Informatyka. Wykład 2.

 

Podstawy grafiki komputerowej

 

Głębia kolorów - ilość bitów przypisana do każdego piksela obrazu (czasem określana ilością możliwych do wyświetlenia kolorów):

atvbull1   1-bitowa, 2 kolory, np. kolor biały lub czarny w danym pikselu

atvbull1   4-bitowa, 16 kolorów

atvbull1   8-bitowa jednobarwna, 256 odcieni szarości (od białego do czarnego – wystarczająca ilość dla ludzkiego oka)
        8-bitowa, 256 kolorów

atvbull1   16-bitowa, 65 tys. kolorów

atvbull1   24-bitowa, 16.7 mln. kolorów. Wystarczająca dla ludzkiego oka.

 

Modele kolorów:

atvbull1   RGB - mieszanina 3 barw zakodowanych w 3 bajtach - każdy z nich przechowuje informację o jednej składowej koloru: czerwonej, zielonej i niebieskiej. Każda składowa może zatem zostać zapisana na jeden z 256 poziomów intensywności koloru (od 0 do 255).

        Kolor może być kodowany w trzech analogicznych bajtach reprezentujących odcień, nasycenie i jaskrawość - model HSB (Hue, Saturation, Brightness) - barwa-nasycenie-jaskrawość

atvbull1   CMYK - mieszanina 4 barw: niebieskiego (Cyan), czerwonego (Magenta), żółtego (Yellow) i czarnego (Black) - stworzona dla obrazów do drukowania

atvbull1   Paleta indexowana (tzw. Indexed Color)  - model podobny do 8-bitowego RGB, oparty o maksymalnie 256 kolorów (8 bitów). Definicja tych 256 kolorów mieści się w tzw. tablicy przypisań (w nagłówku pliku) i wybrane są one z dostępnych 16.7 mln. kolorów. Programy i systemy operacyjne są w stanie wyświetlać zamiast kolorów z tablicy najbliższe dostępne. Zastosowanie: grafika ekranowa (w tym internet), szczególnie w formacie GIF.

 

 

Można dokonywać redukcji kolorów. Redukcję stosuje się aby wyświetlić grafikę na monitorach wyświetlających jedynie 256 kolorów oraz w celu kompresji grafiki. Podczas redukcji z modelu RGB do IC można wybrać paletę systemową Windows (256 kolorów równomiernie rozmieszczonych w gamie 3 bajtowej, w tym 16 standardowych kolorów Windows. Inne możliwości to wybór kolorów indywidualny (paleta zoptymalizowana) lub adaptacyjna (wybór kolorów z danej grafiki).

 

Rozdzielczość grafiki - ilość pikseli na cal (dots per inch - dpi). Od 72-75 dpi (monitory) do 300 dpi (drukarki) i więcej.

 

Przykład: zdjęcie z wakacji o rozmiarach 9x13, zeskanowane z rozdzielczością 600dpi  i 24-bitową głębią barw (obrazy w naturalnych kolorach) zajmie: 9x13/(2.54*2.54)*600*600*24 bity=156686713 bity=18.8 MB! Przy prędkości modemu 56kbps "ściągnięcie" takiej fotografii przez Internet zajmie 42 min!

 

 

Formaty zapisu grafiki:

 

atvbull1   GIF (Graphics Interchange Format) - do zapisu grafiki IC (8-bitowej, 256 kolorów lub odcieni szarości). Kompresja bezstratna LZW. Możliwość przezroczystego tła, przeplotu, animacji. Do grafiki typu ClipArt, wykresów, elementów stron WWW (przyciski). Nie do zdjęć!

atvbull1   JPEG (Joint Photographic Experts Group) - stratna kompresja, model RGB. Głównie do 24-bitowych fotografii. Nie do elementów typu: przyciski, ClipArt, grafika wektorowa. Brak przezroczystości.

atvbull1   TIFF (Tagged Information File Format) - bezstratny, kompresja lub nie. Kolory CMYK, RGB, odcienie szarości, kolor indeksowany. Duże pliki.

atvbull1   BMP - bezstratna kompresja RLE, kolory RGB. Przenoszenie grafik między aplikacjami WINDOWS. Duże pliki.

atvbull1   PNG - Portable Network Graphic Format. Bezstratna kompresja obrazów, nawet 24-bitowych, przezroczystość ( format bojkotowany)

atvbull1   Wewnętrzny format zapisu programów graficznych (np. XCF w Gimpie) - używać zawsze do momentu zakończenia edycji grafiki.

 

IrfanView

Program ten (freewere) służy do szybkiego podglądu plików graficznych, konwersji do innego modelu kolorów, prostej edycji.

Użyteczna opcja podczas przeglądania: Thumbnails

Zadanie: Dołączone zdjęcie owoce.jpg zapisz lokalnie na dysku i obejrzyj w programie IrfanView. Zapisz go ponownie w formacie jpg z zachowaniem typowej jakości 75 (ustaw opcje podczas zapisu: Save As). Porównaj wielkość pliku z plikiem oryginalnym i jakość tak zapisanego zdjęcia. Zapisz ponownie to zdjęcie na plik jpg z niską jakością 15 (ustaw opcje). Zapisz oryginalne zdjęcie na plik typu gif. Porównaj rozmiary i jakość zdjęć.

 

GIMP (GNU Image Manipulation Program)

Strony gimpa: www.gimp.org

Wprowadzenie do gimpowania: www.gimp.signs.pl

Główne okno programu GIMP:

 

Gimpa możemy bezpłatnie używać pod Linuxem i Windows. Możemy zmieniać jego kod (licencja GNU).

 

Korzystając z Gimpa docieramy do jego opcji przez okno narzędzi (na zdjęciu) oraz podręczne menu, dostępne po kliknięciu prawym klawiszem myszy na obrazie. Wczytanie obrazu z menu File/Open. Najszybsze wyjście z Gimpa następuje przez zamknięcie jego głównego okna (ikona "x") - wszystkie pozostałe okna zostaną samoczynnie zamknięte.

 

Wbór danego narzędzia odbywa się przez pojedyncze kliknięcie na ikonę narzędzia, a dostęp do opcji narzędzia następuje przez podwójny klik w ikonę.

Narzędzia do zaznaczania:

Selekcja prostokątna  

atvbull1           służy do zaznaczania obszaru prostokątnego i kwadratowego (z klawiszem SHIFT).

atvbull1           zaznaczanie od środka obszaru - z klawiszem CTRL

atvbull1       przeniesienie selekcji - z klawiszem ALT

atvbull1           dodawanie zaznaczeń - z klawiszem SHIFT (wciśnięcie na chwilę, pojawi się +)

atvbull1           odejmowanie obszaru od zaznaczenia - z klawiszem CTRL (wciśnięcie na chwilę, pojawi się -)

atvbull1           tworzenie części wspólnej zaznaczeń - z klawiszami SHIFT + CTRL

 

Dla większości narzędzi do zaznaczania dostępne są opcje wygładzające brzeg zaznaczenia:

Antialias - do zaznaczenia dodawane są piksele o podobnych kolorach tworząc gładkie przejście do przylegających kolorów

Feather - wtapia pixele w tło wzdłuż brzegu zaznaczenia w wybranej odległości zwanej promieniem wtopienia

Selekcja eliptyczna

atvbull1           służy do zaznaczania obszaru eliptycznego i koła (z klawiszem SHIFT).

atvbull1           zaznaczenia można dodawać, odejmować, tworzyć część wspólną podobnie jak dla selekcji prostokątnej

Lasso  
Służy do swobodnego zaznaczania obszarów o nieregularnych kształtach; zaznaczenia można dodawać, odejmować, tworzyć część wspólną podobnie jak dla selekcji prostokątnej

Różdżka  

Obszar jest zaznaczany na podstawie wartości koloru. Klikając piksel w danym kolorze zaznaczane są wszystkie przylegające piksele o tym samym kolorze. O tolerancji z jaką działa różdżka decyduje opcja Threshold. Różdżki można używać z SHIFT i CTRL podobnie jak dla poprzednich selekcji

Krzywa Beziera  
Służy do zaznaczania nieregularnych obszarów. Obszar zaznacza się punkt po punkcie, punkty są łączone odcinkami. Aby domknąć obszar kliknij na końcu punkt początkowy. Krzywą Beziera można modyfikować: przesuwać punkty myszką z wciśniętym klawiszem CTRL; zaokrąglać lub zaostrzać kształty klikając punkt i manipulując pojawiającymi się kwadracikami (uchwytami). Z wciśniętym klawiszem SHIFT można manipulować każdym uchwytem oddzielnie.

Otrzymany kontur to jeszcze nie zaznaczenie; można je dopiero otrzymać klikając wewnątrz zamkniętej krzywej (obszar uzyska pływającą obwódkę).

Inteligentne nożyczki - mało inteligentne, nie używać

 

Zaznaczone elementy obrazu można przenosić do innego obrazu przez schowek (Ctrl-C, Ctrl-v) lub poddawać transformacji, edycji. Usuwanie zaznaczenia CTRL+SHIFT+a

 

Narzędzia do transformacji

Przesuń (Move)  - przesuwanie rysunku lub zaznaczonego obszaru

Lupa (Zoom)   - powiększanie rysunku na ekranie lub zmniejszanie (łącznie z klawiszem Ctrl)

Obetnij (Crop)   - umożliwia obcięcie niepotrzebnych brzegów rysunku; obcinany jest obszar poza zaznaczeniem

Transformuj (Transform)  - umożliwia następujące transformacje rysunków, zaznaczeń, warstw: obrót, skalowanie, pochylenie, efekt perspektywy

 Odbij symetrycznie (Flip)  - umożliwia odbicie rysunku w pionie lub w poziomie

 

Narzędzia artystyczne

atvbull1   - ołówek; krawędzie narysowanej kreski nie mają antialiasingu, czyli są postrzępione

 - pędzel; tym różni się od ołówka, że pozostawia gładką kreskę, a także posiada o wiele więcej opcji takich jak: przezroczystość, zanikanie, wykorzystanie gradientu itd. Rodzaj końcówki pędzla i odstęp pomiędzy kolejnymi pociągnięciami pędzla wybieramy z okna Brush Selection dostępnego poprzez menu lub ikonę

 - gumka; rodzaj końcówki gumki wybiera się z okna Brush Selection. Posiada opcje takie jak: przezroczystość, wygładzanie krawędzi

 - aerograf (spray); służy do spryskiwania wybranym kolorem; rodzaj końcówki aerografu wybiera się z okna Brush Selection

 - kloner; służy do kopiowania fragmentów obrazka (fotografii itp.) z jednego miejsca w drugie lub malowania wybraną teksturą; rodzaj końcówki klonera wybiera się z okna Brush Selection, przed kopiowaniem należy kliknąć trzymając wciśnięty Ctrl w miejscu skąd chce się kopiować. Następnie klikać w miejscach do których chcemy kopiować.

 - rozmywanie lub wyostrzanie - służy do zmiękczania (blur) bądź wyostrzania (sharpen) wybranych obszarów obrazka (zdjęcia, itp.); rodzaj końcówki narzędzia wybiera się z okna Brush Selection

atvbull1   -stalówka; jest narzędziem do rysowania przeznaczonym właściwie tylko dla użytkowników tabletów

atvbull1   -Rozjaśnianie lub wypalanie (Dodge i Burn); służy do zmiany jasności pikseli na określonym obszarze. Dodge rozjaśnia a Burn przyciemnia dany obszar.

atvbull1   -Rozsmarowywanie (Smudge); rozmazuje obraz.

 -  Miarka służy do pomiaru odległości pomiędzy wybranymi punktami, a także pozwala na zmierzenie kąta.

 

Narzędzia do koloru

atvbull1   - zakraplacz (Color Select) - służy do wybierania koloru ze wskazanego myszką miejsca rysunku

 - Wypełnianie kolorem (Bucket Fill) - służy do wypełniania kolorem lub teksturą wybranych obszarów (np. selekcji).

 - Wypełnianie gradientem służy do nadawania wybranym obszarom (np. selekcjom, warstwom) wypełnienia tonalnego (gradientowego - jeden kolor przechodzi płynnie w drugi)

Narzędzia tekstowe

 - narzędzie do edycji tekstu; domyślny tryb pracy to tryb nieedytowany - raz wprowadzonego tekstu nie można zmieniać. Aby można było zmieniać ustawienia dla wpisanego tekstu należy wybrać opcję Dynamiczny tekst
 w oknie narzędzia tekstu (przywołanie okna narzędzia - podwójny klik na ikonie tekstu).

 

Cofnięcie zmian: podręczne menu/edit/undo lub CTRL-z; ilość cofnięć można ustawić w: preferences/environment

 

Zadania

Zadanie 1. Retusz. : Otwórz poprzednio przekopiowany obraz owoce.jpg w Gimpie. Użyj narzędzia Kloner do zretuszowania czarnego fragmentu obrazu ze środka zdjęcia (wybierz pędzel, obszar skąd kopiujesz Ctrl+klik, dalej klikaj w miejsce do którego kopiujesz). Następnie wygładź zretuszowany obszar narzędziem Rozsmarowywanie (Smudge). Zapisz plik w formacie Gimpa - XCF (poprzez podręczne menu).

Zadanie 2. Fotomontaż. : Otwórz w Gimpie obraz hala.jpg oraz kot.jpg (lub samolot.jpg). Używając krzywych Bezier zaznacz kota (lub samolot) wzdłuż jego krawędzi. Zapisz do schowka (Ctrl-c). Wypierz narzędzie przesuwania, przejdź do obrazu hala i wklej ze schowka (ctrl-v). Przez narzędzie transformacji zmniejsz kota (lub samolot) i ewentualnie zdeformuj (ustaw odpowiednio opcje transformacji). Kliknij wreszcie obok selekcji aby ją zakotwiczyć (połączyć z obrazem). Pomaluj dach chałupy na jakiś ciekawy kolor. Dodaj Swój autograf (narzędzie tekst).

Zadanie 3. Kolaż. : Otwórz w Gimpie obraz bridge.jpg oraz sunset.jpg. Wywołaj z podręcznego menu okno dialogowe warstw i kanałów. Utwórz nową, przezroczystą warstwę w obrazie bridge.jpg (nad istniejącą warstwą). Przekopiuj obraz sunset.jpg do tej warstwy (zaznacz wszystko w obrazie sunset, dalej CTRL-c, a w nowoutworzonej warstwie CTRL-v). Zakotwicz obraz (ikona kotwicy). Zmieniając pozycję suwaka z nieprzepuszczalnością oceń efekt.

Maska warstwy jest przypisana na stałe do konkretnej warstwy i oddziałuje tylko na nią. Jest ona reprezentowana przez "obrazek" o palecie 256 odcieni szarości (jak każda maska), kolor czarny na takiej masce powoduje, że maskowana warstwa jest w tym miejscu całkowicie przezroczysta, kolor biały sprawia, że maskowana warstwa jest nieprzezroczysta (czyli widać oryginalną zawartość takiej warstwy), kolory pomiędzy białym i czarnym sprawiają, że warstwa jest mniej lub bardziej przezroczysta. Dodaj do warstwy sunset jej maskę  - kliknij prawym klawiszem na warstwę w oknie warstw i kanałów, wybierz Dodaj warstwę maski. Zamaluj maskę gradientowo kolorem czarnym (wybierz narzędzie malowania gradientowego, kliknij na 1/4 wysokości obrazu od dolnego brzegu, przejedź wyżej do 3/4 obrazu, zwolnij przycisk myszy). Zmieniaj nieprzepuszczalność - dobierz tak parametry aby odcień nieba był różowy, a rzeki niebieski. Wypróbuj inne tryby mieszania np. wypalanie, różnica itp. przy różnych poziomach nieprzepuszczalności. Napisz coś na masce.

Przeczytaj o selekcjach i maskach: www.gimp.signs.pl