Пр7

Назад

Рачунарска графика - растерска графика

Ви ученици и не памтите другачију комуникацију са рачунаром изузев графичке. Када сте први пут угледали екран рачунара, он је био сликовит, тј. Графички опремљен. Међутим, графички екран појавио се тек крајем `80-тих година прошлог века. До тада, комуникација корисника са рачунаром обављала се линијско-командном методом. Екран је био једнобојан, а корисник је морао да зна инструкције оперативног система да би их уносио преко тастатуре, а затим би их оперативни систем извршавао.

  Рачунарска графика (engl. computer graphics) обухвата стварање, чување и употребу модела и слика објеката. Модели и објекти рачунарске графике потичу из различитих подручја: природе, науке, инжењерства, апстрактних концепата... 

  Док је предмет рачунарске графике синтеза слика на основу рачунарских модела стварних или имагинарних објеката, обрнути процеси анализе сцене и реконструкције модела објеката предмет су дисциплине која се назива обрада слике (engl. image processing). 

 Pixel –скраћеница за Picture Element, представља једну тачку на графици. Монитори приказују слику тако што је цео екран издељен на хиљаде (или милионе ) пиxела организованих у врсте и колоне. Пиxели су веома мали и изгледају повезани.

Bitmap-s (или растерска графика) је базирана на пиxелима. Bitmap-s се састоје од тачака на екрану које се комбинују да би формирале слику. За разлику од векторских графика, где се контуре састоје од низа математичких линија и кривих које лако могу мењати величину без губитка на квалитету, растерске графике имају фиксирану резолуцију. Другим речима, растерске графике изгледају најбоље када се приказују или штампају у оригиналној величини. Увећањем ових графика, имамо утисак увећања пиxела, који чине да графика губи на квалитету и јасноћи. Умањењем се губе пиxели да би се слика приказала у новој величини , чиме се такође губи на квалитету слике.

Растерска графика или битмапа је податак који представља правоугаону мрежу пиксела или обојених тачака, на неком графичком излазном уређају као што је монитор или на папиру. Свака боја појединог пиксела је посебно дефинисана тако да (на пример) RGB слике садрже три бајта по сваком пикселу, сваки бајт садржи једну посебно дефинисану боју.

 Пиксели су меморисани у рачунарској меморији или хард диску као растерска слика или растерска мапа односно дводимензионални низ малих целина. Често се те вредности преносе у сажетој (компримованој) форми, као што је jpeg формат. Дигиталне слике се могу створити помоћу дигиталног фотоапарата, скенера, радара, сеизмолошког профилисања и тако даље.

  Квалитет слике на приказним уређајима зависи од величина које одређују способност приказивања најмањих елемената и најфинијих структура.

Bitmap графике могу се компресовати тако што би их сачували у јпг формату, али ово истовремено редукује боје на слици, мада је фајл знатно мањи. При томе, информације се губе неповратно.

 Рачунарска графика се нагло развија и шири од појаве персоналних рачунара. Високо развијена способност препознавања облика код човека чини рачунарску графику једним од најприроднијих начина комуникације с рачунаром. Графичка интеракција помоћу растерског приказа постала је стандардним саставним делом рачунарских корисничких интерфејса.

 Садржај рачунарске графике

  
Иако се рачунарска графика и обрада слике баве рачунарском обрадом слика у почетку свог развоја биле су раздвојене дисциплине. С развојем растерске графичке технологије долази до тренда конвергенције ових двеју дисциплина.

  Примери примене рачунарске графике

 Рачунарска графика данас се користи у различитим подручјима привреде, администрације, едукације, забаве и свакодневног кућног живота. Подручје примене се убрзано шири с распрострањеношћу рачунара. Неки примери примене рачунарске графике укључују: 

  • корисничке интерфејсе (већина апликација на персоналним рачунарима и на радним станицама имају графички систем прозора (engl. graphical user interface – GUI) помоћу кога комуницирају са корисницима. Примери таквих апликација укључују обраду текста, стоно издаваштво, прорачунске табеле...);

 • интерактивно цртање (у пословним, научним и технолошким применама рачунарска графика користи се за приказивање функција, дијаграма, хистограма и сличних графичких приказа са сврхом јаснијег сагледавања сложених појава и олакшања процеса одлучивања);

 канцеларијска аутоматизација и електронско издаваштво (рачунарска графика широко се користи за израду електронских и штампаних докумената); 

  • пројектовање помоћу рачунара (engl. Computer Aided Design - ЦАД данас се стандардно користи за пројектовање система и компонената у машинству, електротехници, електроници, телекомуникацијама, рачунарству...);

  • симулација и анимација (рачунарска графика користи се за научну и инжењерску визуелизацију и забаву; подручја примене обухватају приказе апстрактних математичких модела временски променљивих појава, ТВ и филмску технологију...);

  уметност (рачунарска графика се користи за креирање уметничких слика – дигитална уметност);

  • трговина (рачунарска графика се користи за визуелну анимацију и електронску трговину);

  • управљање процесима (подаци из сензора динамички се приказују у прикладном графичком облику);

 • географски информациони системи (рачунарска графика користи се за тачан приказ географски расподељених и распрострањених система и мерних података нпр. у телекомуникацијама и телеметрији);

  • графичко програмирање (рачунарска графика се користи за аутоматизацију процеса програмирања виртуелних система, нпр. у инструментацији).

 Терминологија :

 Број битова који се користи да би представио један пиxел одређује и колико боја може бити приказано. На примет, у 8-битном цолор моду користи се 8 битова за сваки пиxел што омогућава да се прикаже 28=256 боја.

  Резолуција - односи се на оштрину и јасноћу слике. Термин се најчешће користи за описивањекарактеристика монитора, принтера и растерских графика.

dpi- (dots per inch) број тачака на једном инчу

 Постоје два типа репрезентације графичких објеката, то су 

растерска (bitmaps graphics) i
векторска (vector graphics).

Растерска графика (Bitmap Images)

Како се растерска графика креира као колекција (низ) пиxела, њени делови не могу појединачно да се мењају, јер на њој нема објеката које би груписали. Међутим, зато можете радити са малим детаљима, интензивним ефектима (дигиталне фотографије, обрада старих фотографија). Сваки пиxел је појединачно офарбан па се могу правити фотореалистични ефекти..

Red Green Blue - то значи да свака боја има своју вредност, мењањем вредности се добијају друге боје осим ове три основне. Што је више ових вредности слика ће заузимати више простора. Ако је слика црно-бела то значи да пиксел захтева само један бит за разлику од слике у боји која захтева три бајта (RGB) по једном пикселу. Црно-беле слике су управо ради тога мање по заузимању простора.

Квалитет растерске слике

Квалитет једне растерске слике одређује укупан број пиксела (резолуција) као и број вредности за сваки појединачни пиксел (дубина боје). Ако је дубина боје већа, више се нијанси може приказати, то значи бољу слику као и веродостојнији приказ. Слике захтевају много меморије, због тога се користе разне врсте сажимања (компресије). Битмапа (bmp) је несажета датотека која не користи ниједну врсту сажимања, слике у том формату су веома велике, за разлику од BMP формата много популарнији и чешће коришћенији је Jpeg (jpg) формат који сажима слику а да се не примети губитак у квалитету иако је то немогуће извести, али је близу стварности.
Растерска слика се не може повећати на већу резолуцију без губитка квалитета, што није случај са векторском графиком. Растерска графика је више практичнија него векторска графика за фотографе и обичне кориснике. Векторску графику користе графички дизајнери и DTP уређивачи (преламачи).

Основни појмови растерске графике су:

 сликовни елемент - елементарна површина на екрану чијом светлоћом (или бојом) је могуће управљати (piksel, pel - picture element) 

растер - низ паралелних хоризонталних редова сликовних елемената, правоугаона матрица сликовних елемената која прекрива читаву површину екрана 

битска матрица (bitmap) - матрица чији елементи (1, 0) представљају светлоћу (или боју) одговарајућих елемената правоугаоног распореда осветљивих тачака екрана (сликовних елемената) у двонивовском систему (информацијски капацитет 1 бит/пиксел)

матрица сликовних елемената (pixmap - pixel map) - матрица чији елементи представљају боју одговарајућих елемената правоугаоног распореда осветљивих тачака екрана (сликовних елемената) у вишенивовском систему (информацијски капацитет н бит/пиксел) 

Дигитална слика је приказ дво-димензионалне слике са коначним скупом дигиталних вредности које се називају пиксели.

Начини приказа растерске графике

Величина тачке (engl. dot size, spot size) је пречник једне тачке на слици коју генерише уређај на свом излазу. 

Густина тачака или адресибилност (engl. adressability) је број поједниначних (не нужно и разлучивих) тачака по јединици дужине (по правилу се користи јединица dpi - dots per inch) које је могуће генерисати. Ова се величина може разликовати за вертикалну и хоризонталну димензију. 

 Резолуција представља број разлучивих линија по јединици дужине (уобичајено се користи јединица инч) које уређај може генерисати. Дефинише се као највећи број разлучивих наизменичних црних и белих линија по јединици дужине (уобичајено се користи једница: lines per inch
 Када радимо са растерском графиком, квалитет излазне слике зависи од одлуке коју сте направили у вези резолуције тј. величине слике на почетку процеса. Резолуција се односи како на квалитет тако и на величину слике. Рад са бмп фајлом захтева планирање, јер се резолуција коју изаберете за слику чува заједно са фајлом. Ако на пример, штампате слику на 1270 dpi (dots per inch) штампачу, фајл ће бити штампан у резолуцији коју сте сетовали када сте креирали слику, без обзира што је резолуција излазног уређаја била већа него резолуција слике.

Ако желите да излазна слика буде као на екрану, морате узети у обзир резолуцију уређаја на коме желите да се слика појави, као и величину фотографије. Ако је слика већа, мора се сетовати и већа резолуција. При томе се мора водити рачуна и о величини фајла, јер подаци у bmp фајлу нису компресовани, тако да треба бирати оптималбну варијанту

Bitmap графике се могу сачувати у било ком од следећих формата: GIF, JPEG, TIFF, BMP, PICT, PNG i PCX.