Transcript Računarska grafika

RAČUNARSKA GRAFIKA
Uvod
Teme






Obrada crteža – osnovni pojmovi
Osnovni pojmovi
Predstavljanje slika u računaru
Osnovni formati slika (BMP, JPG, ...)
Biblioteke gotovih slika
Osnovna obrada slika
Prednosti korišćenja računara za
crtanje
 Tačnost i preciznost
 Lakša izmena crteža
 Veća efikasnost - brzina crtanja
 Crtanje u seriji
 Biblioteke gotovih elemenata
 Automatizacija projektovanja
 Mogućnost animacije
Podela programa za rad sa grafikom
 Programi za rad sa grafikom se prema nameni
mogu podeliti na nekoliko kategorija:
 za tehničko crtanje (AutoCAD, ArchiCAD...)
 za grafički dizajn (Corel Draw, Adobe Photoshop...)
 za slikanje, obradu fotografija (Paint, Adobe
Photoshop...)
 za animaciju (3D-studio, 3D-max...)
 za obradu video zapisa (Sony Vegas, Nero Vision
Express, Adobe Premiere Pro..)
 ostali (pregled fotografija i slika - ACDSee, izrada
ikonica -Microangelo…)
Podela programa za rad sa grafikom
 Programi rad sa grafikom se prema
načinu rada mogu podeliti prema dve
kategorije:
 vektorski - draw tj. programi za crtanje
(Autocad, Adobe Illustrator, Corel Draw...)
 rasterski - paint tj. programi za slikanje –
retuširanje (Paint u Windowsu, Corel
PhotoPaint, Adobe Photoshop...)
Predstavljanje crteža
 Treba
razlikovati
predstavljanja crteža
način
 u računaru - što zavisi od
programa
 na izlaznoj jedinici - što
zavisi
od
karakteristika
jedinice
tehničkih
grafičke
 Postoje dva osnovna načina
za predstavljanje crteža na
računaru:
 vektorski i
 rasterski (bitmapirani).
 Uobičajeno je kombinovanje
vektorskih i rasterskih crteža
Vektorski način predstavljanja crteža
 Kod vektorskog načina pamte se linije i objekti od
kojih je slika sastavljena i njihove osobine:
 pozicija i veličina
 debljina, vrsta i boja - za linije
 boja unutrašnjosti - za zatvorene konture i objekate
 Primer:
za krug, potrebno je zapamtiti: tip objekta krug, koordinate njegovog centra, poluprečnik, boju,
debljinu i vrstu linije i boju kojom je popunjen.
 Količina podataka u fajlu koji treba zapamtiti tj. veličina
slike u memoriji zavisi od složenosti odnosno
kompleksnosti slike (tj. koliko na njoj ima objekata i
linija).
 Vektorski crtež se obično dobija pravljenjem u nekom
od programa za obradu vektorske grafike na računaru.
Vektorsko predstavljanje
 Kod vektorskih programa objekti crteža se lako
menjaju (povećavaju, smanjuju, pomeraju...)
jednostavnom
izmenom
odgovarajućeg
parametra.
 Nove vrednosti ostalih parametara se izračunaju u
zavisnosti od zahtevane promene, a zatim se u
skladu sa tim nacrta i nova slika.
 Delovi slike, koji nisu obuhvaćeni modifikacijom, se
ne oštećuju.
 Pri samom iscrtavanju slike na monitoru ili
štampanju na štampaču, linije i objekti se
zamenjuju najboljim mogućim prikazom na datom
uređaju (shodno njegovoj rezoluciji).
Rasterski način predstavljanja crteža
 Kod rasterskog predstavljanja na računaru slika se sastoji
od mreže kvadratića u obliku matrice koji se nazivaju pikseli
(pixel – picture element).
 Svaki piksel ima svoje osobine: poziciju, boju i intenzitet
boje (osvetljenje)
 Primer: ako je na slici samo krug, potrebno je zapamtiti boju
za svaku tačku slike – i na kružnici, i u krugu i izvan njega.
 Zauzeće memorije za rastersku sliku zavisi od broja
upotrebljenih piksela i broja boja koje su na raspolaganju.
 Rasterska slika se obično dobija iz nekog od grafičkih ulaznih
uređaja računara (skeneri, digitalni foto-aparati i kamere).
Rasterska i vektorska slika
Rasterska
slika
Vektorski
crtež
Poređenje rasterskog i vektorskog
predstavljanja
 Rasterski programi su manje precizni od vektorskih.
 Kod vektorskog crtanja tačke na linijama crteža se precizno
definišu.
 Kod rasterskog se svaka tačka na linijama crteža se zamenjuje,
približno, pikselom koji najviše odgovara položaju te tačke.
 Kod rasterskih programa problemi nastaju i kod povećavanja
i smanjivanja slike
 Pri značajnijem uvećanju slika postaje vidno nazubljena i
mutnija.
 Pri smanjivanju, sa slike se nepovratno “uklanjaju” neke tačkice
(pikseli), pa se ponovnim povećanjem ne dobija polazna slika.
 Krajnji kvalitet odštampane slike je ograničen
 kod rasterskih programa - rezolucijom same slike i uređaja za
štampanje.
 kod vektorskih programa - samo rezolucijom uređaja za
štampanje
Vektorski način predstavljanja crteža
 Prednosti:
 lakše se modifikuju
 ne gube informaciju o
crtežu pri njegovom
smanjivanju
 ne dolazi do deformacije
pri promeni veličine
crteža
 kvalitet
odštampanog
crteža zavisi samo od
kvaliteta
izlaznog
uređaja
 crteži zauzimaju manje
memorije
 Mane:
 memorija koju crtež
zauzima
zavisi
od
njegove kompleksnosti
 mala
realističnost
prikazane slike (crteža)
Rasterski način predstavljanja slike
 Prednosti:
 velika realističnost
slike
 nezamenjivi su u
čuvanju i radu sa
skeniranim
materijalom
i
digitalnom
fotografijom
 nezamenjivi su pri
simulaciji slikanja
 uvećanje
kompleksnosti
ne
utiče na količinu
memorije potrebnu
za čuvanje slike
 Mane:
 teža
izmena
i
premeštanje delova
slike
 pri smanjivanju slike
deo informacija se
nepovratno gubi
 promena
veličine
slike
dovodi
do
njene deformacije
 kvalitet odštampane
slike je ograničen
njenom rezolucijom
i kvalitetom uređaja
za štampanje
Rezolucija
 Rezolucija predstavlja veličinu kojom se definiše mogućnost
razlikovanja sitnih detalja na slici
 Ona opisuje kvalitet same slike

Kvalitet je bolji što je rezolucija veća (linije su glatkije).
 Kod vektorskih uređaja rezolucija predstavlja najmanje
rastojanje na kome se mogu prikazati dve tačke.
 Kod rasterskih uređaja rezolucija je određena brojem piksela po
površini.
 Izražava se u:


Broju piksela po horizontali i vertikali (1280x1024 pix) ili broju
piksela (10 Mpix)
Broju tačaka po inču (dpi – dots per inch) ili broju piksela po inču
(ppi – pixel per inch)
Boje na slici
 Piksel u memoriji može biti predstavljen sa 8, 16,
24, 32 bita.
 Od broja bita zavisi i broj nijansi boja koje piksel
može da prikaže.




8 bita – 28 = 256 nijansi
16 bita – 216 = 65 536 nijansi
24 bita – 224 = 16,7 miliona nijansi
32 bita – 232 = 4,3 milijarde nijansi
 Veličina slike u memoriji predstavlja broj piksela
slike pomnožen sa brojem bita potrebnih za
memorisanje svakog piksela.
 Kvalitet prikaza slike zavisi od rezolucije (broja
piksela) i broja nijansi boja koje svaki piksel može
da prikaže.
Broj bita i broj nijansi
Čuvanje slike u memoriji
 Postoje dva načina:


Bez kompresije – svaki piksel je predstavljen posebno odgovarajućim
brojem bita (pri obradi slike pomoću nekog programa – u RAM
memoriji računara).
Sa kompresijom – uklonjeni su nepotrebni podaci – redundansa
(čuvanje na hard disku).
 Kompresija je smanjenje količine
predstavljanje slike u memoriji.
 Može biti:

podataka
potrebnih
za
Kompresija bez oštećenja (losless compression)
o Rekonstruisana slika identična je originalnoj (medicina)

Kompresija sa oštećenjem (lossy compression)
o Rekonstruisana slika razlikuje se od originalne u meri u kojoj to
dozvoljava primena (video prenos, fotografija,...)
 Slike se obično zapisuju na memoriju primenom neke od metoda
kompresije, jer bi u suprotnom zauzimale mnogo memorijskog
prostora (10Mpix * 24 bit = 240 Mb = 30MB)
Osnovni formati
 BMP (bit map) format
 Svaki piksel se memoriše pojedinačno odgovarajući brojem
bita
 Nema kompresije i gubitka podataka
 Slike su veoma velike
 GIF (Graphics Interchange Format) format
 Niz istih piksela se memoriše kao jedan piksel i broj
uzastopno istih piksela
 Kompresija bez gubitka
 256 nijansi boja
 U jedan GIF fajl mogiće je staviti više slika – GIF animacija
 Koristi se u Internet prezentacijama jer zauzima malo
memorije (manje vreme prenosa preko Interneta)
Osnovni formati
 JPG ili JPEG (Joint Photographers Experts Group) format
 Kompresija sa gubicima
 Zasniva se na osobini ljudskog oka da bolje detektuje površine i
oblike nego varijacije u boji i osvatljenju.
 Eliminiše informacije koje ljudsko oko (uglavnom) ne primećuje.
 Veličina slike može da se smanji nekoliko desetina puta a da se
pri tome ne izgubi mnogo na kvalitetu prikaza slike.
 PNG (Portable Network Graphics) format
 Kompresija bez gubitaka
 Nastao kao konkurent GIF formatu
 Bolje kompresuje sliku od GIF formata i nije ograničen na 256
nijansi boje.
 TIFF (Tagged Image File Format) format
 Baziran je na GIF formatu
 Kompresija bez gubitaka
 Koristi se za čuvanje skeniranih fotografija
Crno-bela slika
 Kod crno-bele slike pikseli uzimaju vrednosti iz
opsega nijansi sive boje (osvetljaja) - grayscale.
Crno-beli monitor
Slika u boji
 Postoje
tri
načina
predstavljanja slike u boji:
 RGB (Red Green Blue) –
primarne boje svetlosti
(sekundarne
boje
pigmenata).
 CMY (Cyan, Magenta,
Yellow) – primarne boje
pigmenata (sekundarne
boje svetlosti).
 HSI (Hue, Saturation,
Intensity)
RGB
 Boje
se
dobijaju
kombinovanjem
tri
osnovne boje svetlosti
(crvene, zelene i plave).
 Svaka slika u boji se
sastoji od tri crno-bele
komponente.
 Svaka od komponenti
predstavlja
jačinu
odgovarajuće
osnovne
boje svetlosti.
 Monitori i kamere.
Monitori u boji
CMY
 Sličan RGB sistemu.
 Boje se dobijaju kombinovanjem tri osnovne
boje pigmenta (cyan, magenta, yellow).
 Svaka od komponenti predstavlja jačinu
odgovarajuće osnovne boje pigmenta.
 Crna boja koja se dobija kombinovanjem
osnovnih nije dovoljno crna, pa kada se i ona
ubaci sistem postaje CMYK (Cyan, Magenta,
Yellow, Key black).
 Štampači.
HSI
 HSI se još označava i kao HSV (Hue-Saturation-Value) ili
HSL (Hue-Saturation-Luminosity)
 Ovaj model odvaja crno-belu sliku i sliku u boji i blizak
je ljudskoj interpretaciji boje.
 Boja (Hue) - određuje nijansu boje onako kako bi je
ljudi definisali (teget, narandžasta, ljubičasta).
 Zasićenost (Saturation) - određuje čistoću date boje,
tj. koliko ima sive komponente u sebi.
 Što je manje prisustvo sive komponente, zasićenost je veća –
čistija boja
 Intenzitet (Intensity) predstavlja osvetljaj tačke sa
datom bojom (definisanom sa Hue).
Grafičke jedninice
 Grafički izlazni uređaji se mogu podeliti na
 vektorske – primer: ploteri sa perima i sekači (pera
iscrtavaju samo linije crteža i ne prelaze preko
delova papira na kojima ih nema).
 rasterske – primer: monitori i sve vrste štampača,
(rezultujući prikaz se formira od niza tačkica).
 Skoro svi grafički ulazni uređaji rade kao
rasterski, detektujući ulaz preko guste mreže
sitnih tačkica (skeneri, digitalni foto-aparati,
digitalne table za crtanje...).
Monitori
 Monitor je izlazne jedinica koja prikazuje rezultate rada računara
 Najvažnije karakteristike monitora su:

veličina ekrana

odnos širine i visine ekrana (4:3, 16:9)

Rezolucija ekrana
 Veličina ekrana se meri inčima (1 inč=2,54cm).

Predstavlja dužinu dijagonale vidljivog dela ekrana.

Standardne veličine su 17¨, 19¨, 21¨ i 22¨
 Rezolucija ekrana je maksimalna rezolucija koju neki ekran može
da prikaže

Označava se obično brojem tačkica po horizontali puta broj tačkica po
vertikali (npr.800*600, 1024*768, 1280*1024).
Štampači
 Štampač je izlazni uredjaj pomoću kog se
informacija iz računara prenosi na papir u vidu
tekstualnih i grafičkih dokumenata.
 Prema principu rada razlikujemo osnovne
grupe štampača:




matrični (matrix),
laserski (laser) i
štampači sa mlaznicama - pljuckavci (ink-jet).
Termički
Ploteri
 Ploteri spadaju u izlazne uređaje i ne treba ih mešati
sa štampačima.
 Princip rada: Posebna olovka nalazi se pričvršćena za presek
dve šine (horizontalne i vertikalne). Pomeranjem ovih šina po
klizačima, olovka se povlači po papiru, ostavljajući trag (
vektorski princip).
 Kada treba premestiti olovku na novi položaj bez povlačenja
linije, olovka se odvaja od papira.
 Debljina i vrsta olovke može biti različita.
predviđeni
preciznije crteže
 Najčešće
su
za
veće
formate
i
 Najviše se koriste u u arhiktekturi, mašinstvu, građevini
za iscrtavanje planova i projekata, isecanje samolepljivih
reklamnih natpisa za radnje...
Digitalni fotoaparati
 Poseduju matrični senzor
koji
prikuplja
svetlost
preko optičkog sistema.
 Prikupljenu
količinu
svetlosti senzor konvertuje
u električni signal.
 Slike se posle snimanja
obično konvertuju u neki
od formata koji zauzimaju
manje memorije.
 Snimljene slike se skladište
na memorijske kartice
(microSD, SD, Compact
Flash, Multimedia Card ...)
Princip rada digitalnog fotoaparata
Skeneri
 Skener (scanner) je ulazni uređaj računara koji
preslikava dokumete, slike i crteže sa papira na računar.
 Princip rada:
 Slika se deli na tačke pomoću tačkastih izvora svetlosti i
tačkastih senzora poređanih u liniju - linijski senzor.
 Emitovana svetlost se reflektuje u manjoj ili većoj meri od
različitih delova slike
 Linijski senzor se kreće duž dokumenta prihvata reflektovanu
svetlost i pretvara je u odgovarajući električni signal.
 Kada skeniramo tekstualni dokument njega je moguće
menjati tek pošto se izvrši optičko prepoznavanje
znakova – OCR (Optical Caracter Recognition)
OCR – Optical Caracter Recognition
 Optičko prepoznavanje znakova.
 Skenirane tekstualne dokumente nije moguće menjati
pomoću tekst procesora već samo pomoću programa za
obradu slika (skenirani dokument = slika).
 Programi za OCR, koristeći tehnike digitalne obrade slike
na skeniranom dokumentu, vrše prepoznavanje
karaktera.
 Uspešnost prepoznavanja zavisi od: kvaliteta skeniranog
dokumenta, fonta i jezika koji je korišćen u dokumentu.
 Neki od programa za OCR: ABBYY FineReader,
ExperVision TypeReader, Microsoft Office Document
Imaging.