ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА CG Компьютерная графика лекция 5 6

ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА CG Компьютерная графика лекция 5, 6 преп. БАЙДАКОВА Н. А.

Изучаемые вопросы В данной лекции рассматриваются Природа цвета вопросы программного решения вопросов создания и обработки компьютерной графики. Лекция Цветовые системы является частью теоретической Цветовые системы составляющей курса Алгоритмы сжатия «Компьютерная графика» . Программы Онлайн - сервисы

ПРИРОДА ЦВЕТА

Физика цвета Свет как физическое явление представляет собой поток электромагнитных волн различной длины и амплитуды. Глаз человека, будучи сложной оптической системой, воспринимает эти волны в диапазоне длин от 350 до 780 нм.

Физика цвета Способ формирования видимого цвета путем суммирования цветовых составляющих известен со времен Ньютона (XVII в. ) Цвета спектра: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый Исаак Ньютон (1642 -1727)

Биология цветовосприятия Мы видим предметы, так как их поверхность отражает лучи определенной длины волны, и поглощает остальные. Зеленый шарик отражает волны длиной ~ 550 нм красный ~ 640 нм

Биология цветовосприятия Трёхсоставную теорию цветового зрения впервые высказал в 1756 году М. В. Ломоносов. В 1855 её развил немецкий учёный Герман Гельмгольц. В глазу человека свет воспринимают два вида клеток: палочки и колбочки Ломоносов Михаил Васильевич (1711 -65) Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц (1821 -94)

Биология цветовосприятия Палочки чувствительны к фотонам света. Палочки содержат специфический пигмент — родопсин (или зрительный пурпур). Чувствительность палочки достаточна, чтобы зарегистрировать попадание даже 2 -3 фотонов. Плотность размещения палочек неравномерна и может составлять от 20 до 200 тысяч на квадратный миллиметр. Причём на периферии сетчатки их плотность выше, чем к её середине В глазу человека около 120 миллионов палочек

Биология цветовосприятия Колбочки чувствительны к длинам волн света. Колбочки S-типа чувствительны в фиолетово-синей (Short — коротковолновый спектр), M-типа — в зелено-желтой (Medium — средневолновый), и L-типа — в желто-красной (Long — длинноволновый) частях спектра. Название Максимум 'S' 443 nm 'M' 544 nm 'L' 570 nm Название цвета фиолетовый зелёный красный

Биология цветовосприятия Длинноволновые и средневолновые колбочки (с пиками в жёлто-красном и сине-зелёном диапазонах) имеют широкие зоны чувствительности со значительным перекрыванием, поэтому колбочки определённого типа реагируют не только на свой цвет; они лишь реагируют на него интенсивнее других.

Биология цветовосприятия Нарушение восприятия красного: • Протанопия (protanopia) Нарушение восприятия синего: • Тританопия (tritanopia) Нарушение восприятия зеленого: • Дейтеранопия (deyteranopia) Нормальное зрение Протанопия Дейтеранопия Тританопия

Биология цветовосприятия Проверьте зрение Протанопия Дейтеранопия Тританопия

Биология цветовосприятия Если воспринимаемый свет содержит все видимые длины волн в приблизительно равных количествах, то он называется ахроматическим и воспринимается как белый, а при более низких интенсивностях - как оттенки серого цвета. Белый свет (White) можно получить, сложив три базовых цвета, а именно красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue), при максимальной интенсивности их излучения. Отсутствие всех составляющих образует черный свет (Black).

ЦВЕТОВЫЕ СИСТЕМЫ

Компьютерное представление цвета реализуется через цветовые модели - это средства описания цветов в определенном диапазоне. Цветовые модели бывают: аддитивные и субтрактивные; аппаратно зависимые и независимые Аддитивные – сложение основных цветов дает дополнительные Субтрактивные – вычитание основных цветов дает дополнительные RGB CMY (CMYK) HSB | HSL LAB Индексированные цвета

Модель RGB (Red, Green, Blue — красный, зелёный, синий) — аддитивная цветовая модель, описывающая способ синтеза цвета для цветовоспроизведения в технике (мониторы, проекторы). Попарное суммирование позволяет получить промежуточные цвета: R + G = Y - красный и зеленый дают желтый (Yellow); G + В = С - зеленый и синий дают голубой (Cyan); Аддитивное сложение цветов В + R = М - синий и красный дают пурпурный (Магgenta).

Система кодирования RGB

Модель RGB Информация о цвете хранится в виде 3 -х полутоновых изображений, показывающих количество каждого цвета.

Модель RGB Цветовая модель RGB была разработана для описания цвета на цветном мониторе. Для мониторов разных моделей и производителей были предложены несколько альтернативных цветовых моделей, соответствующих «усредненному» монитору. К таким относятся: • s. RGB • Adobe RGB • Pro. Photo (разработан Kodak, цветовой охват шире чем RGB) Ограничение RGB по возможности передачи цветов

Модель CMYK – (Cyan, Magenta, Yellow, blac. K / Key color бирюзовый, малиновый, желтый, черный / ключевой цвет) — субтрактивная схема формирования цвета, используемая в полиграфии для стандартной триадной печати. Попарное суммирование позволяет получить промежуточные цвета: С + М = B – бирюзовый и малиновый дают синий (Blue); M + Y = R - малиновый и желтый дают красный (Red); субтрактивное сложение цветов Y + C = G - желтый и бирюзовый дают зеленый (Green).

Модель CMYK

Модель CMYK Информация о цвете хранится в виде 4 -х полутоновых изображений, показывающих количество каждого цвета.

Модели HSV (HSB) и HSL HSV (Hue, Saturation, Value — тон, насыщенность, значение) или HSB (Hue, Saturation, Brightness — оттенок, насыщенность, яркость) — цветовая модель, в которой координатами цвета являются: Цветовой тон, (например, красный, зелёный или сине-голубой). Варьируется в пределах 0 - 360°, однако иногда приводится к диапазону 0 - 100 или 0 - 1. Насыщенность. Варьируется в пределах 0 - 100 или 0 - 1. Чем больше этот параметр, тем «чище» цвет, поэтому этот параметр иногда называют чистотой цвета. А чем ближе этот параметр к нулю, тем ближе цвет к нейтральному серому. Яркость. Также задаётся в пределах 0 - 100 и 0 - 1.

Модели HSV (HSB) и HSL Оттенок представляется в виде радужного кольца, а насыщенность и значение цвета выбираются при помощи вписанного в это кольцо треугольника. Его вертикальная ось, как правило, регулирует насыщенность, а горизонтальная позволяет изменять значение цвета.

Модели HSV (HSB) и HSL

Модель LAB Lab - (Lightness, a, b , яркость, тона от зеленого до малинового, и от синего до желтого). L - изменяется от 0 до 100, a, b - от 127 до - 127

Модель LAB

Модель LAB Информация о цвете хранится в виде 3 -х полутоновых изображений, показывающих количество соответствующих параметров

Индексированные цвета Indexed color - Индексированный цвет - это способ переопределения палитры цветов в изображении для задания наиболее часто использующихся цветов и экономии дискового пространства при создании выходного файла.

Индексированные цвета Используется в форматах файлов GIF, PNG Тесно связаны с понятием палитры – набора определенных цветов, каждый из которых имеет название, и неизменный набор характеристик. • Система Pantone • Web – цвета • Стандартная палитра Windows • И т. п.

• Индексированные цвета Pantone, • Формат Gif 24 и 4 цвета, • Web – безопасные цвета

Альфа - цвет Альфа-канал – «прозрачный» (Transparensy) цвет. Это способ объединить переходную прозрачность с изображением. Расчет результирующего цвета производится по формуле: Result. Color = Back. Color*(1 -Transparensy) + Fore. Color* Transparensy где: Back. Color - исходный цвет пикселя Fore. Color - цвет накладываемого пикселя Transparency - прозрачность накладываемого пикселя, Чтобы получить результирующий цвет, эту формулу надо применить к каждому из каналов изображения.

Альфа - цвет Формат Gif поддерживает простую бинарную прозрачность (когда любой пиксель может быть либо полностью прозрачным, либо абсолютно непрозрачным). Формат PNG позволяет использовать 254 или 65534 уровня частичной прозрачности. PNG 24 Gif jpeg

АЛГОРИТМЫ СЖАТИЯ

Сжатие данных (англ. data compression) — алгоритмическое преобразование данных, производимое с целью уменьшения их объёма. Применяется для более рационального использования устройств хранения и передачи данных. Синонимы — упаковка данных, компрессия, сжимающее кодирование, кодирование источника. Обратная процедура называется восстановлением данных (распаковкой, декомпрессией).

Принципы сжатия данных Модель избыточности может быть статической, неизменной для всего сжимаемого сообщения, либо строиться или параметризоваться на этапе сжатия (и восстановления). Адаптивный метод позволяет на основе входных данных изменять модель избыточности информации. Неадаптивный метод - узкоспециализированный алгоритм, применяемый для работы с данными, обладающими хорошо определёнными и неизменными характеристиками.

Классы сжатия Сжатие без потерь - возможно полное восстановление исходных данных. Используется для передачи и хранения текстовых данных, компьютерных программ, реже — для сокращения объёма аудио- и видеоданных, цифровых фотографий и т. п. , в случаях, когда искажения недопустимы или нежелательны. Сжатие с потерями – обладает большей эффективностью. Применяется для сокращения объёма аудио- и видеоданных и цифровых фотографий в тех случаях, когда такое сокращение является приоритетным, а полное соответствие исходных и восстановленных данных не требуется.

Сжатие изображений Алгоритмы сжатия без потерь • RLE — используется в форматах PCX — в качестве основного метода и в форматах BMP, TGA, TIFF в качестве одного из доступных. • LZW — используется в формате GIF • LZ-Huffman — используется в формате PNG Алгоритмы сжатия с потерями • JPEG • Алгоритм фрактального сжатия • DXTC — компрессия текстур, реализованная в графическом API Direct. X и поддерживаемая на аппаратном уровне современными видеокартами. • Dj. Vu — хранение сканированных документов

ПРОГРАММЫ

Векторные графические редакторы Алгоритмы сжатия без потерь • RLE — используется в форматах PCX — в качестве

Растровые графические редакторы Алгоритмы сжатия без потерь • RLE — используется в форматах PCX — в качестве

Фрактальные графические редакторы Алгоритмы сжатия без потерь • RLE — используется в форматах PCX — в качестве

ОНЛАЙН - СЕРВИСЫ

Онлайн - редакторы Онлайн редакторы – веб сервисы, предназначенные для замены разнообразного программного обеспечения требующего установки на компьютер. Бывают платными и бесплатными. Преимущества: • Не требуют установки • Не тратят ресурсы компьютера Недостатки: • Необходимо постоянное подключение к интернету • Необходим браузер • Ограниченный функционал, бывают проблемы с сохранением результатов

Виды онлайн-редакторов Онлайн-редакторы охватывают большой спектр функций компьютера, позволяя создавать: • текстовые документы, • электронные таблицы, • сайты, • организовывать бизнес: • реклама, • проведение опросов, • онлайн-консультации, • ведение бухгалтерии, • раскрутка сайтов, • организация контекстной рекламы, • и т. п.

Виды онлайн-редакторов • управлять безопасностью компьютера: • проверка сайтов и компьютеров на вирусы, • проверка стоимости отправки СМС • редактировать: • музыку, • видео, • переводить на разные языки, • заниматься организацией быта: • редакторы интерьеров, • внешнего вида, • счетчики калорий, • планировщики домашних дел, • покупок, • и т. п.

Компьютерная графика онлайн В сфере компьютерной графики онлайн сервисы позволяют: • Создавать виртуальные визитки • Рисовать • Создавать аватарки • Создавать gif анимашки • Создавать логотипы • Создавать кнопки и иконки • Создавать баннеры • Редактировать фотографии

Сервисы компьютерной графики • Виртуальные визитки (http: //vizitka 2. ru/) • Создание баннеров: Free. Banners -http: //www. animationonline. com Media. Builder 3 D Text Maker - http: //www. 3 dtextmaker. com Quick. Banner - http: //www. quickbanner. com/ The Banner Generator - http: //www. coder. com/creations/banner/ Banner Wizard - http: //www. bannerlink. com. br/bwizard 1. asp 1&1 Banner. Generator - http: //www. banner. de/ open-eye Banner-Generator - http: //www. bannergenerator. net/en/ Banner Generator - http: //linuxenvy. com/bprentice/Banners. html

Сервисы компьютерной графики • Рисование: 3 D Snowflake Creator – инструмент-калейдоскоп для рисования анимационной снежинки, которую, к сожалению, нельзя сохранить. (http: //www. zefrank. com/snowflake/) Architect Studio 3 D, From the Frank Lloyd Wright Preservation Trust – рисование домов. (http: //architectstudio 3 d. org/AS 3 d/design_studio 3 d. html) Artisancam – отличный сайт для обучения рисованию – рисунки на керамике, комиксы, поп-арт, цифровое фото и мн. др. (http: //www. artisancam. org. uk) Aviary - альтернатива Фотошоп – здесь вы можете изучить фильтры и клонирование. (http: //www. aviary. com/)

Сервисы компьютерной графики • Рисование: Bomomo Interactive Art Creator – создание абстрактных цифровых картин с помощью движущихся шаров – к сожалению, вы не сможете менять цвета, но в вашем распоряжении около 20 красивейших эффектов. (http: //bomomo. com/) Build Your Wild Self – здесь можно рисовать забавных человечков, “скрещивая” их с животными. (http: //buildyourwildself. com/) Dreezle: Paint, Draw and Stamp Online! - альтернатива Kid. Pix. (http: //www. dreezle. com/) Jackson Pollock by Miltos Manetas - создание картин, стилизованных под произведения Джексона Поллока. (http: //jacksonpollock. org/)

Сервисы компьютерной графики • Рисование: Kerpoof Studio – создание анимированных историй. (http: //www. kerpoof. com/) Make Beliefs Comix! – делаем комикс. (http: //www. makebeliefscomix. com/Comix/) Mr. Picasso Head – создание портрета в стиле Пикассо. (http: //www. picassohead. com/create. html) Mutapic – инструмент посложнее, но достаточно интересный – создание различных графических элементов. (http: //www. mutapic. com/) National Gallery of Art Ngakids Art Zone – интерактивное создание картин и коллажей. (http: //www. nga. gov/kids/zone. htm)

Сервисы компьютерной графики • Рисование: Online Kaleidoscope animated Generator – создание интерактивного калейдоскопа. (http: //www. zefrank. com/dtoy_vs_byokal/) Paper Critters – здесь вы можете нарисовать и распечатать собственную заготовку оригами. (http: //www. papercritters. com/pc. php) Psykopaint – рисование портрета в технике импрессионизма: разрисовывание мазками загруженной фотографии. (http: //www. psykopaint. com/) Repper - create your own patterns – создавайте структуры с помощью симметрии. (http: //repper. studioludens. com/)

Сервисы компьютерной графики • Рисование: Sheffield’s Portraits – рисование портрета с помощью выбираемых шаблонов, как и в случае с Mr. Picasso Head. (http: //www. mylearning. org/intermediateinteractive. asp? type=4&journeyid=144) Splashup – качественная альтернатива Фотошоп, особенно для тех, кто хочет научиться в нем работать. (http: //splashup. com/) SUMO Paint Online Image Editor – еще одна из самых передовых альтернатив Фотошоп и Корел. (http: //www. sumopaint. com/app/) Tate Kids Games – виртуальное рисование с выбором инструмента и цвета. (http: //kids. tate. org. uk/games/)

Сервисы компьютерной графики • Рисование: The Graffiti Creator – создание граффити. (http: //graffiticreator. net/) This Is Sand – создание картин из песка. (http: //thisissand. com/) Typo. Generator – генератор надписей. (http: //www. typogenerator. net/index. php) Viscosity - создание красивых абстракций. (http: //windowseat. ca/viscosity/create. php) Wordle – генератор надписей. (http: //www. wordle. net/create) Yourstudio – виртуальный “холст” с множеством различных возможностей. (http: //www. saatchionline. com/) Zoopz – инструмент для создания мозаики. (http: //www. zoopz. com/zoopz 2. html)

Сервисы компьютерной графики • Редактирование фото: Splashup. Ранее известный как Fauxto. Интерфейс настольного приложения - любой пользователь Photoshop будет чувствовать себя "как дома". Закачивает ибражения из Интернета, компьютера и веб-камеры, имеет функцию «Слои» (http: //www. splashup. com/). Pixlr. Ему не хватает такой функции, как закачка фото с известных фоторесурсов, но открыть изображение, указав его URL, вы можете. (http: //pixlr. com/editor/) Snipshot. Не основан на флэш-редакторе. Качает фото из сети, фоторесурсов и компьютера, сохраняет фото в различных форматах - JPG, PNG, TIF, BMP, PDF, Photoshop PSD. (http: //snipshot. com/).

Сервисы компьютерной графики • Редактирование фото: Pixenate. Удобный интерфейс. Вы можете редактировать фото из сети, из компьютера, а также сохранять их в вашем фотоальбоме на Flickr. (http: //pixenate. com/). Picture 2 life. Очень полезен для начинающих: интерфейс организован таким образом, что меню носит описательный характер, а изменения, которые вы хотите внести, вы видите сразу. (http: //www. picture 2 life. com/). Luna. Pic. Отличительная особенность этого ресурса - возможность редактирования анимированных изображений в формате GIF. (http: //www. lunapic. com/editor/).

Сервисы компьютерной графики Foto. Flexer. Один из самых мощных онлайн-редакторов. (http: //fotoflexer. com/). Adobe Photoshop Express. Кроме функций редактирования фото, также имеет функции управления картинками и их хранения - в вашем распоряжении 2 ГБ. (http: //www. photoshop. com/). Aviary. Четыре онлайн-инструмента, один из которых - Phoenix - содержит огромное количество видео-инструкций и фотопримеров возможностей редактирования. (http: //www. aviary. com/). Pixer. Инструмент для простого редактирования фотографий. Сервис имеет интуитивно-понятный интерфейс и наиболее востребованные функции редактирования фотографий. Результат своей работы вы можете сохранить в PNG, JPG, GIF или BMP. (http: //pixer. us/)

Сервисы компьютерной графики • Редактирование фото: Effectfree - фотоэффекты и рамочки. (http: //effectfree. ru/) My. Picture. Resize. Онлайн фоторедактор позволит Вам быстро и легко изменить фото онлайн. Увеличить или уменьшить размер фотографии, конвертировать изображение в другой формат, развернуть фотографию, добавить надпись на фотографию, создать аватар и многое другое. (http: //mypictureresize. com/) Photo. Funia - редактирование фотографий. Автоматически определяет лицо на фотографии и позволяет добавить интересные эффекты и создавать смешные фотомонтажи. (http: //ru. photofunia. com/)

Сервисы компьютерной графики • Редактирование фото: Loona. Pix - фотоэффекты и рамки (http: //www. loonapix. com/ru/) Pizap. com - делаем карикатуры С любой фотографией можно сделать следующее: комикс, пририсовать огромные уши, бороду, повесить цепь, посадит на плечо лягушку или изобразить огромные зеленые глаза инопланетянина. ( http: //www. pizap. com/pizap. php? width=1600) Виртуальный макияж - На главное странице выбираете Upload Your Photo или Start Yuor Makeover, загружаете свое фото. Далее следуете инструкциям и подбираете себе что угодно: макияж, тени, губную помаду, прическу и так далее. (http: //www. taaz. com/)

Сервисы компьютерной графики • Редактирование фото: sketchheroes. com - В редакторе очень много инструментов. При сохранении можно записать ролик, как вы рисовали своего героя и отправить его друзьям. (http: //www. sketchheroes. com/) Кисть-пламя - На этом сайте можно рисовать при помощи необычной кисти-пламени. Получаются удивительные рисунки, которые можно посмотреть в Галерее пламени. (http: //www. escapemotions. com/experiments/flame/#top) Kerpoof. com - создание открыток и анимации Можно создавать как открытки, так и книги. Можно придумать и создать свою анимированную историю. На сайте есть обучающие ролики. (http: //www. kerpoof. com/)

Сервисы компьютерной графики • Редактирование фото: Smart. Brain - Онлайн редактор фотографий профессионального качества (http: //www. smartbrain. ru/) Pho. to – бесплатный онлайн редактор фотографий в Интернете, который позволяет отредактировать ваши фотографии различных форматов прямо в браузере вашего компьютера. Работа по обработке и редактированию фотографии происходит в режиме онлайн. (http: //pho. to/) Vintage. JS – онлайн сервис, который позволит вашу цифровую фотографию сделать похожую на фото сделанную, на пленочном фотоаппарате. Необходимо просто загрузить фотографию в данный сервис и изменять вид, передвигаю ползунки и переключатели в меню веб приложения. (http: //vintagejs. com/)

Сервисы компьютерной графики • Редактирование фото: Jpgfun. com – популярный сервис добавления фотоэффектов. Установка изображений в фоторамки, разнообразные фотошаблоны, размещение фото на обложке журнала несколькими кликами мыши! (http: //jpgfun. com/) Vramke. com – простой и удобный онлайн-сервис добавления рамок, шаблонов, текстов и клипарта на изображение. (http: //www. vramke. com/) Any. Making – онлайн редактор фотографий с большим количеством эффектов, позволяющим изменять фотографии и даже создавать эффект старой фотографии. (http: //anymaking. com/)