Kiegészítő témakörök Képek kezelése Dr. Kallós Gábor 2008-2009. Alapfogalmak Színelmélet Színezet: az adott szín helye a színskálán Fényerő: a szín relatív világossága, 0% = fekete, 100% = fehér Telítettség: a szín erőssége és tisztasága, 0% = szürke, 100% = teljes telítettség Kontraszt: az egymás melletti színek elkülöníthetősége, idegensége Tónus: fény-árnyék kontraszt Színhőmérséklet: hideg-meleg kontraszt Pl. kékeszöld és narancsvörös Felbontás, felbonthatóság: két (kép)pont megkülönböztethetősége, ill. hány különböző értéket vehet fel a minta 2 Alapfogalmak Színkeverés Additív színkeverés (kisugárzott fények) Szubtraktív színkeverés (elnyelt fények) 3 1
Alapfogalmak Színmodellek, színfelbontások Eszközeink nem tökéletesek, romló minőség: Valóságban látható kép Képernyőn megjelenő kép Papíron megjelenő kép RGB (monitorok, tévék, szkennerek) CMY (nyomtatásnál, papíron) Néha még pluszban szükség van a feketére is, bár elvileg keveréssel kijön HSB H: színezet, S: telítettség, B: fényerő Modell: színkerék H fokban megadva, B %-ban megadva, S szintén %-ban megadva, mekkora a lefedett sávtartomány 4 Képmegjelenítés Monitorok és nyomtatók A képernyőkép erősen monitor- és videokártya-függő (+ beállítás!) Monitortípusok összehasonlítása Katódsugaras Plazma LCD, TFT Előny Nagyon szép kép, a legjobb felbontás, jó kontraszt Jó felbontás, szép kép, kis fogyasztás Jó felbontás, szép kép, nagyon nagy méret is lehetséges, kis fogyasztás Hátrány Nagy méretű monitor, nagy fogyasztás, ronthatja a szemet Gyengébb kontraszt, kisebb látószög (drága) Mint a plazma Nyomtatótípusok összehasonlítása Lézer Tintasugaras Előny Kiváló nyomtatási kép Jó nyomtatási kép, kis méret, nem drága eszköz Hátrány Drága a nyomtató Drága üzemeltetés, a festék esetenként nedvesség hatására könnyen oldódik Jó minőségű nyomtatás: legalább 600 dpi! 5 Képfájlok Képfájlok Fontos jellemzők: Felbontás (dpi) Színmélység (egy képpont leírására) 8 bites (256-féle árnyalat, 3-3-2 RBG megosztás) 16 bites (65536-féle árnyalat, 5-5-6 RBG megosztás) Nagyjából ennyit érzékel a szemünk is 24 bites (16 millió szín, 8-8 bit minden alapszínnek) 32 bites (8-8 bit minden alapszínnek + 8 bit az átlátszóságnak) 6 2
Képfájlok Tömörítés Miért fontos a képek tömörítése? Kétszeres felbontás = négyszeres adatmennyiség Képernyőknél a felbontás fix, és általában nem túl nagy (100 dpi körül), ezért fontos a nagy színmélység Színmélység 1 4 8 16 24 A használható színek száma 2 16 256 65 536 16 millió A kép mérete bájtban (640x480 pontos ábra) 38 400 + kísérő infó, ezt nem jelöljük a továbbiakban 153 600 307 200 614 400 921 600 7 Képfájlok Tömörítés Tömörítetlen fájlok Bit- és vektorképek Tömörített fájlok Veszteségmentes tömörítés Huffman algoritmus: az egyes elemek gyakoriságát vizsgálja. A gyakoriságok statisztikája alapján egy bináris fát épít fel, a gyakoribb elemeket rövidebb kódokkal helyettesíti. (pl. karakteresen tárolt képfájl) LZW algoritmus: egy táblát épít fel, amibe behelyezi az aktuális bájtcsoportokat. Ha olyat talál, ami már előfordult, akkor annak már csak a helyét tárolja el újból. Lényegében a nagyobb adatsorokat rövidebbekkel helyettesíti. Veszteséges tömörítés DCT kódolás: négyzetes blokkokat (pl. 8x8 képpont) átlagol. A bal felső cella az átlag, a többi az ettől való eltérés. Az éles átmeneteket rontja, és megjelenhetnek a képen a blokkhatárok is. Minél nagyobb az átfogott színtartomány, annál kisebb méretű képet kapunk, de annál rosszabb lesz a minősége is. JPEG tömörítés: első lépésben egy DCT kódolás, a kis eltéréseket 0-ra állítja. Ezután Huffman-féle tömörítést alkalmaznak, így a méret nagyon kicsi lesz. A tömörítés időigényes, de gyors gépeken ez nem feltűnő. 8 Képfájlok Fontosabb képfájtípusok BMP (Bitmap file) Windows bitkép Előny: 16 millió szín, minden Windows program ismeri Hátrány: nagyon nagy méret WMF Windows metafile, szintén bittérképes E: minden Windows program ismeri H: nem független az alkalmazott grafikus kártyától TIFF (Tagged Image File Format) LZW eljárással tömörített képfájl E: nagyon jó minőség H: nem tudja kezelni az objektum alapú munkákat GIF (Graphics Interchange Format) LZW tömörítésű fájl E: általában kis méret, szinte minden program ismeri H: legfeljebb 256 szín, veszteséges JPG, JPE (Joint Photographic Experts Group) JPEG eljárással tömörített képfájl E: Kis méret H: Változó minőség, veszteséges, többszöri mentés során folyamatosan romlik a minőség EPS (Encapsulated postscript) Adobe PostScript formátum E: 16 millió szín, gyors kezelés, minden Postscript eszköz kezeli H: Nagy méret, kevés grafikus program támogatja PNG (Portable Network Graphics) viszonylag fiatal fájlformátum, a GIF utódja, veszteségmentes tömörítést alkalmaz, jól szállítható, mint a PDF SVG (Scalable Vector Graphics) XML alapú szabvány, főként vektorgrafikus ábrákra PCX régi Paintbrush formátum, mostanra szabványosított, hasonló mint a BMP PSD, PDD A Photoshop formátumai 9 3
A képek kezelése Működés Pixelgrafikus programok (bitképek) Képpontok ábrázolása Vektorgrafikus programok (vektorképek) Geometriai objektumok ábrázolása Előnyök Hátrányok Jó rajzolás, jó színezés, sokoldalú képkezelés, fotóretusálásra kiválóan alkalmas Felbontási gondok (nagyításnál életlen kép), nagy fájlméret és memóriaigény Egyes objektumok egyedileg jól szerkeszthetők, minden kimeneten jó felbontás, a fájlméret nem nő gyorsan Nehéz az egész képet együtt szerkeszteni, fényképek kezelésére nem nagyon alkalmas 10 A képek kezelése Klasszikus kategorizálás Rajzolóprogramok (vektorgrafika, klasszikus programok: CorelDraw, Adobe Illustrator, Macromedia Freehand) A rajz elemeit matematikai egyenletekkel, függvényekkel írják le Tipikus primitív alakzatok: vonalak és vonalláncok, sokszögek, körök és ellipszisek, Beziergörbék és spline-ok, szöveg (a számítógépes betűket is Bezier-görbék írják le) Fontosabb műveletek: objektumok forgatása, mozgatása, tükrözése, nyújtása (affin transzformációk), mindez 3D-ban is hasonló, csak bonyolultabb Egyéb fontos jellemzők: legfontosabb a toll eszköz, nincs radír eszköz, a megrajzolás sorrendje nem meghatározott, egyszerű objektumokból sokkal bonyolultabbakat lehet szerkeszteni Festőprogramok (pixelgrafika) Normál festőprogramok (Paint és PaintBrush) Professzionális kategória, fotóretusáló és szkennelő programok (Adobe Photoshop, Live Picture, Photo Paint Plus, Photo Styler) Főbb jellemzők: a képpontok egyesével kezelhetők, alakíthatók, radírozhatók; nagyon fontos a felbontás!!! A klasszikus kategóriák közötti határ kicsit már elmosódott, a modern rendszerek inkább hibridek További érdekes pixelgrafikus rajzoló és képszerkesztő programok Paint.NET, PhotoFiltre (ingyenesek) vektorgrafikus rajzoló és képszerkesztő programok Xfig (LINUX alatt) 11 fontos fogalmak Rétegek A kép különböző elemeinek a szétválasztására szolgálnak Rétegekkel még nem rendelkező kép esetén úgy érdemes elképzelni, hogy újabb képeket illesztünk a meglevő képre Az eredeti képet ez esetben háttérrétegnek nevezzük A rétegek segítségével úgy módosíthatjuk a kép egyes részeit, hogy más részek ne változzanak Pl. rajzolhatunk, szerkeszthetünk, forgathatunk, tükrözhetünk, átszínezhetünk, átlátszóságot változtathatunk, maszkokat használhatunk Több réteg egyszerre is módosítható, a rétegek sorrendje megváltoztatható, egyesíthetők, törölhetők, és megadhatjuk, hogy a rétegek hogyan hassanak egymásra Példa: áttetszőség, árnyék, színezés (piros-sárga átmenet), sarkítás 12 4
Fontos fogalmak Maszkok A maszk az eredeti képpel megegyező méretű és felbontású szürkeárnyalatos kép (tdk. egy mentett kijelölés) Funkciója az eredeti kép valamely részének az elrejtése Sokszor (rétegmaszkként) egy réteghez kapcsolódik A maszk fekete/fehér része nem fog megjelenni a kész ábrán, a szürke részek pedig valamennyire átlátszóak lesznek Fontos műveletek: kijelölés átalakítása maszkká, maszk aktiválása, módosítása, törlése 13 Fontos fogalmak Korrekciós réteg A korrekciós (kiegyenlítő) réteg (adjustment layer) egy speciális maszk, amely az eredeti képre vonatkozó korrekciós változásait tárolja Ennek a megoldásnak az a nagy előnye, hogy mivel az effektust egy másik rétegben tároljuk, ezért a változások próbálgatása közben nem sérül az eredeti réteg, ráadásul a korrekciós réteg általában sokkal könnyebben manipulálható, mint az eredeti kép Tipikus alkalmazások: fényerő, kontraszt, színezet és színtelítettség módosítása 14 Fontos fogalmak Szűrők Használatukkal speciális effektusok alkalmazhatók a képekre Egy részük hasonló, mint a hagyományos fényképezésnél Fontosabb szűrőtípusok Alkotás szűrők Lencse fényfolt, megvilágítás effektusok Ecsetvonás szűrők Elkent tónusok, kiemelt kontúr, mázolmány, toll kontúr Élesítés és életlenítés szűrők Élesítés és életlenné tétel, szegélyek élesítése, bemozdítás, körkörös bemozdítás Felület szűrők Festett üveg, folttechnika, szemcsézettség, vakolat Mozaik és pixelesítés szűrők Kristály, színes raszter, foltok, mozaik, szellemkép Művészi szűrők Akvarell, fólia, freskó, maszatolás, neonfény, spongya, ecset Rajz szűrők Fénymásolat, kréta, szénrajz, fémfelület, relief, szövet, tollrajz Stilizált szűrők Domborítás, árnyalás, éles és lágy kontúr, szélfúvás Torzítás szűrők Fodrozás, hajlítás, örvény, polár koordinátarendszer, üveg, vízfelszín Egyéb speciális szűrők Negatív, kiegyenlítés, keményítés 15 5
Fontos fogalmak Példa a szűrők alkalmazására 16 CorelDraw A CorelDraw vektorgrafikus képszerkesztő program, a Corel Corporation (Ottawa, Kanada) terméke A vektorgrafika több fontos újítása is a CorelDraw fejlesztéséhez köthető, pl. Pontszerkesztő eszköz, amely különböző objektumokon különböző funkciókat vesz fel, távlati ábrázolások, a kész kép felvillantása egyes munkafolyamatok előtt Vetélytársaihoz képest több előnyös jellemzője is van, pl. Pixelgrafikus programok által támogatott funkciókat is tartalmaz, színmodellek közti kényelmes váltást tesz lehetővé, kontraszt és színkiegyenlítés változtatása Nagyon sok fájlformátumot támogat Speciális szerkesztő funkciókat is támogat, pl. Újságszerkesztő funkció a szövegrészek kapcsolásával (linked text, folytatásos cikkekre) Kisméretű dokumentumok, pl. névjegyek, meghívók a végleges papírméreten szerkeszthetők A CorelDraw mellé később több kiegészítő komponenst is kifejlesztettek, közülük a legjelentősebb a Corel Photo-Paint pixelgrafikus képszerkesztő 17 Vektorgrafikus autó 18 6
Adobe Photoshop Adobe Photoshop (Adobe Systems) pixelgrafikus festő- és képszerkesztő program Piacvezető a kategóriájában, egyfajta etalon a képfeldolgozással és grafikával foglalkozók körében ( an industry standard for graphics professionals ) Felhasználásával szinte mindenféle képfeldolgozással kapcsolatos probléma megoldható (pl. a nyomdai előkészítés is) A pixelgrafika több fontos újítása is itt jelent meg, amelyet előbb vagy utóbb a konkurens programok fejlesztői is átvettek Ilyen pl. a rétegek kezelése, vagy a beépülő segédprogramok (plug-in-ek) használata (ezek külön könyvtárban elhelyezkedő speciális fájlok, amelyek betöltés után beépülnek a Photoshop menürendszerébe) Aktuális verzió: CS4 (Creative Suite, 08. 10. 15-) A programot (az elejétől kezdve) C++ nyelven írták Az első verziókat George Lucas is használta A Photoshop sok grafikus fájlformátumot támogat (vektorgrafikusokat is, ilyenkor konvertálja a képet ez a konverzió egyszerűbb, mint fordítva) Saját formátuma a PSD (Photoshop Document, ill. ennek a változatai, pl. PDD) a képet sok olyan járulékos információval együtt tárolja, amiket speciálisan a Photoshop használ (pl. rétegek, maszkok, (szín)csatornák, szöveges infók) Ez eltér a hagyományos megközelítéstől, amikor törekedtek a minél egyszerűbb, áramvonalas szabványok felé És mégis, a Photoshop népszerűsége miatt a PSD formátumot más programok is támogatják, az Adobe termékek mellett (pl. Adobe Illustrator) még a konkurens gyártók is! 19 20 Paint.NET A Paint.NET egy szabad terjesztésű pixelgrafikus szoftver Windows környezetben, a.net keretrendszer alá Eredetileg a Washington State University egy diákprojektjében írták meg (2004 tavaszán, C# nyelven, kis C++ kiegészítéssel), a MS Paint program egyszerű továbbfejlesztéseként, de hamarosan jelentősen felerősítették, kiegészítették (pl. rétegek kezelése, plug-in-ek) Az 1.0-ás verzió még csak 36.000 sornyi programkódot tartalmazott, és 15 hét alatt írták meg, ugyanakkor a 3.35-ás változat már 162.000 soros volt Most a Photoshop ingyenes, alternatív változataként használják Nagyon népszerűvé kezd válni, a letöltések száma egy 2006-os adat szerint havi 180.000 Viszonylag sok grafikus fájlformátumot támogat Saját képformátuma a PDN, amely a belső objektumformátum tömörített reprezentációja (megőrzi pl. a rétegeket) A Paint.NET is támogatja a plug-in-eket, amelyek részben át is írhatók (C# nyelven) A plug-in-ek mindig valahogyan kiterjesztik a program már meglévő tudását Ezeket folyamatosan fejlesztik, és építik be a különböző verziókba Példák: rajztudás fejlesztés tollrajz és a portrérajz támogatás a 3.10-es változatban, fájl plug-in Photoshop formátum beillesztése 21 7
22 Különleges hatások 23 Különleges hatások 24 8