a számítógépes képfeldolgozás
DESCRIPTION
A számítógépes képfeldolgozás. Történelem. Definíció I. A számítógépes grafika (CG) a vizuális számítások azon területe, ahol számítógéppel szintetizált vizuális képeket gyártunk, melyeket integrálunk a valós világból mintavételezett, esetleg átalakított részleges adatokkal. Definíció II. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
A SZÁMÍTÓGÉPES KÉPFELDOLGOZÁS
Történelem
Definíció I.
A számítógépes grafika (CG) a vizuális számítások azon területe, ahol számítógéppel szintetizált vizuális képeket
gyártunk, melyeket integrálunk a valós világból mintavételezett, esetleg átalakított részleges adatokkal
Definíció II.
A számítógépes fényképfeldolgozás a vizuális számítások azon területe, ahol számítógéppel fényképek számunkra nem
megfelelő tulajdonságait utólag digitálisan javítjuk egyes esetekben a képnek csak részeit használjuk
fel egy új kép létrehozásához Magazinok készítése, „fake” képek készítése,
reklámanyagok, prospektusok, stb.
Reuters fotója alapján Photoshop verseny
Történelem
1963 Ivan Sutherland – Sketchpad PhD munka az MIT egyetemen Új kommunikációs csatorna gép és ember
között Valamennyi CAD szoftver őse Megnyitja az utat a művészet felé
Sketchtpad
GUI (Grafikus kezelőfelület) Objektumokat és hivatkozásokat használ Egyszerű geometriai objektumok
szerkeszhetőek vele Környezet: Lincoln TX-2
tranzisztorokból épült fel 64Kb memória
Komoly fizikai átépítést igényelt Batch mód helyett interaktív módban működött CRT monitor kimenetet gyártottak hozzá
Fényceruza, plotter Éppen akkor találták fel
Kezelőfelület
Kezdetek
Eleinte egyetemi, állami kutatások Első mozifilmes alkalmazások
Futureworld (1976) – emberi arc és kéz animációja, Ed Catmull & Parke, University of Utah.
Innen gyors fejlődés
Egy kicsi elmélet
Fényképek és digitális képek Tárolás Jellemzők Lehetőségek
Analóg kép és részei
Analóg kép és részei
Filmen lévő képi információ alapegysége elméletileg a szemcse
Kisebb-nagyobb méretű szemcsék színezékszemcsék fekete-fehér fotóanyagon ezüstszemcsék
Szemcsék elhelyezkedése a felületen véletlenszerű, egyenetlen, szórt
Szemcsék mérete filmfajtánként változó Színes filmen az alapszíneket három
egymás alatt elhelyezkedő réteg hordozza egy elméleti képpontban mindhárom alapszín
jelen van
Kép digitális tárolása
A vektorgrafikus formátumban a képet alkotó objektumok, vagy rajzelemek tulajdonságai szerepelnek az állományban Geometriai alakzatok, minták,
színátmenetek tárolása CorelDraw
Kép digitális tárolása A pixelgrafikus formátumban az adott kép
minden egyes képpontjának színinformációja eltárolásra kerül Raszter – képpontok színeinek tárolása
Photoshop Paint GIMP
Analóg kép és részei
A kép egyes pontjainak színét egy számjeggyel határozzuk meg a képen látható információ hosszú számsorrá alakul
értelmezhető az informatikai eszközök számára A folyamat neve: digitalizálás Képfájl: az a számsor, ami egy adott kép
információit hordozza számítógéppel módosítható, tárolható, továbbítható, képpé
alakítható Papírkép szkenner segítségével digitalizálható Valós látvány digitalizálásának eszköze: digitális
fényképezőgép bemenet: látvány kimenet: számjegyekből álló képállomány
Digitális kép és részei
Digitális kép és részei
Analóg képekkel szemben kötöttebb szerkezetű
Kinagyítva egymás melletti kis négyzeteket látunk szabályos sorokba és oszlopokba rendezve
Ezeket a kis négyzeteket pixeleknek nevezzük a digitális kép legkisebb információt hordozó
egysége pixel = képpont
Egy adott pixel egész felülete azonos színű nincs benne színkülönbség
Valós kép digitalizálása
1. Felület felosztása pixelekreA képre egy négyzethálót helyezünk, minden hálószem egy pixelnek felel meg
2. Az egyes képpontok színének meghatározásaMinden színnek kell adni egy számot számsor, ami a kép információit hordozza (képfájl)Az információk elrendezésének többféle szabványa van, ezeket a szabványokat nevezzük fájlformátumoknak
Felbontás
Pixel-1: vízszintesen 8, függőlegesen 6 pixelPixel-2: vízszintesen 15 pixelPixel-3: vízszintesen 20 pixelPixel-4: vízszintesen 30 pixelPixel-5: vízszintesen 50 pixelPixel-6: vízszintesen 100 pixel
Felbontás
A digitális képek egyik jellemző adata Értéke annál nagyobb, minél több pixel alkotja a
képet Nagyobb felbontású kép
több részletet tartalmaz több információ
Felbontás számszerű meghatározása: a képet alkotó pixelek száma: (vízszintesen és
függőlegesen) példa: 1500×2000 képpont (=3millió) megapixeles meghatározás: 1megapixel=1millió
pixel digitális fényképezőgépeknél elterjedt (nem
centiméterben mérhető képről van szó)
Fizikai méretet nyomtatás, monitoron való megjelenítés képpontok száma hatással van a nyomat méretére
Bizonyos fokú nagyítás után a pixelek láthatóvá válnak több képpontból álló állományról nagyobb kép
készíthető Nyomtatásnál és szkennelésnél használt
felbontás: dpi (dot/inch = képpont/hüvelyk) egy inch (25,4mm) hosszra eső pixelek száma monitor: 72 vagy 96 dpi fotólaborok: 200-300 dpi
Megapixel
Konkrét pixelszá
m
Nyomtatható méret 300
dpi-nél
Nyomtatható méret 200
dpi-nél
Nyomtatható méret 150
dpi-nél
Nyomtatható méret 100
dpi-nél
2 Mpx 1600×1200
13 cm 19 cm 26 cm 39 cm
3 Mpx 2048×1536
16 cm 24 cm 32 cm 48 cm
4 Mpx 2272×1704
18 cm 27 cm 36 cm 54 cm
5 Mpx 2592×1944
22 cm 33 cm 44 cm 66 cm
6 Mpx 3072×2084
26 cm 39 cm 52 cm 78 cm
8 Mpx 3264×2448
28 cm 42 cm 55 cm 83 cm
11 Mpx 4064×2704
34 cm 51 cm 68 cm 102 cm
Színmélység
Színmélység Digitális képnél a pixelek színét egy
kettes számrendszerbeli szám írja le Minél több számjeggyel (bittel)
definiáljuk egy képpont színét, annál több szín jelenhet meg az adott képen
A színmélység a pixelek színét leíró számjegyek (bitek) mennyiségére utal megadás a bitek számával
1, 8, 16, 24, 32 bit
Egybites képek színét csak 0 vagy 1 számmal jelölhetjük
Két szín: fekete vagy fehér
1 bit = 21 = 2 Vonalas rajzok, szöveges
dokumentumok
Két bites képnél négy szín lehetséges
2 bit = 22= 4
Négy bites képeknél 16 szín áll rendelkezésre
4 bit = 24= 16 Grafikai hatású
képek készítése
Nyolc bites képnél 256 szín áll rendelkezésre
8 bit = 28= 256
24 bites színmélységnél a képen több mint 16millió szín szerepelhet
24 bit = 224
Fotószerű színvisszaadás
Nyolc bites szürkeárnyalatos kép
256 szürkeárnyalat Fekete-fehér képek
megjelenítése
Színcsatornák
Minden valós szín meghatározható 3 megfelelően megválasztott színnel vagy más adattal
Egy adott képfájl mindig egy módszert használ grafikai programok segítségével az egyik módból
a másikba alakítható a kép Az egyes módokat a képek különböző
felhasználási területeinek igényeihez alakították televízió, nyomda
Színmeghatározás módjai
CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, blacK) - kékeszöld, bíbor, sárga, fekete (szubsztraktív színkeverés)
RGB (Red, Green, Blue) - vörös, zöld, kék (additív színkeverés)
Lab (Lightness, a, b) világosság, zöld-bíbor különbség, kék-sárga különbség
HSB (Hue, Saturation, Brightness) - színezet, telítettség, világosság
Egy szín meghatározásánál az egyes alapszínek értékeihez számokat rendelünk Például RGB módban: külön-külön számszerűen
meg kell határozni az adott szín vörös, zöld és kék összetevőinek mértékét az egyik alapszín és annak értéke jelent egy
színcsatornát
A számítógépek monitorai az RGB színmódot használják A monitor képernyőjén a képet különböző
erősséggel világító pontok alkotják A fénykibocsátás erőssége nagy különbségeket
mutathat, ezért ezzel a módszerrel sokféle szín megjeleníthető
RGB színmódban a három alapszín erősségét 0-tól 255-ig terjedő számsor számaival jelölik
A 0 (nulla) jelenti a feketét, a 255 a telített színt például a feketétől a telített vörösig 256
világossági fokozat lehetséges Az R:0, G:0, B:0 értékek a fekete színt Az R:255, G:255, B:255 számok a fehéret jelölik Ha a három szám azonos érték, akkor a három
alapszín azonos erősséggel van jelen Ez mindig valamilyen szürke árnyalat
A színnek akkor van színjellege (tarka), ha az alapszínek nem egyenlő arányúak
• A nyomdaipar a színes képek nyomtatásához a CMYK színkezelést használja (Cyan, Magenta, Yellow, Black)– A fekete azért szükséges, mert a másik
három színből nem lehet elég erős fekete tónust létrehozni + sok a fekete elem (szöveg)
• Az értékeket százalékos formában kell megadni
• A CMYK színmód hiányossága, hogy nem képes minden színt visszaadni, ami RGB módban a monitoron megjelenik– élénk színek egy része eltompul
Koordinátarendszer Koordináta
X,Y Bal felső sarok a 0,0 Jobbra ill. lefele nő
Pixelgrafikus képek hátrányai
A formátum hátránya, hogy a kicsinyítés /nagyítás műveletei mindig torzítással járnak
„kockásodás” Nehézségekbe
ütközünk, ha az ilyen típusú állományokon bizonyos műveleteket szeretnénk végezni
pl. kijelölés
Pixelgrafikus képek hátrányai A fényképen a taxi alakjának kijelölése igen
nehézkes Erős nagyításban sem tudjuk pontosan
elkülöníteni a járművet a hátterétől
Pixelgrafikus képek tárolása
Az állományok igen nagy méretűek, minden egyes képpontról el kell tárolni a rá jellemző színinformációt A képállományokat tömörítjük
Veszteséges tömörítés Veszteségmentes tömörítés
Veszteségmentes tömörítés
Veszteségmentes tömörítés A tömörítés eredményeképpen kapott
állományból maradéktalanul visszaállíthatjuk az eredeti képet
Például a BMP, GIF vagy PNG formátumú képek
Néhány veszteségmentes formátum: BMP BMP = Bitmap A Windows és az OS/2 rendszerekhez
kifejlesztett formátum 1, 8, 16, 24 bites Jellemzően tömörítés nélkül, esetleg
tömörítéssel tárol Ikonok, programelemek, régebben képek
Néhány veszteségmentes formátum: GIF
GIF = Compuserve Graphics Interchange Format 1-8 bit, maximum 256 szín GIF87a GIF89a
a paletta egyik szabadon választott színe már átlátszó is lehet
ekkor jelentek meg az azóta töretlen népszerűségnek örvendő apró, mozgó rajzocskák, az animált GIF-ek
Néhány veszteségmentes formátum: PNG PNG = Portable Network Graphics
veszteségmentes, ám a tömörítési eljárásuk 10-30 százalékkal jobb a GIF-nél
támogatja az átlátszóságot
Néhány veszteségmentes formátum: RAW és TIFF
RAW = Raw Binary Data professzionális fényképezőgépek lehetővé teszik,
hogy a képérzékelőből nyert nyers adatokat a szükséges kiegészítő információkkal együtt veszteségmentesen tömörítsük
a fájlok szerkezete igen gyakran változik, nem csupán gyártónként, de igen sokszor típusonként is
egyfajta "digitális negatív", mivel a fényképezőgép nem végez rajta semmiféle képfeldolgozási műveletet
Pl. zajszűrés, élesítés, fehéregyensúly TIFF = Tagged Image File Format
ipari szabvánnyá vált képformátum a TIFF 6.0 gyakorlatilag napjaink vezető nyomda-
formátuma lett
Néhány veszteséges formátum: JPG
JPG = Joint Photographic Experts Group File Interchange Format
eredetileg több JPG-szabvány volt veszteséggel ugyan, de igen jó minőségben tömörít kis fájlmérete miatt az internet egyik legkedveltebb
formátuma
Rétegek
Egyszerű programok (Paint) egy réteget kezelnek Képzeljük el, mint egy papírlap
Haladóbbak többet (GIMP, Photoshop) Képzeljük el, mint több papírlap egymáson Vannak átlátszó részek Keverés
Összeadás, kivonás, szorzás, takarás stb Ezek a képpontokon végzett matematikai
műveleteket jelenti
Rétegek
Képszerkesztő szoftverek
Photoshop Professzionális Nagyon drága A legjobb – a profi grafikusok ezt használják
Gimp Egyre jobb, de azért egy kicsit mindig le
van maradva Ingyenes Van, amikor jobb választás
gyorsan betöltődik egyszerű más formátumokba menteni
Photoshop
Glenn Knoll, Thomas és John Apple II Plus 1987 Apple Macintosh Plus
Ph.D „Processing of digital images” Industrial Light and Magic (ILM) CG 101: A Computer Graphics Industry Reference
1988 ImagePro Photoshop 1.0 Thomas egyéb ténykedései
„Mission Impossible” „Star Trek: First Contact” „Star Wars: Episode I - The Phantom Menace”
GIMP I.
1995 augusztus University of California, Berkeley Spencer Kimball and Peter Mattis
Órai projekt 1996 február
Korai béta verzió 1996 július GIMP toolkit (GTK) Problémák
Rossz memóriakezelés Nincsenek rétegek
1997 február GIMP 0.99 – mai forma
1998 május 19 GIMP 1.0
Fagyi
Gyakran fagy vagy produkál érdekes dolgokat
Mentsünk minél gyakrabban! Tipikus hibajelenségek
Nem hagy kijelölni Nem hagy rajzolni Nem azt jelöli, amit szeretnénk Nem oda rajzol, ahova szeretnénk
A GIMP alapelemei
Képek Lehet több is megnyitva Nagyobb fájloknál a merevlemezre swappel
Rétegek Csatornák
RGB Kiválasztás
A szélét szaggatott vonallal jelzi 50%-os a határ
Gyorsmaszk Visszavonás Plug-in Script
Főablakok
Eszköztár Eszköz paraméterei Képablak Réteg dialógusdoboz Ecsetek/minták/átmenetek Fájl menü/párbeszédablakok
Visszavonás
CTLR+Z vagy Edit/Undo Maximum undo memory Undo history Nem visszavonható
Kép bezárása Kép újratöltése Néhány elemi művelet
Vonal rajzolásánál nem pontokra, hanem egész szakaszra érvényes
Legegyszerűbb műveletek
Képméret változtatása: Kép menü/kép átméretezése
Kép tömörítésének változtatása: Fájl menü/mentés másként
Képrészlet kivágása: Kivágó eszköz használata
Képinformáció: Kép menü/kép tulajdonságai
Kép tükrözése: Tükröző eszköz használata
Egyenes vonal húzása SHIFT segítségével
Segítség, beragadtam!
Haladóknál is gyakori Lebegő kijelölés Rejtett kijelölés
CTRL+T Nézet menü/kijelölés megjelenítése
Kijelölésen kívüli eszközhasználat Kikapcsolt rétegen történő eszközhasználat Nulla átlátszóságú rétegen történő
eszközhasználat
Fájlkezelés
Betöltés CTRL+O Fájl menü/megnyitás Drag & drop
Új létrehozás Kézi paraméterek Sablonok
Mentés CTRL+S
Mentés másként Kiterjesztés adja meg a fájltípust
Eszközök
Kijelölőeszközök CTRL középpontból, SHIFT szabályos Lágy szélek Mozgatás ALT segítségével Gyorsmaszk Intelligens olló Mindent CTRL+A; Semmit CTRL+SHIFT+A;
Invertálás CTRL+I Rajzolóeszközök
Egyenes vonal rajzolása Alakzat rajzolása
Rétegek
Átlátszóság Ki- és bekapcsolás (SHIFT) Átlátszóság megőrzése kapcsoló Keverési mód
Ecsetek, minták és gradiensek Ecset, ceruza, festékszóró, tus
Ecsetszerkesztő CTRL+SHIFT+B
Festékes vödör Színátmenet eszköz
Színeszköz
Színegyensúly Árnyalat-telítettség Színezés Fényerő-kontraszt
Kép transzformálása
Vízszintes és függőleges tükrözés Forgatás 90 fokkal és tetszőleges
Segédvonalak használata Képrészlet kivágása Kép mérete Rajzvászon mérete
Szűrők
Elmosás Zaj Festményszerűség Stb.