Grafika inżynierska wykład 1
Grafika rastrowa- obraz składa się z pikseli.
Grafika wektorowa- wykorzystuje matematyczny opis kształtów i linii np.: atrybuty obiektów:
System RGB jest systemem ADDYTYWNYM i ma zastosowanie przede wszystkim w wyświetlaniu obrazu na ekranach monitorów i odbiorników TV.
W układzie dwuwymiarowym nie jest możliwe przedstawienie wszystkich parametrów modelu kolorów i barw- dlatego wprowadzono model przestrzenny.
Maska typu delta- delta:
Trzy wyrzutnie i plamki luminoforu są uporządkowane w trójkątny wzór (delta). Maska pozwala elektronom z każdej wyrzutni uderzyć tylko w odpowiednie plamki luminoforu.
Inwar- stop żelaza i niklu.
Triada- stanowi najmniejszy element wyświetlania jaki może istnieć. Składają się z trzech kropeczek.
System PIL (paski)
System Liquid Crystal Display
Piksele składają się z trzech subpikseli. Ich wielkość na ekranach LCD jest wielkością stałą
0,264 mm- standardowa wielkość piksela
Algorytm DDA ( Digital Differential Analizer
Proces rysownia można ulepszyć wykonując ośmiokątną symetrię okręgu. Dla pełnego wykreślenia okręgu należy wykonać obliczenia dla segmentu o kącie 45⁰..
Antylaising- metody usuwania zakłóceń. ( Wyświetlają kolory pośrednie).
Precyzyjne określanie kąta rastra jest niezbędne dla „czystości” druku.
1″= 25,4mm
Cal- podstawowa jednostka w grafice komputerowej.
Źródła uzyskiwania plików rastrowych:
- „rzuty ekranowe”
- cyfrowe aparaty fotograficzne,
- skanery,
- rastrowanie plików wektorowych.
[(a x R) x (b x R)] x G=Wp
Szerokość zdjęcia
b – wysokość zdjęcia
R- rozdzielczość skanowania
G- głębia kolorów( w bitach)
Wp- wielkość pliku( w bitach)
Grafika inżynierka W2(06.03.2013)
Przykładowe wielkości plików uzyskanych w czasie skanowania:
Rysunek czarno-biały 10x10cm. Rozdzielczość skanowania 1200 dpi. Skan 1-bitowy.
Wp – 2,8MB
Fotografia kolorowa 9x13cm. Rozdzielczość skanowania 300 dpi. 24 bitowa głębia barw.
Wp - 4,7MB
Ta sama fotografia. Rozdzielczość skanowania 600 dpi.
Wp – 18,7MB
Filtry podczerwieni (IR) w aparatach cyfrowych
Każdy cyfrowy detektor światła stosowany w aparatach cyfrowych jest bardzo czuły w świetle podczerwonym. Oko ludzkie jest w stanie widzieć tylko wyłącznie w świetle widzialnym, czyli dla fal EM o zakresie 350-780 nm. Aby aparat rejestrował wyłącznie światło widzialne, stosuje się filtr IR, który odcina większość światła od długości fali dłuższej niż 0,7 um, a także nadmiar światła UV. Docierające do detektora światło ma dzięki temu taki zakres barw, jak ten rejestrowany przez oko ludzkie.
Korekcja błędów zdjęć cyfrowych
Liniowe i nieliniowe narzędzia korekcji
Liniowe - posiadają dokładnie taki sam wpływ na każdy piksel obrazu, przykład: narzędzia – Barwa – Nasycenie – Jasność jaskrawość – Kontrast – Intensywność
Nieliniowe – pozwalają na dokładne wyselekcjonowanie pikseli o ściśle określonych wartościach i wykonywanie na nich określonych operacji, przykład: narzędzia – Równoważenie kolorów, Krzywa tonalna.
-PNG – Portbale Network Graphics
Format TIFF obsługuje sześć różnych sposobów kodowania oraz trzy różne tryby obrazków:
*czarno-biały
*skalę szarości
*kolorowy (do 64 bitów)
W plikach TIFF można przechowywać dane w formacje RGB i CMYK.
Metody kompresji danych dla formatu TIFF:
-LZW
-PachBits
-Huffman
-CCITT3-1Din, CCITT3-2Din, CCITT4
Współczynnik kompresji dla kolorowych obrazków zwykle nie przekraczają 2:1 i jest wielkością zmienną –zależną do rodzaju bitmapy.
Format GIF został opracowany przede wszystkim z myślą o publikacji grafiki w Internecie.
Format GIF obsługuje:
-obrazki 1-bitowe
-obrazki kolorowe z głębią kolorów 8 bitów w systemie RGB
-obrazki z 8-bitową głębią szarości
W3
FORMAT JPEG
JPEG- jest standardowym formatem umożliwiającym wymianę plików pomiędzy wieloma systemami wykorzystującymi najefektywniejsze metody kompresji.
FORMAT PNG
Format PEG zapisuje obrazy z zastosowana kompresji stratnej. Współczynnik kompresji osiąga wartości 20:1 przy zachowaniu dobrej jakości kompresowanego obrazka.
PNG- jest formatem wykorzystującym najefektywniejsze metody kompresji bezstratnej. Bezstratna kompresja obrazów, w których nie można pozwolić sobie na utratę danych.
KODOWANIE LINIOWE RLE:
RLE ( Run Lenght Encoding) algorytm grupuje identyczne piksele
Jeśli w linii występuje obok siebie kilka identycznych pikseli, zostają zgrupowane. W ten sposób przebiega bezstratna kompresja. Redukcja wielkości pliku ma miejsce jeśli obok siebie występują przynajmniej dwa identyczne piksele. Działa wiersz po wierszu, obraz z poziomymi liniami jest kompresowany znacznie lepiej niż obraz z liniami pionowymi.
KODOWANIE LZW:
L- Lempel
Z- Ziva
W- Welch
Często powtarzające się układy pikseli zastępowane są kodami (C1, C2). Algorytm LZW jest algorytmem bezstratnym (podobnie jak RLE), zapewnia jednak wyższy stopien kompresji, ponieważ operuje nie tylko na ciągach identycznych pikseli.
KOMPRESJA JPEG:
Zależność jakości od stopnia kompresji (1800kB-> 8kB)
ENTROPIA:
Przekształcenie procesów zachodzących między wejściami a wyjściami systemu, a więc wewnątrz danego systemu, a więc wewnątrz danego systemu polegające na przetwarzaniu materii, snergii i informacji w efekty finalne. Proces ten zalilany z zewnątrz- z otoczenia i przekazuje temu otoczeniu produkty koncowe i odpady wywołując w nim określowe zmiany i zakłócenia.
DPCM wykorzystuje te obserwacje.
W metodzie DPCM wartości piksela jest przewidywalna na podstawie wartości podzbioru dotychczas przeglądanych pikseli. W pamięci zapisywana jest różnica między wartoscią przewidywaną, a rzeczywistą.
20.03w4
Definiowanie krzywych
Punkty kontrolne:
- zbiór punktów decydujących o kształcie krzywej
Węzły (knots):
- punkty kontrolne ka krzywej
Interpolacja:
- krzywa przechodzi przez punkty kontrolne
Aproksymacja:
- punkty kontrolne jedynie „sterują” kształtem krzywej
Wykres
Krzywe Hermite’a Charles Hermite- matematyk francuski
P4 wartość stała dla każdej krzywej
Kierunek wektora stycznego R4 w punkcie P4
P1 dla każdej krzywej inna wartość R1
Kierunek wektora stycznego R1 w punkcie P1
Rodzina krzywych parametrycznych Hermite’a trzeciego stopnia. Zmieniają się tylko kierunki i wartości wektorów stycznych w punktach początkowych i końcowych.
Reprezentacja obiektów graficznych:
OBIEKTY GRAFICZNE TRÓJWYMIAROWE istniejące w świecie rzeczywistym lub sztucznie tworzone, mogą być w obrazie komputerowym reprezentowane (opisywanie) przy pomocy:
Modelowania powierzchni:
- siatki wielokątów
- powierzchnie parametryczne
- powierzchnie drugiego stopnia
2. modelowania brył
Modelowanie powierzchni za pomocą siatki wielokątowej:
Obecnie najczęściej stosuje się opis obiektów trójwymiarowych za pomocą siatki wielokątowej (najczęściej stosowanie są trójkąty lub prostokąty). Opis składa się ze współrzędnych punktów siatki- werteksów.
Siatka wielokątowa
Parametryczne powierzchnie bikubiczne
Uogólnienie parametrycznych krzywych trzeciego stopnia
S,t- dwie zmienne parametryczne
G(s) są krzywymi trzeciego stopnia
Dla ustalonej wartości s uzyskujemy krzywa
10.04
Grafika komputerowa w medycynie:
Tomografia komputerowa jest badaniem obrazowym wykorzystującym do oceny narządów ciała ludzkiego.
Obiekt przestrzenny może być kodowany za pomocą jednoznacznej listy zajętych komórek,
Łatwe jest sprawdzenie czy komórka jest wewnątrz czy na zewnątrz bryły.
Metoda vokselowa jest często wykorzystywana do reprezentowania danych przestrzennych otrzymywanych z takich źródeł jak tomograf komputerowy.
Tomografia komputerowa jest systemem pośredniego zobrazowania. Oznacza to że w wyniku pomiaru nie otrzymuję się bezpośredniego obrazu, lecz obraz uzyskiwany jest na drodze obliczeń matematycznych.
Skuteczność przekazu informacji:
Grafika komputerowa jest używana do tworzenia zarówno dokładnych jak i uproszczonych informacji geograficznych.
Grafika fraktalna
Fraktalne – kompresja fraktalna obrazóW,
Trójkąt Sierpińskiego
Trójkąt Sierpińskiego otrzymuję się następująco:
W trójkącie równoboczny łączy się środki bloków, dzieląc go w ten sposób na cztery mniejsze trójkąty. Trójkąt środkowy usuwanie się a wobec trzech pozostałych trójkątów operacje Se powtarza, dzieląc każdy z nich na cztery mniejsze trójkąty, usuwając środkowy, a wobec pozostałych czynności się powtarzają. Punkty pozostające po nieskończenie wielu powtórzeniach tej operacji tworzą trójkąt Sierpińskiego.
Dywan Sierpińskiego to fraktal otrzymany z kwadratu za pomocą podzielenia go na dziewięć( 3x3) mniejszych kwadratów, usunięcia środkowego kwadratu i ponownego rekurencyjnego zastosowania tej samej procedury do każdego z pozostałych ośmiu kwadratów.
Piramida Sierpińskiego powstaje z czworościanu foremnego przez wykonanie następującego algorytmu:
Weź ostrosłup boku długości x:
1. utwórz 4 ostrosłupy o boku długości 1\2x i umieść je w przestrzeni tak aby zawierały się w dużym ostrosłupie oraz każdy miał wspólny jeden wierzchołek z dużym ostrosłupem
2. Usuń duży ostrosłup
3. do każdego z 4 małych ostrosłupów zastosuj ten algorytm.
Po nieskończonej licznie powtórzeń opisanych otrzymujemy Piramidę Sierpińskiego.
17.04
….
Logo może odnosić się do znaku identyfikującego: firmę produkt akcję organizacji zadanie obszar prawa itp.
Logo musi być czytelne zarówna na wielkim jak i na bardzo małym formacie
Logo musi być na tyle charakterystyczne, aby każdy kto na nie spojrzy dobrze je rozpoznał i właściwie skojarzył.
Logotypy i znaki towarowe ( podział):
- graficzne- zbudowane tylko z grafiki, nie przekazujące żadnej treści,
- rzeczywiste- reprezentują wyobrażenie jakiegoś istniejącego obiektu osoby zwierzęcia rzeczy
- abstrakcyjne- nie naśladują rzeczywistość i są kompozycją złożoną z linii kolorów brył i płaszczyzn
- tekstowo graficzne – zbudowane tylko z grafiki i napisu który może być hasłem lub zawierać inną treść
- kolory tęczy logo nie posiada nadzwyczajnego znaczenia symbolicznego ale jest bardzo charakterystyczne w projektach firm zajmujących się malarstwem i produkcją farb.
Proces projektowania logotypów
Pełny proces budowy znaku począwszy od zlecenia s skończywszy na opracowaniu znaku „Księgi znaku” powinien przebiegać według określonych etapów:
- Etap I zebranie informacji na temat projektu- uwzględnia się oczekiwania zleceniodawcy, przeprowadza się badanie rynku i konkurencji z dokładną analizą produktu, profilu i firmy
- Etap II – opracowanie wstępnej koncepcji ( w kilku wersjach)
- Etap III- opracowanie szczegółów wizualnych iż zastosowanie ich w projekcie:
* wybór czcionki,
* wybór elementów graficznych
* kolorystyka
-Etap IV- zestawienie całości koncepcji, zaimplementowanie wybranych cech do całości projektu i jego pierwsza prezentacja. Wyszczególnianie i nanoszenie ewentualnych poprawek.