RAČUNARSKA GRAFIKA

Uvod

Teme

Obrada crteža – osnovni pojmovi Osnovni pojmovi Predstavljanje slika u računaru Osnovni formati slika (BMP, JPG, ...) Biblioteke gotovih slika Osnovna obrada slika

Prednosti korišćenja računara za crtanje

Tačnost i preciznost

Lakša izmena crteža

Veća efikasnost - brzina crtanja

Crtanje u seriji

Biblioteke gotovih elemenata

Automatizacija projektovanja

Mogućnost animacije

Podela programa za rad sa grafikom

Programi za rad sa grafikom se prema nameni mogu podeliti na nekoliko kategorija: za tehničko crtanje (AutoCAD, ArchiCAD...) za grafički dizajn (Corel Draw, Adobe

Photoshop...) za slikanje, obradu fotografija (Paint, Adobe

Photoshop...) za animaciju (3D-studio, 3D-max...) za obradu video zapisa (Sony Vegas, Nero

Vision Express, Adobe Premiere Pro..) ostali (pregled fotografija i slika - ACDSee,

izrada ikonica -Microangelo…)

Podela programa za rad sa grafikom

Programi rad sa grafikom se prema načinu rada mogu podeliti prema dve kategorije: vektorski - draw tj. programi za

crtanje (Autocad, Adobe Illustrator, Corel Draw...)

rasterski - paint tj. programi za slikanje – retuširanje (Paint u Windowsu, Corel PhotoPaint, Adobe Photoshop...)

Predstavljanje crteža Treba razlikovati način

predstavljanja crteža u računaru - što zavisi od

programa na izlaznoj jedinici - što

zavisi od tehničkih karakteristika grafičke jedinice

Postoje dva osnovna načina za predstavljanje crteža na računaru: vektorski i rasterski

(bitmapirani). Uobičajeno je

kombinovanje vektorskih i rasterskih crteža

Vektorski način predstavljanja crteža

Kod vektorskog načina pamte se linije i objekti od kojih je slika sastavljena i njihove osobine: pozicija i veličina debljina, vrsta i boja - za linije boja unutrašnjosti - za zatvorene konture i objekate

Primer: za krug, potrebno je zapamtiti: tip objekta - krug, koordinate njegovog centra, poluprečnik, boju, debljinu i vrstu linije i boju kojom je popunjen.

Količina podataka u fajlu koji treba zapamtiti tj. veličina slike u memoriji zavisi od složenosti odnosno kompleksnosti slike (tj. koliko na njoj ima objekata i linija).

Vektorski crtež se obično dobija pravljenjem u nekom od programa za obradu vektorske grafike na računaru.

Vektorsko predstavljanje

Kod vektorskih programa objekti crteža se lako menjaju (povećavaju, smanjuju, pomeraju...) jednostavnom izmenom odgovarajućeg parametra. Nove vrednosti ostalih parametara se

izračunaju u zavisnosti od zahtevane promene, a zatim se u skladu sa tim nacrta i nova slika.

Delovi slike, koji nisu obuhvaćeni modifikacijom, se ne oštećuju.

Pri samom iscrtavanju slike na monitoru ili štampanju na štampaču, linije i objekti se zamenjuju najboljim mogućim prikazom na datom uređaju (shodno njegovoj rezoluciji).

Rasterski način predstavljanja crteža

Kod rasterskog predstavljanja na računaru slika se sastoji od mreže kvadratića u obliku matrice koji se nazivaju pikseli (pixel – picture element).

Svaki piksel ima svoje osobine: poziciju, boju i intenzitet boje (osvetljenje)

Primer: ako je na slici samo krug, potrebno je zapamtiti boju za svaku tačku slike – i na kružnici, i u krugu i izvan njega.

Zauzeće memorije za rastersku sliku zavisi od broja upotrebljenih piksela i broja boja koje su na raspolaganju.

Rasterska slika se obično dobija iz nekog od grafičkih ulaznih uređaja računara (skeneri, digitalni foto-aparati i kamere).

Rasterska i vektorska slika

Rasterskaslika

Vektorski crtež

Poređenje rasterskog i vektorskog predstavljanja

Rasterski programi su manje precizni od vektorskih. Kod vektorskog crtanja tačke na linijama crteža se

precizno definišu. Kod rasterskog se svaka tačka na linijama crteža se

zamenjuje, približno, pikselom koji najviše odgovara položaju te tačke.

Kod rasterskih programa problemi nastaju i kod povećavanja i smanjivanja slike

Pri značajnijem uvećanju slika postaje vidno nazubljena i mutnija.

Pri smanjivanju, sa slike se nepovratno “uklanjaju” neke tačkice (pikseli), pa se ponovnim povećanjem ne dobija polazna slika.

Krajnji kvalitet odštampane slike je ograničen kod rasterskih programa - rezolucijom same slike i

uređaja za štampanje. kod vektorskih programa - samo rezolucijom uređaja za

štampanje

Vektorski način predstavljanja crteža

Prednosti: lakše se modifikuju ne gube informaciju o crtežu pri njegovom

smanjivanju ne dolazi do deformacije pri promeni veličine crteža kvalitet odštampanog crteža zavisi samo od kvaliteta

izlaznog uređaja crteži zauzimaju manje memorije

Mane: memorija koju crtež zauzima zavisi od njegove

kompleksnosti mala realističnost prikazane slike (crteža)

Rasterski način predstavljanja slike

Prednosti: velika realističnost slike nezamenjivi su u čuvanju i radu sa

skeniranim materijalom i digitalnom fotografijom

nezamenjivi su pri simulaciji slikanja uvećanje kompleksnosti ne utiče na

količinu memorije potrebnu za čuvanje slike

Mane: teža izmena i premeštanje delova slike pri smanjivanju slike deo informacija

se nepovratno gubi promena veličine slike dovodi do njene

deformacije kvalitet odštampane slike je ograničen

njenom rezolucijom i kvalitetom uređaja za štampanje

Rezolucija Rezolucija predstavlja veličinu kojom se definiše

mogućnost razlikovanja sitnih detalja na slici Ona opisuje kvalitet same slike

Kvalitet je bolji što je rezolucija veća (linije su glatkije). Kod vektorskih uređaja rezolucija predstavlja najmanje

rastojanje na kome se mogu prikazati dve tačke. Kod rasterskih uređaja rezolucija je određena brojem

piksela po površini. Izražava se u:

Broju piksela po horizontali i vertikali (1280x1024 pix) ili broju piksela (10 Mpix)

Broju tačaka po inču (dpi – dots per inch) ili broju piksela po inču (ppi – pixel per inch)

Boje na slici Piksel u memoriji može biti predstavljen sa 8,

16, 24, 32 bita. Od broja bita zavisi i broj nijansi boja koje

piksel može da prikaže. 8 bita – 28 = 256 nijansi 16 bita – 216 = 65 536 nijansi 24 bita – 224 = 16,7 miliona nijansi 32 bita – 232 = 4,3 milijarde nijansi

Veličina slike u memoriji predstavlja broj piksela slike pomnožen sa brojem bita potrebnih za memorisanje svakog piksela.

Kvalitet prikaza slike zavisi od rezolucije (broja piksela) i broja nijansi boja koje svaki piksel može da prikaže.

Broj bita i broj nijansi

Čuvanje slike u memoriji Postoje dva načina:

Bez kompresije – svaki piksel je predstavljen posebno odgovarajućim brojem bita (pri obradi slike pomoću nekog programa – u RAM memoriji računara).

Sa kompresijom – uklonjeni su nepotrebni podaci – redundansa (čuvanje na hard disku).

Kompresija je smanjenje količine podataka potrebnih za predstavljanje slike u memoriji.

Može biti: Kompresija bez oštećenja (losless compression)

o Rekonstruisana slika identična je originalnoj (medicina) Kompresija sa oštećenjem (lossy compression)

o Rekonstruisana slika razlikuje se od originalne u meri u kojoj to dozvoljava primena (video prenos, fotografija,...)

Slike se obično zapisuju na memoriju primenom neke od metoda kompresije, jer bi u suprotnom zauzimale mnogo memorijskog prostora (10Mpix * 24 bit = 240 Mb = 30MB)

Osnovni formati BMP (bit map) format

Svaki piksel se memoriše pojedinačno odgovarajući brojem bita

Nema kompresije i gubitka podataka Slike su veoma velike

GIF (Graphics Interchange Format) format Niz istih piksela se memoriše kao jedan piksel i broj

uzastopno istih piksela Kompresija bez gubitka 256 nijansi boja U jedan GIF fajl mogiće je staviti više slika – GIF

animacija Koristi se u Internet prezentacijama jer zauzima malo

memorije (manje vreme prenosa preko Interneta)

Osnovni formati JPG ili JPEG (Joint Photographers Experts Group) format

Kompresija sa gubicima Zasniva se na osobini ljudskog oka da bolje detektuje

površine i oblike nego varijacije u boji i osvatljenju. Eliminiše informacije koje ljudsko oko (uglavnom) ne

primećuje. Veličina slike može da se smanji nekoliko desetina puta a da

se pri tome ne izgubi mnogo na kvalitetu prikaza slike. PNG (Portable Network Graphics) format

Kompresija bez gubitaka Nastao kao konkurent GIF formatu Bolje kompresuje sliku od GIF formata i nije ograničen na 256

nijansi boje. TIFF (Tagged Image File Format) format

Baziran je na GIF formatu Kompresija bez gubitaka Koristi se za čuvanje skeniranih fotografija

Crno-bela slika

Kod crno-bele slike pikseli uzimaju vrednosti iz opsega nijansi sive boje (osvetljaja) - grayscale.

Crno-beli monitor

Slika u boji

Postoje tri načina predstavljanja slike u boji: RGB (Red Green Blue) –

primarne boje svetlosti (sekundarne boje pigmenata).

CMY (Cyan, Magenta, Yellow) – primarne boje pigmenata (sekundarne boje svetlosti).

HSI (Hue, Saturation, Intensity)

RGB Boje se dobijaju

kombinovanjem tri osnovne boje svetlosti (crvene, zelene i plave).

Svaka slika u boji se sastoji od tri crno-bele komponente.

Svaka od komponenti predstavlja jačinu odgovarajuće osnovne boje svetlosti.

Monitori i kamere.

Monitori u boji

CMY

Sličan RGB sistemu. Boje se dobijaju kombinovanjem tri

osnovne boje pigmenta (cyan, magenta, yellow).

Svaka od komponenti predstavlja jačinu odgovarajuće osnovne boje pigmenta.

Crna boja koja se dobija kombinovanjem osnovnih nije dovoljno crna, pa kada se i ona ubaci sistem postaje CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Key black).

Štampači.

HSI HSI se još označava i kao HSV (Hue-Saturation-

Value) ili HSL (Hue-Saturation-Luminosity) Ovaj model odvaja crno-belu sliku i sliku u boji i

blizak je ljudskoj interpretaciji boje. Boja (Hue) - određuje nijansu boje onako kako

bi je ljudi definisali (teget, narandžasta, ljubičasta).

Zasićenost (Saturation) - određuje čistoću date boje, tj. koliko ima sive komponente u sebi. Što je manje prisustvo sive komponente, zasićenost je

veća – čistija boja Intenzitet (Intensity) predstavlja osvetljaj

tačke sa datom bojom (definisanom sa Hue).

Grafičke jedninice

Grafički izlazni uređaji se mogu podeliti na vektorske – primer: ploteri sa perima i sekači

(pera iscrtavaju samo linije crteža i ne prelaze preko delova papira na kojima ih nema).

rasterske – primer: monitori i sve vrste štampača, (rezultujući prikaz se formira od niza tačkica).

Skoro svi grafički ulazni uređaji rade kao rasterski, detektujući ulaz preko guste mreže sitnih tačkica (skeneri, digitalni foto-aparati, digitalne table za crtanje...).

Monitori

Monitor je izlazne jedinica koja prikazuje rezultate rada računara

Najvažnije karakteristike monitora su: veličina ekrana

odnos širine i visine ekrana (4:3, 16:9)

Rezolucija ekrana

Veličina ekrana se meri inčima (1 inč=2,54cm). Predstavlja dužinu dijagonale vidljivog dela ekrana.

Standardne veličine su 17¨, 19¨, 21¨ i 22¨

Rezolucija ekrana je maksimalna rezolucija koju neki ekran može da prikaže Označava se obično brojem tačkica po horizontali puta broj tačkica

po vertikali (npr.800*600, 1024*768, 1280*1024).

Štampači

Štampač je izlazni uredjaj pomoću kog se informacija iz računara prenosi na papir u vidu tekstualnih i grafičkih dokumenata.

Prema principu rada razlikujemo osnovne grupe štampača: matrični (matrix), laserski (laser) i štampači sa mlaznicama - pljuckavci (ink-

jet). Termički

Ploteri Ploteri spadaju u izlazne uređaje i ne treba ih

mešati sa štampačima. Princip rada: Posebna olovka nalazi se pričvršćena

za presek dve šine (horizontalne i vertikalne). Pomeranjem ovih šina po klizačima, olovka se povlači po papiru, ostavljajući trag ( vektorski princip).

Kada treba premestiti olovku na novi položaj bez povlačenja linije, olovka se odvaja od papira.

Debljina i vrsta olovke može biti različita. Najčešće su predviđeni za veće formate i

preciznije crteže Najviše se koriste u u arhiktekturi, mašinstvu,

građevini za iscrtavanje planova i projekata, isecanje samolepljivih reklamnih natpisa za radnje...

Digitalni fotoaparati Poseduju matrični senzor

koji prikuplja svetlost preko optičkog sistema.

Prikupljenu količinu svetlosti senzor konvertuje u električni signal.

Slike se posle snimanja obično konvertuju u neki od formata koji zauzimaju manje memorije.

Snimljene slike se skladište na memorijske kartice (microSD, SD, Compact Flash, Multimedia Card ...)

Princip rada digitalnog fotoaparata

Skeneri Skener (scanner) je ulazni uređaj računara koji

preslikava dokumete, slike i crteže sa papira na računar.

Princip rada: Slika se deli na tačke pomoću tačkastih izvora

svetlosti i tačkastih senzora poređanih u liniju - linijski senzor.

Emitovana svetlost se reflektuje u manjoj ili većoj meri od različitih delova slike

Linijski senzor se kreće duž dokumenta prihvata reflektovanu svetlost i pretvara je u odgovarajući električni signal.

Kada skeniramo tekstualni dokument njega je moguće menjati tek pošto se izvrši optičko prepoznavanje znakova – OCR (Optical Caracter Recognition)

OCR – Optical Caracter Recognition

Optičko prepoznavanje znakova. Skenirane tekstualne dokumente nije moguće

menjati pomoću tekst procesora već samo pomoću programa za obradu slika (skenirani dokument = slika).

Programi za OCR, koristeći tehnike digitalne obrade slike na skeniranom dokumentu, vrše prepoznavanje karaktera.

Uspešnost prepoznavanja zavisi od: kvaliteta skeniranog dokumenta, fonta i jezika koji je korišćen u dokumentu.

Neki od programa za OCR: ABBYY FineReader, ExperVision TypeReader, Microsoft Office Document Imaging.