Informatika | Grafika » A digitális képfeldolgozás alapjai

A digitális képfeldolgozás alapjai Digitális képfeldolgozás A digit szó jelentése szám. A digitális jelentése, számszerű. A digitális információ számokká alakított információt jelent. A számítógép a képi információkat is digitális adatokként kezeli, így a kép minden jellemzőjéhez valamilyen számot rendel. Digitalizálás A fotó vagy grafika digitalizálásakor az eredeti egy adott pontjáról mintát veszünk, majd a választott színrendszernek megfelelően a pont színével és árnyalatával arányosan létrehozunk egy számértéket. Ezek a pontok az eredeti pont síkbeli helyzetének megfelelően, egy kétdimenziós táblázatba helyezve kapjuk meg a digitális képet. Minden képpont (pixel) elérhető a koordinátája alapján. Digitalizálás Digitális kép keletkezhet: Szkenneléssel Digitális fényképezéssel Digitális videóval Rajzolással Digitalizáló táblával Digitális kép típusai □ Vektorgrafikus kép: ■

elem vagy alakzat koordinátákkal matematikai képletekkel adható meg □ Pixelgrafikus kép: ■ képpontokból áll, jellemző a képpontok és a színek száma Vektorgrafikus kép Pixelgrafikus kép Vektorgrafika alkalmazási területei •Mérnöki tervezés (CAD) •Térképészet (GIS) •Kiadványszerkes ztés (DTP Desk Top Publishing) •Animáció és filmgyártás Vektorgrafika □ □ Jellemzői: ■ a megjelenített kép elemeit a számítógép matematikailag leírható vonalakra görbékre bontja, majd ezek egyenleteit tárolja ■ a programok így felületeket színeznek Előnyök hátrányok: ■ az árnyalatokat nehézkesen kezeli ■ nagyításkor a felbontás nem romlik mivel csak a csomópontok koordinátái változnak, maga a képet leíró függvény nem ■ betűtípusok is ilyenek (TrueType) Pixelgrafika • Képek feldolgozása, átalakítása, kezelése, rajzolására • Programok: Photoshop, Paint, Gimp, PowerPoint stb.

Pixelgrafika □ □ Jellemzők: ■ Alapegysége és a felbontás egysége a képpont vagy PIXEL; ■ a képek külön tárolt képpontokból épülnek fel; ■ minden képpont tulajdonságait numerikus értékek határozzák meg (színmélység); ■ A képminőséget befolyásoló tényezők: színmélységA képminőséget befolyásoló tényezők: színmélység felbontás Előnyök és hátrányok: ■ korlátlan színhasználat; ■ a pixelméret csak bizonyos határok között módosítható; ■ képméret változáskor minőségromlás; ■ a képeknek nagy a helyigénye; Színmélység □ A számítógép a képi információkat is digitális adatokként kezeli, így a kép minden jellemzőjéhez valamilyen számot rendel Felbontás DPI (dot per inch) Ha egy kép 300 DPI-s, akkor 1 inch hosszon 300 képpontból áll! 1 inch=2,54 cm ? pont DPI (pont per Inch) Felbontás •Minél nagyobb a felbontás annál nagyobb a kép mérete! •A felbontás 2x-es

növelésével a kép mérete a négyzetesen nő! •A nagy felbontású képek csak normál felbontásban látszanak a képernyőn! Ennek feldolgozása időt vesz igénybe. Következmény, lassú megjelenés •Képernyőképek esetében a 72 DPI-s felbontást használjuk a méret és a megjelenési idő miatt. • Nagyfelbontású képeket nyomdai alkalmazásra, archiválásra, vagy egyéb speciális feladatokhoz használunk. Képfelbontás Kimeneti felbontás A pixelgrafika alkalmazási területei •DTP (Desk Top Publishing) •Retusálás •Képmanipulálás •Nyomdai előkészítés •Reklám •Plakát •Címlapok A pixeles és a vektoros kép különbségei: A pixeles vagy rasztergrafikus kép pixelekből áll, egész képként kezelhető, a rajzi részek egymástól elválasztott külön elemekre nem bontható. A vektoros grafika matematikai módszerekkel leírt függvény, elemei külön is megváltoztathatók. A pixeles kép minőségromlás nélkül

csak korlátozottan nagyítható vagy kicsinyíthető. A vektorgrafika matematikai módszerekkel leírva és a tényleges kép A vektoros kép korlátlanul nagyítható. A pixeles kép tárolási mérete erősen függ a színmélységtől, a kép fizikai méretétől és a felbontástól. A vektoros kép mérete és színezése nem befolyásolja lényegesen a méretet. A pixeles kép feldolgozásának a mérete szabhat határt, gond lehet a memória, a tárolás. A vektoros kép bármikor átalakítható pixelessé. A vektorgrafikus programok egyszerű exportálással, a megfelelő felbontási paraméterek meghatározásával, képesek a vektorgrafikát pixeles grafikává alakítani. A pixeles képek csak speciális programokkal alakíthatók, korlátozott módon vektorossá. Képábrázolási módok Bittérképes kép: • az egyes képpontokhoz tartozó információt egy bit hordozza (tusrajz) ezért csak 2 szín fordulhat elő a fekete és a fehér Képábrázolási

módok Szürkeárnyalatos kép: • csak a szürke és árnyalatai jelenhetnek meg egyszerre legfeljebb 256 árnyalat • a kép pontonként 8 biten ábrázolható (FF fénykép) Képábrázolási módok Színpalettás kép: • 256 (8 bit) szín jeleníthető meg egyszerre Képábrázolási módok Valódi színezetű (true color) kép: • az egyes képpontokhoz tartozó információt 24 bit hordozza • összesen 16 millió szín jelenhet meg adott pillanatban Színelmélet Newton, prizmakísérlete: •a fehér fény színek keverékéből jön össze •a komponensek egymás ellentétei Színelmélet Thomas Young (1802): •három szín alapelve (vörös, zöld, ibolya) •szem színérzékelése • a színek különböző hullámhosszúságú fénysugarak az emberi szem egyszerre több hullámhosszon is érzékel, így az összhatás adja meg az adott színt A színtanban lévő két leggyakoribb modell: ADDITÍV (RGB) az eredő fehér SZUBTRAKTÍV (CMYK) az

eredő fekete Színmodellek SZUBTRAKTÍV (CMYK) az eredő fekete Vörös Kék ADDITÍV (RGB) az eredő fehér Színbontás Színbontás A színek jellemzői Fényerő (brightness): • A fényerő mértéke megmutatja, hogy az adott szín mennyi fényt tükröz vissza illetve ereszt át Árnyalat (hue): • Az árnyalat határozza meg a szín pontos helyét a színskálán, azaz magát a színt Telítettség (saturation): • Az adott színben levő szürke mennyiségét jelenti. Minél kevesebb a szürke mennyisége annál tisztább, telítettebb a szín. A telített színek nem tartalmaznak szürkét vagy feketét. Áttetszőség (opacitás): • Festékek jellemzője, azt mutatja meg az alatta levő festékréteg mennyire üt át Digitális képformátumok Milyen formátumot válasszunk? • milyen módon szeretnénk a képet megjeleníteni (nyomtatás, képernyő) • milyen további platformokon akarjuk a képet megjeleníteni • akarunk-e vagy kell-e

konvertálnunk más formátumba • tömörítés és kódolás lehetősége • hírközlésben akarjuk-e továbbítani • nyomdai munkálatokhoz használjuk-e Digitális képformátumok TIFF(Tagged Image File Format) • operációs rendszer független, • hardver független, • alkalmas bináris, vonalas, szürkeségi fokozatokat tartalmazó képek mentésére, (mind a 4 képábrázolási módban) • Alkalmas RGB és CMYK színtérben készített képek tárolására, • veszteségmentes tömörítési lehetőség (LZW compression), • engedi a képi információktól eltérő adatok (pl. nyomtatási beállítások, színkorrekció, szöveg) mentésének lehetőségét • kiterjesztése .TIF Digitális képformátumok BMP • a DOS és Windows op. rendszerek általános képformátuma, mentéskor megadhatjuk a kimeneti op. r típusát (Windows OS/2 • színmélység 1, 8, 16, 24 bit, (kezdetben csak 16 bit volt) • veszteségmentes tömörítési lehetőség (RLE)

• Nem támogatja a CMYK színteret, csak RGB képek mentésére használható Kiterjesztés: BMP. Digitális képformátumok JPEG (Joint Photographic Experts Group) •veszteséges tömörítési eljárással készül, •tömörítési arány: 1:5; 1:15 , •A tömörítés lényege: az emberi szem kevésbé érzékeny a színkülönbségekre mint a világossági szint változásaira (színkivonás). •A JPEG eljárás 8 pixeles mátrixokban elemzi és cseréli az ismétlődő, hasonló pixeleket. •több minőségi faktorban menthető el, •csak részletgazdag nagyobb méretű képek esetén használjuk, •nyomdai feldolgozásra nem nyomtatásra részben ajánlott, •mérete miatt kiválóan alk. képernyőn ill Interneten való, megjelenítésre, •kiterjesztése .JPG Digitális képformátumok PCX • Z-Soft cég fejlesztette ki DOS Windows platformokra, • 8; 24 bites RGB képek mentésére alkalmas, • kiterjesztése .PCX GIF (Graphics Interchange Format) •

az Internet legelterjedtebb formátuma, a WEB és HTML on-line rendszerek leíró nyelvet közvetlenül használó raszteres formátum, • 8 bites lehet tömörített formában, • Fejlesztés alatt áll a GIF 24, amely 24 bit színinformáció tárolására is képes. • A képben az algoritmus ismétlődő jelláncokat keres és ezeket egy indexszel jelöli, amit egy hozzárendelt táblázatban tárol. • A GIF transzparens lehet és animálható. • kiterjesztése .GIF Digitális képformátumok PNG (Portable Network Graphics) 1995-ben a World-Wide-Web Consortium (W3C) a GIF alternatívájaként fejlesztette ki. A cél a GIF és a JPEG tulajdonságainak és lehetőségeinek egyesítése. PNG-8 Formátum: Ez hivatott direkt a GIF kiváltására. Gyakorlatilag ugyanott alkalmazható. • Ugyanúgy csak 256 színt képes kezelni. • 1 bit transzparens lehetősége van • Nem animálható • Veszteségmentesen tömörít, de nem a jogilag védett LZW-algoritmussal PNG-24

Formátum: Inkánbb a JPEG konkurense kíván lenni. • Veszteségmentes (JPEG-gel ellentétben) a tömörítése 24 vagy akár 48 bit színmélységben • 8 bites alfa-csatornát vihet magával transzparens információ számára, ahol rész-transzparencia is lehetséges A PNG előnye még, hogy érzéketlenebb a hibákra, mint a GIF vagy a JPEG. Míg azoknál egy bit-hiba az egész képet tönkreteheti, a PNG-nél csak a hibás tartományra terjed ki a probléma. Hátrány, hogy még nem minden böngésző tudja korrekten megjeleníteni. Éppen a Windows-operációs rendszernél az Internet Explorer szenved a 8-bites transzparenciával. Digitális képformátumok EPS (Encapsulated PostScript File) •Postscript formátumban tárol (egy lapleíró nyelv) •Az Adobe fejlesztése mind raszter, mind vektor adatok tárolására alkalmas. •platformfüggetlen ahol szükség van különböző grafikai (festő-, vektor) programok egymás közti adatcseréjére. •A képi modell

alapértelmezésben a lapot 1/72 inch-es felbontással kezeli, tehát rajzoláskor mintha ez a háló lenne a lapon. EPS formátum a •PostScript adatok becsomagolt formátuma. A PostScript nyelv gazdag utasításkészlete lehetővé teszi igen bonyolult szöveggel és grafikával •zsúfolt lapok nyomtatását. •A grafika leírása szöveges formában történik. •Kiterjesztése .EPS Digitális képformátumok PSD (PhotoShop Draw) •mint a nevéből is kiderül a Photoshop saját adatformátuma. •mind bittérképes, mind tónusos, RGB és CMYK adatok tárolására alkalmas. •A Photoshop saját formátumának előnye a többivel szemben •a gyorsabb lemezkezelés (mentés, töltés), de fő haszna, a rétegek, csatornák, szekciók, stb. tárolása •Ez is platformfüggetlen, bármely más rendszeren futó Photoshop képes adatot cserélni. •kiterjesztése .PSD Digitális képformátumok RAW formátum, „digitális negatív” Nyers adatformátum, azt jelenti,

hogy az adatok közvetlenül a CCD-képérzékelőből kerülnek feldolgozásra. Az adatok továbbítása az eredeti állapotban történik, nem a digitális kamerában megy végbe az adatfeldolgozás. A RAW fájlok általában kisebbek a TIFF formátumban mentett fájloknál, mert a színadatok ezen a ponton még nem kerültek feldolgozásra. A fájlok megtekintéséhez és szerkesztéséhez, valamint egy megszokottabb formátumban való elmentéséhez speciális program vagy plug-in szükséges. Photoshop-ban a RAW formátumú állományok megnyitáskor a kép adatait a felhasználónak kell megadnia ahhoz, hogy az állományt a program helyesen értelmezze