Peter Varga
Informatika - práca s grafikou, 3D tlač
Počítačová grafika je z technického hľadiska odbor 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 (Wikipédia, 2022 - https://sk.wikipedia.org/wiki/Po%C4%8D%C3%ADta%C4%8Dov%C3%A1_grafika).
Na hodinách pracujeme s počítačovou grafikou:
- 3. ročník - práca so skicárom (raster)
- 4. ročník - práca so skicárom (raster)
- 5. ročník - práca so skicárom a LogoMotion (raster)
- 6. ročník - práca so skicárom a LogoMotion (raster)
- 7. ročník - práca so Zoner Callisto (vektor)
- 8. ročník - práca s Inkscape, Gimp, Canva (vektor, grafické úpravy)
- 9. ročník - práca s Canva (vektor, grafické úpravy)
Pojem rastrová grafika v počítačovej terminológii označuje spôsob uloženia grafickej informácie opisom jednotlivých bodov usporiadaných v myslenej mriežke. Každý bod (pixel) má v mriežke určenú svoju presnú polohu, farbu a iné parametre, napr. priehľadnosť (alfa kanál). Farba bodu (pixela) sa dá opísať za pomoci farebného modelu, ktorý opisuje jednotlivé body miešaním základných farieb alebo farby a jasu. Množstvo použitých bitov potrebných na opis závisí od zvolenej farebnej hĺbky. Napr. ak je použitá len čierna a biela farba, stačí na opis farby jedného bodu jediný bit. Veľkosť obrázka závisí aj od rozlíšenia, ktoré sa udáva v DPI (počet bodov na palec). Na zobrazenie na monitore postačuje rozlíšenie 72 DPI, na tlač na tlačiarni aspoň 300 DPI.
Na obrázok sa pozerá ako na sieť (raster) veľmi malých štvorcov - pixelov, uložených v pevných riadkoch a stĺpcoch - v obdĺžnikovej matici. Rozmer každého obrázka je pre počítač počet pixelov na šírku x počet pixelov na výšku. Pre každý pixel (štvorček) je nutné okrem polohy (riadok a stĺpec) zakódovať aj farbu, resp. ďalšie parametre napr. priezračnosť.
Ak je obrázok monochromatický (čierna a biela farba), kódovanie je jednoduché (1 - rozsvietený (biely) bod, 0 - nerozsvietený (čierny) bod), napr.:
100111001 011010110 101101101 110111011 111010111 111101111
A teda zápis v riadku vyzerá : 100111001 011010110 101101101 110111011 111010111 111101111, čo je 54 bitov. Po osemnásobnom zväčšení obrázok vyzerá takto:
Pri niektorých obrázkoch je potrebné zaznamenať aj odtiene, preto dve farby - čierna a biela - nestačia. Výhodné je zakódovať odtiene sivej farby pomocou ôsmich bitov tak, aby informácia o každom bode zaberala 1 B, t. j. jedno pamäťové miesto počítača. Čím bude bod svetlejší, tým väčšia hodnota sa do pamäte uloží. Preto bod čiernej farby sa uloží ako 0 a bod bielej farby ako maximálna možná hodnota 255. Obrázok bude kódovaný nasledujúco:
192 0 0 255 255 192 0 0 255 0 255 192 0 192 0 255 192 0 192 0 255 192 0 255 192 0 255 255 192 0 255 255 192 0 255 255 255 255 192 0 192 0 255 255 255 255 255 255 192 0 255 255 255 255
Obrázok bude v pamäti počítača zaberať 54 Bajtov (pamäťových miest) a po osemnásobnom zväčšení obrázok bude vyzerať takto:
.Pri farebnom kódovaní obrazu všetky farebné modely kódujú farbu troma nezávislými hodnotami. Najvýhodnejšie je každý pixel obrazu zakódovať pomocou troch pamäťových miest - troch bajtov. Obrázok s rozmermi 1024x768 pixelov tak v pamäti grafickej karty zaberie 2 359 296 bajtov. V minulosti kvôli cene pamätí sa na grafické karty montovali pamäte menších rozmerov, teda na kódovanie farieb sa použil menší počet bajtov. Najstaršie počítače používali iba 16 farieb, to znamená, že každý bod bol zakódovaný 4 bitmi, neskôr sa začali vyrábať grafické karty (VGA) s 256-timi farbami, ktoré mali každý bod kódované 8 bitmi. Po zlacnení počítačových pamätí už bolo možné vyrábať karty SVGA, ktoré kódovali farby pomocou 16 bitov (dve pamäťové miesta) v režime High Color (vysoká farebnosť). V súčasnosti už grafické karty majú toľko pamäte, že bez problémov môžu kódovať každý bod 24 bitmi (tri pamäťové miesta) v režime True Color (pravá farebnosť). Popísaný spôsob uloženia obrázka (keď je každý bod kódovaný pomocou niekoľkých bitov - 4, 8, 16 alebo 24) sa používa formát, ktorý sa volá bitová mapa (BitMaP). Obrázky v takomto formáte sú v počítači uložené v súboroch s príponou BMP. Pri plnej farebnosti je každý bod obrázka zakódovaný 24 bitmi, čo sú tri pamäťové miesta počítača. Pričom 255 0 0 je sýta červená farba, 0 255 0 je sýta zelená farba, 0 0 255 je sýta modrá farba, 0 0 0 je čierna farba a 255 255 255 je biela farba. Obrázok srdca môžeme týmto spôsobom zakódovať napríklad aj takto (kvôli kratšiemu zápisu je použitá šestnástkovú sústavu):
C0 C0 C0 FF 00 00 FF 00 00 FF FF FF FF FF FF C0 C0 C0 FF 00 00 FF 00 00 FF FF FF FF 00 00 FF 00 00 FF 00 00 FF 00 00 C0 C0 C0 FF 00 00 FF 00 00 FF 00 00 FF 00 00 C0 C0 C0 FF 00 00 FF 00 00 FF 00 00 FF 00 00 FF 00 00 FF 00 00 FF 00 00 00 00 00 FF FF FF C0 C0 C0 FF 00 00 FF 00 00 FF 00 00 FF 00 00 FF 00 00 00 00 00 00 00 FF FF FF FF FF FF FF C0 C0 C0 FF 00 00 FF 00 00 FF 00 00 00 00 00 00 00 FF 00 FF 00 FF FF FF FF FF FF FF FF FF C0 C0 C0 FF 00 00 00 00 00 00 00 FF 00 FF 00 00 FF 00
Obrázok bude v pamäti počítača zaberať 162 bajtov (pamäťových miest) a po osemnásobnom zväčšení obrázok bude vyzerať takto:
Veľká pamäťová náročnosť už teda nie je problém grafickej karty počítača, stále je však problém pri posielaní takýchto obrázkov prostredníctvom internetu, pretože obrázok s rozmermi 1024x768 pixelov v režime true color je príliš veľký. Na zníženie pamäťových nárokov sa používa paleta farieb a kompresia dát (stlačenie).
Paleta využíva skutočnosť, že na kreslených obrázkoch väčšinou nie je použitých viac ako 256 farieb. Zníženie pamäťových nárokov spočíva v tom, že očíslujeme všetky použité farby v obrázku číslami od 0 do 255, a potom kódujeme každý bod tak, že uvedieme poradové číslo farby v palete. Tým miesto troch pamäťových miest, každý bod zakódujeme len pomocou jedného pamäťového miesta. Naše "srdce" teda zakódujeme nasledovne:
Paleta:
00 00 00 00 , 01 C0 C0 C0, 02 FF 00 00, 03 00 FF 00, 04 00 00 FF, 05 FF FF FF
Obrázok:
01 02 02 05 05 01 02 02 05 02 02 02 02 01 02 02 02 02 01 02 02 02 02 02 02 02 00 05 01 02 02 02 02 02 00 04 05 05 01 02 02 02 00 04 03 05 05 05 01 02 00 04 03 03
Ak spočítame počet pamäťových miest, dostaneme 24 B použitých v palete a 54 B použitých na obrázok, čo je spolu 78 B (bez použitia palety to bolo 162 B).
Rastrové formáty:
Zdroj: Wikipédia, 2022 - https://sk.wikipedia.org/wiki/Rastrov%C3%A1_grafika
Práca so skicárom (Paint):
Práce žiakov (2021/2022).
Zaujímavý link na prácu so skicárom (Mona Lisa Paint): https://www.youtube.com/watch?v=xy-lV3MyVJw
Animácia (z lat. oživenie) je zdanlivé oživovanie napríklad kreslených postavičiek alebo bábok. Princíp animácie je zaznamenanie sekvencie snímok, ktoré sú samy o sebe statické a zobrazujú pohyb po malých krokoch. Pri rýchlom zobrazovaní týchto snímok za sebou vďaka zotrvačnosti ľudského oka splynú do pohyblivého obrazu. Snímky sa však musia prehrávať takou rýchlosťou, ktorú ľudské oko nepostrehne (Wikipédia, 2022 - https://sk.wikipedia.org/wiki/Anim%C3%A1cia_(film).
Práca na hodine - červík.
Na prácu s animáciami používame softvér LogoMotion.
Link na stiahnutie: https://cloud-b.edupage.org/cloud?z%3AnpVnp3ve3P4DXvR0qbTdVQIY6a4VVRoKqLsL9KlfMPu6556q2uNrf%2BuvUTA8nyJs
Stránka školy z Galanty: https://zssnpga.edupage.org/text/?eqa=dGV4dD10ZWFjaGVycy8zNDIwMCZzdWJwYWdlPTQ%3D
Tvorba v LogoMotion: http://www.ucitelka.wz.sk/logomotion.html
Vektorová grafika označuje spôsob definovania obrazových informácií pomocou základných geometrických tvarov, akými sú bod, úsečka (vektor), priamka, krivka, mnohouholník, ktoré sa dajú vyjadriť matematickými rovnicami.
Na rozdiel od vektorovej grafiky definuje rastrová grafika grafickú informáciu množinou usporiadaných farebných bodov (pixelov). Obrázok vytvorený vo vektorovej grafike sa dá exportovať do rastrovej grafiky, pričom je možné zadať akékoľvek rozlíšenie, aké bude mať rastrový obrázok.
Programy pre prácu s vektorovou grafikou: Inkscape, CorelDRAW, Adobe Illustrator, Zoner Callisto (Wikipédia, 2022 - https://sk.wikipedia.org/wiki/Vektorov%C3%A1_grafika).
My pracujeme s Inkscape a Zoner Callisto.
7. ročník
Program ZONER CALLISTO 5 FREE si viete stiahnuť na stránke: https://www.callisto.sk/ kde uvediete svoj e-mail a následne typ užívateľa ako "Vzdelávacia inštitúcia".
Ukážka práce v programe Zoner Callisto 5 Free (súbor .zmf) - písanie, tvary, prekrytie
Program INKSCAPE si môžete stihanuť: https://inkscape.org/
Ukážka práce s Inkscape (súbor .svg) - vkladanie tvarov, rôzne farby, používanie prekrytia, zjednotenia:
Počítačová 3D grafika (tzv. trojrozmerná grafika, angl. 3D computer graphics) je v informatike označenie pre špeciálnu časť počítačovej grafiky, ktorá pracuje s trojrozmernými objektmi. Prevod 3D objektov do 2D zobrazenia sa nazýva projekcia a ak je počas tohto procesu k povrchom objektov a scéne ako celku priraďovaný aj reálny vzhľad, tak ide o renderovanie. Najznámejším využitím počítačovej 3D grafiky je vytváranie animácií (pri tvorbe filmov alebo počítačových hier), avšak 3D grafika je využívaná aj vo vede a priemysle (napríklad pri počítačových simuláciách alebo trojrozmernom zobrazení orgánov) (Wikipédia, 2022 - https://sk.wikipedia.org/wiki/3D_po%C4%8D%C3%ADta%C4%8Dov%C3%A1_grafika).
