Maturitní otázka č. 15

15. Počítačová grafika

1. Vektorová a rastrová grafika (Rozdíly, výhody a formáty)

Počítačová grafika se dělí na dva zcela odlišné základní přístupy podle toho, jakým způsobem jsou obrazová data v počítači matematicky zapsána a uložena.

Rastrová (Bitmapová) grafika: Obrázek je tvořen pravoúhlou mřížkou neboli "šachovnicí" malých barevných bodů – pixelů. Každý bod má přesně definovanou barvu a polohu.

• Výhody: Dokáže vykreslit obrovské množství barev, jemné nuance ve stínech a světle. Naprosto ideální pro zobrazení reálných scén a fotografií.

• Nevýhody: Mají omezenou škálovatelnost. Při zvětšování obrázku dochází k degradaci kvality (rozmazání nebo tzv. rozkostičkování), protože se jen uměle zvětšují existující body. Datové soubory (ve vysokém rozlišení) zabírají mnoho úložného prostoru.

• Formáty pro ukládání: JPG / JPEG (ztrátová komprese, standard pro fotky), PNG (bezztrátová komprese, podpora průhledného pozadí), GIF (omezeno na 256 barev, animace), BMP (nekomprimované).

Vektorová grafika: Obrázek není tvořen body, ale používá matematické vzorce k vytváření exaktních tvarů, křivek (Bézierovy křivky) a čar.

• Výhody: Bezztrátovost – vektorový obrázek či logo lze libovolně zvětšovat a vždy zůstává absolutně ostrý. Soubory jsou datově velmi malé (ukládají jen instrukce, ne miliony pixelů).

• Nevýhody: Nevhodné pro fotografie a složité reálné scény s mnoha barevnými přechody.

• Formáty pro ukládání: SVG (Scalable Vector Graphics – standard pro web), EPS, AI (Adobe Illustrator), CDR (Corel).

2. Programy pro práci s grafikou

K nejpoužívanějším editorům pro úpravu rastrové grafiky a fotografií patří:

• GIMP (GNU Image Manipulation Program): Multiplatformní nástroj, který je distribuován zcela zdarma (open-source). Lze jej použít pro jednoduché malování, ale i jako profesionální aplikaci pro retušování fotografií, práci s vrstvami a dávkové zpracování. Je brán jako bezplatná alternativa k drahému Photoshopu.

• Adobe Photoshop: Komerční světový standard pro profesionály.

• Zoner Photo Studio: Český program výborný pro hromadnou správu, ořez a barevné korekce fotek.

Pro vektorovou grafiku se využívá: Adobe Illustrator, CorelDRAW nebo bezplatný Inkscape.

3. Barevný model a prostor (RGB vs. CMYK)

Barevný model je matematický způsob, jak popsat barvu pomocí čísel.

• RGB (Red, Green, Blue): Tzv. aditivní (sčítací) model. Výchozím stavem je tma (černá obrazovka). Barvy vznikají vyzařováním a sčítáním světla. Smícháním červené, zelené a modré naplno vznikne BÍLÁ. Používá se tam, kde zařízení svítí: Monitory, telefony, projektory.

• CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Key/Black): Tzv. subtraktivní (odčítací) model. Výchozím stavem je bílý papír. Barvy vznikají nanášením inkoustu, který pohlcuje světlo. Přidává se čtvrtá složka K (čistá černá) pro perfektní kontrast. Používá se výhradně pro tisk (tiskárny, polygrafie).

4. Vztah pixelu a subpixelu

Pixel (zkratka z Picture Element - obrazový prvek) je nejmenší nedělitelná jednotka digitálního rastrového obrazu. Uvnitř softwaru má každý pixel zapsánu jednu jedinou barvu (např. světle zelenou).

Aby ale fyzický monitor (zobrazovací zařízení) dokázal tuto "světle zelenou" ukázat, musí využít tzv. SUBPIXELY. Každý jeden fyzický pixel na LCD/OLED monitoru se pod lupou skládá ze tří samostatných obdélníčků (subpixelů) – červeného, zeleného a modrého. Počítač pošle signál a monitor například zhasne červený a modrý subpixel a rozsvítí jen ten zelený. Z dálky to lidské oko slije do jedné barvy.

U záznamových zařízení (digitální fotoaparáty, mobily) je to obráceně. Senzor se skládá z milionů fotodiod (pixelů). Aby poznaly barvu, je před nimi předřazena tzv. Bayerova maska (mřížka mikroskopických červených, zelených a modrých sklíček – subpixelů). Diody změří, kolik světla přes dané barevné sklíčko prošlo, a procesor si z toho zpětně matematicky dopočítá skutečnou barvu původního bodu.

5. Praktická úprava fotografie v programu GIMP

Při předvádění úprav fotografie (např. květiny "15.jpg") před maturitní komisí přímo v prostředí programu GIMP bychom postupovali následovně:

1. Nástroj Ořez (Crop Tool): V panelu nástrojů vlevo vybereme ikonu skalpelu (nebo stiskneme Shift+C). Nástroj se používá k odstranění nechtěných okrajů nebo vytvoření působivého výřezu. V levém panelu můžeme zaškrtnout volbu "Pevné" pro zachování přesného poměru stran (např. 3:2 pro fotopapír). V obrázku táhneme myší obdélník tak, abychom hlavní květ umístili mimo střed, a využili tzv. pravidlo třetin. Stiskneme Enter pro potvrzení ořezu.

1. Převod do černobílé (Odbarvení): V horním menu vybereme "Barvy > Odbarvit" (Colors > Desaturate). Zobrazí se dialogové okno, kde si můžeme vybrat metodu odbarvení (podle jasu, světlosti nebo průměru). Tím obraz zbavíme barevné informace a zbydou jen stupně šedi.

1. Úprava jasu a kontrastu: V menu zvolíme "Barvy > Křivky" (Curves) nebo "Úrovně" (Levels). Pro dramatický efekt uchopíme v grafu (histogramu) levý spodní bod reprezentující stíny a posuneme ho doprava – tím mírně tmavé pozadí spadne do absolutní černé tmy. Naopak pravý horní bod (světla) posuneme mírně doleva, aby květ krásně a jasně vystoupil z pozadí.

1. Export: V GIMPu příkaz "Uložit" ukládá pouze do pracovního formátu s vrstvami (.XCF). Pro uložení hotové fotky musíme zvolit "Soubor > Exportovat jako" (Export As) a vybrat formát .JPG.