Kanalia

Pojęcie grafiki komputerowej należy stosować w odniesieniu do szerokiego spektrum zastosowań komputerowych. Grafika (niekoniecznie użytkowa) występuje w wielu dyscyplinach informatycznych; twórcy oprogramowania tworzš atrakcyjny wizualnie interfejs, autorzy witryn internetowych dbajš o wyglšd swoich stron WWW, a producenci aplikacji graficznych opracowujš coraz doskonalsze narzędzia do tworzenia grafiki. Obrazy mogš być tworzone od podstaw, mogš też być wynikiem obróbki zeskanowanych zdjęć i rysunków.[1]

Istniejš dwa podstawowe rodzaje grafiki komputerowej; grafika rastrowa i grafika wektorowa.

a. Grafika rastrowa (bitmapowa)

W grafice rastrowej obrazy tworzone sš z położonych regularnie obok siebie pikseli. Posiadajš one różne kolory lub odcienie jasnoci. Tworzone w ten sposób obrazy i rysunki zwykło się nazywać mapami bitowymi. Jest to sposób zapamiętania obrazu przy wykorzystaniu pikseli ułożonych w rzędy i kolumny. Każdy piksel a właciwie informacja o jego kolorze może zostać zapisana za pomocš okrelonej liczby bitów; wartoć l oznacza czerń lub kolor, wartoć 0 biel. W zależnoci od liczby kolorów jakie możemy wykorzystać w mapie bitowej, rozróżniamy mapy: l-bitowe, 8-bitowe, 16-bitowe, 24-bitowe i 32-bitowe. Mapy l-bitowe to mapy czamo-białe, natomiast w mapach 8-bitowych (28) na jeden piksel przypada 256 kolorów, w 16-bitowych (216) 65 536 kolorów, w 24-bito-wych (224) 16 777 216 kolorów itd.

Liczba pikseli użytych do odwzorowania obrazu w komputerze zależy od jego rozdzielczoci. Pojęcie to okrela liczbę pikseli przypadajšcš na jednostkę powierzchni. Im wyższa jest rozdzielczoć obrazka, tym większy jest jego plik. Na objętoć zbioru graficznego istotny wpływ ma również iloć możliwych do zapamiętania kolorów. Im więcej kolorów, tym większa objętoć. Do zapamiętania wystšpień 16 777 216 kolorów na tej samej powierzchni trzeba użyć większej iloci bitów niż do zapamiętania 256 kolorów. Do zilustrowania różnicy w wielkoci plików przedstawiono trzy przykłady. Pierwszy ilustruje zapis przy użyciu 256 kolorów. Po lewej stronie znaku [=] znajdujš się kolejne numery bitów, a po prawej numer reprezentujšcy kolor. Dziesięć bitów ma tutaj ten sam kolor (ma przykładowy symbol 25). W drugim te same bity majš już różne kolory, ponieważ obraz został pobrany i zapisany przy użyciu 16 milionów kolorów. Iloć pozycji potrzebnych do zapisania tej samej iloci bitów jest wyranie różna. W trzecim przykładzie pokazany jest plik po konwersji z obrazu 24-bitowego na 8-bitowy i z powrotem na 24-bitowy.

Mimo takiego samego koloru we wszystkich bitach każda informacja jest przechowywana oddzielnie - plik ma ten sam rozmiar jak w przykładzie drugim, choć jest dużo uboższy w kolory.

Do wstępnego oszacowania wielkoci pliku możemy posłużyć się prostym wzorem:

Przetwarzanie map bitowych wymaga odpowiedniej iloci pamięci RAM w komputerze. Im więcej, tym lepiej. W przypadku obrazów rastrowych liczba pikseli przypadajšca na jednostkę powierzchni jest wielkociš stałš (rozdzielczoć), dlatego też przy powiększeniu mapy bitowej występuje efekt powiększenia piksela. W praktyce objawia się to widocznymi na ekranie monitora lub wydruku schodkami, stšd jakoć obrazu nie jest najlepsza. Występujšca wtedy utrata ostroci obrazu map bitowych jest ich podstawowš wadš. Innš wadš jest brak możliwoci operowania na fragmentach obrazu.

Grafikę rastrowš można przyrównać do obrazka namalowanego farbkami. Zmiana barwy dowolnego fragmentu polega na nałożeniu pędzelkiem innego koloru.

Nie można tutaj zmienić np. kształtu licia przez jego modelowanie, a jedynie przez namalowanie w jego miejsce nowego.[3]

Zupełnie inaczej wyglšda to w grafice wektorowej. Tutaj obrazy i rysunki składajš się z szeregu punktów, przez które prowadzi się linie proste i krzywe. Obiekty te definiuje się za pomocš równań algebraicznych (wektorów). Obraz wektorowy najprociej ujmujšc zapamiętany jest w postaci wzorów. Program, który je wywietla i pozwala edytować, przelicza wzory. W praktyce kreowanie takiego obrazu polega na utworzeniu niezależnych od siebie obiektów. Każdy z nich posiada takie właciwoci jak kontur, rozmiar, kolor i stanowi odrębnš całoć. Utworzone obiekty układa się w odpowiedniš kompozycję, w wyniku czego powstaje obraz.

Obrazy i rysunki wektorowe możemy poddawać skalowaniu i modelowaniu bez utraty ich jakoci. Tutaj zmiana kształtu przykładowego licia polega na modelowaniu jego konturu. Przykładem rysunków utworzonych w grafice wektorowej mogš być ClipArty (spotkalimy się z nimi przy okazji wstawiania rysunków do dokumentu Worda). W przypadku grafiki wektorowej nie używamy okrelenia rozdzielczoci obrazu. Obiekty sš wywietlane na ekranie monitora z rozdzielczociš, z jakš pracuje karta graficzna i drukowane z rozdzielczociš drukarki.

Grafika wektorowa posiada wiele zalet. Jest wyrana na monitorze i na wydruku, zajmuje mniej miejsca na dysku i w pamięci RAM komputera. Z kolei wysokiej jakoci mapy bitowe zajmujš dużo miejsca, ale dzięki strukturze pikseli umożliwiajš przeprowadzenie na nich drobiazgowego retuszu.[4]

c. Rysunek rastrowy a wektorowy - różnice

Różnice między rysunkiem rastrowym (czasami nazywanym bitmapš) a wektorowym sš olbrzymie. Szczególnie widoczne sš podczas skalowania (czyli zmiany rozmiaru) rysunku lub obiektu. Oto jak będzie wyglšdała mała litera „a” po powiększeniu jej o 700% w rysunku rastrowym i wektorowym:[5]

Rastrowa litera „a” wyglšda brzydko, a wektorowa nie straciła nic ze swojej jakoci.Dlaczego tak się dzieje? Najlepiej będzie można to przeledzić na przykładzie elipsy i odcinka.

Ładnie widać przyczynę utraty jakoci na przykładzie odcinka. Rzucajš się w oczy duże punkty, z których się on składa, oraz postrzępiona linia. W rysunku rastrowym wszystko jest zapamiętywane w postaci punktów. Tak więc mały odcinek zostaje zapamiętany jako złożony z okrelonej liczby punktów; po powiększeniu go te małe punkty stajš się duże, a na dodatek jest ich tyle samo (tyle, że o większych rozmiarach). Różnica między małym odcinkiem a dużym polega więc na powiększeniu stałej liczby punktów. W rysunku wektorowym odcinek jest zapamiętywany jako zbiór dwóch punktów (poczštkowego i końcowego) o okrelonych współrzędnych. Następnie program oblicza porednie punkty ze wzoru matematycznego i wywietla je na ekranie. Powiększenie odcinka w tym przypadku polega na obliczeniu nowych współrzędnych dla obu punków i następnie – na nowym obliczeniu punktów porednich. Gruboć odcinka nie zmieniła się, gdyż zmieniony został tylko jego rozmiar.[7]

Podobna sytuacja występuje w przypadku elipsy. W rysunku wektorowym powiększane sš punkty składowe małej elipsy, a w przypadku rysunku wektorowego elipsa jest zapamiętywana w postaci dwóch ognisk elipsy i dwóch rednic, małej i wielkiej (powiniene przypomnieć sobie lekcje matematyki i wzory, opisujšce okrelone figury geometryczne).[8] No dobrze, ale jak będš wyglšdały obiekty po ich pomniejszeniu? W przypadku rysunku rastrowego brane sš pod uwagę punkty, leżšce obok siebie i na podstawie iloci czarnych i białych punktów obliczany jest punkt wynikowy. Tak więc podczas pomniejszania do rozmiaru 1/10 oryginalnej wielkoci branych jest pod uwagę 100 punktów (matryca 10 punktów w pionie i 10 punktów w poziomie, czyli 10x10=100). Jeżeli np. 49 punktów jest czarnych, a 51 punktów jest białych, to zostanie dobrany punkt biały. Straci się, więc bardzo dużo szczegółów oryginalnego rysunku. W przypadku grafiki wektorowej sš tylko na nowo obliczane współrzędne obiektów, a dopiero potem jest rysowany obiekt o identycznej gruboci, co poprzedni. Możesz to zobaczyć na przykładzie[9]

Powiniene zwrócić uwagę, iż rysunek wektorowy nie pogorszył się. W przypadku rysunku rastrowego litera „a” wyglšda dobrze dlatego, że oryginalna litera jest bardzo gruba, więc podczas obliczania okazuje się, że jest bardzo dużo czarnych punktów. Znacznie gorzej wyglšda elipsa i odcinek, które były cienkie. Przy pomniejszaniu zgubionych zostało wiele punktów. Powyższe rysunki zostały pomniejszone zaledwie do 1/3 swoich oryginalnych rozmiarów, przy znaczniejszym pomniejszeniu nie można by się było w ogóle zorientować, co to za kształt.[10]

Orientacyjnie można założyć, że tak sš przeliczane punkty przy pomniejszeniu do 1/3 oryginalnego rozmiaru:


a)	b)	c)	d)

Jak widać z powyższych przykładów, rysunki rastrowe i wektorowe majš inne obszary zastosowań i inaczej powinno się do nich podchodzić podczas dokonywania poprawek. Każdy ma swoje wady i zalety. Dlatego istniejš osobne programy do pracy nad każdym z rodzajów grafiki, choć najnowsze wersje wprowadzajš często funkcje i polecenia, które zbliżajš do siebie sposób prac nad grafikš rastrowš i wektorowš.[11]

[1]M. Sławik, A. Bremer:Elementy informatyki. Katowice 2000

[2]M. Sławik, A. Bremer:Elementy informatyki. Katowice 2000

[3]M. Sławik, A. Bremer:Elementy informatyki. Katowice 2000

[4]Tamże

[5]R.Zimek:Corel Draw 10. Ćwiczenia praktyczne.Gliwice 2001

[6]R.Zimek:Corel Draw 10. Ćwiczenia praktyczne.Gliwice 2001

[7]Tamże

[8]R.Zimek:Corel Draw 10. Ćwiczenia praktyczne.Gliwice 2001

[9]Tamże

[10]Tamże

[11]Tamże