Компјутерска графика
Подела компјутерске графике Растерска Векторска
Растерска графика У рачунарској графици, растер или битмапа, је структура података представљена у правоугаоној мрежи пиксела, то јест обојених тачака, видљивих на монитору, одштампаних на папиру, или приказани на неком другом медију.
Резолоуција Растерска графика је зависна од резолуције. Не могу се увећавати на одређену величину без појаве губитка квалитета снимка. Овај недостатак је превазиђен применом векторске графике. Растери су практичнији за употребу код фотографија и фото реалистичних ликова.
Параметри пиксела Позиција Вредност боје или тона Број битова резервисаних за један пиксел лимитира максималан број нивоа или тонова боје Број бита који се користи за опис боје назива се дубина боје Величина пиксела (бит) 1 2 4 16 8 256 16 64К 24 16М 32 4G Број боја које се могу приказати
Параметри растерске слике Димензија растера у јединицама дужине назива се резолоција Код монитора може и ppi pixels per inch За штампаче dpi dots per inch
Компресија Постоји велики број формата за меморисање дигиталне слике Слике велике резолоуције захтевају велики простор на диску Слика 1024 Х 1024 са по једним бајтом за сваку боју захтева 1024 Х 1024 Х 24 битова = 24Mb = 3MB Примењује се компресија Lossless компресија компресија без губитка Lossy компресија компресија са губитком
Компресија без губитка RLE Run-length Encoding Слика резолуције 12х12 битова 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
RLE Run-length Encoding 12:0 12:0 5:0, 2:1, 5:0 5:0, 2:1, 5:0 5:0, 2:1, 5:0 2:0, 8:1, 2:0 2:0, 8:1, 2:0 5:0, 2:1, 5:0 5:0, 2:1, 5:0 5:0, 2:1, 5:0 12:0 12:0
RLE Run-length Encoding 1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1 1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0 1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1 1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0 1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1 1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0 1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1 1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0 1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1 1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0 1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1 1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0,1:1,1:0 542 симбола за оригинална 144
GIF (енгл. Graphic Interchange Format) један најчешће кориштених графичких формата за размену слика на интернету. Екстензија фајла:.gif Развио: CompuServe Прво појављивање: 1987. GIF је 8-битни максимално 256 боја.
GIF (енгл. Graphic Interchange Format) Aнимирани GIF - слика сачињена од више фрејмова, који дају осјећај да се ликови на сликама померају.
JPEG - Joint Photographic Experts Group Екстензија фајла:.jpg,.jpeg,.jpe,.jfif Развио: Joint Photographic Experts Group Прво појављивање: 1987 Kомпресовани формат фајлова слика с губицима, изведен из битмапе. Најчешће коришћен формат у нормалном раду са сликама. Практично сви програми и фото-опрема подржавају овај формат и сви омогућавају конвертовање (тзв. извоз ) својих формата у JPG.
JPEG - Joint Photographic Experts Group Квалитет може да се подешава
TIFF или TIF - Tagged Image File Format Екстензија фајла: Развио.tiff,.tif Прво појављивање 1986 Aldus сада Adobe Systems Популаран међу графичким дизајнерима, фотографима и у издавачкој делатности Велики фајлови
PNG (енгл. Portable Network Graphics) Формат за растерске слике који користи компресију без губитка. Смишљен је као побољшање и замена за GIF формат. Име Portable Network Graphic Екстензија.png Власник ПНГ Развојна група (донирано W3C-u - World Wide Web кознорцијуму)
PNG слика PNG слика с 8-битним транспарентним (провидним) каналом
PNG слика уобичајени начин приказивања провидности у програмима за уређивање слика
TARGA - Truevision Advanced Raster Graphics Adapter Екстензија Развио.tga,.icb,.vda,.vst Truevision Користи се пре свега у видео индустрији и за анимације, не за штампу, јер је првенствено оријентисан излазу на ТВ екран
AVI - Audio Video Interleave Audio Video Interleave (скраћено AVI) је Мајкрософтов дефинисани формат за видео, направљен 1991. за Windows 3.1. AVI систем функционише на принципу који је осмишљен 1970-тих за Интел 8068 процесоре.
MPEG МПЕГ (енгл. Moving Picture Experts Group - MPEG) је радна група стручњака за стандардизацију дигиталних формата који се баве проналажењем, објављивањем и развојем стандарда за кодовање видео и аудио сигнала. Радна група је настала 1988. године у Отави, Канада. Броји око 350 сталних чланова из индустријских, универзитетских и проналазачких институција. Званични назив је ISO/IEC JTC1/SC29 WG1.
Векторска графика Векторска графика или геометијско обликовање (енг. Vector graphics, geometric modeling) је начин приказивања слике помоћу геометријских облика као што су тачке, линије, криве и полигони.
Пример круг полупречника r Главни подаци које рачунарски програм треба да зна како би исрцтао круг су: радијус r координатну позицију централне тачке круга стил и боју линије стил и боју унутрашњости објекта (може бити и делимично или потпуно прозиран)
Предности над растерском графиком: Мала количина информација омогућује много мању величину датотеке Могућност приближавања (зум) без губитка на квалитету Све информације су запамћене и могу се касније мењати, то значи да померање, промена резолуције, окретање, попуњавање итд. не смањује квалитет цртежа као код растерске слике.
Растерска слика у JPEG формату
Векторски формат (пребачен у GIF)
Једноставни геометријски облици линије полигони кругови и елипсе текст (рачунарски фонтови као Трутајп (TrueType) су састављени од Безијеових кривих)
Векторска графика Векторски графички програми обично омогућују окретање, померање, сажимање, повећавање, искривљивање и остале промене објеката, као и мењање з-редоследа и повезивање једноставних објеката у више компликованих. Захтевније промене укључују и булове операције (унија, разлика, пресек, итд.). Векторска графика је савршена за једноставне или сложене цртеже који не треба да буду фото реалистични. На пример, PostScript и PDF странице користе језик векторског графичког модела.
Алгоритми за цртање 2D примитива Задатак: цртање на растерским системима (тј. растеризација основних геометријских фигура (дуж, круг, елипса...). Пиксели су репрезентовани или као кругови са средиштима у чворовима целобројне мреже или као квадрат одређене целобројне мреже.
Цртање дужи Захтеви: Низ пиксела треба да буде што ближе идеалној линији. Цртање мора да буде што је могуће брже Додатни критеријуми: Дебље линије и линије нацртане одређеним стилом. Све линије треба да буду исте осветљености и све тачке сваке линије треба да буду исте осветљености без обзира на нагиб и дужину Варијанте за цртање линије у техници antialiasing.
Основни задатак Дебљина дужи 1 Једнобитна слиа (писксел може бти само укључен или искључен)
Основни инкрементални алгоритам Коефицијент m = Δy/Δx yi = mxi + B, za i = 1, 2, 3,... xi се инкрементира за по 1. Неефикасно јер сваки корак захтева сабирање, множење, заокруживање
Програм за цртање линије
Midpoint алгоритам за цртање праве (варијанта Bresenhamovog алгоритма) Кључни недостаци основног инкременталног алгоритма су потреба заокруживања и то што променљиве морају да буду реалног тима Bresenham (1965): оригинално развијен за дигитални плотер; целобројна аритметика; може да се користи и за круг: Минимизира растојање од иделане дужи; Pitteway (1967) i Van Aken (1984): модификација Bresenhamovog алгоритма - midpoint алгоритам
Midpoint алгоритам за цртање праве (варијанта Bresenhamovog алгоритма) Нека је нагиб између 0 и 1; Нека је потребно спојити тачке (x0, y0) и (x1, y1); NE=northeast; E=east; M=midpoint Након тачке P треба одабрати E или NE (јер је је нагиб између 0 и 1 ) Ако је M,,испод праве која садржи дуж онда је правој ближа NE, а иначе E. Нека је права F(x, y) = ax + by + c Ако је dx = x1 x0 и dy = y1 y0: и F(x, y) = dy x dx y + B dx = 0
Midpoint алгоритам за цртање праве (варијанта Bresenhamovog алгоритма) Вредност F(x, y) је једнака 0 за тачке на правој, позитивна за тачке,,испод праве и негативна за тачке,,изнад праве. Треба одредити знак F(M) = F(xp + 1, yp + 1/2 ) Вредност d = F(xp + 1, yp + 1/2 ) зовемо променљива одлучивања. d < 0, онда бирамо E, ако је d > 0, онда бирамо NE, d = 0, онда је свејдено и, по договору, бирамо E. Ако смо одабрали E или NE, како одабрати следећи пиксел? У одлучивању се користи претходна вредност променљиве одлучивања:
Midpoint алгоритам за цртање праве (варијанта Bresenhamovog алгоритма) Ако смо одабрали E: Ако смо одабрали NE:
Midpoint алгоритам за цртање праве (варијанта Bresenhamovog алгоритма) За прво средиште важи: Да бисе избегло дељење са 2 у dstar t све вредности се множе са два (а сви релевантни знакови остају исти)