Grafika komputerowa - Grafika komputerowa, projektowanie graficzne – dziedzina informatyki zajmująca się wykorzystaniem technik komputerowych do celów wizualizacji artystycznej oraz wizualizacji rzeczywistości. Grafika komputerowa jest obecnie narzędziem powszechnie stosowanym w nauce, technice oraz rozrywce.

Grafika rastrowa

Grafika rastrowa – prezentacja obrazu za pomocą pionowo-poziomej siatki odpowiednio kolorowanych pikseli na monitorze komputera, drukarce lub innym urządzeniu wyjściowym.

Grafika rastrowa została opatentowana pierwszy raz przez firmę Texas Instruments w latach 70. i aktualnie jest wszechobecną formą przedstawiania obrazu cyfrowego.

Zdjęcie z aparatu cyfrowego jest właśnie grafiką typu rastrowego.

Charakterystyka grafik rastrowych

Bez zastosowania kompresji kolor każdego piksela jest definiowany pojedynczo tworząc pixmapę, którą charakteryzują trzy podstawowe liczby – wysokość i szerokość pixmapy, liczone w pikselach, oraz kolor w danym trybie koloru. Obrazki z głębią kolorów RGB często składają się z kolorowych kwadratów zdefiniowanych przy pomocy trzech bajtów – jeden bajt (czyli 8 bitów) na składową czerwoną koloru, jeden na zieloną i jeden na składową niebieską. Obrazki o mniejszej ilości kolorów potrzebują mniej informacji (bitów) na piksel, np. obrazek jedynie w kolorach czarnym i białym wymaga tylko jednego bitu na każdy piksel (zwany jest wtedy bitmapą).

Odmiennym podejściem do tworzenia grafiki jest grafika wektorowa. Różni się ona od grafiki rastrowej tym, że obraz nie jest opisywany przez poszczególne punkty, lecz jest zdefiniowany matematycznie, czyli generowany jest przy pomocy obiektów geometrycznych, takich jak krzywe czy wielokąty.

Jakość obrazu a wielkość pliku

Jakość obrazka rastrowego jest określana przez całkowitą liczbę pikseli (wielkość obrazu) oraz ilości informacji przechowywanych w każdym pikselu (głębia koloru). Na przykład obrazek posiadający 24 bity informacji o kolorze (standard dla większości wyświetlaczy w XXI w.) może przedstawić łagodniejsze cieniowanie od obrazka posiadającego jedynie 16 bitów informacji na każdy piksel, ale też nie pokaże łagodniejszego cieniowania od obrazka mającego 48 bitów na piksel. Podobnie, obrazek o wymiarach 640 × 480 pikseli (zawierający 307 200 pikseli) będzie wyglądał nierówno i chropowato w porównaniu do obrazka o wymiarach 1280 × 1024 (1 310 720 pikseli).

Ponieważ grafika zapisana w postaci rastrowej stanowi nieraz dużą ilość danych, często stosuje się odpowiednią technikę kompresji celem zmniejszenia wielkości miejsca zajmowanego w pamięci. Kompresję bezstratną obrazów rastrowych umożliwiają formaty plików takie jak np. PNG, TIFF lub bezstratny tryb JPEG 2000. Możliwe jest przeprowadzenie procesu odwrotnego i otrzymanie grafiki nieskompresowanej nieróżniącej się niczym od oryginału. Jednak niektóre formaty plików (jak np. JPEG) stosują kompresję stratną, która działa na zasadzie modelowania wartości poszczególnych pikseli sparametryzowanymi wzorami matematycznymi, co pozwala uzyskać znacznie mniejszy plik wynikowy kosztem pominięcia niektórych szczegółów.

Rozmiary i rozdzielczość

Rozmiar obrazka rastrowego nie może zostać zwiększony bez zmniejszenia jego ostrości. Jest to cecha nieznana grafice wektorowej, którą łatwo można skalować, dostosowując jej wielkość do urządzenia, na którym jest wyświetlany obraz. Grafika rastrowa jest jednak bardziej użyteczna od wektorowej do zapisywania zdjęć i realistycznych obrazów, podczas gdy grafika wektorowa jest częściej używana do obrazów tworzonych z figur geometrycznych oraz prezentacji tekstu (w tym tabel i wzorów).

Aktualnie większość komputerowych monitorów wyświetla od 72 do 130 pikseli na cal (ekrany nowoczesnych telefonów i tabletów często mają rozdzielczość wyraźnie przekraczającą 300 ppi), podczas gdy drukarki mogą drukować materiały w rozdzielczości 1200 punktów na cal (dpi) lub wyższej. Ustalenie najbardziej właściwej rozdzielczości obrazka dla danej rozdzielczości drukarki może być bardzo trudne, gdyż dokument drukowany może zawierać większą liczbę detali (może mieć większą rozdzielczość) niż ten, który jest wyświetlany na ekranie monitora.

Pixmapa (Bitmapa)

Pixmapa, mapa pikseli – plik wykorzystujący rastrowy sposób reprezentacji komputerowej grafiki dwuwymiarowej polegający na określeniu położenia każdego piksela obrazu oraz przypisaniu mu wartości określającej kolor w danym trybie koloru.

W węższym znaczeniu pixmapą bywa nazywany jedynie sam obraz pozbawiony ewentualnej kompresji i innych elementów dołączonych do pliku, jak np. ścieżki, profile koloru, opis tekstowy pliku itp.

W grafice całotonalnej (jednokolorowej) pixmapa przypisuje kolejnym pikselom stan zapalony lub wygaszony, co jest zapisywane w postaci pojedynczego bitu. Taka grafika zwykle daje się dobrze kompresować metodami bezstratnymi (np. LZW, Huffman, CCITT). Pixmapę, której elementy przyjmują wartości binarne nazywamy bitmapą (mapą bitową).

W grafice wielotonalnej pixmapa określa dokładny kolor (np. z gamy kolorów CIELab, RGB, CMYK) i położenie każdego piksela, co przy braku zastosowania kompresji powoduje, że jest ona bardzo dokładna i wyraźna (w porównaniu z np. formatem JPEG), ale pliki takie są bardzo duże oraz można uzyskać większą dokładność, pod warunkiem, że dane podlegają łatwej wektoryzacji, przy zastosowaniu formatu wektorowego np. SVG. Mimo to nieskompresowana pixmapa jest dzisiaj wykorzystywana bardzo często, zwłaszcza wewnątrz programów komputerowych, ponieważ nie wymaga przetwarzania przez żadne algorytmy. Najczęściej stosowana jest do prostych tekstur.

Kompresja pixmapy może być bezstratna (odwracalna), gdy po dekompresji uzyskuje się obraz identyczny z oryginałem, lub stratna, gdy z obrazu usuwane są pewne informacje w celu zmniejszenia objętości pliku. Metodami bezstratnej kompresji są np. RLE używana w plikach BMP, LZW lub ZIP używane w plikach TIFF, deflate (LZ77) – w plikach PNG, czy tryb bezstratny JPEG 2000. Kompresję stratną osiąga się zwykle przez ograniczenie palety kolorów, dzięki czemu pojedynczy piksel można opisać mniejszą liczbą bitów. Takie rozwiązanie oferują pliki GIF, a także stratne tryby TIFF. Inną formą kompresji stratnej jest usuwanie słabo zauważalnych szczegółów w celu poprawienia współczynnika kompresji, jak w przypadku stopniowalnych algorytmów JPEG (DCT) czy JPEG 2000 (kompresja falkowa). Uproszczone dane zwykle są poddawane dalszej, bezstratnej już kompresji (w przypadku JPEG algorytmem Huffmana, w przypadku GIF – LZW).

©® GRUPA MEDIA INFORMACYJNE & ADAM NAWARA

Grafika komputerowa, projektowanie graficzne – dziedzina informatyki zajmująca się wykorzystaniem technik komputerowych do celów wizualizacji artystycznej oraz wizualizacji rzeczywistości. Grafika komputerowa jest obecnie narzędziem powszechnie stosowanym w nauce, technice oraz rozrywce.

Grafika komputerowa, projektowanie graficzne – dziedzina informatyki zajmująca się wykorzystaniem technik komputerowych do celów wizualizacji artystycznej oraz wizualizacji rzeczywistości. Grafika komputerowa jest obecnie narzędziem powszechnie stosowanym w nauce, technice oraz rozrywce.

Grafika komputerowa, projektowanie graficzne – dziedzina informatyki zajmująca się wykorzystaniem technik komputerowych do celów wizualizacji artystycznej oraz wizualizacji rzeczywistości. Grafika komputerowa jest obecnie narzędziem powszechnie stosowanym w nauce, technice oraz rozrywce.