Arvutigraafika liigid

Arvutigraafikas v�ib v�lja tuua kaks p�him�tteliselt �erinevat s�steemi: �rastergraafika ja vektorgraafika.

Rastergraafika

Rastergraafikas (inglise keeles raster graphics v�i vahel ka pixel graphics) koosneb pilt �ksikutest punktidest ehk pikselitest, milledest iga�ks omab oma v�rvi ja on eraldi t��deldav. Rastergraafikat kasutatakse digitaliseeritud fotode ja realistlike joonistuste puhul, kuna saab kasutada v�ga sujuvaid v�rvi�leminekuid ning objektidel ei pea olema selgeid piirjooni.

Rastergraafika programmid on n�iteks Gimp, Paint, Adobe Photoshop ja Corel Photo-Paint.

Rastergraafikat kasutatakse: skaneerimisel, pildit��tluses, graafika loomiseks jne.

Rastergraafika failid on tavaliselt suuremahulised ja n�uavad seet�ttu arvutilt palju resursse (palju operatiivm�lu, suur k�vaketas, hea videokaart ja kvaliteetne monitor).

Rastergraafika piltidel on mitu olulist parameetrit:

� resolutsioon ehk punktitihedus (eraldusv�ime), mida m��detakse pikselite arvuga tolli kohta, t�his dpi (dots per inch), levinumad suurused on �75; 100; 150; 200; 300; 400; 600 ja 1200 dpi;

� suurus pikselite arvuna (pildi suurus ekraanipikselites). M��t esitatakse k�ljepikkuste korrutisena j�rgmiselt: laius x k�rgus (n�iteks 600x800);

� v�rviresolutsioon ehk v�rvigamma (v�rvis�gavus) n�itab, mitu bitti graafikam�lu on vaja �he piksli v�rvi kirjeldamiseks.

Mida suurem on pildi v�rvis�gavus, seda kvaliteetsem on pilt, kuid selleks on vaja ka paremat graafikakaarti ja monitori ning loomulikult on seda suurem pildifail. Kasutatakse j�rgmisi v�rvis�gavuse standardeid:

1 bitine v�rvigamma	2 v�rvi (must ja valge)
2 bitine v�rvigamma	4 v�rvi (must, valge ja kaks halli)
4 bitine v�rvigamma	16 v�rvi v�i halltooni
8 bitine v�rvigamma	256 v�rvi
16 bitine v�rvigamma	65 536 v�rvi
24 bitine v�rvigamma	16 777 216 v�rvi (true color)

V�rdluseks: inimsilm eristab umbes 10 miljonit v�rvivarjundit.

Rastergraafika iga kujutise pind, ka t�iesti valge leht, on ikkagi kaetud selle kujutise m��tmele ja eraldusv�imele vastava arvu pikselitega. Mistahes rastergraafika kujutisega tegelemine t�hendab tegelikult selle kujutise pinnal asuvate pikselite v�rvuse muutmist. Seega rastergraafika faili maht ei s�ltu sellest, mis on pildil kujutatud ja kas ta on must, valge v�i v�rviline vaid s�ltub eelpool toodud parameetritest: resolutsioonist, pildipinna m��tmetest, v�rvis�gavusest ning lisaks pildi salvestamisel kasutatavast formaadist ja rakendatavast kompressiooniastmest st meetodist, kuidas on pilt pakitud

Soovitusi rastergraafika t��tlemiseks

Rastergraafika pildid on arvutiekraanil alati pisut sakilised, kuna ekraani resolutsioon pole kuigi suur. Peamised puudused t��s rastergraafika piltidega tulevad v�lja siis, kui tegeletakse skaleerimise (scaling ehk suurendamine/v�hendamine) ja p��ramisega (rotation). Ideaalne on, kui rastergraafika elemendid on loodud selles suuruses, millega neid kasutada soovitakse.

Kui rastergraafika pilti suurendada n�iteks 200%, siis keskmine programm asendab iga pikseli kahe pikseliga, mis muudab pildi palju sakilisemaks. Vastupidisel juhul, kui pilti v�hendada 50%, siis tuleb osa pikseleid �ra kaotada (k�rvuti olevad pikselid liidetakse �heks).

J�rgmisel lehel on keskel n�ha originaalsuuruses rastergraafika pilt, resolutsiooniga 70 dpi, millest kahel pool on skaleeritud koopiad, paremal 50% ja vasakul 200%.

V�hendamisel on parimad skaleerimisvariandid need, mis saadakse 100% jagamisel paarisarvuga, n�iteks 50% ja 25%, millede korral "visatakse �ra" iga teine v�i iga neljas piksel. Valides 77% anname me arvutile �lesande, mis toob kindlasti kaasa tehislikkuse probleemi (kujutise loomulikkus kaob).Suurendamisel saab tekkivaid sakilisi ��ri ise k�sitsi kohendada lisades ja kustutades sobivates kohtades vajalikke pikseleid. On olemas ka programme, mis kasutavad skaleerimisel keerukamat interpolatsioonimeetodit, mis annab juba tunduvalt siledama tulemuse.

Enamus rastergraafikat t��tlevaid programme lubavad jooni ja teisi geomeetrilisi kujundeid joonistada ja p��rata mistahes nurga all. Probleem on selles, et kujundite servad, mis on ilusad horisontaal- ning vertikaalsuunas, muutuvad praktiliselt igasuguse nurga all sakiliseks.

Kui Teil on tarvis rastergraafika pildil v�hendada nii resolutsiooni kui ka v�rvigammat, siis sooritage alati enne resolutsiooni muutmine ning alles seej�rel v�rvigamma muutmine. P�hjendus seisneb selles, et resolutsiooni v�hendamisega (aga ka pildi v�iksemaks skaleerimisel) l�heb osa pikseleid kaduma ning sellega tavaliselt kaob ka mingisugune osa v�rve. Kui alles n��d v�rvigammat v�hendada, j��b meil l�ppkokkuv�ttes rohkem erinevaid v�rve j�rele ning kujutis loomulikum. Samasugune p�him�te kehtib ka pildist mingi osa v�ljal�ikamisel (crop): enne l�ige, siis v�rvigamma muutus.

Vektorgraafika

Vektorgraafika (vector graphic) ehk objekt-orienteeritud graafika on graafiliste objektide, nagu jooned, kaared, ringid ja ristk�likud, esitlusviis matemaatiliste valemite abil (n�iteks ringi loomiseks on vaja teada tema keskpunkti koordinaate, raadiust ja v�rvi). Objektide selline kirjeldamine v�imaldab nendega vabamalt manipuleerida. N�iteks saab objekte �ksteise peale asetada ja ikkagi neid eraldi muuta (rastergraafika puhul v�ib selline �lesanne v�ga raskeks osutuda). Vektorgraafikaga loodud kujutiste kuvamine v�i v�ljatr�kk tuleb kvaliteetsem kui rastergraafika korral. Mida suurem on kuvari v�i printeri lahutusv�ime, seda teravam paistab taoline kujutis.

Vektorgraafika programmid on n�iteks Adobe Illustrator, Corel Draw, Freehand ja Open Office�i alla kuuluv Draw.

Vektorgraafikat kasutatakse:

• joongraafikast koosnevate plakatite ja muu k�rge kontrastsusega graafika loomiseks;
• arhidektuuriliste plaanide, masinaehitusjooniste, projektide ja jooniste, p�hiliselt just joontest koosneva graafika koostamiseks;
• �riinformatsiooni - graafikud, diagrammid, jm andmebaase graafiliselt illustreeriva materjali loomiseks;
• tr�kiste jm tr�kitava dokumentatsiooni loomiseks, mis sisaldavad nii teksti kui ka raster- v�i vektorgraafika kujutisi.

Vektorgraafika eelised:

• vektorgraafika kasutab v�hem m�lu,
• vektorgraafika tr�kkimine toimub kiiremini,
• vektorgraafika suuruse muutmisel ja teisaldamisel ei ole piiranguid.

Vektorgraafika puuduseks on see, et suhteliselt raske on luua realistlikku kujutist. Mida realistlikumat kujutist soovitakse luua, seda rohkem objekte selleks vajatakse. Sellep�rast ei saa vektorgraafikat kasutada fotode kodeerimiseks. Kui seda aga �ritada, on l�ppresultaadi maht suurem kui pikselgraafikas sama pildi kodeerimine. 

Levinumad pildifaili formaadid

BMP (Bitmap) failiformaadist on saanud Microsoft Windowsis kasutatav standard failiformaat. Esmakordselt ilmus see koos Windows 3.0-ga ja seda toetavad k�ik Windowsi programmid (seejuures m�ni programm ainult seda tunnistabki).

Enamus Windowsi BMP faile ei kasuta pakkimist ja seet�ttu on saadav fail v�ga suure mahuga. On oluline r�hutada, et internetti ei tasu kunagi panna �les selles formaadis olevaid faile, sest nende allalaadimiseks kulub liiga palju aega, kuna failid on suured. Eriti annab see end tunda aeglaste modemite kasutamise korral.

BMP failid v�ivad kasutada 1- 24 bitist v�rvigammat.

BMP faile on v�imalik salvestada 16 ja 256 v�rvitooni kasutava graafika puhul ka pakitud kujule. Selleks on olemas Windowsi RLE (Run-Length Encoded) formaat. RLE formaadi peamisteks kasutusaladeks on pakitud taustade v�i Windowsi k�ivitamisel kuvatava logo tegemine. Samas ei ole k�ik programmid v�imelised pakitud BMP faile avama (n�iteks Windowsi Paintbrush).

BMP formaadis oleva faili laiendiks on .bmp, m�nikord ka .dib.

JPEG (Joint Photographic Experts Group) formaadi n�ol on tegemist nn. pildi kadudega pakkimisega, mis t�hendab seda, et mingi osa andmetest l�heb t��tluse k�igus kaduma.

JPEG pakkimise idee seisneb selles, et teatud maalt ei ole inimsilm enam v�imeline eristama v�rvitoonide vahesid. Nii on v�imalik v�hendada kasutatava v�rvipaleti suurust (st v�hendada erinevaid kasutatavaid v�rvitoone), kattes omavahel k�llalt sarnased toonid �hesuguse tooniga. Tulemuseks saame palju v�iksema faili.

V�ib arvestada, et parema pakkimistulemuse saadakse piltide puhul, millel on v�he elemente ja v�he erinevaid v�rve. Kui pilt on v�ga kirju, sisaldades v�ga palju v�ikseid elemente, ei ole pakkimistulemus nii hea ning v�ib m�rgata m�ningat pildikvaliteedi langust.

JPEG faili loomisel on tavaliselt v�imalik valida, kui hea kvaliteediga pilti Te soovite tulemuseks saada (mida k�rgem kvaliteet, sada mahukam fail ja seda pikem allalaadimisaeg ning vastupidi). Kvaliteeti saab kasutaja m��rata skaalal, mis kuvatakse tavaliselt salvestusdialoogis.

Pakkimise parameetriteks on skaalad 7:1 kuni 50:1 ning see on s�mmeetriline, mis t�hendab, et pakkimiseks ja lahti pakkimiseks kulub sama arv operatsioone ja sellet�ttu ka sama palju aega.

JPEG-formaati v�iks teatud m�ttes nimetada l�ppformaadiks, kuna selles formaadis olevaid pilte t��delda ei tasu, sest igal salvestusel toimub kadudega pakkimine. Kui Te soovite pilti t��delda, tehke seda mingis muus formaadis ning kui k�ik on valmis, alles siis salvestage t�� JPEG formaati.

JPEG formaadis pilte saab salvestada nii, et neid kuvatakse j�rk-j�rgult, j�rjest paraneva kvaliteediga (udune eelvaate pilt saabub kasutajale peaaegu koheselt).

JPEG faili laiendiks on .jpg.

GIF (Graphics Interchange Format) on patenteeritud pakkimisformaat (omanikeks CompuServe ja Unisys).

GIF kasutab nn kadudeta pakkimist, mis t�hendab, et pildi salvestamisel ei kaotata mingeid andmeid. GIF pakkimise idee seisneb selles, et pakkimisel kasutatakse sama tooni alade kirjeldamiseks spetsiaalset kompaktset koodi, mist�ttu faili suurus v�heneb tunduvalt.

Teine oluline asi GIF formaadi juures on, et kasutatakse kuni 256st v�rvist koosnevat v�rvipaletti (v�rvipalett kajastab k�iki pildil kasutatud v�rvitoone). �lej��nud toonid kaotatakse �ra.

Osad pildit��tlusprogrammid v�imaldavad kasutada pildit��tlusel sellist abivahendit nagu �dithering�, mis lubab kasutajal m��rata, millist v�rvitooni tuleb hoida suurima visuaalse kvaliteediga. Samas teeb see faili suuremaks (mida v�hem on v�rve paletis, seda v�iksema pildifaili me saame).

Faili salvestamisel GIF formaati on v�imalik valida omadus �Interlace�, mis t�hendab, et pilt laetakse brauseriaknasse kohe, aga algul udusena ning sedam��da kuidas info kohale j�uab, see j�rjest selgineb.

GIF formaadis pildil v�ib olla l�bipaistvaid piirkordi (omadus �Transparent�) (n�iteks pildi taust) ning mitmeid erinevaid kihte, mida k�sitletakse kaadritena ning mis paistavad l�bi l�bipaistvatest aladest.

Kui soovite luua animatsioone, tuleb samuti otsustada selle formaadi kasuks.

GIF formaadis faili laiendiks on .gif.

PNG (Portable Network Graphics) on GIF formaadi edasiarendus ja kuna ta on tasuta (patendivaba), siis oodatakse selle formaadi tulevikult palju.

PNG salvestamisel kasutatakse kadudeta pakkimismeetodit.

Sarnaselt GIF formaadile v�ib ka PNG formaadis pilt olla l�bipaistvate osadega. Kuid erinevalt GIFist, kus v�rv saab olla kas 100% l�bipaistev v�i 100% l�bipaistmatu, ilma vahepealsete v�imalusteta, pakub PNG v�imalust iga v�rvitooni puhul eraldi m��rata l�bipaistvuse astme (0-255). See v�imaldab luua rohkem ja v�hem l�bipaistvate aladega pilte. PNG formaat toetab kuni 48 bitist v�rvis�gavust.

PNG ei v�imalda luua animatsioone (animeeritud pilte). Soovijad saavad selleks otstarbeks kasutada MNG (Multiple-imageNetworkGraphics) formaati.

TIFF (Tagged Image File Format) formaat t��tati v�lja Microsofti ja Aldus Corporationi poolt kui sobiv meetod bitmap failide hoidmiseks. Formaati toetavad enamus graafikaprogramme.

TIFF formaadis failid v�ivad olla nii pakitud (kadudeta pakkimine) kui pakkimata kujul. Pakitud formaat annab p�ris hea tulemuse faili mahu v�iksemaks muutmisel, samas ei pruugi k�ik, eriti vanemad, graafikaprogrammid suuta pakitud TIFFidega t��d teha (kasutavad TIFF formaadi vanemaid versioone).

TIFF formaadis olevate failide laiendiks on .tif .

TIFF failid v�ivad olla monokroomses, 16 v�rvi, 256 v�rvi, 16 hallskaala tooni, 256 hallskaala tooni v�i 24-bitises true color s�steemis.

Universaalsed formaadid lubavad salvestada nii raster kui vektorgraafikat. Tuntumateks on PS, EPS, ja PDF. Universaalsetes formaatides salvestatud faile on v�imalik avada enamikes graafikaprogrammides.

V�rvis�steem

V�rvis�steem (v�rvimudel) on s�steem, mille abil saab v�ikesest arvust algv�rvidest luua �lej��nud v�rvid. On kaks tuntumat v�rvis�steemi:

RGB on aditiivne v�rvis�steem. Kujutis tekib punase, rohelise ja sinise valguse segamisel (liitmisel).

P�hiv�rvused on:

� R � Red (punane)

� G � Green (roheline)

� B � Blue (sinine)

N�ited kasutusaladest: televiisori ekraan, arvuti monitor; ka sk�nnerid kasutavad RGB v�rvimudelit.

Kui liita kokku p�hiv�rvid punane, roheline ja sinine, on tulemuseks valge v�rv. Kui valgust �ldse ei ole, on tulemuseks must v�rv.

CMY(K) on subtraktiivne v�rvis�steem. Sobiv v�rvus tekib erinevate v�rvikoguste segamisega valgel paberil. Need v�rvid peegeldavad teatud v�rvusi ja absorbeerivad teisi. �CMY(K) v�rvimudelit kasutatakse tr�kit��stuses ja v�rviprinterites.

P�hiv�rvused on:

• C � Cyan (sinine, ts�aan)
• M � Magenta (teatavat tooni punane - magenta, fuksia)
• Y -Yellow (kollane)

Selle v�rvis�steemi korral peaks teoreetiliselt saama p�hiv�rvide koostoimel musta v�rv. Praktikas s�ltub saadava musta v�rvi kvaliteet kasutavatest tr�kiv�rvidest ja tr�kkimise protsessist ning tegelikult annavad need kolm v�rvi tulemuseks tooni, mida inglise keeles nimetatakse muddy brown ehk siis mudane pruun. Seega v�rvis�steemi t�iustamiseks lisatakse neljandaks v�rviks must (black), mida nimetatakse antud s�steemi v�tmev�rviks (key). Selle s�na esit�hest tuleneb ka lisatud t�ht K. Must v�rv aitab kergemini luua neutraalseid halle ja tumedaid toone.

V�rviring

Seoseid kolme erineva p�hivalguse (RGB) ja kolme p�hiv�rvi (CMY) vahel saab piltlikult kujutada allpool toodud v�rviringi abil. N�iteks magenta saab tekitada tema kahe naaberv�rvuse red ja blue segunemisel. Yellow ja cyan annavad segunedes rohelise (green).Kahte v�rvust, mille liitudes tekib valge v�rvus, nimetatakse teineteise suhtes t�iendv�rvusteks. V�rviringil asuvad t�iendv�rvused vastakuti ja on �hendatud mustade nooltega.

Kui n�iteks foto printimisel selgub, et see on liiga roheline, aitab magenta lisamine. Punase saab eredamaks cyan v�rvust v�hendades jne.