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.

Segédanyag

http://sarbo.web.elte.hu www.gimp.hu

Sarbó Gergely sarbo.gergely@expressio.hu