo-en.html)

8. Rozszerzenia:

GRAFIKA RASTROWA

BMP - standard Windows, brak kompresji, używany np. do tła

TIF - Tagged File Image Format, różne warianty, kompresja bez strat LZW, używany przez faksy i przy skanowaniu, jakość obrazu bardzo wysoka

GIF - Graphics Interchange Program, popularny, dobra kompresja dla koloru 1, 2, 4, 8-bitowego – tylko 256 kolorów, do zapisu grafiki np. w internecie

JPG - Joint Photographic Experts Group, prawie najlepsza kompresja (nieodwracalna) dla wiernego koloru, używany przy zdjęciach i na stronach www 

PCX - 256 kolorów, kompresja do 3 razy, stracił na popularności 

PDF – format pozwalający na graficzną prezentację dokumentów zawierających tekst z elementami graficznymi (książki komputerowe)

Inne spotykane formaty: PCD (Kodak, wysoka jakość), PNG (do WWW, kombinacja GIF i JPG), DIB (odmiana BMP), IMG, MSP, TGA, WPG, WMF (wektorowo-rastrowy), PNT, MAC

GRAFIKA WEKTOROWA

EPS (Encapsulated Postscript, najczęstszy format, ale niezbyt dobrze realizowany przez wiekszość programów, EPS dopuszcza nagłówki przechowujące obraz w formie rastrowej (zwykle w formacie TIF) przy niskiej rozdzielczości), 

WMF (Windows MetaFile), tworzony przez narzędzia do rysowania np. w MS-Office

CDR (Corel Draw), 

CGM (Computer Graphics Metafile, czyli metaplik grafiki komputerowej), 

DRW (Micrografx Designer), PIC, PICT, 

DXF (głownie do CAD, rysunków technicznych), 

HPGL - do ploterów

9. Podczas pracy w programach graficznych aby wydrukować plik w dobrej jakości i w każdej technologii należy przestrzegać następujących zaleceń:

•wszystkie elementy w pracy powinny być zdefiniowane w jednym z modeli kolorów CMYK, nie powinno stosować się kolorów RGB

•nie należy wklejać obiektów do pracy metodą "Copy&Paste", znacznie bardziej bezpieczna jest metoda importowania grafiki,  

•rozdzielczość bitmap powinna zawierać się między 250 dpi a 350 dpi dpi 

•należy unikać specjalnych efektów takich jak cienie, wypełnienie teksturami, wypełnienia renderowane, przeźroczystość, maska kolorów na mapach bitowych itp. W szczególności zastosowanie wielu efektów do jednego obiektu może spowodować nieprzewidziane rezultaty na wydruku - w momencie drukowania efekty te muszą zostać przekonwertowane do formy możliwej do zapisania w jednym z formatów obsługiwanych przez urządzenie drukujące (PostScript, PDF), a wtedy często powstać różnice pomiędzy tym co widać na ekranie, a tym uzyskamy na wydruków, 

•wszystkie prace przygotowane do druku powinny mieć tylko jedną warstwę (powinny być "spłaszczone") i nie powinny zawierać dodatkowych kanałów alfa.

•zaleca się zamianę wszystkich tekstów na krzywe 

•powinno się zdefiniować spady, umieścić znaczniki formatu lub obrys w zależności od wymogów wybranej technologii druku.

•w przypadku dokumentu WIELOSTRONICOWEGO (TYPU KSIĄŻKA, KATALOG ITP.) kolejne strony dokumentu powinny być dostarczone w jednym pliku (np. PDF) jedna po drugiej. W przypadku bardziej złożonych dokumentów (np. gdy okładka ma w nietypowy sposób łamane skrzydełka lub gruby grzbiet) należy dostarczyć gotowe składki.


PRAKTYKA

ZADANIE 1.

Na podanym zdjęciu Foto1 wyprostuj horyzont, wykadruj korzystając z metody trójpodziału i proporcji 4:3, popraw koloryt korzystając z poziomów i krzywych.

ZADANIE 2.

Wyretuszuj zdjęcie Foto2.

ZADANIE 3.

Podanemu ludzikowi lego z Foto3 dorysuj twarz, zastąp imię swoim oraz wymaż logo. Następnie wyizoluj z tła i zapisz jako plik przezroczysty png lub gif z długością boku nie większą niż 800 ppi.