Bevezetés a Multimédiába. Képek, animációk. Ajánlott irodalom

Bevezetés a Multimédiába Képek, animációk Ajánlott irodalom Csánky Lajos: Multimédia PC-s környezetben CHIP magazin PCWorld magazin SULINET Informatika rovat Abonyi-Tóth Andor tanársegéd Média- és Oktatásinformatikai Tanszék Média Informatika és Technológia Csoport abonyita@inf.elte.hu 1 2 A fény, a színek, a fényer5sség A fény 380 nm és 780 nm hullámhosszúság közötti elektromágneses sugárzás, amit a szem érzékel. Az elektromágneses sugárzás intenzitását a szem fényersség formájában érzékeli. => pupilla összehúzódások. A szem mintegy 104 fényersség változást tud érzékelni. A szem a fény hullámhossz szerinti összetételét színérzet formájában érzékeli. 3 Az emberi látás érzékenysége Az intenzitás felbontás a fényer5sség változását érzékeli. A színérzékelés nem függ az intenzitástól, de függ a színt5l. A színfelbontás a színárnyalatok elkülönítési képességét adja meg. A színfelbontás fényer5sség függ5. Az emberi látás sokkal érzékenyebb a fényersség változásra, mint a színek változására. A geometriai felbontás azt határozza meg, hogy egy adott távolságban egymáshoz milyen közellév5 pontokat észlelünk különálló pontokként. A geometriai felbontás zöld fénynél ½ szögperc, más szín# fénynél ennél rosszabb. 4 Az emberi látás Az idbeli felbontás azt fejezi ki, hogy mennyi ideig kell egy látványnak tartani, hogy azt különálló látványnak érzékeljük. Az 1/15 másodpercnél rövidebb ideig tartó képeket nem tudjuk egymástól elkülönítve érzékelni. Villogásmentes élmény: ha a képváltások száma meghaladja a szem fúziós frekvenciáját, ami kb. 50 Hz Az ember számára kellemes képek oldal arányai 4:3. 5 Színlátás Az ember a 380 és 780 nm közötti hullámhosszúságú fényeket a hullámhosszúság függvényében különböz5 színdnek látja. A 380 nm körüli hullámhosszúságú fény ibolyaszín#, míg a 780 nm körüli vörös szín#. A látható fénytartományon belül az emberi látás nem egyenletes érzékenységd, vagyis az azonos fényességd, de eltér5 színd fényeket különböz5 fényerejdnek érzékeli. Az emberi szem a zöld színek tartományában a legérzékenyebb. 6 1

Metamer szín# fények Az emberi szem két fényt nemcsak akkor lát azonos színdnek, ha a két fény spektrális összetev5i megegyeznek, hanem bizonyos feltételek mellett eltér5 spektrális összetev5jd fényeket is. Az azonos színdnek látott, de különböz5 spektrális összetev5jd fények metamer szín# fények. Az emberi szem fogyatékossága miatt majdnem az egész színtartományt be lehet mutatni három egyfrekvenciás (egyszín#) fényforrás segítségével a fényforrások színének keverésével és intenzitásuk változtatásával => mai megjelenít5 rendszerek (számítógép monitorok, TV képerny5k, stb.) színes képek el5állítására három egyfrekvenciás fényforrást, (R: Red)(G: Green)(B: Blue) használnak. RGB -additív modell Pl. monitorok CMYK -szubsztraktív modell Pl. újságok 7 8 CMYK RGB szín-koordinátarendszer 9 A m#szaki életben leggyakrabban használt színkoordináta-rendszer, mert a színeknek a képerny5n történ5 megvalósításával kapcsolatos. Képerny5n minden színt az RGB alapszínek additív keverésével állítanak el5. A képerny5n a három alapszín úgy van értelmezve, hogy R + G + B = 1 : fehér szín R + G + B = 0 : fekete szín 10 True color megjelenít5 YUV szín-koordinátarendszer Az emberi látáshoz illesztett színkoordinátarendszer, ahol Y a világosságkód (luminancia), U és V a színkód (krominancia). A PAL, SECAM TV rendszerekben, és a képtömörítésben használják. Y = 0,3R + 0,59G + 0,11B U = (B-Y) 0,493 V = (R-Y) 0,877 http://www.med.yale.edu/caim/manual/graphics/display_primer.html 11 12 2

További szín-koordinátarendszerek YIQ: Y a világosságkód, I, Q a színkód (NTSC TV) CIE (XYZ): X a világosságkód, Y, Z a színkód HSB/HSV/HSL: H a színezettség, S a telítettség, B/V/L a fénysdrdség Az egyes szín-koordinátarendszerek egymásba transzformálhatók. A transzformáció minden esetben kerekítési veszteséget okoz 13 Példa: RGB YUV transzformáció RGB (128, 128, 128) => YUV Y = 0,3 R + 0,59 G + 0,11 B = 38,4 + 75,52 + 14,08 = 142,08 = 142 U = (B Y) 0,493 = (128 142) 0,493 = - 6,9 = - 7 V = (R Y) 0,877 = (128 142) 0,877 = - 12,3 = - 12 14 HSV modell megjelenése a programokban RGB modell megjelenése a programokban 15 16 Grafikuselemek a multimédiában A multimédiarendszerekben a képerny5n megjelenített használt grafikus elemek (1) Állóképek (grafikák), vagy (2) Mozgóképek Állókép létrehozása Rajzoló program Paint Corel Photo Paint Paint Shop Pro,... Kész rajzok beépítése (scannelés, stb..) Videó -> kép konverzió ThumbPlus 5,... 17 18 3

Megjelenítés A grafikus elemeket a képerny5n bittérképes formában jelenítünk meg. Ebben a formában a színes kép minden képpontját 4 32 bit színinformáció ír le, ezért a képállományok a videómemóriában nagyméretdek. A képállományokat a háttértárban tárolhatjuk vektorgrafikus formában, vagy bittérképes formában. 19 Vektorgrafikus formátum A vektorgrafikus fájl rajzoló (vektor) utasítások halmaza. A rajzoló utasítások leírják a geometriai alakzatok milyenségét (pont, vonal, ív, szöveg, stb.), helyét, méretét, irányítását, színét, stb. Megjelenítéskor a program értelmezi a rajzoló utasításokat, kialakít egy bittérképes ábrát, és felrajzolja azt a képerny5re. A vektorgrafika jellemzi: kisméret# grafikus fájlok, vonalas ábrák, egyszer# m#veletvégzés, torzításmentes nagyítás, kicsinyítés CAD, CAM, CNC a f5 alkalmazási terület. a megjelenítés idtartama tartalomfügg. 20 Vektorgrafikus formátum Vektorgrafikus formátum http://users.belgacom.net/prepresspanic/ 21 http://users.belgacom.net/prepresspanic/ 22 Bittérképes grafika Bittérképes grafika A bittérképes grafikus fájl a képpontok megjelenítésével kapcsolatos színinformációkat tartalmazó állomány. Megjelenítéskor a képerny5 mindegyik pontja a pontról tárolt színinformáció szerint veszi fel színét és fényességet. A bittérképes grafika jellemzi: nagyméret# grafikus fájlok, foltszer# ábrák, nehéz az ábrán a m#veletvégzés, kicsinyítéskor, nagyításkor van torzítás, multimédia a f5 alkalmazási terület. 23 24 4

Bittérképes képek fajtái Bittérképes képek fajtái http://www.sketchpad.net/ 25 http://www.sketchpad.net/ 26 Bittérképes képek fajtái Bittérképes képek fajtái http://www.sketchpad.net/ 27 http://www.sketchpad.net/ 28 Bittérképes képek fajtái Összehasonlítás http://www.sketchpad.net/ 29 30 5

Összehasonlítás Bitmap (antialias funkció) Antialias Antialias nélkül Vektorgrafika Antialias funkcióval Bitmap (antialias funkció nélkül) 31 32 Bitmap Vector nagyítás Fileformátumok Bitmap Vector Bitmap TIFF JPEG GIF BMP Vector Encapsulated Postscript (EPS) Adobe Illustrator (AI) Windows Metafile (WMF) Corel Draw (CDR) Corel Exchange (CMX) AutoCAD (DFX) 33 34 A képek jellemzi 1.A képerny5n megjelen5 kép mérete (mekkora helyet foglal el a képerny5n?). 2.A képerny5n megjelen5 kép színmélysége (mennyire élethd?). Kép a képerny5n A képerny5n megjelen5 kép méretét két paraméter határozza meg: kép vízszintes és függ5leges mérete képpontban, a képerny5 felbontása. Ha a képméret és a képerny felbontása nem azonos, akkor a kép a képernynek csak egy részében jelenik meg, vagy a kép egy része levágásra kerül. 35 36 6

320 240 képpontos kép a képernyn 1024 768 képpontos kép a képernyn: 37 38 Egy kép színmélysége Az emberi szem érzékel5 képességét, és a jelenlegi monitorok megjelenít5 képességét figyelembe véve, 16 bit színinformáció minden igényt kielégít. Színpaletta eltolódás Ha pl. két eltér5 színpalettát használó képet egyszerre jelenítünk meg a képerny5n (kép betöltése, színpaletta felépítése => átfedések lehetnek) Megel5zés: színpaletta tudatos megválasztása Képerny5törlés (alapállapotba hozza a palettákat) 39 40 A képállomány méretének megbecslése Képállomány egy BMP fájlban helyezkedik el. A fájlban vezérlési információk és adatok találhatók. A vezérlési információk mérete a fájl méretének kevesebb mint 0,1%-a. A képállomány becsült mérete az adatokból számítható ki: Vízszintes képpont Függleges képpont Színinformáció [bit] 8 = A grafikus fájl becsült mérete bájtban 41 Fájl méretek Kiszámítandó egy 320 240 képpontból álló képállomány becsült mérete a színinformáció függvényében: Színinformáció 8 bit (színmélység: 256 szín): 320 240 8 8 = 76.800 bájt = 75 kbájt Színinformáció 16 bit (színmélység 65.536 szín vagy 64 kszín): 320 240 16 8 = 153.600 bájt = 150 kbájt Színinformáció 24bit (színmélység 16.777.216 szín vagy 16 Mszín): 320 240 24 8 = 230.400 bájt = 225 kbájt 42 7

Képek digitalizálása Ha egy papírképet kívánunk beépíteni egy multimédiaalkalmazásba a képet lapolvasóval be kell olvasni a számítógépbe. A beolvasáskor az analóg képbl létrejön a digitális kép, ezzel az a multimédia alkalmazásba beépíthet5vé válik. A beolvasáskor a lapolvasó digitalizálja a képet egy BMP típusú képfájlt állít el5. A lapolvasóban beállítható a fényersség és kontraszt, a beolvasásra kerül5 képméret, a felbontás, a használt színmélység, stb. 43 Felbontás A kép mintavételezésekor kapcsolódnak össze az analóg kép képelemei a digitális kép képpontjaival. A kép vízszintes és függleges méretétl, valamint a lapolvasó felbontásától függ a képállományba kerül képpontok száma. A képerny5n megjelen5 kép képpontjainak száma az alábbiak szerint állítandó be: Vízszintes képpontszám = Képszélesség [inch] Lapolvasó felbontása [dpi] Függleges képpontszám = Képmagasság [inch] Lapolvasó felbontása [dpi] Ne felejtsük el 1 inch = 25,4 mm 44 Felbontás (2) Olvassunk be egy 13 9 cm-es (5 3,5 ) fényképet, amit be 200 dpi felbontással kívánunk digitalizálni. A digitalizált kép 5 200 = 1000 és 3,5 200 = 700 képpontból fog állni. Ennyi képpont csak egy 1024 768 felbontású monitorra helyezhet5 el vágás nélkül. Ha kisebb felbontású a monitor, csökkenteni kell a lapolvasó felbontását, hogy elkerüljük a képvágást. Ha a lapolvasó felbontását 100 dpi értékre csökkentjük, a fenti fénykép beolvasásakor egy 5 100 = 500 és 3,5 100 = 350 képpontból álló kép lesz a képerny5n, ami egy 640 480 felbontású monitorra is elhelyezhet5. Fényképek beolvasásához 80-120 dpi közötti lapolvasó felbontást használnak. 45 Kvantálás A lapolvasóban a fényer5sség és a színmélység beállításával lehet megadni mintavételezett képelemek szín- és fényesség kódjainak értékét. A színmélység definiálja a kvantálási hosszt, ezzel a képfájlban a színinformációt, azaz a képfájl méretét is. A képet célszer# a lehet legnagyobb színmélységgel rögzíteni (beolvasni), azaz 24 32 bites színinformációt használni. Az alkalmazás igényeihez igazodva lehet kés5bb csökkenteni a színinformációt. Ekkor csökken a képfájl mérete, és felgyorsul a kép megjelenítése a képerny5n. 46 Példa: képdigitalizálás Egy 4 4 képet akarunk 240 240 képponton megjeleníteni. Mekkora felbontással olvassuk be a képet? 240 képponton kell 4 -t megjeleníteni. Egy inchre 240 4 = 60 képpont esik. A lapolvasón a beolvasásnál 60 dpi értéket kell beállítani. 64 k szín színmélység beállítás esetén a képfájl becsült mérete: 240 240 [képpont] 16 [bit] 8 = 115.200 bájt = 112,5 kbájt 47 Képállományok tömörítése A képfájlok nagyméretd állományok, tárolásukhoz sok hely, mozgatásukhoz sok id5 szükséges. CélszerD csökkenteni a képállományok méretét, különösen, ha kis sávszélességd csatornákon (pl. az Interneten) kell továbbítani azokat. A leggyakrabban használt képtömörítési eljárások: GIF (Graphic Interchange Format): veszteségmentes tömörítési eljárás vonalas illetve kevés színt használó képek számára JPEG (Joint Photographic Expert Group) veszteséges tömörítési eljárás színes fényképek, és fényképhez hasonlító képek számára. A JPEG eljárás a többi, mozgókép tömörítési eljárás alapeljárása. 48 8

GIF GIF - transparency Graphic Interchange Format (GIF) GIF87a, GIF89a Speciális funkciók Átlátszóság (Transparency) Animáció (Animated GIF) Váltósoros (Interlaced) 49 50 GIF transparency 2 GIF transparency 3 Megoldás: Color similarity pl. Microsoft Photo Editor 51 52 GIF transparency 4 Animált GIF Eredeti kép Átlátszó Framek Átlátszóhátter# kép különböz szín# cellákban 53 54 9

Interlaced GIF A kép részletei fokozatosan jelennek meg 55 GIF tömörítés A képpontok színinformációi gyakran ismétl5d5 adatsorozatok. Az adatsorozatokat beírják egy minta-táblázatba, az állományban viszont az adatsorozatokat egy pointer helyettesít. Az adatsorozatok általában több bájt hosszúak, a pointer mérete viszont legfeljebb 1 bájt (256 különböz5 adatsorozat), a helyettesítés tehát jelent5s hely megtakarítást eredményez. 123456123456123456 => 111 (18 byte => 1 byte) 56 GIF GIF fájlokban elérhet méretcsökkenés az ismétld minták számától függ. Nagy, azonos szín# mezket tartalmazó képek esetében a tömörítés 10 is lehet, vonalas ábráknál általában 5 tömörítés érhet el. Vigyázat! A GIF eljárást licence díj megfizetése nélkül csak 16 bit színinformációig lehet használni! PNG használható helyette 57 58 JPEG: tömörítés A JPEG eljárás tömörítéskor elhagy a képb5l bizonyos adatokat. Mivel érzékelésen alapuló tömörítési eljárás, ezért az elhagyásra kerül adatokat az emberi szem érzékelési tulajdonságainak figyelembe vételével választja ki. A JPEG hatékonyan tömöríti a színes és szürke skálás képeket, fekete fehér képek tömörítésére viszont nem érdemes használni. 59 JPEG: tömörítés A tömörítés el5tt több paramétert kell beállítani. Minden beállítás kompromisszum a tömörített állomány mérete és a kibontott kép minsége között. A kibontott színes képeknél nincs észrevehet5 min5ségromlás, ha olyan paraméterek kerülnek beállításra, melynél a tömörítés 10 körüli érték. Szürke skálás képeknél a min5ségromlás már 5 tömörítésnél észrevehet5. 60 10

JPEG: transzformáció A JPEG eljárás el5ször YUV szín-koordinátarendszerbe transzformálja a képfájlok RGB színinformációit, majd elválasztja egymástól a világosság- és a színkódokat. Ezzel alkalmazkodik az emberi látás jellemz5ihez. Az ember ugyanis a képben bekövetkez kis mérték# világosság változásokat inkább észreveszi, mint a színekben bekövetkez nagy mérték# változásokat. A JPEG eljárás ezért els5sorban a színkódok mennyiségét csökkenti. A második lépésben az eljárás csökkenti színkódok mennyiségét. Ez a JPEG nyelvezetben a 4:2:2 vízszintesen megfelezett színinformáció -, míg a 4:1:1 - vízszintesen és függ5legesen megfelezett színinformáció beállítás. 61 JPEG: színkód összenyomás Az eredeti képfájlban egy képpont egy világosság- és a két színkódját azonos számú bit alkotja. A 4:2:2 beállításnál két képpont színkódjai közül az eljárás az egyiket elhagyja, vagyis a két egymás utáni képpontnak azonos színkódot állít be. Megváltozik ugyan a kép látványa, de ez alig vehet5 észre. A legtöbb képnél ugyanis két egymás melletti képpont színe alig különbözik egymástól. A 4:1:1 beállításnál az eljárás két sor színkódjait közösen kezeli. Egy képpont színkódja az utána következ5 képpont, az alatta lév5 képpont, és az alatta lév5 képpont mellett található képpont színkódjává válik, vagyis négy képpontnak azonos lesz a színkódja. Ez az u. n. színkód összenyomás, ami méretcsökkenést eredményez. 62 JPEG: adatok Ha például a világosságkód és a két színkód 4-4 bit hosszú, akkor 4:2:2 beállítás esetén az összenyomott fájlban két képpontot 24 (12 + 12) bit helyett 16 (12 + 4) bit definiál, vagyis a színinformáció 12 bitr5l 8 bitre csökken. Emiatt a képfájl mérete az eredetinek kétharmadára csökken. 4:1:1 beállítás esetén a transzformált fájlban négy képpontot 48 (12 + 12 + 12 + 12) bit helyett 24 (12 + 4 + 4 + 4) bit definiál, vagyis a színinformáció 12 bitr5l 6 bitre csökken. Emiatt a képfájl mérete az eredetinek a fele lesz. A csökkenés adatveszteséggel jár, de az ember általában nem érez min5ségromlást a szem tökéletlen színérzékelése miatt. Szürkeskálás képeknél nincs színkód, ezért nem lehet ily módon fájlméretet csökkenteni, ezért kisebb a tömörítés ezeknél a képeknél. 63 JPEG: tömörítési eljárás Az eljárás a következ5 lépésben a képfájlban található képpontokat 8 8 tagból álló makroblokkokra bontja, majd diszkrét koszinusz transzformációval kiszámítja blokkokat alkotó frekvencia komponensek amplitúdóját. Az eljárás elhagyja azokat a frekvencia komponenseket, melyeknek amplitúdója kisebb a paraméterezésbl számított számértéknél. Mennél nagyobb ez a szám, annál több a tömörítésnél elmaradó adatmennyiség, azaz kisebb a tömörített képfájl mérete. A világosságkódok frekvenciakomponenseinek amplitúdója általában nagyobb a színkód frekvenciakomponensek amplitúdójánál, ezért az elbbiek kevésbé módosulnak a tömörítés alkalmával. A megmaradt adatokat az eljárás Huffmann-kódolással tömöríti. A tömörített fájl tartalmazza kibontásához szükséges összes információt. 64 A JPEG tömörítési eljárás m#veletei 65 Tömörítés JPEG eljárással Legyen egy 320 240 képpontból álló fájl, melyben a színmélység 16 M szín (színinformáció: 24 bit). Az eredeti képfájl mérete: 320 240 24 8 = 230.400 bájt A fájl mérete színkód összenyomás után: 4:2:2 beállítás: 320 240 16 8 = 153.600 bájt 4:1:1 beállítás: 320 240 12 8 = 115.200 bájt 12 tömörítés esetén a fájl mérete 19.200 bájtra csökken. Az emberi szem tömörített kép kibontása után min5ségromlást nem fog érzékelni. 66 11

Kibontás JPG tömörítés A tömörített fájl kibontása ellenkez5 irányú folyamat. A kibontó program el5ször létrehoz a Huffmann tömörítés kibontásával egy átmeneti képfájlt, majd kiszámítja az egyes blokkokat alkotó képpontok világosságkódját és színkódjait. Ekkor kialakul egy olyan képfájl, melyben minden képpontnak van egy világosságkódja és két színkódja. Ezt követ5en a program a képpontok világosságkódjából és két színkódjából RGB színkódot állít el5. Ez a képfájl a képerny5n megjeleníthet5. Mivel az egyes blokkok külön-külön kerülnek tömörítésre, a blokkok határán lehet a kódértékek között lehet különbség. A kibontó programok általában összehangolják a blokkok közti átmenetet. Ezáltal a képerny5n szebb kép jelenik meg. 67 68 JPG probléma Nem érdemes használni olyan képeknél, ahol hirtelen színátmenetek vannak (JPG noise) 69 M-JPEG Az M-JPEG eljárás az állóképek tömörítésére használt JPEG eljárás mozgóképek kezelésére alkalmassá tett változata. Az M-JPEG eljárás minden egyes képkockát külön külön tömörít, nem vizsgálja a szomszédos képkockák közötti összefüggéseket. Ezért az M-JPEG eljárással készített képállomány egyes képkockái nagy pontossággal elérhet5k, a képállomány igen alkalmas szerkesztéshez, vágáshoz. Ha a tömörítés 12 körüli érték, akkor a kibontott képeknél minségromlás nem érzékelhet. Ennél a tömörítésnél a képállomány igen nagy méretd. Ha 15 kbájt méretd képekb5l állítunk el5 másodpercenként 25 képkockát, akkor egy másodpercnyi képállomány mérete 375 kbájt (0,3662 Mbájt). Ilyen képkockákból egy perc hosszú képállomány mérete 21,972 Mbájt. 70 GIF, JPG összefoglalás GIF el5nyök WEB bögész5 támogatottság Az ábra szerd képeknél jobb eredményt ad Spec. funkciók: transp, interl, anim JPG el5nyök Magas tömörítési arány, kis min5ségrolás mellett True color képeket is támogatja Animáció (1) Az animáció állókép-sorozatok segítségével elállított mozgás szimuláció. Az animáció önálló állóképekb5l indul el, ezek összerakásával kelti a mozgás érzetét. A videofilm folyamatos mozgásról készített pillanatfelvételek sorozata. A pillanatfelvétel mindig folyamatos mozgás egy adott pillanatát rögzít állókép. Az animáció látványosabb, több információ közölhet5 vele, mint állókép megjelenítéssel, de megjelenítéséhez nagyobb számítógép teljesítmény szükséges, mint állókép megjelenítéshez. Animációk kisebb teljesítményd számítógépeken is lejátszhatók, melyek nem képesek videofilmek megjelenítésére. 71 72 12

Animáció (2) Az animáció képerny5n megjelen5 állóképsorozat. A képerny5 a kép két részb5l áll, ez a háttér és az eltér. A háttér az animáció alapja, a háttér el5tt az el5térben történnek az animációs események. Az animáció elkészítésekor számítógép programokkal lehet létrehozni a hátteret és az el5teret. Animáció létrehozása történhet: Animáció szerkeszt program segítségével, amikor az animációs képsorok külön állományban kapnak helyet. Az állomány a multimédiaalkalmazásban, vagy külön is lejátszható. Objektum animáció segítségével, amikor az animáció egy vagy több elem mozgatása a képerny5n. Az animációs képsorokat a multimédia-alkalmazás tartalmazza, csak az alkalmazásban lehet lejátszani. Animáció típusok Állandó eltérrel készül animáció Állandó háttérrel készül animáció Objektum animáció 73 74 Állandó el5térrel készül5 animáció Az animációs állományban az egyes képek háttere képrl-képre keveset változik, miközben az el5tér változatlan marad. Ma számítógép segíti az ilyen animáció elkészítését. Számítógéppel a háttér változó részeit képenként külön külön kell megszerkeszteni. Az egyes képkockákon az el5térben lév5 változatlan képek másolással vihet5k át a következ5 képkockára, tehát ezeket csak egyszer kell megrajzolni. 75 Állandó háttérrel készül5 animáció Az animációs állományban az egyes képek háttere állandó. Az állandó hátteret minden egyes képkocka tartalmazza, erre kell képkockánként rárajzolni a változó el5teret. Mivel állandó háttér teszi ki a képek nagy részét, ezért az így készül5 animáció könnyen és gyorsan létrehozható. Az el5térben található tárgyakat apró részekre kell bontani, és rárajzolni az állandó háttérre. A számítógép használata egyszerdsíti a rajzolást. Az eltérben a mozgást ábrázoló képek részleteit a számítógép hozza létre, a terveznek csak az animációs mozgás kezd és végs állapotát kell megadni. A számítógép kiszámítja, és megrajzolja a közbens állapotot ábrázoló képeket. 76 Objektum animáció A legegyszerdbb animációs módszer. Nem animációs állományt, hanem egy grafikus objektumot hoznak létre, melyet egy program mozgat a képerny5n egy el5re megadott útvonalon. A hatás fokozása érdekében a grafikus objektummal bizonyos m#veletek végezhetk (nagyítás, kicsinyítés, elforgatás, stb.), de az objektumnak mindvégig ugyanannak kell lenni. Az objektum mozgatás közben változtathatja alakját (például körb5l négyszög lehet vagy fordítva), azonban ezekhez az alakváltozásokhoz szükséges objektumokat elre el kell készíteni. 77 Eszközök animáció képek megrajzolására A legtöbb animáció készít5 szoftver rendelkezik az alábbi eszközökkel, melyek megkönnyítik az animáció készítést: Objektum mozgatás el5re definiált pálya mentén Fázisrajzolás (tweening) Képúsztatás (morphing) Animáció hangosítás 78 13

Tweening Tweening effect Fázisrajzolás Meg kell rajzolni a képsor kulcsrajzait, és a program elkészíti a közbens5 rajzokat. Két kulcsrajz között a mozgás kötelez5en folytonos. A fázisrajzolás angol neve tweening. 79 80 Morphing Morphing effect Képúsztatás (morphing) Képúsztatáskor egy kép néhány képváltás alatt egy másik képbe alakul át. Meg kell rajzolni az átalakulás els5 és utolsó képét, össze kell párosítani egymással a két kép jelent5s pontjait, majd meg kell adni, hogy az átalakulás hány kép alatt játszódjon le. Ennek alapján a program elkészíti a többi képet. 81 82 Lejátszó program A lejátszó program egy kész animáció állományt jelenít meg. A megjelenítés során szükség lehet er5forrásokra, melyeket a lejátszó programnak el kell érni. CélszerD, ha az animáció készít5 programban és a lejátszó programban azonosak az elérési útvonalak. Ezt biztosítja, ha mindkét programot a programok által javasolt könyvtárszerkezetbe telepítjük. Továbbá lényeges, hogy az animáció készít5 programban olyan képméret kerüljön alkalmazásra, melyet a lejátszó program vágás nélkül tud a képerny5re felrajzolni. A két számítógép monitorának legyen közel egyforma a felbontása. 83 Számítógépes animáció és a film Marinov Gábor el5adása alapján (ELTE, 2002. március 19) Történeti áttekintés 1960: Interaktív játékprogram (MIT) Vektorgrafikus megjelenít5 (oszcilloszkóp) 1960: Boeing cég, Computer Graphics kifejezés megszületése Elméleti alapok lerakása 84 14

Számítógépes animáció és a film 1970-es évek (matematikai modellek megjelenése) 1971: árnyalási modell 1974: textúrák 1977: csillanás 1978: bump mapping Számítógépes animáció és a film 1979: ILM megalakulása (George Lucas) 1982: TRON (Disney) 30 perces komputer animáció (Triple I, MAGI, NYIT, Digital Effects, and Robert Abel & Associates) http://vcg.iei.pi.cnr.it/bumpmapping.html 85 http://www.beanblossom.in.us/larryy/cgi.html 86 TRON Számítógépes animáció és a film Star Trek II (Genesis effekt) Kicsapódó részecskék 87 http://asec.cs.gsu.edu/gso_classes/finalfilm/ 88 Számítógépes animáció és a film Számítógépes animáció és a film 1984: The last Starfighter 1. film, ami teljesen a számítógépes speciális effektekre épül (Cray) 1984: Az els5 kereskedelmi forgalomban kapható 3D-s szoftver megjelenése 1985: Young Sherlock Holmes (ILM) Photoshop-szerD program használata Az els5 Computer Graphics karakter megjelenése 1984: The Adventures of Andre & Wally B. PIXAR rövidfilm Cray XMP + VAX Tud deformálódni a test 89 http://www.wam.umd.edu/~danf/engl/ 90 15

Számítógépes animáció és a film 1986: PIXAR cég megalakulása (Steve Jobs) 1986: PIXAR Luxo Junior 1987: WILLOW Metamorfózis effekt Számítógépes animáció és a film 1988: The Abyss Vízb5l formálódó arc 1988: PIXAR (Tin Toy) Az els5 komputer animációs film, ami Oscar díjat kapott 91 92 Számítógépes animáció és a film 1991: Terminator II Metál effekt Számítógépes animáció és a film 1993: Jurassic park -reális megjelenés - 50 CGI sequences 1991: The Beauty and the beast CGI-rendered ballroom 1995: Toy Story 1. egész estés komputer animációs film http://www.pixar.com/howwedoit/index.html# 93 94 A jöv5.. Teljesen életh# CG szereplk Filmes animáció Manual Kézzel megmozgatják a figurát Kulcspozíciókat kell beállítani Procedural Gép generálja a mozgást (pl. fizikai törvények alapján) Representational Objektum alakja megváltozik az animáció során (pl. morph) 95 96 16

Filmes animáció Motion Capture demók Stochastic Pl. récsecske szimuláció (tüzijáték, robbanás) Behavioral Szabályok alapján Mi hogyan reagáljon a környezet hatásaira (pl. halak mozgása) Motion Capture Érzékel5k a testen => élethd mozgás 97 98 Motion Capture demók Motion Capture demók 99 http://www.famoustech.com/demovideo.html 100 Motion Capture demók http://www.famoustech.com/demovideo.html 101 17