3. diel - Úvod do počítačovej grafiky - Termíny, rozlíšenie
V minulom dieli úvode do počítačovej grafiky sme prebrali základy optiky a farebné modely. Čím viac sa presúvame k praktickejším metódam využitiu farieb v počítačovej grafike, tým viac si uvedomíme, že sú farby oveľa zložitejšie, než sme si možno pôvodne mysleli. Stále existujú ale tri termíny, ktoré súvisia s farbami a ktoré je dobré poznať, než nastúpite do praxe. Jedná sa o hĺbku, vernosť a kalibráciu.
Farebná hĺbka
Takže, čo je to tá hĺbka? Farbu si môžete predstaviť ako hlbokú studňu, vyplnenú odtiene danej farby. Čím hlbšie ideme, tým hlbší získavame odtieň. Presne takto funguje farebná hĺbka.
Jedná sa teda o termín určujúce koľko odtieňov má daná farba. Určuje, koľko bitov je potrebné na opis konkrétnej farby v obrázku. Teda čím väčšia farebná hĺbka, tým väčšieho počtu farieb obrázok môže nadobudnúť, jednoducho: obrázok bude kvalitnejší.
Každý pixel na obrazu môže nadobúdať jednu hodnoty (farby) z určitej palety farieb. Tieto palety môžu mať napríklad len 256 farieb alebo aj 16 miliónov (približne). Čím väčšia paletu si vyberiete, tým viac bude daný obrázok (logicky) zaberať v pamäti.
| farebná hĺbka | počet farieb |
|---|---|
| 8 bitov | 256 |
| 16 bitov | 65 536 |
| 18 bitov | 262 144 |
| 24 bitov | 16 777 216 |
| 32 bitov (s alfa kanálom) | 4 294 967 296 |
| farebná hĺbka | červená | zelená | modrá | Alfa-kanál |
|---|---|---|---|---|
| 8 bitov | 3 | 3 | 2 | - |
| 16 bitov | 5 | 6 | 6 | - |
| 18 bitov | 6 | 6 | 6 | - |
| 24 bitov | 8 | 8 | 8 | - |
| 32 bitov | 8 | 8 | 8 | 8 |
Obrázok: Bruce Shorty, public domain
Vyššie je vidieť nízka kvalita 8-bitového obrázku. Preto sa zvyčajne používa pre čiernobiele fotografie (256 odtieňov šedej, grayscale).
Existujú aj bitovej obrázky. Nazývajú sa lineart, black & white alebo pekne slovensky perovky.
Koľko bajtov zaberie obrázok?
Pre výpočty použijeme (zatiaľ) len nekomprimované obrázky. Veľkosť obrázka závisí od počtu pixelov a zvolenej farebnej hĺbke. Počet pixelov môžeme zistiť vynásobením hodnôt.
Vzorový obrázok: 800x600px 24bit
U takého obrázku najprv zistíme počet pixelov. 800 * 600 nám dáva 480 000 pixelov, teda približne 0,5 megapixelu. Potom zistíme koľko bajtov zaberá jeden pixel. Hore v tabuľke som písal, že u 24 bitové fotografie majú všetky farby 8 bitov. 8 bitov je jeden bajt krát tri farby. To nám dá 3 bajty na jeden pixel. A teraz už to stačí len vynásobiť. 480 000 pixelov krát 3 bajty sú 1 440 000 bajtov (asi 1,5 MB).
Farebná vernosť
Ako už z názvu vyplýva, jedná sa o zladenie farieb spracovávanej grafiky tak, aby bola svojím farebným podaním čo možno najvernejší skutočnosti. Napríklad aby sa pleťová farba na monitore blížila čo možno najviac ku skutočnej farbe ľudskej pleti. Na to nadväzuje takzvané skreslenie. Inak farby totiž zobrazuje monitor bežiaci na RGB a inak je vytlačí tlačiareň na CMYK, atp.
Skreslenie
Ak namiesto priameho nahrávania z digitálneho fotoaparátu skenujete obrazy do počítača, už v tomto procese dôjde k prvému skreslenia. Zradné je taky posadenie LCD monitora. Pri úprave fotografie totiž uvidíte ten istý obrázok pod inými uhlami rôzne farebne. Z toho vyplýva, že správne nastavenie monitora je pre prácu s počítačovou grafikou kľúčové.
Farebná kalibrácia
Aby vaše zariadenie správne zobrazovalo farby (čo najvernejšie skutočnosti), je nutné ho nakalibrovať. Výhodné je skalibrovať zariadenie medzi sebou, aby boli zobrazované farby rovnaké. Nikdy sa nepodarí dosiahnuť vyložene presných hodnôt, je nutné sa im ale čo najviac priblížiť.
Pre klasické účely môžete skalibrovať monitor podľa vytlačenej papierovej predlohy - kalibračné tabuľky. Tá vyobrazuje základné farby a ich odtiene (ako náhradu možno použiť nejakú kvalitnú fotografiu). Tejto ručné kalibrácia nás môže zbaviť súbor "farebného profilu".
Veľkosť obrázku
Dôležitým parametrom obrázkových súborov je z koľkých pixelov sa skladajú. Veľkosť je šírka a dĺžka obrázku. Zapisuje sa ako šírka x dĺžka v pixeloch (px). Obrázok s veľkosťou 800x600px je teda obrázok s šírkou 800px a dĺžkou 600px.
Je dôležité vedieť, že pixel (fyzicky) nemá presne danú veľkosť. Nejedná sa teda o merateľnú jednotku. Na rôznych monitoroch bude obrázok rôzne veľký. Logicky potom pixel na udanie veľkosti nestačí. Zaujíma nás teda to, ako sú body jemné a výsledný obrázok hladký a pekný.
Rozlíšenie DPI
To čiastočne rieši tzv. Rozlíšenie. Jedná sa o merateľnú jednotku, počet pixelov na jednotku vzdialenosti. Konkrétne ide o pixel na palec (dot per inch - DPI). Jeden palec je asi 2,54 cm. DPI sa dá spočítať takto: ak má obrázok 100px na šírku na monitore a jeden palec na šírku po vytlačení, 100 * 1 dáva zase sto, teda presne 100 DPI.
Je dôležité vedieť, že DPI nemá s farebnou hĺbkou ani farebnými modely nič spoločné, ide o samostatný parameter.
Ihličková tlačiareň, 150 DPI. Foto: Wapcaplet, CC-BY-SA-3.0
Už vieme, ako sa počíta rozlíšenie, ale aké by malo byť primerané, aby bol výsledný obraz kvalitný? Závisí hlavne na neskoršom použitia obrázku (samozrejme). Čím je rozlíšenie vyššie, tým rastie dátová veľkosť fotky.
Napríklad, ak obrázok hodláme použiť na webových stránkach, stačí rozlíšenie menšie (okolo 100 DPI). Kým keď chceme obrázok tlačiť na väčší formát, budeme potrebovať rozlíšenie väčšie (monitor má hrubšie raster, tj. Má menej bodov na obrázok než tlačiareň).
Profesionáli často pracujú s rozlíšením 300 DPI, čo je maximálna hodnota ľudského oka. Bežná tlačiareň pracuje s rozlíšením od 200 do 300 DPI.
Monitor a tlačiarne
Obrázky sa potom tlačia polovičná oproti pôvodnému obrázku na monitore. Pre bežné úpravy, koláže, tlač na klasických tlačiarňach, atp. je ideálny počet pixelov 1024x768. Výsledný vytlačený obrázok bude mať veľkosť 10x13cm.
Toto pravidlo neplatí v prípade, že chceme obrázok zväčšovať (napríklad na billboard) alebo z neho časť odrezať. Počet bodov nám teda okrem iného tiež oznamuje v akej veľkosti (pri určitej kvalite) môžeme obrázok vytlačiť.
Obrázok: XXV, nahral Jjalocha, Aihtdikh, CC-BY-SA-3.0
Monitory počítačov sa stále vyvíjajú a menia. To je dôležité vedieť, pretože pravidlá, ktoré vám tu teraz vypisujem, nemusí za pár rokov vôbec platiť. Dnes monitory nemajú rovnaký počet pixelov.
Starší 15 "monitory majú väčšinou 800x600px, 17" 1024x768px (4: 3) alebo 1280x720 (16: 9). Obrázok zachytáva rozlíšení. HD720, HD 1080, 2K, atp.
Určite sa stretnete aj s pomery strán. Obvyklé sú 16:10, 16: 9, 4: 3, prípadne 5: 4.
Rozlíšenie digitálov
V amerických detektívnych seriáloch ste určite videli nejakého "AJTAK", ktorý zabúchal na klávesnici pri príkaze "Zväčši mi to!" A nejakým záhadným spôsobom obrázok zväčšil, bez toho, aby znížil kvalitu obrázka. To je však (ako asi vyplýva z ironického tónu) iba fikcia. Jednotlivé pixely nie je možné nijako umelo dopočítava.
Foto: fir0002, flagstaffotos.com.au, CC BY-NC
Preto sa kvalita digitálnych fotoaparátov posudzuje (okrem iného) aj podľa počtu pixelov, ktorý je daný prístroj schopný sňať. Od toho sa totiž, ako som už spomenul vyššie, odvíja v akej veľkosti môžeme výsledný obraz vytlačiť.
Dvojmegapixelový snímka je dobre vytlačiteľnej na papier veľkosti A5, 3Mpx už takmer do A4, fotoaparáty s viacerými Mpx dokážu vytvoriť obraz vytlačiteľnej na A4 a dokonca aj na profesionálnej tlačiarni.
Nabudúce sa budeme venovať grafickým formátom.
Ďalšie informácie a zdroje
- Učebné materiály SPSS Pelhřimov
- Počítačová grafika a multimédiá, Pavol Navrátil, ISBN 80-86686-77-9
- Počítačová grafika pre úplných začiatočníkov, Pavel Roubal, ISBN 80-7226-896-1
- Wikipédia, http://wikipedia.org/
