Racunarska Grafika i Multimedija

RACUNARSKA GRAFIKA Računarska grafika obuhvata generisanje, prezentaciju ili manipulaciju, obradu grafičkih objekata od strane kompjutera. Grafički objekti mogu biti fotografije ili mogu biti kreirani uz pomoć kompjutera u formi alfanumeričkih karaktera, specijalnih simbola, tačaka ili linija. Računarska grafika je grafika kreirana korišćenjem računara. Danas se pod računarskom grafikom podrazumeva:   

prezentacija i manipulacija grafičkim podacima korišćenjem računara; pazličite tehnike, metode i sredsva koja se koriste za generisanje, manipulaciju i prezentaciju grafičkih podataka; određene podoblasti računarske nauke koje se bave digitalizacijom vizuelnih informacija, komprimovanjem, prenosom i dekomprimovanjem tih podataka kao i sintetizovanjem grafičkih informacija. MULTIMEDIJA

Termin multimedija se koristi da označi medijum koji sadrži više različitih formi podataka (tekst, slike, zvuk, animacije). Multimedija predstavlja kombinaciju teksta, slika, audio zapisa, video zapisa, animacija u vidu interaktivnog sadržaja; Poseban značaj multimedijalni projekti dobijaju zahvaljujući brzom razvoju Interneta. Kao i kod Interneta, snaga multimedijalnih projekata zavisi od načina na koji su informacije povezane. Računarska multimedija, dakle, predstavlja skup hardverskih i softverskih sredstava, postupaka i metoda koji omogućavaju kreiranje, pamćenje i/ili prenos kombinacije teksta, slika, zvuka, animacije i video zapisa; CRT-MONITOR Tri glavne karakteristike monitora su:   

maksimalna rezolucija koju će prikazati; učestanost (vertikalnog) ozvežavanja; i da li je to u režimu sa preplitanjem ili bez preplitanja.

Monitor sa preplitanjem je onaj kod koga mlaz elektrona iscrtava svaku drugu liniju, recimo prvu, treću, petu i tako dalje, sve dok ne iscrta ceo ekran, a zatim se vraća na vrh da bi iscrtao parne linije (recimo drugu liniju, četvrtu, šestu itd.). Monitor sa preplitanjem koji nudi brzinu osvežavanja od 100 Hz, osvežava svaku liniju samo 50 puta u sekundi, što daje očigledno treperenje. TECNI KRISTALI Tečni krstali su gotovo providne supstance, koji imaju osobine i čvrste i tečne materije. Svetlo koje prolazi kroz tečne kristale prati poredak molekula od kojih se oni sastoje - što je osobina čvrste materije. 1960-ih godina otkriveno je da naelektrisavanje tečnih kristala menja njihov molekularni poredak i samim tim i način kako svetlo prolazi kroz njih, što je osobina tečnosti.

LCD-MONITORI LCD (Liquid Crystal Display) je ravni, tanki monitor koji koristi osobinu tečnih kristala da pod uticajem električnog polja modfikuje svelost, tj propusta samo odredjeni deo spektra. Tečni kristal je želatinozna masa, koja je smeštena između prozirnih elektroda. Pod delovanjem upravljačkog napona na elektrode, čestice kristala se orijentišu u određenom smeru i počinju ispoljavati polarizujući efekat, propuštajući samo određeni deo svetlosnog spektra. LCD je transmisivna tehnologija. Displej radi tako što propušta promenljive količine belog pozadinskog svetla stalnog intenziteta kroz aktivni filtar. Crveni, zeleni i plavi elementi piksela dobijaju se jednostavnim filtriranjem belog svetla. PLAZMA-MONITORI Kada se kroz tačku propusti struja plazma emituje svetlost. U suštini, PDP (Plazma displej panel) može da se posmatra kao matrica malih fluorescentnih cevi kontrolisanih upravljačkim mehanizmom. Svaki piksel, ili ćelija, sastoji se od malog kondenzatora sa tri elektrode. GRAFICKE KARTICE Video (grafička) kartica (adapter) predstavlja interfejs izmenu račuara i monitora. Ona šalje signale koji se pojavljuju na ekranu kao pokretne i nepokretne slike. 

Osnovni delovi video kartice: –

Video BIOS;

–

Video procesor (akcelerator);

–

Video memorija;

–

Digitalno-analogni konvertor (Digital-to-Analog Converter, DAC) za analogne video kartice i analogne monitore;

–

Priključak sabirnice;

–

Video upravljački program. PODELA RACUNARSKE GRAFIKE

Prema broju dimenzija :  

2D - Dvodimenzionalna grafika; 3D – Trodimenzionalna grafika;

Prema načinu predstavljanja objekata:

 

Raster – osnovni element tačka (pikesl); Vektorska – osnovni element linija (vektor);

Prema načinu komunikacije sa korisnikom :  

Pasivna; Interaktivna; 2D GRAFIKA

2D grafika je generisanje i prikaz digitalnih slika pomoću računara, bazirana uglavnom na dvodimenzionalnim modelima (kao što su tekst, slike ili dvodimenzionalni modeli objekata). 2D grafika na računarima se koristi u topografiji, katrografiji, tehničkom crtanju itd. 3D GRAFIKA 3D računarska grafika koristi trodimenzionalne reprezentacije geometrijskih podataka koji su smešteni u računaru, kako bi se izvršavale matematičke kalkulacije i crtanje 2D slika objekata. 3D model je matematčka reprezentacija nekog trodimenzionalng objekta. 2D I 3D GRAFIKA Upkos razlikama 2D i 3D računarska grafika koriste iste algoritme, tj. 2D aplikacije mogu koristiti 3D tehnike (na primer osvetjavanje) dok 3D aplikacije koriste 2D tehike crtanja. RASTER GRAFIKA Raster grafika se bazira na bitmap strukturi podataka. Bit mapa predstavlja pavougaonu mrežu tačaka (piksela) koji mogu biti crno beli ili u boji. Pikseli mogu biti prikazivani na grafičkim periferijama i mogu se smeštati u fajlove (image file) koji mogu biti različitih formata. Bit mapa može da se pamti u istom formatu kao što je u video memoriji grafičkog uređaja (device independent), ili u formatu koji je nezavistan od uređaja (device independent). Bitmapa se karakteriše širinom i visinom izraženim u pikselima, kao i brojem bitova po pikselu tj. dubinom boja (color depth). Ako pokušamo da uvećamo rastersku sliku primetićemo njihov osnovni nedostatak, ako je previše uveličamo, slika će izgledati neprirodno i počeće da se raspada na pojedinačne elemente. I ako je to manje primetno, veliko smanjivanje slike takođe dovodi do gubitka kvaliteta. RASTER PROGRAMI

Postoji jako puno programa koji se mogu koristiti za pravljenje ili obradu rasterskih slika, najpoznatiji su Photoshop i MS Paint. Većina editora koristi RGB model boja dok neki koriste i CMYK (cyan, magenta, yellow and keyblack) model boja.

RASTER FORMATI       

BMP: ranije čest na PC računarima, ne koristi se u DTP-u. EPS: fleksibilan format, koji može da sadrži i rasterske i vektorske podatke. GIF: često se koristi za Web grafiku, ne upotrebljava se u DTP-u. JPEG: najpopularniji format opšte namene. Glavna prednost mu je izuzetno dobra kompresija kolor fotografija. PDF: univerzalni format, može da sadrži podatke bilo kog tipa, u DTP-u postepeno potiskuje EPS. PICT: format koji može da sadrži i rasterske i vektorske podatke. Koristi se na Macintosh računarima, nije baš idealan za DTP ali se još uvek vrlo često susreće. TIFF: najpopularniji rasterski format u pripremi za štampu. KOMPRESIJA SLIKA I TIPOVI KOMPRESIJE

Kompresijom podataka (slika) mogu se postići izvrsni rezultati, npr. slika dimenzija 1024x1024 pixela x 24 bita, bez kompresije zauzima oko 3 MB memorijskog prostora, dok je za sliku kompresovanu u odnosu 10:1 potrebno 300 KB memorijskog prostora, količina memorijskog prostora koju slika zauzima diktira i količinu vremena utrošenu za slanje iste putem računarske mreže. Tipovi kompresije:  

kompresija bez gubitka podataka (“lossless”); kompresija sa gubitkom podataka (“lossy”). LOSSLESS KOMPRESIJA

Kompresija ili sažimanje podataka bez gubitka (lossless compression) je algoritam sažimanja podataka pri kome ne dolazi do gubitka podataka i kvaliteta informacija. Postupak je u potpunosti reverzibilan, što znači da datoteka komprimovana ovim načinom sažimanja, kada se dekomprimuje, potpuno odgovara izvoru (originalnoj datoteci). Primenjuje se za kompresiju source kodova, dokumenata ali i slika. LOSSY KOMPRESIJA Algoritmi za kompresiju gde dolazi do gubljenja određenog dela podataka, ali informacija koju podaci predstavljaju je dovoljno upotrebljiva. Koristi se pri streaming-u multimedijalnih informacija, interent telefoniji itd.

Koriste tehnike:   

Codec (Coder-Decoder) - uređaj ili program koji ima mogućnost kodiranja (encoding) i dekodiranja (decoding) podataka ili signala; Lossy transform codecs - koji omogućavaju transformaciju dela podataka; Lossy predictive codecs - koji omogućavaju predviđanje dela podataka.

VEKTORSKA GRAFIKA Vektorska grafika za predstavljanje slika objekata koristi geometijske primitive tačke, linije, krive, poligone itd. Primitive su izražene pomoću matematičkih formula i jednačina. Programi vektorske grafike koriste te matematičke formule da generišu izlaz na grafičkoj periferiji, što je bolje moguće, u skladu sa rezolucijom periferije. Fajlovi koji opisuju primitive su relativno malog formata. Postupak iscrtavanja slike modela zove se Rendering. Omogućava uvećavanje i smanjivanje bez gubitka kvaliteta. PRIMENA VEKTORSKE GRAFIKE Vektorska grafika svoju primenu nalazi u CAD programima namenjenim dizajnerima i nema alternative ako želimo pomoću računara simulirati trodimenzionalni svet. VEKTORSKI FORMATI        

DWG – AutoCad; CDR – CorelDraw; WMF – Windows metafile; IGES - International Graphics Exchange Format. Koriste ga mnogi CAD sistemi; SWF – Macromedia flash; AI – Adobe Illustrator; SVG standard za vektorsku grafiku koga podržava W3C konzorcijum Scalable Vector Graphics (SVG) je specifikacija bazirana na XML-u za opis dvodimenzionalnih slika, kako statičnih tako i dinamičkih (animirnih). ANATOMIJA BOJA

Da bismo imali jasnu sliku predmeta koji posmatramo, svetlosni zraci se pri prolasku kroz oko prelamaju, odnosno refraktuju, preko dve glavne zakrivljene površine: rožnjače i sočiva. Njihova glavna svrha je da svetlost prelome na taj način da se zraci ukrste tačno na mrežnjači, koja se nalazi na unutrašnjem zidu očne jabučice. Mrežnjača ima ulogu sličnu onoj koju ima film u fotoaparatu, te taj

svetlosni stimulans pretvara u nervne impulse i preko očnog živca šalje informaciju do onog dela kore velikog mozga koji je "zadužen" za vid. SVETLOST Sve oko nas koristi svetlost, ona sama predstavlja jednu formu elektromagnetnog spektra. Svaka forma elektromagnetnog talasa kreće se od jednog mesta ka drugom kao talas. Elektromagnetni talasi definisani su sa mnogo osobina, među koji je i dužina talasa. Dužina talasa predstavlja odstojanje od jedne tačke talasa do iste takve tačke talasa do njega.

OSNOVNE BOJE Crvena, Plava i Zelena se nazivaju osnovnim bojama zato što zajedno proizvode belu svetlost. Ovaj model formiranja boja u fizici se naziva aditivan model. Bela i crna nisu boje, jer u odsustvu bilo kakve svetlosti bela postaje crna i to je razlog zbog čega u mraku nevidimo ništa. Naše oko registruje svetlost i maksimalni osvetljaj jednakim intezitetom sve tri komponente (crvena , zelena i plava) kao belo. Kao što se sa slike vidi kombinacijom ove tri boje možemo dobiti bilo koju boju iz spectra boja. RGB MODEL Različiti inteziteti ova tri dela u pikselu proizvode različite boje. Kompjuteri mogu da generišu više zasebnih nivoa crvene boje, tako i zelene i plave. Ljudsko oko nije u stanju da razlikuje susedne nivo koji su mnogo bilizu jedan drugog. U zavisnosti od grafičkog adaptera u vašem računaru i mogućnosti monitora određuje se broj boja koje mogu biti prikazene. Broj boja u SVGA modu iznosi 16,777,216 boja ili 16.8 miliona boja. Zato što se svaki piksel može predstaviti sa 24 bita. CMYK MODEL Drugi prirodni model formiranja boja naziva se suptraktivni tj. boje mogu da kreiraju upijanjem (absorbovanjem) jedne od frekvenicija svetlosti tj. odvajanje te frekvencije od kombinacija frekvencija bele svetlosti. Tu absorbovanu boju vi nećete videti. Crna boja je specijalan slučaj kada su sve boje absorbovane, tj. frekvencija vidljive svetlosti ne dopire našim očima. I ovde imamo tri osnovne boje to su žuta, cijan i magenta, mešanjem ovih komonenti dobijamo druge boje, kao što vidimo na slici. Mešanjem cijana sa žutom proizvodi plavu itd. Povećanjem količine svake komponente krećemo se u pravcu crne, dok odsustvo svih komponenata stvara belu.

CMYK model koristi se kod štampanje. Mešanjem tri primarne boje cijan, magenta i žuta ne proizvodi se puna crna boja pa je ovom modelu dodata i crna kao četvrta boja. HSV MODEL HSV je skraćenica od prvih slova engleskih reči Hue, Saturation, i Value, a koriste se za opisivanje boja. Ovaj sistem je poznat kao Munsell Color System, koji nazvan po američkom slikaru Albert H. Munsell, ( 1858-1918) koji radio u timu od pet umetnika na organizovanju sistema boja za njihovo bolje razumevanje. Munsell Color System usvojen je od strane američkog odseka za standarde i poznat je kao Inter-Society Color Council-National Bureau of standards (ISCC NBS) system. Ovaj model se koristi kod većine grafičkih programa. Hue - nijansa se može opisati kao predstavljanje pozicije boje u točku boja, u kome su osnovne , sekundarne boje i njihove kombinacije. To su boje iz spektra boja kao što su crvena, plava, zelena, žuta itd. - čista dugina boja sa točka boja. Heksadecimalna vrednost boje na HSV točku boja predstavlja istu boju u heksadecimalnom formatu za RGB sistem boja. Saturation - predstavlja intezitet boje, tj. odnosi se na dominaciju nijanse u boji takoreći zasićenost - odnos čiste boje i bezbojne sive. Value - govori nam koliko će boja biti tamna ili svetla tj. intezitet osvetljenja tj. ukupna svetloća boje. Da bi podesili svetlu boju, pomišaćete boju sa belom (TINT) a ako želite tamnu pomešate boju sa crnom (SHADE). Boja pomešana i sa crnom i sa belom prpoznajemo kao ton. Bela, crna i siva su neutralne boje. DITHERING Korišće manjih polja dve, ili više, u vidu šahovske table da bi se dobio efekat treće boje. Bela i crna daju sivu.Bela i crvena daju pink. TIHTERING Priloagođanje vrednosti boje svakog piksela na vrednost iz ciljne palete, korišćenjem matematičkih algoritama Tako svaki piksel može biti preslikan ne samo na najbližu vrednoost iz palete, već i na prosek neke oblasti.