08. Kolory i grafika

Grafika rastrowa

Poznajemy popularne cechy grafiki rastrowej i formaty plików pamiętając, by wszędzie gdzie można (wykresy, schematy, rysunki, tekst) używać grafiki wektorowej.

Parametry

Głębia koloru (color depth):

  • ilość informacji opisującej barwę piksela (liczba bitów)
    • b&w (1 bit)
    • skala szarości lub 256 kolorów (8-bitowa paleta kolorów),
    • HighColor (16-bitowa paleta kolorów)
    • TrueColor (24 lub 32-bitowa paleta kolorów)
    • paleta barw indeksowanych — potrzebna liczba bitów w zależności od wielkości palety.
  • może też występować dodatkowy "kanał" określający stopień przeźroczystości pikseli ("alpha"), opisywany 1 bitem (jak w formacie GIF), 8 bitami (jak w formacie PNG), albo nawet 16 bitami (aż 2^16=65536 poziomów przezroczystości!)

Im większa głębia koloru, tym większy "surowy" (nieskompresowany) rozmiar pliku z obrazkiem.

Rozdzielczość (resolution)

  • określa, ile jest poziomych i pionowych linii tworzących obraz
  • im więcej linii i punktów, tym wyraźniejszy obraz

Rozdzielczość (inne znaczenie)

  • liczba pikseli na jednostkę odległości. Podaje się zwykle w dpi, ppi, lpi (dots, pixels, lines per inch)

Aby policzyć ile pamięci w kilobajtach zajmuje surowy plik z bitmapą należy podzielić iloczyn liczby pikseli i rozmiaru palety przez iloczyn liczb 8 i 1024, zgodnie ze wzorem:

(1)
\begin{align} rozmiar_{kB} = \dfrac{liczba\_pikseli*rozmiar\_palety\_barw}{8*1024} \end{align}

Formaty plików graficznych dla grafiki rastrowej:

JPG (ang. Joint Photographic Experts Group)

  • głębia kolorów do 24-bitów
  • w zależności od wyboru stopnia kompresji, można uzyskać dużą oszczędność pamięci, ale traci się na jakości obrazu (kompresja stratna)
  • kompresja polega na usuwaniu wysokich "częstotliwości" z obrazu, czyli gwałtownych zmian barw, i jest dokonywania niezależnie w blokach 8x8 pikseli
  • niski stopień kompresji nie spowoduje znaczących różnic i zmian jakości obrazu widzianych ludzkim okiem - szczególnie w obrazach, w których nie ma szybkich zmian barwy na małym obszarze, jednak nawet jeśli tego nie widzimy, zawsze następuje nieodwracalna utrata informacji
  • rozszerzenie *.jpg lub *.jpeg.

BMP

  • podstawowy format plików graficznych w systemie Windows
  • głębia kolorów od 1 do 24-bitów, w zależności od potrzeb
  • zapis bezstratny
  • najczęściej zupełnie bez kompresji, lub z prostą i słabą kompresją RLE
  • rozszerzenie *.bmp.

GIF (ang. Graphic Interchange Format)

  • maksymalnie 256 kolorów
  • bezstratna kompresja (ale obsługuje do 256 kolorów, więc czasem trzeba najpierw ograniczyć ich liczbę w oryginalnym obrazku)
  • przejrzystość 1-bitowa (piksel jest lub nie jest całkowicie przejrzysty)
  • możliwość utworzenia animacji
  • rozszerzenie *.gif.

PNG (ang. Portable Network Graphics)

  • głębia kolorów do 24 bit + kanał alfa
  • kompresja bezstratna, posiada w sobie wiele algorytmów i wiele ich wariantów, sprawdza który jest skuteczny dla konkretnego obrazu, jaki akurat kompresuje
  • najczęściej ograniczenie palety barw pozwala skompresować obraz bardziej (zmniejsza rozmiar pliku)
  • rozszerzenie *.png.

Teraz, znając już specyfikę formatów zapisu, należy świadomie wybierać odpowiedni format do konkretnego zastosowania. Uproszczona zasada wynikająca ze sposobu działania powyższych metod: najczęściej wybieramy między png (zdjęcia jeśli chcemy bezstratnie, oraz wszystko inne) i jpg (zdjęcia, dobieramy stopień kompresji wedle potrzeby).

Zadanie 08

Raport:

  1. Ściągnij z internetu 2 zdjęcia (w formacie BMP, duże i skomplikowane; zdjęcia powinny wyraźnie różnic się charakterem, kolorami, stylem), otwórz w programie graficznym (np. GIMP) i zachowaj w wymienionych poniżej formatach:
    • BMP (24 bity)
    • BMP w odcieniach szarości
    • GIF
    • PNG z różnym stopniem kompresji (min 2)
    • JPG z różnym stopniem kompresji (min 2)
  2. Sporządź zestawienie przedstawiające dla każdego otrzymanego pliku:
    • wielkość pliku
    • jakość obrazka
    • dla każdego obrazka obliczyć stopień kompresji
    • uzasadnienie dlaczego wielkość i/lub jakość uległa/nie uległa zmianie.

Do raportu należy dołączyć pliki z pierwotnymi obrazkami.

  1. Opisz krótko modele kolorów: RGB, CMYK, HSB (max. 300 słów na jeden model, proszę skupić się na zastosowaniach modelu i kwestiach związanych z percepcją zapisywanych w nim barw).
  2. Raport (w formacie PDF, DOC lub ODT) musi zawierać bibliografię z co najmniej 5 pozycjami.

Terminy: zostaną podane w stosownym czasie
Punkty: 3

Strona na licencji Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0. Autorzy: A. Czoska, M. Komosiński, B. Kowalczyk, A. Kupś, M. Lubawy