Vytváření obrázků jako doprovod
textu nebo majících samostatný informační účel (nálepky, popisky).
Úprava existujících obrázků
vzniklých mimo počítač (sejmuté kresby skenerem, naskenované fotografie
apod.).
Práce s pohyblivými obrázky animacemi s
trikovými záběry. To už je na hranici multimédií, protože takovéto
obrázky lze doplnit i zvuky a lze vytvářet umělecké nebo komerční
prezentace.
Oblast CAD neboli počítačem
podporovaného návrhu nových výrobků. Zde nejde již o vytváření obrázků
působících na člověka uměleckými prostředky, majících komerční nebo
informativní poslání, ale o návrhy, projekty a konstrukci nových
výrobků. Technické a programové vybavení v této oblasti je speciální a
finančně nákladné. Nejznámější programy je zde produkty firmy AutoDesk.
Oblast DTP (Desk Top Publishing).
Tato oblast přesahuje pouhé zpracování textu, proto patří i do oblasti
počítačové grafiky. Zahrnuje programy určené pro grafické zpracování
novin, časopisů a knih. DTP je zvlášť náročné na kvalitu výstupu
grafické informace.
Grafiku a následně programy pro její
zpracování lze dělit podle různých hledisek. Základní dělení je podle
prostoru, ve kterém pracujeme. Dělíme grafiku na:
2D grafiku – grafiku
zpracovávanou ve dvourozměrném prostředí, která slouží pro kreslení
obrázků, k úpravám fotografií, pro tvorbu jednoduchých animací a www
stránek.
3D grafiku – grafiku, která
slouží k modelování a vytváření prostoru s mnohem složitějšími
animacemi.
V dalším textu se zaměříme na 2D
grafiku, kterou budeme dále členit na grafiku:
rastrovou (bitmapovou),
vektorovou.
Rastrová (bitmapová) grafika
Obrázek je bodovou mozaikou
skládající se z bodů o stejné velikosti, ale různých barev a jasu. Každý
bod může mít barvy a jas odlišné od ostatních. Tato grafika je vhodná
např. pro fotografie (mnoho barevných odstínů, jasně nedefinovaná
rozhraní ploch).
Bitmapová grafika má řadu nevýhod.
Především musíme zabránit projevování se jednotlivých bodů. Musíme
„ošálit" oko, aby nerozlišovalo jednotlivé body. Ve skutečnosti oko šálí
též třeba film nebo televize. Lze toho docílit velkou hustotou teček
asi kolem 1000 bodů na palec (dpi dots per inch), což je asi 40 bodů
na mm, při této hustotě zobrazení přestává oko rozlišovat jednotlivé body
a vnímá pouze plochu. Např. pro černobílý obrázek velikosti A4 při hustotě
300 dpi potřebujeme asi 736 tisíc bodů, což je v režimu 1 bod = 1 bit asi
92 KB paměti. S počtem barev pak paměťová náročnost rychle roste.
Druhou nevýhodou je ztráta
informací při změně velikosti. Pokud bitmapový obrázek zmenšíme a
následně opět zvětšíme na původní velikosti, není upravený obrázek stejný
jako původní.
Pro odstranění uvedených nevýhod se
užívá různých metod pro změnu velikosti bitmapového obrázku a různých
algoritmů datové komprese (úsporného zobrazování stejnobarevných ploch).
Vektorová grafika
Ve vektorových
obrázcích se obraz neskládá z jednotlivých bodů, ale z křivek a bodů které
jsou přesně popsány (pomocí vzorců). To má velkou výhodu, jelikož všechny
objekty v obrázku jsou snadno editovatelné a obrázek zabírá málo místa na
disku.
Programy, pro zpracování 2D grafiky
se ještě nedávno dělily do těchto dvou kategorií – na programy pro
rastrovou a vektorovou grafiku. Dnes je situace, že program primárně určen
pro určitou kategorii grafiky má mnoho nástrojů pro druhý druh grafiky,
takže program bitmapové grafiky má mocný aparát pro vektorovou grafiku a
naopak.
Nástup internetu rozdělil
grafiku určenou:
pro výstup tiskem
pro prezentaci na www
– optimalizace obrázků, tvorba animovaných GIFů apod.
Přehled hlavních programů počítačové grafiky
Rastrové programy na prohlížení, správu a úpravy fotografií
Prohlížeč
obrázků, který je součástí systému Windows XP. Jen prohlížení a tisk,
bez úprav obrázků.
IrfanView
- prohlížeč + základní úpravy - dobrý, freeware.
XnView -
prohlížeč + základní úpravy - dobrý, freeware.
Adobe
Photoshop Album 2.0 Starter Edition - základní verze zdarma, vytváří
vlastní správu fotografií + obsahuje
výkonné, jednoduše použitelné automatické nástroje na úpravu fotografií.
Pouze v angličtině.
Ulead
Photo Express - dobré nástroje i ovládání, existuje verze zdarma. Pouze
v angličtině.
Zoner
Media Explorer 6.0 - vynikající prohlížeč + výborné nástroje na úpravu
fotografií, nutno platit.
Rastrové programy na úpravy fotografií a koláže
Adobe
Photoshop, stačí i LE nebo Elements - vynikající na úpravy a koláže,
legálně obtížně dostupný.
Corel
Photo Paint 9 nebo 11 - výborný, součástí balíku Corel 9 (11), mnoho
možností, možná proto pro začátečníka
trochu obtížnější ovládání.
Paint
Shop Pro 8. Výborné nástroje, přehledné ovládání. Nutno platit. Obsahuje
i nástroj na tvorbu animovaných
GIFů Animation Shop.
GIMP -
vynikající na úpravy a koláže, trochu svérázné, ale logické ovládání -
Open Source - mírné problémy se stabilitou u verze pro Windows, dostupný
také pro Linux.
Rastrové
programy na tvorbu animovaných GIFů
Zoner GIF
animator. Přehledný, kvalitní, verze 4 je zdarma.
Animation
Shop. Součást Paint Shop Pro 8. Výborný, nutno platit.
Mnoho
zdarma dostupných utilit
Vektory:
Open
Office Draw 1.1- nadějný, stabilní, Open Source - legálně volně
dostupný.
Corel
Draw 9.0 CZ nebo 11 CZ - výborný, stabilní, umí hodně s textem (DTP), dá
se koupit multilicence.
Zoner
Callisto 4.0 - výborný, stabilní, umí málo s textem, dá se koupit
multilicence.
Tvorba a
čtení PDF souborů:
OpenOffice verze 1.1- tvorba PDF souboru z textového dokumentu i
vektorové kresby jedním tlačítkem. Open Source - legálně volně dostupný.
PDF95 -
univerzální PDF driver simulující tiskárnu. Freeware s reklamou -
legálně volně dostupný.
Adobe
Acrobat 6.0 CZ - komfortní profesionální nástroj na tvorbu PDF, vysoká
cena.
Adobe
Acrobat Reader - čtení PDF souborů, volně dostupný program.
Pro kódování grafických dat existuje
mnoho formátů. Pro 2D grafiku jsou nejpoužívanější JPEG, MPEG,
GIF, TIF, TGA, PCX, PNG, PIC,
BMP, WMF, CDR, IFF, IMG, WPG,
EPS aj. Pro 3D jsou to DXF, TSX, NFF, OFF
aj. Jednotlivé typy souborů se liší typem komprese, hloubkou barev,
strukturou (bitmapový, vektorový) a účelem použití. S některými se
seznámíme blíže.
BMP (Windows Bitmap) je základní
formát užívaný ve Windows. Je to hardwarově nezávislý formát s relativně
jednoduchou strukturou. Byl zaveden ve Windows 3.0 a lze ho užít i pro
True Color. Protože se jedná o hlavní formát ve Windows (a rovněž z
metodických důvodů) bude mu věnována větší pozornost.
Soubor s grafikou má příponu .BMP a tři hlavní části:
záhlaví obsahuje identifikační údaje o
souboru, především označení druhu souboru a celkovou délku BMP souboru,
informační blok slouží k
uložení informací o bitmapě, o tabulce barev a konečně vlastní tabulku
barev o délce 4 bajty (3 bajty podíly barev R, G, B), čtvrtý je
doplněk na délku 32 bitů. (V případě True Color je tabulka prázdná),
vlastní obrazová data neboli bitmapa,
ta může být uložena jako komprimovaná nebo bez komprimace.
PCX vyvinula firma Zsoft pro
úsporné ukládání grafik kreslicího programu Paintbrush. Společně s
programem se rozšířil i formát PCX, který se stal standardem pro bitmapové
grafiky. Existují verze pro různý počet barev a obrazová data jsou
komprimována. Formát PCX podporuje velká většina grafických programů,
textových editorů i DTP programů. Jeho nevýhodou je, že se v různých
verzích formátu liší význam některých záznamů. Proto se občas stává, že
některý program neimportuje správně soubor PCX, který byl vytvořen jiným
programem. Struktura souboru PCX připomíná bitmapy ve Windows
obsahuje záhlaví, obrazová data a popř. i tabulku barev. V minulosti byl
velkou výhodou PCX způsob uložení obrazových dat, který odpovídá
organizaci videopaměti grafické karty, protože data mohla být velmi rychle
zobrazována na obrazovce. Se zvýšením rychlosti vykreslování díky novým
technologiím však tato výhoda ztratila význam.
TIFF (Tagged Image File Format)
je jedním z nejznámějších a nejkomplexnějších grafických formátů. Je
oblíben zejména v aplikacích pro skenování a digitalizace obrazu. Firma
Aldus ho představila poprvé v roce 1986. Existuje v celé řadě verzí
od monochromatických obrázků až po True Color. Pro svou univerzálnost
se často používá pro přenos mezi různými platformami (např. PC a Apple) a
též pro přenos mezi různými programy, protože jej umí část snad každá
aplikace pod DOS i Windows. Je však též velmi problémový pro své početné
verze a též různé techniky komprimace. Často se musí provádět i konverze z
jedno typu formátu TIFF do jiného. Uživatel, aby zjistil, kterou verzi
užít, je často nucen číst nápovědu k importu či postupovat metodou
pokusu a omylu. Existuje i verze, která podporuje dlaždice – tj. umožňuje
editovat naskenovaný obrázek po částech.
GIF (Graphic Interchange Format)
je formát pro 8 bitové obrázky (max. 256 barev) u PC i MacIntoshe.
Umožňuje průhlednost a animaci. Má být nahrazen formátem PNG, který
se však zatím příliš nerozšířil.
JPEG (Joint Photographic Experts Groups)
jde o velmi efektivní kompresní metodu, při níž lze i
obrázky o 24 bitech (16 mil. barev) ukládat velmi úsporně. Dochází sice
ke zkreslení, je ho však možno minimalizovat vhodným poměrem komprese.
Tento formát se užívá k ukládání zejména fotografií a pro potřeby
prezentace na www.
Postscript je vlastně jazyk
vyvinutý firmou Adobe pro ovládání špičkových laserových tiskáren a
kopírek. Postscriptový soubor je text, který popisuje všechny prvky na
stránce, která se má tisknout, jakožto objektově orientované grafické
elementy.
WMF (Windows Meta File) je určen
pro vektorovou grafiku nejen v programech pro kreslení (Corel Draw), ale
i v textových editorech (Word for Windows) a DTP (Page Maker). Může být
tištěn i na nepostscriptových zařízeních.
MPEG (Moving Picture Expert Group)
je formát pro ukládání videosekvencí. Komprimuje obraz i
zvuk ve výsledných videosekvencích.
FLI je soubor Animatoru firmy
Autodesk. Obsahuje 8 bitové sekvence (256 barev) velikosti 320 x 200
pixelů. V novější verzi FLC i pro větší rozlišení.
AVI slouží pro ukládání
videosekvencí. Je vytvořen firmou Microsoft.
Základní znalost formátů a jejich
využití je pro uživatele grafiky důležitá, neboť ne každý formát je vhodný
pro příslušný druh obrázku. Uživatel v praxi často musí obrázky
konvertovat mezi různými formáty. Potřebuje tedy nejen programy pro
editaci obrázků, ale i pro jejich konverzi. Běžnému
neprofesionálními uživateli postačí freewarový program IrfanView.
Barva a světlo - fyzikální podstata
Viditelné světlo je elektromagnetické vlnění s vlnovými délkami mezi 380
až 720 nanometrů. Ze světelného zdroje po odrazu světla nebo po jeho
rozptýlení v atmosféře či na částečkách prachu (aerosolů) v atmosféře
dopadne do lidského oka vždy určitá část vlnění, v němž jsou jednotlivé
složky spektra zastoupeny s různou intenzitou. Různé intenzity způsobují
to, co člověk vnímá jako barvu. V dopadajícím spektru obyčejně nad
ostatními převládá nějaká, tzv. dominantní frekvence. Tato frekvence je
rozhodující pro to, co člověk vnímá jako barvu světla. Čím více tato
frekvence převládá nad ostatními, tím větší má intenzitu (jas, hue) a čím
užší je toto frekvenční pásmo, tím je barva čistší - říkáme, že má větší
sytost (saturation).
Vezmeme-li ideálně
bílý povrch nějakého tělesa a budeme na něj svítit několika barevnými
světly, bude výsledná barva tělesa vnímána jako součet těchto složek.
Tomuto způsobu kombinace barev říkáme aditivní skládání barev. Na tomto
principu pracuje například monitor.
Druhý způsob skládání barev je charakteristický například pro tiskárny a
říká se mu skládání subtraktivní neboli rozdílové. V tomto modelu dojde
přidáním další barvy k jejímu odečtení, a tak, pokud aplikujeme všechny
barvy celého spektra najednou, získáme barvu černou.
aditivní
(součtové) míchání barev
subtraktivní
(rozdílové) míchání barev
aditivní model (RGB) subtraktivní
model (CMY)
Barevné modely RBG
Je modelem určeným pro použití v počítači. Jeho princip je založen na
práci katodové trubice monitoru nebo televizoru. Jeho parametry jsou tři
základní barvy aditivního (součtového) míchaní barev: Red (červená), Green
(zelená), Blue (modrá). Z těchto tří primárních barev se vytváří většina
barev viditelného spektra.
Nesvítí-li žádná primární barva, je výsledná barva černá. Svítí-li všechny
maximální intenzitou je výslednou barvou bílá. Odstíny šedi vznikají tak,
že všechny tři primární barvy mají stejné hodnoty.
CMY, CMYK
Představují barevné modely používané především při tisku. Základním
modelem je model CMY (Cyan (azurová), Magenta (fialová), Yellow
(žlutá)) založený na substraktním(rozdílové) míchání barev. Model
CMYK (Black (černá)) je modelem odvozeným a byl vytvořen na základě
potřeb praxe. V praxi je totiž obtížné namíchat se skutečných barev
opravdovou černou a když se to nějak podaří, tak pouze za cenu velké
spotřeby jednotlivých barev. Proto jsou především inkoustové tiskárny
doplněny ještě o barvu černou.
Barevné módy
B/W mód - B/W mód představuje rastrový obrázek kde na jeden bod je kdispozici
pouze jeden bit reprezentující černou nebo bílou barvu.
Grayscale mód - Obrázek v grayscale módu představuje černobílý obrázek ve 256 odstínech
šedi uložených v 8 bitech.
TrueColor mód - Obrázek v TrueColor módu je uložen pomocí tří základních barev RGB
umožňujících zobrazit více než 16 miliónu barev. Informace o jednom bodu
je uložena v 24 (8×3) bitech.
HighColor mód - Představuje modifikované uložení RGB informace založené na schopnostech
vnímaní barev lidským okem. Je ověřeno, že lidské oko běžně nerozená
více než 64 odstínů jedné barvy (výjimku tvoří pouze barva zelená).
Proto byl vytvořen režim uložení RGB informace v 16 (5-6-5) bitech. V
HighColor módu lze potom zobrazit až 65 536 barev.
CMYK mód - Obrázek v CMYK módu představuje speciální uložení rastrových dat
připravených pro ofsetový tisk. Barevná informace o každém bodu je
uložena v 32 (8×4) bitech.
Pojmy užívané v
grafice
Hue (odstín)
- představuje parametr odpovídající vlnovové délce. Hodnota parametru
Hue představuje odstín barvy ze škály viditelného spektra barev a proto
se neodkazuje ani na bílou ani na černou barvu. Změna tohoto parametru
představuje pohyb kolem barevného kruhu. Parametr Hue je proto definován
jako celočíselná hodnota od 0 do 360 a vyjadřuje úhel na barevném kruhu
ve stupních.
Lightness, Brightness (jas) - udává zářivost (svítivost) dané
barvy. Jako příkladem změny jasu si můžeme uvést zelené sklíčko před
lampičkou s bílým světlem. Změnou intenzitu bílého světla měníme i jas
oné zelené barvy. Jas je udáván jako celé číslo od 0 do 100 a vyjadřuje
procenta světlosti.
Saturation (sytost) - udává zastoupení dané barvy, nebo-li poměr
jejího smíchání se šedou stejné intenzity. Málo nasycená barva je
vlastně šedá se slabým nádechem například červené. Sytost se udává jako
celočíselná hodnota od 0 do 100 a vyjadřuje procenta nasycení.