Základní principy digitální reprezentace obrazových informací: Porovnání verzí

 
(Není zobrazeno 7 mezilehlých verzí od 4 dalších uživatelů.)
Řádek 1: Řádek 1:
  
−
Použití počítače jako nástroje renderování k tvorbě a manipulaci s obrazy se nazývá počítačová grafika.<ref><i>What is Computer Graphics?</i> Cornell University Program of Computer Graphics. 1998, [cit. 1.6.2016]. Dostupné z: http://www.graphics.cornell.edu/online/tutorial/</ref> Zobrazovací zařízení, obrazovka počítače se skládá z 2D pole „lokací“ nazývaných ''pixely.'' Pixely jsou rozmístěny po ose ''x'' a ose ''y: p[x,y].'' Pixel prezentovaný obrazovkou počítače se skládá ze subpixelů. Jednotlivý subpixel nese konkrétní, základní barvu, nutnou pro zobrazení pixelu v konkrétním barevném prostoru (např. prostor [[RGB]]: Pixel ''p1'' nese červenou barvu, ''p2 ''zelenou, ''p3 ''modrou, např. čistě červená v celých číslech je definována takto: ''(255, 0, 0))''.<ref><i>Subpixel in Science.</i> Dictionary.com, [cit. 1.6.2016]. Dostupné z: http://www.dictionary.com/browse/pixel</ref> Aditivním mícháním těchto základních barev se jednotlivé barevné složky sčítají a vytvářejí světlo.<ref>POYNTON, Charles. <i>Digital video and HDTV algorithms and interaces.</i> Amsterdam: Morgan Kaufmann Publishers, c2003. Morgan Kaufmann series in computer graphics and geometric modeling. ISBN 1-55860-792-7.</ref> Lidské oko pak blízko sobě položené subpixely o rozdílných barvách vnímá jako jeden pixel o jedné barvě a intenzitě.
+
Použití počítače jako nástroje renderování k tvorbě a manipulaci s obrazy se nazývá počítačová grafika.<ref><i>What is Computer Graphics?</i> Cornell University Program of Computer Graphics. 1998, [cit. 1.6.2016]. Dostupné z: http://www.graphics.cornell.edu/online/tutorial/</ref> Zobrazovací zařízení, obrazovka počítače, se skládá z 2D pole „lokací“ nazývaných ''pixely.'' Pixely jsou rozmístěny po ose ''x'' a ose ''y: p[x,y].'' Pixel prezentovaný obrazovkou počítače se skládá ze subpixelů. Jednotlivý subpixel nese konkrétní, základní barvu, nutnou pro zobrazení pixelu v konkrétním barevném prostoru (např. prostor [[RGB]]: Pixel ''p1'' nese červenou barvu, ''p2 ''zelenou, ''p3 ''modrou, např. čistě červená v celých číslech je definována takto: ''(255, 0, 0))''.<ref><i>Subpixel in Science.</i> Dictionary.com, [cit. 1.6.2016]. Dostupné z: http://www.dictionary.com/browse/pixel</ref> Aditivním mícháním těchto základních barev se jednotlivé barevné složky sčítají a vytvářejí světlo.<ref>POYNTON, Charles. <i>Digital video and HDTV algorithms and interaces.</i> Amsterdam: Morgan Kaufmann Publishers, c2003. Morgan Kaufmann series in computer graphics and geometric modeling. ISBN 1-55860-792-7.</ref> Lidské oko pak blízko sobě položené subpixely o rozdílných barvách vnímá jako jeden pixel o jedné barvě a intenzitě.
  
 
Existují dva základní principy digitální reprezentace obrazových informací, dva základní způsoby, jak počítač ukládá a zpracovává obrazové informace: [[Bitmapová grafika]] a [[vektorová grafika]].
 
Existují dva základní principy digitální reprezentace obrazových informací, dva základní způsoby, jak počítač ukládá a zpracovává obrazové informace: [[Bitmapová grafika]] a [[vektorová grafika]].
Řádek 31: Řádek 31:
 
Jedná se o zpracování dat, u kterých chceme dosáhnout menšího objemu při zachování informace v datech. Rozlišujeme kompresi bezztrátovou a ztrátovou. Bezztrátová komprese se využívá u citlivých dat, je možné soubor dekomprimovat do původní podoby. Ztrátová komprese markantně sníží velikost souboru, ale také sníží kvalitu výsledného souboru. Na rozdíl od bezztrátové komprese je ztrátová komprese nevratná.
 
Jedná se o zpracování dat, u kterých chceme dosáhnout menšího objemu při zachování informace v datech. Rozlišujeme kompresi bezztrátovou a ztrátovou. Bezztrátová komprese se využívá u citlivých dat, je možné soubor dekomprimovat do původní podoby. Ztrátová komprese markantně sníží velikost souboru, ale také sníží kvalitu výsledného souboru. Na rozdíl od bezztrátové komprese je ztrátová komprese nevratná.
  
−
=== Formáty ===
 
−
==== Bitmapové formáty ====
 
−
* BMP – V tomto formátu jsou pixely zaznamenány tak, jak jdou za sebou. 24 bitová barevná hloubka, 32 bitová při využití alfa kanálu. Alfa kanál udává průhlednost pixelu. BMP nevyužívá žádnou kompresi.<ref><i>BMP file format.</i> Wikipedia.com, [cit. 1.6.2016]. Dostupné z: https://en.wikipedia.org/wiki/BMP_file_format</ref>
 
−
* GIF – Dříve velmi používaný formát pro zobrazení obrazové informace na internetu, velmi populární je využívat formát GIF k ukládání animací. 8 bitová barevná hloubka, je tedy ideální pro jednoduché barevné objekty. GIF využívá bezztrátovou kompresi.<ref><i>GIF.</i> Wikipedia.com, [cit. 1.6.2016]. Dostupné z: https://en.wikipedia.org/wiki/GIF</ref>
 
−
* JPEG – Velmi populární obrazový formát napříč platformami. Tento 24 bitový formát využívá ztrátovou kompresi, díky níž lze dosahovat vysoké kvality při markantnímu snížení datové velikosti. Kvalita se snižuje s velikostí souboru. Tento formát je vhodný pro digitální fotografie, pro které byl navržený algoritmus komprese. Nevýhodou je komprimace při každém ukládání. Pro vyšší kvalitu při stejném kompresním poměru lze využít formát JPG2000.<ref><i>JPEG.</i> Wikipedia.com, [cit. 1.6.2016]. Dostupné z: https://en.wikipedia.org/wiki/JPEG</ref>
 
−
* PNG – Oficiální formát pro obrazové informace na internetu. 24 bitová barevná hloubka. Podporuje alfa kanál. Je tedy vhodný na různé ikony. Využívá bezztrátovou kompresi. Pro ukládání animace se užívá formát APNG.<ref><i>History of PNG.</i> Libpng.org. 29.5.2010, [cit. 1.6.2016]. Dostupné z: http://www.libpng.org/pub/png/#history</ref>
 
−
* TIFF – Využití zejména v tisku. Až 24 bitová barevná hloubka. Formát využívající bezztrátovou kompresi a umožňuje uložení více bitmapových vrstev.<ref>JAMES D. MURRAY AND WILIAM VANRYPER. <i>Encyclopedia of graphics file formats.</i> 2. ed. Bonn [u.a.]: O'Reilly, 1996. ISBN 1565921615.</ref>
 
−
* RAW – Třída souborových formátů, které využívají zařízení určené pro fotografii a video. RAW obsahuje pouze minimálně zpracovaná „surová“ data ze senzoru, zapsána 12 nebo 14 bity na bod. Pro optimální grafickou hodnotu je nutné RAW „vyvolat“, nastavit vyvážení bílé, expozici, kontrast apod. Díky této variabilitě je tento formát vhodný pro profesionální práci. Tato „surová“ data jsou velmi objemná a náročná na kapacitu paměťového média a také náročná na rychlost paměťového média, proto se v mobilních telefonech využívá JPEG formát a v profesionální branži RAW.<ref><i>Camera Raw Formats.</i> Digital Preservation. Library of Congress. 4.10.2006, [cit. 1.6.2016]. Dostupné z: http://www.digitalpreservation.gov/formats/fdd/fdd000241.shtml</ref>
 
−
* PSD – Jedná se o formát, který ukládá Photoshop. 48 bit, alfa kanál, vrstvy, masky, bitmapy, vektory, texty apod., nekomprimovaný. Profesionální formát, jehož velikost závisí na komplexitě obsahu (1 GB není výjimkou).<ref>KNOLL, T. <i>Adobe Photoshop, File Formats, Specification.</i> Adobe Systems Incorporated. 2013, [cit. 1.6.2016]. Dostupné z: https://www.adobe.com/devnet-apps/photoshop/fileformatashtml/</ref>
 
−
==== Vektorové formáty ====
 
−
* PostScript: EPS, PS – PostScript je programovací jazyk, kterým se analyticky popisují všechny objekty, jako množina geometrických tvarů. K otevření je zapotřebí specifický program, pro zobrazení se využívá rastrových formátů, nejčastěji TIFF.<ref><i>PostScript Turnes 20.</i> (PDF). Adobe Systems Incorporated, [cit. 1.6.2016]. Dostupné z: https://www.adobe.com/products/postscript/pdfs/postscript_is_20.pdf</ref>
 
−
* PDF – Využívá PostScript jazyka, umožňuje tedy interpretovat PostScript soubory. Dále umožňuje embedování fontů a ukládání bitmapy. Je to populární formát pro zobrazování komplexních souborů na různých platformách.<ref><i>PDF Reference.</i> (PDF). 6th ed., version 1.7. Adobe Systems Incorporated. 2006, [cit. 1.6.2016]. Dostupné z: https://www.adobe.com/content/dam/Adobe/en/devnet/acrobat/pdfs/pdf_reference_1-7.pdf</ref>
 
−
* AI, CDR, DXF – Formát programů specializujících se na práci s vektorovou grafikou, zde Illustrator, ai; CorelDraw, cdr; CAD programy, dxf. Dále 3D programy, jako 3dsMax, 3ds; 3D soubory pod aplikacemi CAD, stl; ale i RAW, který uchovává „surová“ data o prostorových objektech.
 
−
* SVG – Vektorový formát založený na XML, který se používá pro zobrazení vektorové grafiky a animací v internetovém prohlížeči. Nespornou výhodou využití objektů ve formátu SVG je responzivita. Zmenšením či zvětšením toho samého souboru nedojde ke ztrátě kvality. Stejný soubor lze i měnit v reálném čase: Měnit barvu, animovat, posouvat, tvarovat apod.<ref><i>Scalable Vector Graphics (SVG) 1.2.</i> W3C Working Draft. World Wide Web Consortium. 2002, [cit. 1.6.2016]. Dostupné z: https://www.w3.org/TR/2002/WD-SVG12-20021115/</ref>
 
−
* VRML – Jazyk určený pro popis prostorových těles virtuální reality.<ref>RAGGETT, D. <i>Extending WWW to support Platform Independent Virtual Reality.</i> Hewlett Packard Laboratories. World Wide Web Consortium. 1994, [cit. 1.6.2016]. Dostupné z: https://www.w3.org/People/Raggett/vrml/vrml.html</ref>
 
−
=== Shrnutí ===
 
−
==== Komprese ====
 
 
* Snížení velikosti redundancí dat
 
* Snížení velikosti redundancí dat
 
* Ztrátová: Nevratné odebrání informací, viditelné snížení kvality
 
* Ztrátová: Nevratné odebrání informací, viditelné snížení kvality
 
* Bezztrátová
 
* Bezztrátová
−
====Formáty bitmapa ====
+
 
 +
=== Formáty ===
 +
==== Bitmapové formáty ====
 
* JPEG: Fotografie, ztrátová komprese, velmi populární, internet
 
* JPEG: Fotografie, ztrátová komprese, velmi populární, internet
 
* PNG: Bezztrátová komprese, alfa kanál, internet
 
* PNG: Bezztrátová komprese, alfa kanál, internet
 
* BMP: Žádná komprese, alfa kanál, velikost dle rozlišení
 
* BMP: Žádná komprese, alfa kanál, velikost dle rozlišení
−
==== Formáty vektor ====
+
==== Vektorové formáty ====
 
* EPS, PS: PostScript
 
* EPS, PS: PostScript
 
* PDF: PostScript, pracuje i s bitmapami, fonty atp.
 
* PDF: PostScript, pracuje i s bitmapami, fonty atp.
 
* SVG: Internet, responzivita
 
* SVG: Internet, responzivita
 +
 
== Rozlišení ==
 
== Rozlišení ==
 
Rozlišení je počet pixelů, které mohou být zobrazeny na zařízení. Běžně se uvádí počet pixelů na ose ''x'' a ose ''y:'' např. 1920×1080 px, dalo by se uvézt i 2,1 Mpx, ovšem 2,1 Mpx může značit i rozlišení 1080×1920 px, nebo jiné.
 
Rozlišení je počet pixelů, které mohou být zobrazeny na zařízení. Běžně se uvádí počet pixelů na ose ''x'' a ose ''y:'' např. 1920×1080 px, dalo by se uvézt i 2,1 Mpx, ovšem 2,1 Mpx může značit i rozlišení 1080×1920 px, nebo jiné.
−
=== Rozlišení DPI a PPI ===
+
 
−
* DPI – Dots per inch, DPI je hustota obrazových bodů na jeden palec. DPI se uvádí zejména při tisku a skenování. Každý pixel se tiskne jako jinak barevná tečka.<ref><i>Print Resolution: Understanding 4-bit depth.</i> (PDF). Xerox Corporation. 2012, [cit. 1.6.2016]. Dostupné z: http://www.office.xerox.com/latest/XOGFS-17</ref>
+
* DPI – Hustota obrazových bodů na jeden palec.
−
* PPI – Pixels per inch, PPI je hustota obrazových pixelů, na zobrazovacím zařízení (monitor počítače).
+
* PPI – Hustota obrazových pixelů, na zobrazovacím zařízení (monitor počítače).
−
Čím je hodnota DPI, resp. PPI, vyšší, tím je obraz jemnější. Na disku ale zabere vyšší místo, na papíře menší (pokud se obraz nepřevzorkuje). Pro tisk se používá minimální rozlišení 300 DPI, obrazovce monitoru zcela postačí 72 PPI. Retina displej iPhonu 6 disponuje rozlišením 326 PPI.<ref><i>Retina Display.</i> Wikipedia.com, [cit. 1.6.2016]. Dostupné z: https://en.wikipedia.org/wiki/Retina_Display</ref> Ze standardní pozorovací vzdálenosti nejsou jednotlivé pixely viditelné, obrazovka působí ostřeji. Stejného efektu se dá dosáhnout i u nižší hustoty pixelů na stejné velikosti displeje.
+
 
 
=== Barevná (bitová) hloubka ===
 
=== Barevná (bitová) hloubka ===
−
Barevná hloubka v bitech určuje počet bitů, které jsou použity k popisu určité barvy každého pixelu, a to u rastrové grafiky. Čím vyšší je barevná hloubka, tím větší je barevná škála a také paměťová náročnost. Nejpoužívanější je barevná hloubka o hodnotě 24 bitů, tedy 2<sup>24</sup> (16,8 mil. barev).<ref><i>Color depth and high dynamic range color, After Effects Help/Color basics.</i> Adobe Systems Incorporated, [cit. 1.6.2016]. Dostupné z: https://helpx.adobe.com/after-effects/using/color-basics.html</ref>
+
Barevná hloubka v bitech určuje počet bitů, které jsou použity k popisu určité barvy každého pixelu, a to u rastrové grafiky.
−
Máme-li obrázek o velikosti 600×600px při 16 bitové hloubce, pak 2 bajty na každý pixel (8 bitů je 1 bajt). Dostaneme se tedy po výpočtu 600×600×2 k výsledné velikosti souboru 720 kB. Při 24 bitové hloubce pak 1,08 MB. Ukázka 3, 4, 6 a 8 bitové barevné hloubky:
 
−
:[[File:Cd3bit.png|300px|]][[File:Cd4bit.png|300px|]][[File:Cd6bit.png|300px|]][[File:Cd8bit.png|300px|]]
 
  
 
== Odkazy ==
 
== Odkazy ==
Řádek 75: Řádek 59:
  
 
===Související články===
 
===Související články===
−
[[Bitmapová grafika]]
+
[[Bitmapová grafika]]<br />
−
[[Vektorová grafika]]
+
[[Vektorová grafika]]<br />
−
[[Komprese obrazových informací]]
+
[[Komprese obrazových informací]]<br />
−
[[Formáty obrazových informací]]
+
[[Formáty obrazových informací]]<br />
−
[[Rozlišení obrazových informací]]
+
[[Rozlišení obrazových informací]]<br />
 +
 
 +
=== Klíčová slova ===
 +
počítačová grafika, vektorová grafika, rastrová grafika, digitální reprezentace, obrazové informace
  
 
''Archivovaná verze stránky je dostupná na [[Základní principy digitální reprezentace obrazových informací/old|tomto odkazu]].''
 
''Archivovaná verze stránky je dostupná na [[Základní principy digitální reprezentace obrazových informací/old|tomto odkazu]].''
  
 
[[Kategorie:Informační studia a knihovnictví]]
 
[[Kategorie:Informační studia a knihovnictví]]
 +
[[Kategorie:Státnicové otázky UISK]]
 +
[[Kategorie:Články k ověření učitelem Nová média]]

Aktuální verze z 18. 5. 2017, 11:12

Použití počítače jako nástroje renderování k tvorbě a manipulaci s obrazy se nazývá počítačová grafika.[1] Zobrazovací zařízení, obrazovka počítače, se skládá z 2D pole „lokací“ nazývaných pixely. Pixely jsou rozmístěny po ose x a ose y: p[x,y]. Pixel prezentovaný obrazovkou počítače se skládá ze subpixelů. Jednotlivý subpixel nese konkrétní, základní barvu, nutnou pro zobrazení pixelu v konkrétním barevném prostoru (např. prostor RGB: Pixel p1 nese červenou barvu, p2 zelenou, p3 modrou, např. čistě červená v celých číslech je definována takto: (255, 0, 0)).[2] Aditivním mícháním těchto základních barev se jednotlivé barevné složky sčítají a vytvářejí světlo.[3] Lidské oko pak blízko sobě položené subpixely o rozdílných barvách vnímá jako jeden pixel o jedné barvě a intenzitě.

Existují dva základní principy digitální reprezentace obrazových informací, dva základní způsoby, jak počítač ukládá a zpracovává obrazové informace: Bitmapová grafika a vektorová grafika.

Bitmapová (rastrová) grafika

V bitmapové grafice je obrázek popsán jednotlivými pixely, které jsou uspořádány do mřížky. Pixel má určenou polohu a barvu.

  • Tvořena pixely
  • Nelze měnit velikost, aniž by se nesnížila kvalita
  • Detailní obrazy s velkým rozlišením jsou náročné na velikost souboru
  • Rastrové obrazy jsou nejčastějším obrazovým formátem
  • Rastrové programy jsou nejvhodnější pro editování fotografií
  • Programy: Photoshop, GIMP, Corel Photo-Paint
  • Formáty: jpg, gif, png, tif, bmp, psd

Vektorová grafika

Vektorový obrázek je tvořen základními, přesně definovanými tvary – body, přímky, křivky a mnohoúhelníky.

  • Matematické výpočty, které tvoří křivku
  • Lze libovolně měnit velikost beze ztráty kvality
  • Nezávislý na rozlišení: Může být vytištěný v libovolné velikosti/rozlišení
  • Grafika s velkými rozměry může být nenáročná na velikost souboru
  • Lze jednoduše rastrovat
  • Vektorové programy jsou nejvhodnější pro tvorbu log, ilustrací, technických výkresů
  • Programy: Illustrator, CorelDraw, Inkscape
  • Formáty: ai, cdr, svg, eps

Formáty

Komprese

Jedná se o zpracování dat, u kterých chceme dosáhnout menšího objemu při zachování informace v datech. Rozlišujeme kompresi bezztrátovou a ztrátovou. Bezztrátová komprese se využívá u citlivých dat, je možné soubor dekomprimovat do původní podoby. Ztrátová komprese markantně sníží velikost souboru, ale také sníží kvalitu výsledného souboru. Na rozdíl od bezztrátové komprese je ztrátová komprese nevratná.

  • Snížení velikosti redundancí dat
  • Ztrátová: Nevratné odebrání informací, viditelné snížení kvality
  • Bezztrátová

Formáty

Bitmapové formáty

  • JPEG: Fotografie, ztrátová komprese, velmi populární, internet
  • PNG: Bezztrátová komprese, alfa kanál, internet
  • BMP: Žádná komprese, alfa kanál, velikost dle rozlišení

Vektorové formáty

  • EPS, PS: PostScript
  • PDF: PostScript, pracuje i s bitmapami, fonty atp.
  • SVG: Internet, responzivita

Rozlišení

Rozlišení je počet pixelů, které mohou být zobrazeny na zařízení. Běžně se uvádí počet pixelů na ose x a ose y: např. 1920×1080 px, dalo by se uvézt i 2,1 Mpx, ovšem 2,1 Mpx může značit i rozlišení 1080×1920 px, nebo jiné.

  • DPI – Hustota obrazových bodů na jeden palec.
  • PPI – Hustota obrazových pixelů, na zobrazovacím zařízení (monitor počítače).

Barevná (bitová) hloubka

Barevná hloubka v bitech určuje počet bitů, které jsou použity k popisu určité barvy každého pixelu, a to u rastrové grafiky.

Odkazy

Reference

  1. ↑ What is Computer Graphics? Cornell University Program of Computer Graphics. 1998, [cit. 1.6.2016]. Dostupné z: http://www.graphics.cornell.edu/online/tutorial/
  2. ↑ Subpixel in Science. Dictionary.com, [cit. 1.6.2016]. Dostupné z: http://www.dictionary.com/browse/pixel
  3. ↑ POYNTON, Charles. Digital video and HDTV algorithms and interaces. Amsterdam: Morgan Kaufmann Publishers, c2003. Morgan Kaufmann series in computer graphics and geometric modeling. ISBN 1-55860-792-7.

Související články

Bitmapová grafika
Vektorová grafika
Komprese obrazových informací
Formáty obrazových informací
Rozlišení obrazových informací

Klíčová slova

počítačová grafika, vektorová grafika, rastrová grafika, digitální reprezentace, obrazové informace

Archivovaná verze stránky je dostupná na tomto odkazu.

Citováno z „https://wikisofia.cz/w/index.php?title=Základní_principy_digitální_reprezentace_obrazových_informací&oldid=48797“