ŻAK, Rok 2011/2012

Przedmiot:

Multimedia i grafika komputerowa

Nauczyciel:

Jerzy Domingo

Temat pracy kontrolnej:

Formaty plików graficznych.

Wykonał: Konrad Rutkowski, DSI semestr III, gr. A

1. Grafika komputerowa

Grafika komputerowa to część informatyki zajmujący się użyciem komputerów do przetwarzania obrazów a także wizualizacją rzeczywistych danych. Grafika komputerowa jest dzisiaj narzędziem powszechnie używanym w edukacji, technice, kulturze albo rozrywce.

Pomimo że grafika komputerowa koncentruje się głównie na specjalistycznych algorytmach oraz strukturach danych, to jednak siłą rzeczy powinna czerpać z podobnych dziedzin wiedzy. Na przykład aby uzyskać obrazy fotorealistyczne, należy wiedzieć jak w realnym świecie światło oddziaływuje z przedmiotami. Jednakowo, by symulacja jazdy samochodem była jak najwierniejsza, należy wiedzieć, jak obiekty fizyczne ze sobą oddziaływują.

Od wielu lat grafika komputerowa zostaje też nową dyscypliną artystyczną - dzieła powstałe przy jej zastosowaniu nazywa się grafiką cyfrową, infografiką oraz digitalprintem.

2. Grafika wektorowa i rastowa

Obraz zostaje rysowany za pomocą kresek lub łuków. Niegdyś powstawał w istocie wizerunek na ploterach kreślących, jednak jeszcze do lat 80-tych zeszłego wieku były wykorzystywane monitory CRT, które kreśliły obraz w analogiczny sposób jak oscyloskopy.

Grafika wektorowa - w tym przypadku nazwa może być nieco myląca, gdyż obrazy mają sposobność składać się nie tylko z wektorów, jednak również z innych figur geometrycznych.

Cechą grafiki wektorowej bywa to, iż zapamiętywane są charakterystyczne dla danych figur dane (cechy), np. dla okręgu będzie to środek i promień, na rzecz odcinka współrzędne punktów końcowych, a na rzecz krzywych parametrycznych współrzędne punktów kontrolnych.

Program, jeśli jest zobligowana wyrysować image na urządzeniu (bądź to rastrowym, lub wektorowym), na podstawie posiadanych danych wygeneruje obraz tych figur - wybitnie ważną zaletą tej prezentacji jest opcja wybranego powiększania obrazów, bez straty jakości.

Obraz zostaje budowany z prostokątnej siatki leżących niedaleko siebie punktów (tzw. pikseli). Głównym parametrem w wypadku grafiki rastrowej bywa wielkość bitmapy, innymi slowy liczba pikseli, podawana zazwyczaj jako rozmiary prostokąta.

Przewagą prezentacji wektorowej nad rastrową bywa to, iż zawsze jest konkretna informacja o tym, z jakich obiektów składa się wizerunek. W wypadku obrazów rastrowych tego rodzaju informacja zostaje tracona, a jedyne, czego możemy bezpośrednio się dowiedzieć, to zabarwienie piksela. Istnieją niemniej jednak metody, które pozwalają wydobyć z obrazów rastrowych np. tekst, czy krzywe.

3. Popularne formaty graficzne:

.XCF

Podstawowy format zapisu grafiki w GIMPie. Zawsze oryginały powinny być zapisywane we własnym formacie programu do edycji bitmap, co gwarantuje nam komfortową pracę z naszą grafiką w każdej chwili. Format ten zachowuje wszystkie warstwy maski i ścieżki, dzięki czemu zawsze możemy powrócić do oryginału i edytować poszczególne warstwy zapisanego obrazka. Jeśli zależy nam na zaoszczędzeniu przestrzeni na dysku (lub chcemy przesłać nasz plik gimpowy e-mailem), to możemy zmniejszyć jego objętość zapisując go w ten sposób: nazwa_pliku.xcf.gz, spowoduje to skompresowanie pliku w locie. Takie pliki można otwierać i z powrotem zapisywać bezpośrednio w GIMPie, a zajmują rzeczywiście zdecydowanie mniej miejsca.

======================================================================

.GIF

Jest to format nadający sie tylko do zapisu obrazków z paleta 256 kolorów, nie większą i zapisywany jest z bezstratną kompresja LZW (Lempel-Ziv-Welch). Istnieje możliwość zamiany jednego koloru na przezroczystość, a także prosta animacja kilku statycznych obrazków zawartych wewnątrz pojedynczego pliku.
Pliki z paleta 256 kolorów lub mniejsza należy wykorzystywać do zapisu grafiki, która zawiera dużo obszarów o jednolitym wypełnieniu, dużo napisów i elementy na jednolitym tle. Ze względu na to, że licencja na użycie kompresji LZW w jakichkolwiek programach, nie jest darmowa, GIMP nie posiada bezpośredniej możliwości odczytu i zapisu tego formatu.

======================================================================

.JPG

Format ten zapisuje pliki wykorzystując stratna kompresje. Oznacza to, że plik wyjściowy zawsze jest gorszej jakości niż oryginał (choć nie zawsze musi być to zauważalne gołym okiem). Zapis w tym formacie ma te zaletę, że możemy regulować stopień kompresji w zależności od rodzaju grafiki. Mniejszy stopień kompresji nie niszczy tak grafiki, ale odbija się to na wielkości pliku. W GIMPie możemy „na żywo”, przed zapisem pliku, obserwować zmiany jakości grafiki w zależności od stopnia kompresji co pozwala nam na jej optymalny dobór.

Ten format powinien służyć tylko do zapisu zdjęć, grafik z dużą ilością przejść tonalnych lub bardzo dużych grafik, które chcemy jak najbardziej skompresować.

Stosowanie zerowej kompresji nie ma żadnego sensu w przypadku JPG-ów i w takim wypadku polecam użycie formatu PNG.

======================================================================

.JPEG

Standard kompresji statycznych obrazów rastrowych. Przeznaczony głównie do przetwarzania obrazów naturalnych (zdjęć satelitarnych, pejzaży, portretów itp.), charakteryzujących się płynnymi przejściami barw oraz brakiem lub małą ilością ostrych krawędzi i drobnych detali.

======================================================================

.JPEG 2000

Nowsza wersja formatu JPEG, oferująca lepszą kompresję. Zaletą JPEG 2000 jest nieco lepsza jakość obrazu przy tym samym stopniu kompresji. W odróżnieniu od JPEG, obraz może być również skompresowany bezstratnie, co czyni nowy standard konkurencyjnym dla formatu PNG. Inna zaleta JPEG 2000 to skalowalność - w miarę odbierania (np. przez sieć) kolejnych próbek obrazu jego jakość stopniowo się poprawia (podobny tryb, choć bardzo uproszczony, oferuje JPEG). Wadą algorytmu JPEG 2000 jest duża złożoność obliczeniowa, w związku z tym nie przewiduje się zastąpienia nim standardu JPEG. Algorytm JPEG 2000 jest wykorzystywany między innymi do kompresowania obrazu w kinach cyfrowych.

======================================================================

.PNG

Format PNG jest bardzo uniwersalny, używa kompresji bezstratnej, tak jak GIF, ale jest ona bardziej wydajna niż ta zastosowana w GIF-ach i nie posiada żadnych ograniczeń licencyjnych i patentowych. W plikach o palecie 256 kolorów, lub mniejszej, można nim zastąpić z powodzeniem format GIF. Pliki takie zajmują znacznie mniej miejsca niż GIF-y i też można uczynić jeden kolor przezroczystym.
PNG nie może, niestety, zawierać w sobie animacji tak jak GIF.
Pliki w tym formacie można też zapisać z pełna 24 bitową paletą kolorów, a także można uzyskać przezroczystość o 256 stopniach „prześwitywania” za pomocą kanału alfa.

Taka przezroczystość pozwala na bardzo ładne wtapianie grafiki na stronie internetowej, lecz na razie jest ona wspierana tylko w Mozilli, Netscape 6 i Operze 6.
PNG o palecie 256 kolorów lub mniejszej stosuje sie tak samo jak GIF-y.
PNG z 24 bitową paletą kolorów (True Color) stosuje sie do zapisu zdjęć lub grafik z przejściami tonalnymi, a z 32 bitową do zapisu „prawdziwej przeźroczystości”.
Jeśli chodzi o zdjęcia na strony WWW, to należy używać raczej formatu z kompresją stratną czyli JPG (poświęcając trochę jakości, można zaoszczędzić na objętości pliku).

======================================================================

.PSD

Jest to format Adobe Photoshopa, który może zawierać w sobie warstwy, maski, ścieżki, warstwy korekcyjne i inne bajery. GIMP (przynajmniej wersja dla Windows) umie zapisywać pliki PSD, a także umie odczytywać obrazek w tym formacie z zachowaniem warstw (niestety nie może zapisywać ani odczytywać masek, ścieżek i innych informacji zapisanych w pliku PSD). Użytkownik, pliki PSD może wykorzystać do przenoszenia grafik, z zachowaniem podziału na warstwy, pomiędzy różnymi programami akceptującymi ten format.

======================================================================

.TIFF

Popularny format do zapisu grafiki. W GIMPie można zapisywać TIFF-y lecz bez kompresji (TIFF-y mogą być zapisywane z kompresja LZW, ale tylko w programach, których twórcy zapłacili za licencje na te kompresje). Format ten jest głównie wykorzystywany w DTP, ponieważ może zapisywać kolor 48 bitowo w CMYK-u. W GIMPie nie można zapisać grafiki w 48 bitach, tylko 1 bitowo (grafika czarno-biała), 8 bitowo (grafika w odcieniach szarości) lub 24 bitowo (tzw. True Color — 16 mln kolorów). Jeśli chcemy zapisać za pomocą GIMPa nasze zdjęcia w formie spłaszczonej (bez warstw) i bezstratną kompresją, to lepiej nada sie do tego celu format PNG.

======================================================================

.DjVu

Jeden z formatów plików graficznych. Pliki zapisywane w tym formacie posiadają rozszerzenie "djvu" lub "djv". Format stworzony do przechowywania zeskanowanych dokumentów w formie elektronicznej. DjVu jest stosunkowo nową metodą wydajnej kompresji obrazu.

Zamierzeniem twórców formatu DjVu było umożliwienie tworzenia cyfrowych bibliotek, w których książki byłyby przechowywane na nośnikach elektronicznych. Cel taki łączył się z koniecznością stworzenia formatu plików graficznych, który umożliwiałby przechowywanie zeskanowanego tekstu z jakością odpowiadającą papierowemu oryginałowi przy jednoczesny względnie małym rozmiarze pliku. DjVu oparte jest o zaawansowaną (wciąż rozwijaną) metodę segmentacji obrazu. Tworzenie pliku DjVu polega na rozdzieleniu dowolnie skomplikowanego obrazu na odrębne warstwy, a następnie poddaniu warstw odrębnym optymalizacjom i kompresjom.

======================================================================

.BMP

Jeden z formatów plików z grafiką bitmapową. Opracowany pierwotnie jako natywny dla systemu OS/2, wykorzystywany później także w interfejsach systemów z rodziny Microsoft Windows, jednak jako wolny od patentów jest dostępny i – mimo dużych rozmiarów – popularny jako format przechowywania danych również na wszystkich pozostałych platformach. Zawiera w sobie prostą kompresję bezstratną RLE (która nie musi być użyta), informację o użytych kolorach. Obsługuje tylko tryb RGB.

======================================================================

.SVG

Uniwersalny format dwuwymiarowej grafiki wektorowej (statycznej i animowanej), nieobwarowany licencjami i patentami. Format SVG powstał z myślą o zastosowaniu na stronach WWW. Używany jest również jako niezależny od platformy systemowej format grafiki wektorowej. SVG należy do rodziny XML, więc może być integrowany z innymi językami, jak na przykład XHTML. Dokumenty SVG posiadają rozszerzenia .svg, .svgz (dokument SVG skompresowany w formacie .gzip), i mają przypisany typ MIME: image/svg+xml (dawniej image/svg-xml).

======================================================================

.CDR

Format grafiki wektorowej stworzony przez firmę Corel Corporation. Jako pierwszy zdobył sobie tak wielką popularność i do dziś stanowi jeden ze standardów graficznych mimo komercyjnej dystrybucji.

======================================================================

.SWF

Własnościowy format grafiki wektorowej, stworzonym dla Flasha przez Adobe (dawniej Macromedia). W zamierzeniu miały być wystarczająco małe do publikacji w Internecie. Pliki SWF mogą zawierać animacje lub aplety o różnym stopniu interaktywności i funkcjonalności. Pliki SWF są czasami używane do tworzenia animowanych grafiki i menu w filmach DVD, jak i stron internetowych. Pliki tego formatu są nazywane Shockwave Flash Object. SWF jest obecnie dominującym formatem animacji wektorowych w sieci, przewyższając otwarty standard W3C - SVG.

======================================================================

.EPS

Format plików, będący podzbiorem języka PostScript, służący do przechowywania pojedynczych stron grafiki wektorowej w postaci umożliwiającej osadzanie ich w innych dokumentach. Użytecznym rozszerzeniem tego formatu jest format EPSI, zawierający dodatkowo informacje ułatwiające wyświetlenie szybkiego podglądu grafiki zapisanej w zasadniczej części pliku.

======================================================================

.PCX

Jest to bardzo stary format. Niektórzy twierdzą, że iż mimo swojego wieku i tak jest lepszy od BMP, gdyż nie stosuje kompresji stratnej. Oczywiście tworzy duże pliki wyjściowe, ale o doskonałej jakości. Niektórzy graficy twierdzą, że jest to najlepszy format dla prezentacji ekranowych.

======================================================================

.XPM

X Pixmap to format obrazu używany przez X Window System.

======================================================================

.CDR

Format grafiki wektorowej stworzonej przez firmę Corel Corporation. Jako pierwszy zdobył sobie tak wielką popularność i do dziś stanowi jeden ze standardów, graficznych mimo komercyjnej dystrybucji.

======================================================================

4. Modele kolorów

Model koloru - matematyczny system opisu koloru w przestrzeni parametrów, w specyficznym układzie współrzędnych, np. RGB, gdzie parametry R, G i B przyjmują wartości z ustalonego zakresu: jako liczby ułamkowe od 0 do 1 lub, alternatywnie, jako liczby całkowite od 0 do 255.

Do określenia koloru potrzebne jest prócz samego parametrycznego modelu - jego powiązanie z przestrzenią rzeczywistych kolorów, a więc określenie jakiej fizycznej długości fali świetlnej odpowiada dany punkt w układzie RGB.

Przestrzeń kolorów to pewien model koloru wraz z odwzorowaniem tego modelu w ustalony "fizyczny" układ kolorów. Np. przestrzenie "Adobe RGB" i "sRGB" to dwie różne przestrzenie kolorów bazujące na tym samym modelu - różniące się ww. odwzorowaniem.

Red, Green, Blue - 3 składniki barwy, parametry modelujące powstawanie koloru na ekranach monitorów kineskopowych i ciekłokrystalicznych. Nie jest to w ogólności model absolutny, odwzorowanie 3 liczb w przestrzeń kolorów zależy od rodzaju urządzenia reprodukującego i jego ustawień (jasność, kontrast itp.). Model absolutny to np. Adobe RGB, który szczegółowo określa parametry czystych barw R, G, B w odniesieniu do CIE XYZ, a także niektóre parametry techniczne monitora (w szczególności jego luminancję dla punktu białego i czarnego - ilość światła emitowaną przez jednostkę pow. ekranu).

RGB jest addytywnym modelem barw, kolory powstają przez sumowanie sygnałów w poszczególnych kanałach. Jasność wynikowego koloru zależy z grubsza od sumy sygnałów składowych.

Przestrzeń barw RGB jest często wizualizowana jako sześcian w przestrzeni parametrów R, G i B.

=====================================================================

Cyan, Magenta, Yellow, blacK - model oparty o barwy dopełniające do podstawowych R, G, B:

C = W - R

M = W - G

Y = W - B

gdzie W oznacza kolor biały (White). Jest to model subtraktywny - barwy powstają prze odejmowanie poszczególnych składników od światła białego.

Model ten odpowiada zjawisku powstawania barwy przez odbicie światła od powierzchni przedmiotów. Powierzchnia przedmiotów barwnych pochłania część spektrum padającego na nie światła, światło odbite docierające do obserwatora wywołuje w oku wrażenie koloru.

C, M, Y odpowiadają pigmentom nanoszonym w procesie poligraficznym na papier. Każdy z nich, odbijając białe światło, pochłania odpowiednią cześć spektrum, a światło odbite tworzy w oku obserwatora wrażenie barwy.

Nałożenie wszystkich 3 pigmentów produkuje kolor czarny (całe spektrum padającego światła jest absorbowane). W praktyce jednak wygląda on jak brudny brąz. Dlatego używa się dodatkowego wyciągu czarnego K: czarny tusz jest tańszy niż C, M i Y, a ponadto użycie 3 pigmentów powodowałoby wolniejsze schnięcie wydrukowanego materiału, rozmazywanie szczegółów itp.

Intensywność poszczególnych pigmentów regulowana jest w druku gęstością siatki rastra - biały papier wyzierający pomiędzy punktami rastra "rozrzedza" dany pigment. Każdy z wyciągów wykorzystuje inny kąt nachylenia siatki rastra, tak aby uniknąć nakładania się pigmentów.

=====================================================================

Hue, Saturation, Value (czasem Brightness, Lightness, Intensity) - alternatywna reprezentacja przestrzeni RGB, która lepiej oddaje relacje właściwe ludzkiej percepcji barwy, zachowując prostotę obliczeniową. H określa numerycznie barwę (w skali kątowej 0-360º, w odniesieniu do koła barw), S - nasycenie, natomiast V - jasność koloru (B, L, I to inne miary jasności)

Parametry jasności

V = max { R, G, B }

B = ( R + G + B ) / 3

L = ( max { R, G, B } + min { R, G, B } ) / 2

Y = 0.3 R + 0.59 G + 0.11 B

Parametr Y, zwany też luminancją, odpowiada percepcji jasności koloru przez ludzkie oko.

=====================================================================

5. Programy graficzne

Programy graficzne – użytkowe programy komputerowe służące do tworzenia i modyfikacji plików graficznych. Ogólna nazwa programów komputerowych służących do tworzenia i edycji grafiki komputerowej.

Programy graficzne dzieli się na umożliwiające modyfikacje:

• grafiki rastrowej

• Adobe Photoshop

• Photoline

• Corel Photo-Paint

• IrfanView

• GIMP

• Paint

• PaintShopPro

• grafiki wektorowej

• dwuwymiarowej (2D)

• Adobe FreeHand

• Adobe Illustrator

• CorelDraw

• inkscape

• trójwymiarowej (3D)

• 3D Studio Max

• Blender

• Cinema 4D

• Imagine 3D

• LightWave 3D

• Maya

• Softimage

• Solid Edge

• True Space