Počítačová grafika

Súbor:Blender 2.36 Screenshot.jpg

Počítačová grafika

Počítačová grafika je z technického hľadiska obor informatiky, ktorý využíva počítače na syntetické vytváranie umelých obrazov (tzv. rendering), na úpravu zobraziteľných a priestorových informácií nasnímaných z reálneho sveta - napríklad digitálna fotografia, skenovanie 2D, 3D. Z hľadiska umenia ide o samostatnú kategóriu grafiky.

Oblasti počítačovej grafiky

• Ilustrácie a sprievodné obrázky k textovej informácii grafy, schémy, nákresy, jednoduché ilustrácie ...
• Reklamné a informačné materiály a predlohy letáky, pozvánky, informačné tabuľky, reklamné tabule, fotorealistické obrazy
• Počítačové spracovanie fotografických predlôh spracovanie zosnímaných motívov - z fotoaparátu, alebo cez skener
• Prezentácie - ucelené sekvencie, určené spravidla pre premietanie ako grafický sprievod k prednáške
• Desk Top Publishing definitívne grafické spracovanie publikácie - knihy alebo časopisu, do podoby pre tlačiareň - text vrátane ilustrácií, grafov, obrázkov a fotografií
• Animovaná grafika (pohyblivá, často aj ozvučená) tvorba jednoduchých animovaných sekvencií až po zložité počítačom realizované filmové sekvencie
• Grafické užívateľské rozhranie (GUI) vonkajší vzhľad - „prostredie“ - užívateľských programov, ovládanie pomocou ikon - napr. Windows, prostredie hier
• Technické výkresy' stavbárske, strojárske - umožňujú z výkresov zobrazovať trojrozmerný pohľad na súčiastku aj analýzu najviac namáhaných oblastí, u stavby je možné "prejsť sa" zvonku aj zvnútra navrhnutej stavby
• Grafika pre WEB a multimediálne diela WWW stránky, encyklopédie na CD, rôzne výukové programy
• Mapy, plány sídiel spracovanie máp, plánov miest, urbanistických štúdií, analýzy dopravnej situácie, vyhodnotenie a spracovanie výsledkov geologických a hydrologických prieskumov, znečistenia životného prostredia a pod.

Spôsob podania grafickej informácie

2D počítačová grafika

Existujú dva základné prístupy k 2D grafike: vektorová a rastrová grafika. Vektorová grafika ukladá presné geometrické dáta, napríklad súradnice bodov, prepojenia medzi bodmi (úsečky, krivky) a výplne tvarov. Väčšina vektorových grafických systémov umožňuje použiť štandardné tvary ako kruhu, štvorec a pod.

Naopak základom rastrovej grafiky je pravidelná sieť pixelov, organizovaná ako dvojrozmerná matica bodov. Každý pixel nesie špecifické informácie, napríklad o jase, farbe, transparentnosti bodu, alebo kombináciu týchto hodnôt. Obrázok v rastrovej grafike má obmedzené rozlíšenie, ktoré sa udáva počtom riadkov a stĺpcov. Dnes sa často kombinuje rastrová a vektorová grafika v súborových formátoch ako PDF alebo SWF.

3D počítačová grafika

3D grafika je príbuzná vektorovej 2D grafike. Tiež pracuje so súradnicami bodov a informáciami o úsečkách, krivkách a plochách, ale dáta sú uložené v trojrozmernom koordinačnom systéme. Z týchto trojrozmerných dát reprezentujúcich teleso je potom renderovaný 2D obrázok.

Rôznymi technikami sa dajú v 3D grafike vytvoriť veľmi realisticky vyzerajúce obrázky vďaka verné simuláciu svetelných a optických javov ako sú tieň, odraz svetla, lom svetla alebo kaustika. Pokročilé vývojové nástroje umožňujú aj realistické animácie vrátane pohybov odevu, vlasov, vodnej hladiny a simulácia fyzikálnych javov ako je gravitácia a odrazy.

ASCII art

ASCII art je jedným z najstarších odvetví počítačovej grafiky. Spočíva v reprezentáciu obrázkov a ďalších grafických prvkov pomocou písmen a znakov tabuľky ASCII. Základy tejto umeleckej disciplíny vznikli už v 19. storočia s prvými písacími strojmi a od 60.

Grafické editory

Rastrové (bitmapové)

• Paintbrush (resp. „Skicár“) príslušenstvo OS Windows. Umožňuje tvorbu a spracovanie jednoduchších obrázkov, pracuje max. s 16 farbami, dokáže pracovať s formátmi .bmp a .pcx
• Microsoft Photo Editor - je príslušenstvom MS Office, vyspelejší oako PaintBrush, umožňuje kreslenie obrázkov a jednoduchšiu úpravu bitmapových obrázkov (fotografií), pre náročnejšie úlohy je nevhodný
• Corel Photo Paint - pre náročnú prácu, práca v True Color, rôzne farebné modely (RGB, CMYK...), rozlíšenie do 9800 DPI, možnosť úpravy farebnej škály (jas, kontrast, farebné podanie), efekty, pracuje s množstvom rôznych formátov...
• Adobe Photoshop - vhodný pre profesionálnu prácu, práca v True Color, rôzne farebné modely (RGB, CMYK...) , rozlíšenie do 9600 DPI, veľa možností úpravy farebnej škály, veľké množstvo formátov, množstvo funkcií a efektov.
• GIMP voľný multiplatformový softvér, zhruba na úrovni PhotoPaint

Moderné textové procesory (MS WORD, AmiPro a iné) majú jednoduchý grafický editor zabudovaný už ako príslušenstvo, tabuľkové procesory (MS Excel, Quattro Pro) zase obsahujú moduly pre jednoduché vytváranie grafov priamo z tabuliek. Špeciálnu skupinu programov pre tvorbu prezentácií reprezentuje napr. Power Point z balíka MS Office.

Vektorové:

• Corel Draw ! - najpoužívanejší, vhodný pre tvorbu aj náročných predlôh, veľmi silný nástroj, typický pre vektorovú grafiku predstavuje tvorba a úprava čiar prostredníctvom Bézierových kriviek, ďalej zoskupovanie, prekrývanie a kombinovanie objektov, editácia výplní - tvorba farebných prechodov, rastrových výplní, editácia obrysových čiar, tvorba efektných textov, množstvo efektov vrátane 3D efektov. Corel Draw sa používa najmä pre umeleckú tvorbu; nie je určený pre technické účely. Obrázky ukladá vo formáte .cdr. Súčasťou balíka programov Corel je množstvo ďalších programov, umožňujúcich napr. pohodlné prezeranie galérií obrázkov v najrôznejších formátoch, animáciu a vytváranie videosekvencií, ich ozvučenie a množstvo ďalších funkcií. Unikátom je možnosť konverzie pixelového obrázku do vektorového tvaru pomocou programu CorelTrace.
• Inkscape - najpoužívanejší "slobodný softvér" pre kreslenie vektorovej grafiky

Obdobný systém práce používajú aj Adobe Ilustrator, Zoner Callisto či nástroj „kreslenie obrázkov“ v MS Worde.

• AutoCAD firmy Autodesk - asi najpoužívanejší predstaviteľ CAD systémov - určený pre tvorbu výkresov strojárskych aj stavbárskych, umožňuje z 2D výkresov vytvárať priestorové objekty buď v tzv. „drôtenom režime“, alebo pomocou tzv. renderingu modelovať povrch objektov - modelované objekty potom majú vzhľad ako fotografie skutočných prelôh. Veľmi silným nástrojom sú rozsiahle knižnice tisícok hotových súčiastok, ktoré stačí do výkresov vkladať. Knižnice sa predávajú ako samostatné moduly. Pre menej náročných užívateľov vzniklo množstvo jednoduchších variant - Auto Sketch, 3D Štúdio apod. Tvorba elektrotechnických schém a návrh plošných spojov je doménou programu ORCAD.

Už značne špeciálna oblasť tvorby máp je pokrytá programami Bentley GIS, ArcView, AutoCAD Map...

Pre animácie sa používajú napr. Flash, Corel Movie, 3D Studio MAX, True Space 3D

Formáty grafických súborov

Formátom grafického súboru rozumieme spôsob záznamu obrázku do súboru (vlastný spôsob kódovania obrázku) a komprimačnú metódu.

Rastrové formáty

• PCX Vyvinutý firmou Zsoft pre program Painbrush. S vývojom technických prostriedkov počítačov a software doznal i tento formát vývoj, umožňuje používať 256 farieb alebo "plnofarebný" režim. Na komprimáciu dát používa vlastnú kompresnú metódu.
• BMP Vyvinutý firmami IBM a Microsoft, je základným formátom prostredia Windows (napr. v tomto

formáte sa ukladajú všetky ikony). Umožňuje zobrazovať 16 777 216 farieb , ale nedisponuje komprimáciou, takže súbory sú pomerne veľké, rýchlo sa však načítavajú.

• TIFF Jeden z najrozšírenejších formátov, vyvinutý firmou Aldus pre DTP. Vývoj si vynútil mnoho modifikácií, to však spôsobuje občas problémy pri načítavaní obrázkov medzi rôznymi programami. Používa rôzne metódy kompresie dát aj rôzny rozsah farebnosti - efektívne sa dá použiť pre ukladanie čiernobielych obrázkov, obrázkov tvorených 256 farbami aj "plnofarebných" obrázkov.
• GIF Vyvinutý firmou CompuServe pre prenos obrázkov po sieti. Má účinnú komprimáciu, umožňuje však použiť maximálne 256 farieb. Je veľmi rozšírený.
• PNG Je pripravený ako náhrada formátu GIF, zatiaľ sa však veľmi nerozšíril.
• JPEG Účinná komprimácia je u tohto formátu prvoradá - aj za cenu čiastočného skreslenia obrázku.
• PCD Kodak Photo CD, ide o systém ukladania fotografií na CD ROM. Ten istý obrázok je uložený vo viacerých rozlíšeniach. Účinná komprimácia je firemným tajomstvom.
• TARGA Vyvinutý firmou True Vision,Inc.,pre virtuálnu realitu.

Vektorové formáty

• EPSF Vychádza z jazyka PostScript Adobe, vyvinutý pre DeskTop Publishing.
• HPGL Vyvinutý firmou Hewlett Packard ako ovládací jazyk pre plottery.
• DXF, DWG Vyvinuté firmou Autodesk pre program AutoCAD. Stali sa štandardom v oblasti programov CAD. CDR Vyvinutý firmou Corel pre vektorový grafický editor Corel Draw
• MPEG Progresívne sa rozvíjajúci formát určený najmä na kompresiu videosekvencií (MPEG2 a MPEG 4) a

hudby (MPEG 3). Veľmi účinný, umožňuje kompresiu a dekompresiu v reálnom čase. Používa metódu stratovej kompresie.

Farby v počítačovej grafike

• RGB model tvorí farby pomocou kombinácie troch základných farieb - červenej, zelenej a modrej (preto RGB - red, green a blue), tento systém se používa pri monitoroch
• CMYK model tvorí farby pomocou kombinácie farieb purpurovej (Cyan), tyrkysovej (Magenta), žltej (Yellow) a podielu čiernej (blacK). Tento farebný systém sa používa v tlačiarňach. Zlúčením farieb tyrkysovej, purpurovej a žltej dostaneme tmavohnedú farbu, preto je v tomto modeli ešte čierna farba
• HSV model
• HSL model

Pozri tiež

Grafický formát

Zdroje

• http://www.adaplo.sk/grafika.pdf
• http://referaty.atlas.sk/ostatne/informatika/20738/pocitacova-grafika