ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE

Transcription

1 ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE Elektrotechnická fakulta Katedra telekomunikácií a multimédií Grafika a počítač multimediálna príručka Tomáš Blažek 2009

2 Grafika a počítač multimediálna príručka BAKALÁRSKA PRÁCA TOMÁŠ BLAŽEK ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE Elektrotechnická fakulta Katedra telekomunikácií a multimédií Študijný odbor: TELEKOMUNIKÁCIE Študijný program: Multimediálne technológie Vedúci bakalárskej práce: Ing. Ľudovít Mikuš Stupeň kvalifikácie: bakalár (Bc.) Dátum odovzdania bakalárskej práce: ŽILINA 2009

3 ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE KATEDRA TELEKOMUNIKÁCIÍ Elektrotechnická fakulta Veľký diel ŽILINA NÁVRH ZÁVEREČNEJ PRÁCE BAKALÁRSKEHO ŠTÚDIA Meno a priezvisko: Tomáš Blažek Názov témy: Grafika a počítač multimediálna príručka Zadanie práce - podrobné pokyny pre vypracovanie záverečnej úlohy (v prípade nedostatku miesta pokračujte na druhej strane): Vytvorte multimediálnu príručku, ktorá umožní získať komplexný prehľad o grafických možnostiach počítačov a ich softvérových aplikácií: - Úvod do problému (vnímanie obrázkov ľudským okom, význam grafiky v multimédiách, grafika v počítačových aplikáciách,...) - Rastrová grafika (popis, formáty, softvérové aplikácie,...) - Vektorová grafika (popis, formáty, softvérové aplikácie,...) - Metadatová grafika (popis, formáty, softvérové aplikácie,...) - PostScript (popis, formáty, softvérové aplikácie,...) Príručku vytvorte pomocou programu Adobe Flash s ohľadom na jej umiestnenie na internete. Predpokladaný rozsah práce - počet strán textu: 35 počet strán grafických príloh: 5 Vedúci záv. práce -priezvisko, meno, titul: Ing. Ľudovít Mikuš Názov a adresa pracoviska, telef. číslo: KIS FRI ŽU, Recenzent záv. práce - priezvisko, meno, titul: Mgr. Katarína Pilátová Názov a adresa pracoviska, telef. číslo: KIS FRI ŽU Podpis navrhovateľa záverečnej práce: Pozn. : - recenzenta s konečnou platnosťou určí vedúci KT, EF ŽU v Žiline - návrh témy zašlite na uvedenú adresu, resp. [email protected], Fax: 041/ bližšie informácie na telef. čísle 041/

4 Abstrakt BLAŽEK Tomáš; Grafika a počítač: multimediálna príručka. [Bakalárska práca]. Žilinská univerzita v Žiline. Elektrotechnická fakulta; Katedra telekomunikácií a multimédií. Vedúci: Ing. Ľudovít Mikuš. Stupeň odbornej kvalifikácie: Bakalár. Žilina: EF ŽU, strán. Práca prináša prehľad a oboznamuje používateľov s problematikou zobrazovania grafiky na počítači. V rámci jednotlivých kapitol prechádza od vnímania obrázkov a farieb ľudským okom, cez grafiku v počítačových aplikáciách až po jednotlivé druhy grafiky. Postupne sa rozoberá grafika rastrová, vektorová, metadátová a PostScript, ich popis, formáty a softvérové aplikácie. Používateľ tak získa nielen prehľad o najpoužívanejších formátoch, ale aj vedomosti o tom, kedy je ktorý formát najvhodnejšie použiť. Druhá časť pojednáva o tvorbe príručky v grafickej aplikácii Adobe Flash. Kľúčové slová: grafika, počítač, rastrová grafika, vektorová grafika, metadátová grafika, PostScript, grafické formáty. iii

5 Abstract BLAŽEK Thomas; Graphics and Computer: multimedia handbook. [Bachelor s thesis]. University of Žilina in Žilina. Electrotechnical faculty; Department of telecommunications and multimedia. Supervisor: Ing. Ľudovít Mikuš. Degree of specialized qualification: Bachelor. Žilina: EF ŽU, pages. This bachelor s thesis is summarizing and familiarizing users with the issue of computer graphics. It runs through perceiving pictures and colors by human eye and graphics in computer applications, up to individual types of graphics. One by one, it s analyzing every type of graphics - raster, vector, metadata and PostScript - their specifications, formats and software applications. The users will gain not only the review of all the most common graphic formats, but also knowledge about when to use which format. The second part concerns about the creation of the multimedia handbook with the Adobe Flash application. Key words: graphic, computer, raster graphics, vector graphics, metadata graphics, PostScript, graphic formats. iv

6 Obsah Abstrakt... iii Abstract... iv Obsah... v Zoznam obrázkov a tabuliek... viii Zoznam skratiek... ix Úvod Úvod do problému Vnímanie obrázkov ľudským okom Oko Svetlo a farba Význam grafiky v multimédiách Grafika v počítačových aplikáciách... 7 Aditívny farebný model... 7 Model RGB... 7 Subtraktívny farebný model... 8 Model CMYK... 8 Používateľsky orientované farebné modely... 9 Model HSV/HSB... 9 Model HSL... 9 Farebné palety Paleta 3-3-2: v

7 Paleta : Adaptovaná paleta: Paleta Web Save Color: Rastrová grafika Popis Rozlíšenie Farebná hĺbka Výhody a nevýhody Formáty Kompresia JPEG/JFIF BMP GIF PNG TIFF TGA Softvérové aplikácie Vektorová grafika Popis Formáty DXF SVG SLD HPGL Softvérové aplikácie Metadátová grafika Popis vi

8 4.2. Formáty CGM WMF EMF Softvérové aplikácie PostScript Popis Formáty EPS PPD AFM Softvérové aplikácie Multimediálna príručka Vytvorenie príručky Ovládanie príručky Záver Použitá literatúra ČESTNÉ VYHLÁSENIE Prílohy vii

9 Zoznam obrázkov a tabuliek Obrázok 1-1 Zloženie oka... 3 Obrázok 1-2 Spektrum svetla... 4 Obrázok 1-3 Aditívny farebný model (RGB)... 5 Obrázok 1-4 Farebný kruh... 6 Obrázok 1-5 Subtraktívny farebný model... 8 Obrázok 1-6 Farebný model HSV... 9 Obrázok 1-7 Farebný model HSL Obrázok 2-1 Fotografie s rôznou farebnou hĺbkou(256, 16 a 2 farby) Obrázok 2-2 Vznik tzv. artefaktov Obrázok 3-1 Príklad modelu vo formáte SLD Obrázok 6-1 Grafické prostredie programu Adobe Flash Obrázok 6-3 Časová os Úvodnej scény Obrázok 6-4 Časová os Menu scény Obrázok 6-2 Rozdelenie scén v projekte Obrázok 6-5 Členenie hlavného menu Obrázok 6-6 Rozloženie grafických elementov v príručke Obrázok 6-7 Menu Pomocníka viii

10 Zoznam skratiek AFM ANSI ASCII BMP BPP CAD CGM CMY(K) CRT CS4 CSS CT DPI DXB DXF EMF Adobe Font Metrics, formát obsahujúci podrobné informácie o postskriptovom písme American National Standards Institute, americká štandardizačná organizácia American Standard Code for Information Interchange, kódovací systém znakov anglickej abecedy, číslic, iných znakov a riadiacich kódov Bitmap, rastrový grafický formát Bits per Pixel, počet bitov na jeden pixel Computer-Aided Design, automatizovaná projektovanie Computer Graphics Metafile, metasúborový grafický formát Cyan-Magenta-Yellow(-Black), subtraktívny farebný model Cathode Ray Tube, klasická obrazovka používaná napr. v TV prijímačoch Adobe Creative Suite 4, kreatívny balík programov od firmy Adobe Cascading Style Sheets, mechanizmus na vizuálne formátovanie internetových dokumentov Computed Tomography, rádiografická vyšetrovacia metóda Dots Per Inch = počet bodov na palec, jednotka rozlíšenia tlačiarní Drawing Binary Interchange File Format, vektorový grafický formát Drawing Interchange File Format, vektorový grafický formát Enhanced Windows Metafile, metasúborový grafický formát ix

11 EPS GDI GIF GNU GZIP HPGL HSB HSL HSV HTML IANA IBM IEC ISO JFIF JPEG LCD LPI Encapsulated PostScript, zapuzdrený PostScript Graphics Device Interface, užívateľské rozhranie súčasť operačného systému Microsoft Windows Graphics Interchange Format, rastrový grafický formát GNU s not Unix, unixový operačný systém GNU Zip, kompresný program Hewlett Packard Graphics Language, vektorový grafický formát Hue-Saturation-Brightness, farebný model Hue-Saturation-Lightness, farebný model Hue-Saturation-Value, farebný model HyperText Markup Language, hypertextový značkovací jazyk určený predovšetkým na vytváranie webových stránok Internet Assigned Numbers Authority, organizácia dohliadajúca na celosvetové prideľovanie IP adries a iných náležitostí internetových protokolov International Business Machine Corporation, spoločnosť podnikajúca v odbore informačných technológií International Electrotechnical Commission, medzinárodná organizácia pre štandardizáciu v elektrotechnike International Standardization Organization, medzinárodná štandardizačná organizácia JPEG File Interchange Format, rastrový grafický formát Joint Photographic Experts Group, rastrový grafický formát Liquid Crystal Display, obrazovky využívajúce technológiu tekutých kryštálov Lines Per Inch = počet čiar na palec, jednotka rozlíšenia tlačiarní x

12 LZ77 Lempel-Ziv 1977, kompresná metóda vytvorená v roku 1977 LZW MMAFM MS OS PC PCL PDF PDL PLT PNG PPD RGB RGBA RIP RLE SLD SVG SVGZ SWF Lempel-Ziv-Welch, kompresná metóda Multiple Master Adobe Font Metrics, formát umožňujúci vygenerovať niekoľko písmových rezov z jedného zdrojového kódu Microsoft Corporation (skôr Micro-Soft), najväčšia softvérová spoločnosť na svete Operating System, operačný systém Personal Computer, osobný počítač Printer Command Language, jazyk tlačových príkazov tlačiarní HP Portable Document Format, formát na ukladanie dokumentov Page Description Language, jazyk určený na popis stránky Plot/plotter, prípona vektorového grafického formátu HPGL Portable Network Graphics, rastrový grafický formát PostScript Printer Description, formát popisu postskriptovej tlačiarne Red-Green-Blue, aditívny farebný model Red-Green-Blue-Alpha, aditívny farebný model s priehľadnosťou Raster Image Processor, interpreter postskriptu Run Length Encoding, kompresný algoritmus Slide, vektorový grafický formát Scalable Vector Graphics, vektorový grafický formát Scalable Vector Graphics Zipped, vektorový grafický formát komprimovaný pomocou GZIP-u Shock Wave Flash (pôvodne)/small Web Format, výstupný vektorový formát animácií program Adobe Flash xi

13 TGA TIFF/TIF UCS-2 Targa, rastrový grafický formát Tagged Image File Format, rastrový grafický formát 2-byte Universal Character Set, zastaraný spôsob kódovania znakov UTF bit Unicode Transformation Format, spôsob kódovania znakov Unicode s premennou dĺžkou znakov W3C WebCGM Win16 WMF WWW XML YC B C R World Wide Web Consortium, medzinárodná štandardizačná konzorcium pre web Computer Graphics Metafile for Web, metasúborový grafický formát určený pre internetové použitie 16-bit version of Microsoft Windows, 16-bitová verzia Windows Windows Metafile, metasúborový grafický formát World Wide Web, celosvetová internetová sieť Extensible Markup Language, rozšíriteľný značkovací jazyk Y luminančná zložka, C B rozdielová modrá zložka, C R rozdielová červená zložka farebného modelu/priestoru xii

14 Úvod Počítačová grafika v dnešnej pretechnizovanej dobe plnej satelitov, internetu, multifunkčných mobilných telefónov či neuveriteľných trojdimenzionálnych animácií, s ktorými sa stretávame prinajmenšom v reklamách, a ktoré čoraz ťažšie rozoznávame od reality, je všade okolo nás. Hlavne mladšia generácia sa s týmto termínom denno-denne v praktickej podobe stretáva. Každý z nich má doma počítač, každý z nich pozná You- Tube a každý z nich je členom aspoň jednej sociálnej siete, kde uverejňujú nielen svoje fotografie, ale, hlavne tí šikovnejší, aj svoje grafické výtvory. Grafiku však nepotrebujú len mladý, ktorý už nevedia čo s voľným časom, ale každý, kto chce prostredníctvom počítača vytlačiť letáky o svojom stratenom psovi, predať staré skriptá, vytvoriť pútavú prezentáciu alebo si vytvoriť jednoduchú webovú stránku. Každý teda potrebuje vedieť niečo nielen o grafike, ale aj o počítači. O tom, ako funguje zobrazovanie jednotlivých farieb na počítači a ako si to reprodukujú naše oči, prečo je odfotený text mobilom vo formáte JPEG na počítači nečitateľný a ako sa dá tomu predchádzať a ktoré grafické formáty sú najvhodnejšie pre umiestnenie na internete. Nielen tieto, ale aj mnoho ďalších odpovedí prináša táto multimediálna príručka, obsahujúca nielen, viac či menej zaujímavých, ale aj užitočných informácií. Ponúka prehľad o oku, svetle a farbe, farebných modeloch a priestoroch, farebných paletách a jednotlivých druhoch grafiky počnúc rastrovou, opisujúc jej výhody či nevýhody, použitú kompresiu a jednotlivé formáty a ich kladné a záporné stránky, pokračujúc tak grafikou vektorovou, rozoberajúc jej odlišnosti a výhody oproti bitmapovej grafike, jej formáty a softvérové aplikácie, ako aj metadátovou grafikou a postskriptom. Verím, že poslúži ako vhodná pedagogická pomôcka rozširujúca a upevňujúca vedomosti nielen študentov tejto univerzity, ale aj všetkých, ktorý si k nej nájdu cestu. 1

15 1. Úvod do problému 1.1. Vnímanie obrázkov ľudským okom Táto časť sa zaoberá podstatou fungovania ľudského oka, jeho anatómiou, možnosťami a nedokonalosťami. Potom sa dostaneme k svetlu a jeho vlastnostiam, a nakoniec prejdeme k farbe, jej vlastnostiam, jej závislosti od svetla a jej interpretácii ľudským okom. Obsah celej tejto kapitoly sa opiera o materiál [1] až [8] Oko Ľudské oko je primárnym zdrojom všetkých informácií o okolitom svete. Ľudský zrak je našim najdôležitejším zmyslom, bez ktorého si náš každodenný život ani len nevieme predstaviť. Viac ako 80 % informácií, ktoré sme si zapamätali sme získali práve pomocou tohto zmyslu. Oko je spojené zrakovým nervom s mozgom. Pomocou tohto spojenia sa v impulzoch prenášajú všetky informácie, ktoré sú následne mozgom dekódované a rekonštruované. Mozog potrebuje získané obrázky, ktoré sú nasnímané z trošku odlišných uhlov poskladať dohromady, vytvárajúc tak trojrozmerné videnie. Takto získaný obraz je ešte potrebné otočiť o 180 stupňov, keďže naša šošovka dopadajúce svetlo láme a na sietnicu sa tak dostáva obraz hore nohami. Deti, resp. ich mozog, v ranom veku ešte nie sú schopné tieto informácie korektne spracovávať a tak všetko vidia nielen rozmazane ale aj hore nohami. Ľudské oko má tvar nie úplne symetrickej gule, s priemerom cca 24 mm a hmotnosťou 7 gramov, ktorá má v prednej časti otvor, ktorým svetlo vniká dnu. Tento otvor je chránený mierne vypuklou priehľadnou vrstvou rohovkou na ktorú nadväzuje očné bielko obaľujúce celé oko. Rohovka predstavuje prvú šošovku s pevným ohniskom (jej tvar a ani jej poloha sa nemení), za ktorou sa nachádza dúhovka. Dúhovka je vo svo- 2

16 jej podstate sval s určitým charakteristickým pigmentom (najčastejšie modrý, hnedý alebo zelený) a otvorom uprostred zrenica - pomocou ktorého oko reguluje množstvo svetla dopadajúceho na sietnicu. Za dúhovkou a zrenicou sa nachádza šošovka, ktorá na rozdiel od rohovky dokáže meniť svoj tvar, a tým nám umožňuje zaostriť svetelné lúče zbiehajúce sa priamo na sietnici oka či už sa pozeráme na blízke alebo vzdialené predmety. Za šošovkou je vnútorná dutina oka vyplnená rôsolovitou hmotou sklovec ktorý udržiava v oku stály tlak a teda aj tvar. Zadná vnútorná časť očnej gule je vystlaná sietnicou, ktorá pozostáva zo 130 miliónov na svetlo citlivých buniek. Sú to dva typy buniek tyčinky a čapíky. Tyčinky sú bunky veľmi citlivé na svetlo, no nedokážu rozoznávať farby s výnimkou modrej a zelenej. Čapíky nám umožňujú vidieť nielen farebne, ale aj zreteľnejšie. Pri zníženej intenzite svetla však prestávajú reagovať čo má za následok, že v tme vidíme menej zreteľne a v odtieňoch modrej a zelenej. Na sietnici oka sa nachádzajú aj tzv. žltá a slepá škvrna. Slepá škvrna predstavuje miesto, na ktorom je prerušená ináč súvislá vrstva sietnice zrakovým nervom vedúcim do mozgu. Je to miesto, na ktoré po dopade svetelných lúčov oko nereaguje. Naopak neďaleko tohto miesta (cca 4 mm) sa nachádza žltá škvrna, čo je miesto s vysokou koncentráciou čapíkov, ktoré nám zabezpečujú najostrejšie videnie (pozri obrázok 1-1). Obrázok 1-1 Zloženie oka Rozlišovacia schopnosť ľudského oka závisí od množstva a hustoty jednotlivých svetlo-citlivých bodov, resp. buniek. Vzdialenosť čapíkov je v oblasti najostrejšieho videnia v priemere 0,0025 mm. Keď má oko odlíšiť dva blízke body musí sa každý z nich 3

17 zobraziť na iný čapík, čím je daná rozlišovacia schopnosť oka predstavujúca jednu uhlovú minútu. Pri pozorovaní fotky zo vzdialenosti 25 cm je to približne 0, 1 mm. Na nedostatkoch rozlišovacej schopnosti oka je založený celý filmový a televízny priemysel Svetlo a farba Svetlo pre nás predstavuje jednu z najdôležitejších foriem energie, dodáva nám životne dôležitú energiu a umožňuje našim očiam vidieť. Všetky predmety, ktoré vidíme svetlo buď samé vyžarujú, alebo svetlo vyžarované týmito predmetmi odrážajú. Slnečné svetlo je elektromagnetickým vlnením s frekvenciou v rozmedzí od (3,8-7,5) x Hz. Slnečné svetlo nie je rýdze, ale je zložené zo zmesí svetiel rôznych farieb. Dôkazom je rozklad svetla na hrane zrkadla, alebo na kvapkách dažďa, kedy takýto úkaz nazývame dúha. Pri javoch akým je dúha môžeme pozorovať celé spektrum bieleho svetla, ktoré je zložené zo siedmych farebných pruhov siedmych spektrálnych farieb: červená, oranžová, žltá, zelená, modrá, indigová a fialová. Každej farbe prislúcha určitá frekvencia a určité rozmedzie dĺžky elektromagnetického vlnenia (pozri tabuľku č.1), pričom červená farba má najnižšie frekvencie, a tým pádom najväčšiu vlnovú dĺžku, s hodnotou pohybujúcou sa okolo 700 nm. Na druhej strane sa nachádza fialová farba s najkratšou vlnovou dĺžkou pohybujúcou sa okolo hodnoty 400 nm. Vyššie prípadne nižšie vlnové dĺžky už naše oko nedokáže zachytiť. Ide o ultrafialové, röntgenové a gama lúče v oblasti nižších vlnových dĺžok a o infračervené lúče, mikrovlny a rádiové vlny v oblasti vyšších vlnových dĺžok (pozri obrázok 1-2). Obrázok 1-2 Spektrum svetla 4

18 Tabuľka č. 1: Vlnové dĺžky farieb FARBA FIALOVÁ MODRÁ ZELENÁ ŽLTÁ ORANŽOVÁ ČERVENÁ VLNOVÁ DĹŽKA nm nm nm nm nm nm Existenciu primárnych farieb dokázal už v šesťdesiatych rokoch sedemnásteho storočia Newton tak, že biele slnečné svetlo pomocou hranola nielen rozložil na sedem spektrálnych farieb, ale ich aj pomocou rovnakého hranola spojil naspäť dohromady. No biele svetlo sa dá získať aj jednoduchšie, a síce spojením len troch farieb - tzv. primárnych farieb: červenej, zelenej a modrej. Kombináciou týchto primárnych farieb nám vznikajú rôzne iné farby (pozri obrázok 1-3). To že nejaký predmet vidíme ako modrý, znamená, že pri dopade bieleho svetla na daný predmet sú všetky zložky farebného spektra svetla pohlcované povrchom predmetu a práve modrá zložka sa od predmetu odráža a následne je zachytená našim okom. Ľudské oko je schopné rozlíšiť až 1-10 miliónov farieb a ich farebných odtieňov a ako dve rozličné farby rozlíšime svetlo s rozdielom vlnových dĺžok iba 1-2 nm. Farba je však do istej miery aj subjektívnym vnemom, výsledkom vizuálneho vnímania ľudského oka a jeho interpretácie ľudským mozgom. Farby môžeme rozdeliť na chromatické a achromatické, spektrálne a mimospektrálne, doplnkové a nedoplnkové, a nakoniec monochromatické a polychromatické. Obrázok 1-3 Aditívny farebný model (RGB) Achromatické farby sú farby neutrálne, medzi ktoré zaradzujeme bielu, čiernu a všetky odtiene šedej. Chromatické farby sú teda všetky ostatné farby červená, oranžová, žltá, etc. Spektrálne farby to je všetkých sedem farieb obsiahnutých vo viditeľnom spektre. Mimospektrálne farby sú potom také, ktoré vzniknú kombináciou týchto spektrálnych farieb. Takto dostaneme napríklad mimospektrálnu tyrkysovú farbu zlúčením spektrálnej modrej a spektrálnej zelenej a mimospektrálnu svetlo-fialovú (magenta) spojením spektrálnej červenej a spektrálnej modrej. Doplnkové farby sú také, ktorých spojením vznikajú neutrálne farby a vo farebnom kruhu (pozri obrázok 1-4) ležia presne oproti 5

19 sebe. Sú to napríklad červená zelená, modrá žltá a podobne. Nedoplnkové farby sú potom všetky ostatné farby. Monochromatická farba, resp. svetlo, pozostáva len z jednej vlnovej dĺžky vytvárajúc tak odtieň jednej základnej farby. Na druhej strane polychromatické svetlo je zložené z viacerých vlnových dĺžok a môže tak vyprodukovať aj mimospektrálnu farbu. Obrázok 1-4 Farebný kruh Na tvorbu farieb a ich odtieňov sa v počítačovej grafike vyvinulo niekoľko farebných modelov, o ktorých budem pojednávať v nasledujúcich kapitolách Význam grafiky v multimédiách Grafika je v dnešnom svete neodmysliteľnou súčasťou každodenného života každého z nás. Deň čo deň sa chtiac či nechtiac stretávame s niektorou z rozmanitých tvárí multimédií. Zo všetkých strán na nás útočia všadeprítomné bilbordy a reklama vo všetkých možných aj nemožných podobách. Spočiatku sa na grafickú úpravu nekládol veľký dôraz, no v poslednej dobe sa pri reklame bez akejkoľvek grafickej úpravy len málokto pozastaví. Konkurencie schopnosť takejto formy predávania informácií je nízka a prezentovaná spoločnosť nie je ani v očiach zákazníkov braná seriózne. Obrázok či grafika, podobne ako text so statickým médiom, zohráva pri sprostredkovaní informácií významnú úlohu. Najnenahraditeľnejšou výhodou obrazovej informácie je jej schopnosť jednoducho vyjadriť to, čo by sa slovami dalo len veľmi ťažko a zdĺhavo popísať. Grafika tak dokáže nielen zjednodušiť ale hlavne zefektívniť prenos informácie k používateľovi. Na strane grafiky je aj fakt, že až nad 80 % všetkého čo si pamätáme, prípadne sme si niekedy pamätali, alebo si len budeme pamätať, sme raz videli. 6

20 1.3. Grafika v počítačových aplikáciách Potreba zobraziť grafiku na počítači vznikla len relatívne nedávno a to s príchodom a rozmachom firmy Microsoft. Vďaka ich operačnému systému s prijateľným grafickým používateľským prostredím sa takmer neobmedzené možnosti počítačového sveta dostali aj medzi obyčajných smrteľníkov. S odstupom času tak rástli nielen možnosti počítačov, ale aj nároky pribúdajúceho množstva používateľov. V digitálnej grafike sa na popis farieb, ktoré vidíme, a s ktorými pracujeme využívajú farebné priestory. Farebný priestor je stotožňovaný s pojmom farebný model, čo je abstraktný matematický model reprezentujúci farby ako štruktúry s tromi, niekedy štyrmi číselnými parametrami vystihujúcimi komponenty farby. Existuje niekoľko typov farebných modelov, pričom niektoré skladajú farby z troch základných, iné sú orientované skôr na používateľa a farby skladajú z odtieňa, saturácie a jasu či svetlosti. Z hľadiska miešania farieb rozlišujeme dva základné princípy; aditívny a subtraktívny systém. Aditívny farebný model Aditívny farebný model pracuje na základe spájania frekvencií svetelných zdrojov, od čoho dostal aj svoje pomenovanie. Jedná sa o miešanie troch základných spektrálnych farieb: červenej (red), zelenej (green) a modrej (blue). Spojením všetkých troch farieb dostaneme bielu, absencia všetkých troch predstavuje farbu čiernu. Kombináciou týchto farieb dokážeme vytvoriť ďalšie základné farby ako napr. žltú kombináciou červenej a zelenej, tyrkysovú zlúčením modrej a zelenej, a mimospektrálnu fialovú prienikom červenej a modrej (pozri obrázok 1-3). Tento model sa vo veľkej miere využíva v elektronických zariadeniach ako počítačové monitory či televízne obrazovky, alebo aj pri osvetľovaní tmavých scén v divadle. Zjednodušene si takýto model môžeme predstaviť ako tri miniatúrne zdroje svetla, ktoré oko z dostatočnej vzdialenosti vníma ako jednu výslednú farbu. Model RGB Typickým predstaviteľom aditívneho farebného modelu je model RGB (Red-Green- Blue). Tento model nepotrebuje na zobrazovanie vonkajšie svetlo a preto je využívaný pri zobrazovaní farieb na monitoroch. Poznáme tri základné módy RGB: 7

21 16 bitový HiColor pre každú farbu je vyhradených 5 bitov 555-mód, alebo 565-mód, kde je zelenej farbe, na ktorú je ľudské oko najcitlivejšie, pridelený ešte jeden extra bit 24 bitový TrueColor pre každú farbu je vyhradených 8 bitov 32 bitový RGBA je to rozšírený 24 bitový kanál o ďalších 8 bitov pre tzv. Alpha kanál, zabezpečujúci priehľadnosť Subtraktívny farebný model Subtraktívny farebný model pracuje na základe pridávania farieb podobne ako to je pri aditívnom modeli. V tomto prípade však pridávaním ďalších farieb dostávame stále tmavšie odtiene. Najjednoduchšie je predstaviť si tento model ako kreslenie maliarskymi farbami na bielom papieri, pričom máme k dispozícii len tri farby, s ktorými tento systém pracuje žltú (yellow), tyrkysovú (cyan) a mimospektrálnu fialovú (magenta). Ich zmiešavaním sa dopracujeme k červenej (žltá + fialová), zelenej (žltá + tyrkysová) a modrej (tyrkysová + fialová) (pozri obrázok 1-5). Pri tomto modeli farbu vnímame nie priamo, ako vyžarovanú zo zdroja, ale ako žiarenie tých frekvencií, ktoré boli od predmetu odrazené a neboli objektom pohltené. Ak teda na biely papier nakreslíme farebnú machuľu, bude táto časť papiera odrážať práve farbu, ktorou sme machuľu nakreslili. Čím viac farieb takýmto spôsobom pridávame, tým tmavšiu výslednú farbu dostaneme, pretože tak pridáme ďalšiu frekvenciu do spektrálnej kompozície odrážaného svetla. Zmiešaním všetkých troch farieb však nedokážeme vytvoriť skutočnú čiernu (ale len akúsi tmavohnedú), čo malo za následok vytvorenie modelu CMYK. Obrázok 1-5 Subtraktívny farebný model Model CMYK CMYK je typickým predstaviteľom subtraktívneho farebného modelu. Je to v podstate subtraktívny model CMY, ku ktorému je pridaná samostatná čierna farba pre vernejšiu 8

22 reprodukciu skutočnosti. Tento systém potrebuje vonkajší zdroj svetla a stretávame sa s ním hlavne v tlačiarňach, plotroch a pri fotografiách. Používateľsky orientované farebné modely Medzi farebné modely, ktoré sú orientované na používateľa patria HSV/HSB a HSL. Pracujú na základe intuitívnych fyzikálnych veličín akými sú odtieň, sýtosť a intenzita farby, vystihujúce farbu práve tak, ako si ju prirodzene predstavujeme. Model HSV/HSB Farebný model HSV, označovaný tiež HSB, definuje jednotlivé farby na základe týchto troch komponentov : Hue tón farby (udáva prevládajúcu spektrálnu farbu, napr. červená, fialová...), nastaviteľné v rozmedzí 0-360, prípadne % Saturation sýtosť (udáva prímes ostatných farieb; čím menšie hodnoty tým je farba vyblednutejšia ), nastaviteľné v rozsahu % Value/Brightness jas farby (udáva množstvo bieleho svetla ), s hodnotami % HSV/HSB model sa najčastejšie znázorňuje ako kužeľ, ktorého podstavu tvoria všetky základné farby, nasýtenosť je vyjadrená ako vzdialenosť od stredu podstavy (čím je ďalej od stredu tým je farba sýtejšia) a jas je vyjadrený ako vzdialenosť od vrcholu (čím bližšie vrcholu tým je farba tmavšia pozri obrázok 1-6). Obrázok 1-6 Farebný model HSV Model HSL HSL farebný model je podobný modelu HSB, no na popis farieb sa používajú parametre ako farebný tón, sýtosť a svetlosť (Luminance). Posledný parameter sa nemusí zdať veľmi rozdielny, ale v skutočnosti pojem jasu poukazuje skôr na jasnosť farby, zatiaľ čo 9

23 svetlosť skôr pojednáva o vlastnosti materiálu. Tento model je zobrazovaný ako dvojitý kužeľ, dvojitý hexagonálny kužeľ alebo guľa (pozri obrázok 1-7). Obidva tieto farebné modely sú odvodené z RGB farebného modelu a sú teda podmienené farebným priestorom vytvoreným z RGB modelu. Oba modely tiež používajú rovnaký rozsah farebných odtieňov udávaných v stupňoch. Práve vďaka ich jednoduchosti a názornosti sú tieto modely najčastejšie používané v počítačových grafických aplikáciách. Obrázok 1-7 Farebný model HSL Farebné palety Ak majú obrázky v počítačovej grafike hĺbku väčšiu ako je jeden bit na pixel, tak sa na ich zobrazovanie používa tzv. paleta farieb. Platí to hlavne pre obrázky obsahujúce do 256 farebných odtieňov, kedy sa použitím farebnej palety dosiahne výrazná redukcia veľkosti súboru. Paleta farieb, označovaná tiež ako mapa farieb, indexová mapa či tabuľka farieb, je vo svojej podstate jednorozmerné pole hodnôt farieb, ktoré každej farbe priradí konkrétnu hodnotu, na základe ktorej je potom celý obrázok zakódovaný a na druhej strane pomocou rovnakej palety spätne dešifrovaný. Paleta 3-3-2: Je to univerzálna paleta, ktorá na zobrazovanie používa 256 farieb. Tieto farby pozostávajú z: 8 odtieňov červenej (3 bity) 8 odtieňov zelenej (3 bity) 4 odtieňov modrej (2 bity) 10

24 Paleta : Táto paleta využíva 252 farieb, no zohľadňuje rôznu citlivosť ľudského oka na jednotlivé zložky farby. Táto paleta využíva: 7 odtieňov červenej 12 odtieňov zelenej, na ktorú je ľudské oko najcitlivejšie 3 odtiene modrej, na ktorú má ľudské oko najmenšiu citlivosť Adaptovaná paleta: Je paleta, ktorá je adaptovaná, čiže prispôsobená, resp. optimalizovaná, na jeden konkrétny obrázok. Farby, ktoré sa v takomto obrázku vyskytujú potom túto paletu definujú. Výpočet adaptovanej palety je časovo náročnejší, no na druhej strane tu dochádza k výraznému zmenšeniu veľkosti súboru, keďže obrázok nie je uložený v pravých farbách. Paleta Web Save Color: Je to paleta tzv. bezpečných farieb pre web, ktorá vznikla na základe rozdielneho zobrazovania farieb na jednotlivých počítačoch. Toto zobrazovanie je závislé nie len od grafickej karty daného počítača, ale aj kvality samotného monitora počítača. Paleta Web Save využíva 216 farieb, ktoré vyzerajú rovnako na každom počítači podporujúcom zobrazovanie aspoň 256 farieb, pričom zvyšných 40 farieb je rezervovaných pre použitie operačnými systémami. Ak sa však rozhodnete použiť inú paletu pre obrázky určené na internet, tak je potrebné počítať s ich nekorektným zobrazením na strane používateľa. 11

25 2. Rastrová grafika Rastrová grafika je jednou z dvoch hlavných metód akým počítače spracovávajú obrazové dáta. Spolu s vektorovou grafikou tak patria k základným dvom metódam ukladania obrázkov. V tejto kapitole bola použitá literatúra [9] až [28] Popis Rastrová grafika, tiež označovaná ako bitmapová, obrázok zobrazuje ako sústavu jednotlivých diskrétnych bodov, ktoré sú usporiadané v tvare akejsi imaginárnej mriežky a z dostatočnej vzdialenosti tak vytvárajú, pre ľudské oko, ako celok vnímaný obraz. Počítač takýto obraz vníma ako sled jednotlivých malých farebných plôšok, ktorým sú potom podľa príslušnej farebnej palety priradené hodnoty, ktoré sú následne uložené, prípadne odoslané v binárnom kóde v podobe núl a jednotiek. Bitmapy teda popisujú každý bod samostatne, pričom sú popisované dvoma parametrami: rozlíšením farebnou hĺbkou Rozlíšenie Rozlíšenie udáva z koľkých bodov, resp. v počítačovej terminológii pixelov, je obrázok zložený. Toto číslo, napr. 640 x 480 pixelov, nám udáva koľko bodov má obrázok na šírku (po osi x) a na výšku (po osi y). Čím väčšie je rozlíšenie, tým jemnejší, detailnejší a kvalitnejší je aj obrázok. Na druhej strane však narastá veľkosť obrazového súboru. Zníženie rozlíšenia teda neznamená len zmenšenie veľkosti obrázku, ale aj nenávratnú degradáciu obrazovej informácie. Ako jednotka rozlíšenia sa teda pri monitoroch používa pixel, no pri tlačiarňach už hovoríme o bodoch, resp. označení DPI (Dots Per Inch) počet bodov na palec (2,54 cm), pričom sa môžeme stretnúť aj s označením LPI (Lines Per 12

26 Inch) počet čiar na palec. Pre orientáciu udávam, že pri prezeraní obrázkov na počítači nám bude stačiť rozlíšenie 72 dpi, kým pri tlači na tlačiarni je to minimálne 300 dpi. Farebná hĺbka Farebná hĺbka obrázku je v podstate množstvo, resp. rozsah, farieb, ktoré obrázok využíva. Znamená to, že počítač pri farebnej hĺbke jeden bit môže každému pixelu na obrázku priradiť len 2 farby, no pri 8 bitovej hĺbke je to už 256 rôznych farieb (pozri obrázok 2-1). Pri 24 bitovej hĺbke obrazu, tzv. TrueColor (RGB), je každá z farieb červená, zelená a modrá, kódovaná ôsmimi bitmi, čo predstavuje 256 rôznych úrovní pre každú túto farbu. Výsledkom je celkový počet 16,7 milióna farieb, predstavujúce množstvo, pri ktorom už ľudské oko nedokáže postrehnúť prípadné vylepšenie. Pri takejto farebnej hĺbke a rozlíšení obrázka, napr. 800 x 600, nám jeho výsledná veľkosť bez akejkoľvek kompresie dosiahne hodnotu 1,44 MB a priemerná 10 megapixelová fotografia by potom mala veľkosť 80 MB. Napriek tomu ešte existujú aj farebné modely s 32 bitovou farebnou hĺbkou (CMYK) využívané na profesionálne spracovanie obrazu pre tlačiarenské účely. Logicky tak z tohto vyplýva, že čím je farebná hĺbka väčšia, tým je zobrazenie kvalitnejšie a vernejšie. Obrázok 2-1 Fotografie s rôznou farebnou hĺbkou(256, 16 a 2 farby) Výhody a nevýhody Medzi výhody rastrovej grafiky patrí možnosť uchovávania fotorealistických obrázkov, ktoré vektorová grafika nedokáže tak verne zachytiť. Taktiež čas, za ktorý sa, hlavne 13

27 zložitejšie, bitmapové ilustrácie zobrazia, je podstatne kratší ako je to pri vektorovej grafike. Rastrová grafika je základom pri zobrazovaní v televízii a animáciách, hodnoty jej pixelov môžu byť modifikované samostatne alebo aj vo väčších množstvách. Rastrové súbory sú veľmi ľahko prenositeľné na bodové zobrazovacie zariadenia, ako sú monitory či tlačiarne. K nevýhodám patrí náročnejšia editácia a problémy vznikajúce pri zmene ich rozmerov hlavne skreslenie a deformácia obrazu. Mali by byť teda tlačené v tom rozlíšení v akom boli vytvorené, prípadne uložené. Ďalším mínusom je dosť veľká pamäťová náročnosť, hlavne pri väčších rozlíšeniach a väčšej farebnej hĺbke, keďže sa kóduje každý pixel obrázku Formáty Existuje veľké množstvo rôznorodých grafických formátov, ktoré by sa dali klasifikovať pomocou niekoľkých kritérií. V prípade rastrovej grafiky je azda najvhodnejšie rozdeliť tieto grafické formáty podľa toho, či pri ukladaní obrázkov využívajú stratovú alebo nestratovú kompresiu, prípadne či kompresiu vôbec využívajú. Kompresia Keďže obrázky s vysokým rozlíšením a veľkou farebnou hĺbkou majú na svoje uskladnenie, prípadne prenos, nemalé pamäťové nároky, pristúpilo sa k zmenšovaniu týchto súborov niekoľkými spôsobmi. Pri kompresii sa grafické informácie upravujú tak, aby sa ich veľkosť, prípadne ich dátový tok, znížil na čo najmenšiu hodnotu ovplyvňujúc tak ich kvalitu len minimálne. Tento cieľ môžeme dosiahnuť dvoma spôsobmi stratovou a nestratovou kompresiou. Pri stratovej kompresii dochádza k nenávratnej strate obrazovej informácie, keďže sa zanedbávajú relatívne nepotrebné dáta, ktorých absenciu ľudské oko nie je schopné zaregistrovať čo samozrejme platí len pri menších hodnotách stratovej kompresie. Najznámejším rastrovým grafickým formátom využívajúcim stratovú kompresiu je JPEG. Pri nestratovej kompresii sa obrazové dáta len prekódujú do podoby, v ktorej je ich prenos, resp. uloženie, úspornejšie z hľadiska veľkosti súboru. Nestratová kompresia ne- 14

28 spôsobuje stratu žiadnych obrazových informácií, keďže sa skomprimovaný obraz zrekonštruuje do pôvodnej podoby, no na druhej strane sú dátové úspory podstatne menšie ako pri stratovej kompresii. Najrozšírenejšie grafické formáty s bezstratovou kompresiou sú napr. GIF, PNG a BMP JPEG/JFIF V dnešnej dobe je najrozšírenejším rastrovým grafickým súborom vôbec JPEG. Už aj počítačovo negramotní sa s týmto formátom dostali do kontaktu a to vďaka jeho rozšírenosti pri amatérskej fotografii, kde sa tento formát, kvôli svojim vlastnostiam, javí ako najvhodnejší. Skratka JPEG znamená Joint Photographic Experts Group, čo bola skupina expertov zložená z členov komisie ISO a členov skupiny Photographic Experts Group (PEG), ktorá bola v roku 1982 poverená vytvorením stratového komprimačného algoritmu, použiteľného hlavne pre plnofarebné fotografie reálnych objektov, prípadne monochromatické naskenované obrázky, röntgenové snímky a podobne. Do roku 1987 bolo vytvorených dvanásť rôznych komprimačných metód, z ktorých bola v roku 1989 vytvorená základná kompresná schéma dnešného JPEG-u pozostávajúca z farebnej transformácie, diskrétnej kosínusovej transformácie a Huffmannovho kódovania. V roku 1992 došlo k definitívnemu schváleniu schémy pod označením ISO/IEC Ako už bolo spomenuté, JPEG využíva stratovú kompresnú metódu, ktorá je prispôsobená práve tomuto formátu. Keďže JPEG bol určený predovšetkým na zachytávanie plnofarebných realistických obrázkov, využitie stratovej kompresie pri obrázkoch s počtom farieb do 256 môže viesť k určitým nepriaznivým farebným deformáciám obrazu. Pri komprimácii JPEG obrázkov sa najprv prevedie RGB, prípadne CMYK, model do modelu YC b C r pretože oko je oveľa citlivejšie na zmenu jasu (Y) ako na zmenu farby (C b a C r ). Hodnoty na osách C b a C r sa zaokrúhlia, čo zaručí podstatne veľkú úsporu dát bez viditeľnej degradácie obrazu. Následne sa obraz rozdelí na bloky - štvorce s veľkosťou 8x8, prípadne aj 16x16, pixelov a Y a C b C r signál sa potom kóduje pomocou diskrétnej kosínusovej transformácie, výsledkom čoho je, že sa každému pixelu obrázka pridelí jeden koeficient vzniknutej funkcie. V ďalšom kroku dochádza k zjednodušeniu funkcie, kedy sa jednotlivé koeficienty funkcie každého bloku spriemerujú, čiže sa vydelia koeficientmi kvantizačnej matice. Práve tento krok je najproblémovejší a dochádza tu 15

29 k najviditeľnejšej redukcii dát. Pri obrázkoch obsahujúcich menej farieb tak môže na rozhraniach súvislých plôch dochádzať k vzniku nežiaducich javov tzv. artefaktov - zhluky pixelov neprirodzených, resp. nevhodných farieb (pozri obrázok 2-2). Ďalším krokom je nestratová kompresia v podobe kódovania týchto kvantovaných koeficientov pomocou Huffmanovej alebo aritmetickej metódy. Využívanejšia metóda je Huffmanova a to aj napriek tomu, že jej účinnosť je takmer 10x menšia oproti aritmetickej metóde. Problémom aritmetickej metódy je podstatne väčšia náročnosť vo výpočtovej a aritmetickej oblasti, čo priamo úmerne zvyšuje aj požiadavky na výkonnosť čipov, čo by mohlo spôsobovať problémy pri niektorých telefónoch alebo fotoaparátoch. V poslednej fáze sa zakódované dáta uložia do príslušného formátu, čiže v tomto prípade sa jedná o JFIF, čo je JPEG File Interchange Format, čiže správny názov pre, širokej Obrázok 2-2 Vznik tzv. artefaktov verejnosti skôr známe pomenovanie, JPEG, s koncovkami.jpeg,.jpg,.jfif. JPEG je iba metóda stratovej a bezstratovej kompresie rastrovej grafiky a nie formát, v ktorom sú tieto súbory ukladané. Takéto pomenovanie je nekorektné, avšak vo svete už natoľko rozšírené, že je málo pravdepodobné, že by sa používanie tohto označenia ešte niekedy upravilo. Pri metóde JPEG teda môžeme pri vhodných obrázkoch dosiahnuť komprimačný pomer 1:50 1:100 a zároveň si zachovať primeranú kvalitu obrázka. To znamená žiadne obrázky s malým počtom farieb, kontrastnými farebnými prechodmi, ostrými hranami či textom by sa do formátu jfif, teda jpeg, nemali ukladať. Pri nedodržaní týchto pravidiel sa potom nečudujeme, keď je výsledný obraz rozostrený. Vzniknuté deformácie samozrejme vyplývajú z podstaty samotného JPEG-u, ktorý bol rozoberaný vyššie. Výsledná veľkosť jednej 10 megapixelovej fotografie, ktorá má bez akejkoľvek kompresie veľkosť cca. 80 MB, by mala mať po uložení vo formáte jpeg veľkosť krát menšiu čiže v rozmedzí 0,8 MB - 1,6 MB. To predstavuje veľmi výhodný pomer medzi veľkosťou a kvalitou, keďže pri takejto kompresii dosiahneme výraznú úsporu miesta na pevnom disku bez veľkej straty kvality. 16

30 Okrem klasického JPEG-u existuje tiež JPEG progresívny, ktorý nezobrazuje obrázok klasickým spôsobom, a síce zhora nadol, ale zobrazuje akoby viac vrstiev obrázka, pričom zakaždým sa jeho kvalita zvyšuje. Veľkosť klasického a prekladaného JPEG-u zostáva rovnaká. Formát JFIF/JPEG však má aj isté nedostatky, ku ktorým môžeme zaradiť napr. nemožnosť vytvárania animácií či absencia transparentnosti, ktorú by vzhľadom na princíp kompresie bolo do súboru veľmi náročné zakomponovať BMP Ďalší rastrový formát BMP (BitMaP = bitová mapa) sa prvý krát objavil v roku 1988 ako súčasť operačného systému OS/2 od firmy IBM. O čosi neskôr ho firma Windows vylepšila a použila vo svojom grafickom operačnom systéme Windows 3.0. Práve vďaka tejto skutočnosti patrí v súčasnosti k najpoužívanejším formátom, hoci je z pohľadu používateľov najmenej obľúbený, a to hlavne kvôli jeho veľkým pamäťovým požiadavkám a nedostatku užitočných vlastností. BMP, používajúci prípony.bmp alebo.dib (device independent bitmap = BMP nezávislý na zariadení) je najjednoduchším grafickým formátom, pričom obrázky ukladá buď bez kompresie, alebo s využitím veľmi jednoduchého kompresného algoritmu RLE, ktorý však vo väčšine prípadov dokáže veľkosť súborov ešte zväčšiť. V prospech jeho neúspornosti tiež svedčí jeho dátová hlavička obsahujúca zbytočné, v minulosti a ani v budúcnosti, nevyužité položky. Ďalším faktom je, že pri obrázkoch s farebnou paletou môže nastať situácia, kedy je farebná paleta väčšia ako samotné obrazové dáta, čo je spôsobené tým, že pre každé miesto vo farebnej palete sú rezervované štyri bity namiesto postačujúcich troch. Zároveň však nie je možné prebytočný jeden bit ľubovoľne využiť, napríklad na alfa kanál, ktorého podpora bola zavedená až od OS Windows XP. Zaujímavo sa tiež zapisujú obrazové riadky do súborov, nie zhora nadol, ako je to všade inde prirodzené, ale zdola nahor, pretože práve s takouto opačnou orientáciou vykresľovania a ukladania bitmáp pracoval operačný systém OS/2 od IBM, čo však v operačnom systéme Windows všetko komplikuje a niekedy spôsobuje problémy pri chápaní smeru. Súbory BMP umožňujú ukladanie obrázkov v štyroch formátoch: 1 bit na pixel dvojfarebné obrázky (nielen čierno-biele) 17

31 4 bity na pixel 16-farebné obrázky 8 bitov na pixel 256 farieb 24 bitov na pixel TrueColor obrázky = 16 miliónov farieb (farebná paleta sa nepoužíva, pretože každý pixel je reprezentovaný priamo svojou farbou) Tento formát umožňuje ukladanie širokého spektra obrázkov od čiarovej grafiky až po plnofarebné fotografie, no množstvo nevýhod však tento formát vytlačilo na okraj obľúbenosti a využívania nielen na internete ale v počítačovej grafike vôbec GIF Formát GIF (Graphics Interchange Format, prípona.gif) bol vytvorený roku 1987 firmou CompuServe, ktorá ho vytvorila pre prednostné využitie vo svojej komunitnej sieti, pričom sa kládol dôraz hlavne na čo najväčšiu úsporu dát a to kvôli pomalým modemom. Práve táto jeho vlastnosť zaručila formátu veľkú obľúbenosť a rozšírenosť na internete. Existuje v dvoch verziách: GIF87a a GIF89a (vylepšená verzia: podpora viacerých obrázkov jednoduché animácie, prekladanie a možnosť pridávania ďalších metadát), podľa rokov, v ktorých boli vytvorené. GIF využíva veľmi účinnú kompresnú metódu LZW (Lempel-Ziv-Welch), na ktorú sa však vzťahoval patent, ktorý značne skomplikoval používanie tohto formátu a viedol dokonca k vytvoreniu alternatívneho formátu PNG, ktorý sa mal stať nástupcom GIF-u. Formát je multiplatformový nezávislý od operačného systému, procesora či grafickej karty, podporuje viacero rámcov, z ktorých je obraz zložený, čím zaručuje väčší kompresný pomer a umožňuje tvorbu sekvenčných záberov, alebo animácií, čo patrí k jeho najväčším výhodám. Taktiež podporuje prekladané zobrazovanie, kedy sa zobrazuje najprv každý ôsmy riadok, potom každý štvrtý (okrem tých už prenesených/zobrazených) a potom druhý, až kým nie je obrázok zobrazený celý, čo má využitie hlavne pri prenose rastrových dát na pomalých prenosových linkách. Ďalšou konkurenčnou výhodou formátu GIF je možnosť využiť transparentnosť/priehľadnosť, čo umožnilo vytvárať nekonvenčné tvary obrázkov. Nie je to však plnohodnotný alfa kanál ako je to u formátov TGA či PNG, ale ide o možnosť priradiť každému pixelu na obrázku buď úplnú priehľadnosť, alebo úplnú nepriehľadnosť. Na ukladanie informácií o farbách využíva tabuľku farieb/farebnú paletu, kde každá farba obsahuje informácie o jej RGB zložkách, pričom každá je kódovaná ôsmimi bitmi. To limituje množstvo farieb, vyberaných z palety True- 18

32 Color, v rámci na 256. Celý obrázok však môže obsahovať niekoľko rámcov, a teda aj jeho celkový počet farieb môže byť väčší ako len 256. Využíva sa spravidla tam, kde nie je možné použiť formát JPEG/JFIF, a teda pri zobrazovaní čiarovej grafiky, ako sú rôzne piktogramy, logá a podobná jednoduchá grafika. V takýchto prípadoch, kde si vystačíme aj s menej ako 256 farbami, môžeme použiť aj oveľa menšiu paletu farieb, napríklad 4 bitovú pre 16 farieb, alebo 2 bitovú pre dvojfarebnú grafiku. V súčasnosti aj po viac ako dvadsiatich rokoch od jeho vytvorenia - ešte stále patrí k najrozšírenejším grafickým formátom, ktorého uplatnenie sa našlo predovšetkým na internete, kde sa stal veľmi obľúbeným hlavne vďaka možnosti vytvárania jednoduchých animácií oživujúcich surfovanie po internete PNG Bezstratový rastrový grafický formát PNG (Portable Network Graphics) vznikol ako odpoveď na spoplatnenie formátu GIF, mal byť nástupcom, prípadne náhradou, za tento formát, pričom upravoval všetky jeho nedostatky. Formát PNG bol vytvorený v roku 1995 skupinou odborníkov (PNG Group) v priebehu niekoľkých dní, no napriek tomu patrí medzi najlepšie navrhnutý grafický formát súčasnosti. Bol pomerne rýchlo, už v priebehu roka 1996, prijatý rôznymi svetovými organizáciami ako štandard (RFC, W3C, IANA...). 10. novembra 2003 bol prijatý ako medzinárodný štandard ISO/IEC 15948:2003. Vo formáte PNG sa dajú obrázky uložiť troma spôsobmi: v odtieňoch šedej (grayscale images) hodnota každého pixelu vyjadruje svetlosť od 0 % (= čierna) až po 100 % (= biela). Väčšinou postačuje farebná hĺbka osem bitov poskytujúca 256 odtieňov šedej, no existuje aj 16 bitová hĺbka s odtieňmi šedej určená napr. pre medicínske účely a pod. TrueColor každému pixelu na obrázku môžeme priradiť takmer ľubovoľnú farbu, čo je pri dnes už bežnej farebnej hĺbke 24 bitov cca. 16 miliónov farieb. PNG však podporuje aj 48 bitovú hĺbku, ktorá poskytuje miliárd rôznych farieb s farebnou paletou, kde je každému pixelu priradený index danej farby z palety a nie priamo farba samotná. Využitie tohto typu je vhodnejšie pre rôzne grafy, logá, čiarovú grafiku a pod. 19

33 Okrem farieb môže byť v takejto farebnej palete uložená aj informácia o priehľadnosti, resp. transparentnosti, ktorá môže disponovať niekoľkými úrovňami podľa farebnej hĺbky. Pri jednobitovom alfa kanále môžeme počítať s dvoma úrovňami transparentnosti podobne ako to bolo pri formáte GIF, pri 8 bitovom s 256 úrovňami, a s využitím 16 bitového alfa kanálu docielime dokonca až rôznych úrovní priehľadnosti. Spôsob akým sú vo formáte PNG prekladané pixely vychádza zo spôsobu použitého vo formáte GIF, ktorý fungoval na princípe postupného zobrazovania každého ôsmeho, štvrtého, druhého a nakoniec nepárneho riadka, čím si používateľ dokázal vytvoriť predstavu o sťahovanom obrázku už po prvej fáze prenesení každého ôsmeho riadku kedy sa stiahla len 1/8 obrázka. Toto prekladanie bolo nesymetrické, keďže prebiehalo len v smere vertikálnom. PNG prináša vylepšenie práve v tejto oblasti, keďže využíva prekladanie symetrické, pri ktorom sa najprv zobrazuje každý ôsmy pixel v smere horizontálnom aj vertikálnom, čo znamená, že sa prvotný náhľad zobrazí osemkrát rýchlejšie ako pri formáte GIF, teda po prenesení 1/64 obrázka. Ďalšia významná vlastnosť prislúchajúca formátu PNG je gama korekcia, ktorá má za úlohu upravovať zobrazovanie obrázkov na jednotlivých platformách tak, aby všade vyzerali rovnako, keďže obrázky vytvorené na počítačoch Apple majú tendenciu sa zobrazovať na iných platformách tmavšie a obrázky z počítačov PC sú inde naopak svetlejšie. Napriek veľkým očakávaniam sa formátu PNG nepodarilo presadiť tak výrazne aby jednoznačne zosadil formát GIF z trónu. Podiel na tomto neúspechu nesie aj fakt, že PNG nedokáže ukladať viacero obrázkov neumožňuje vytvárať jednoduché animácie, čo je jeho najväčšou nevýhodou pri konkurovaní ostatným formátom TIFF Ďalším v súčasnosti pomerne rozšíreným rastrovým formátom je TIFF (Tagged Image File Format) vytvorený v roku 1986 spoločnosťou Aldus. Bol pôvodne vytvorený za účelom získania jednotného formátu pre stolné skenery. Spočiatku to bol len binárny obrazový formát (každému pixelu na obrázku mohla byť priradená jedna z dvoch hodnôt), no postupne ako sa skenery stávali čoraz výkonnej- 20

34 šie, sa aj formát prispôsoboval pre čierno-biele a neskôr aj farebné obrázky. V súčasnosti je TIFF populárny bezstratový formát pre obrázky s veľkou farebnou hĺbkou a tvorí neoficiálny štandard pre ukladanie fotografií určených pre tlač podporujúci všetky farebné priestory, vyššie bitové hĺbky, rozlíšenia a ďalšie polia. Pri bezstratovej kompresii ponúka možnosť využiť, do roku 2004 patentovo chránenú, metódu LZW (Lempel-Ziv-Welch), používanú napr. vo formáte GIF, ktorá dokáže zmenšiť veľkosť súboru. Napriek tomu, že je to formát o čosi zložitejší, ako boli predošlé, je veľmi flexibilný a adaptabilný a vďaka tágom, umiestneným v hlavičke na začiatku súboru, dokáže ovládať rozmanité obrazy a dáta v rade za sebou, takže si rôzne aplikácie do neho môžu vpisovať svoje vlastné dáta bez toho, aby poškodili jeho čitateľnosť v iných aplikáciách. TIFF môže slúžiť aj ako obal, resp. kontajner, pre JPEG a RLE komprimované obrazy a môže tiež obsahovať rôzne vektorové línie, obrysy či obrazové rámy. TIFF ponúka možnosť uloženia obrázku v 8, 16, 24 alebo 32 bitovej farebnej hĺbke, pokrývajúcej cez 4 miliardy rôznych farieb a je v súčasnosti podporovaný väčšinou grafických editorov TGA Grafický formát TGA (Targa) bol vytvorený spoločnosťou TrueVision (dnešný Pinnacle Systems) s veľmi jednoduchou a ľahko dekódovateľnou štruktúrou, ktorý ako jeden z prvých priniesol TrueColor grafiku aj pre osobné počítače. Vďaka svojej jednoduchosti a širokým možnostiam sa tento grafický formát značne rozšíril a bol použitý v mnohých aplikáciách pracujúcich s plnofarebnými obrázkami. Rastrový obraz môže byť uložený rôznymi spôsobmi, buď vo voľnej nekomprimovanej forme alebo vo forme komprimovanej, ktorá sa však už dnes takmer nepoužíva práve kvôli jednoduchej manipulácii s nekomprimovaným formátom TGA. Najpoužívanejšia je voľná bitmapa uložená v pravých farbách TrueColor, no existujú aj iné možnosti ukladania, napríklad v odtieňoch šedej, čo využíva predovšetkým medicína výpočtová tomografia (CT)..., prípadne do bitmapy, kde sú jednotlivé farby reprezentované indexmi z palety. Podľa bpp (bits per pixel = počet bitov na jeden pixel) môžu byť v Targe nekomprimované obrázky uložené vo formáte: 21

35 1 bpp každý pixel je reprezentovaný jedným bitom, ktoré sa zlučujú po ôsmych do bajtov 8 bpp 24 bitová paleta alebo 256 odtieňov šedej každý pixel je reprezentovaný jedným bajtom 16 bpp (vždy bez farebnej palety) každý pixel je uložený v dvoch bajtoch; každá farebná zložka RGB reprezentovaná 5 bitmi + jeden bit rezervovaný pre priehľadnosť (AR 4 R 3 R 2 R 1 R 0 G 4 G 3 G 2 G 1 G 0 B 4 B 3 B 2 B 1 B 0 bitová štruktúra) 24 bpp systém RGB každý pixel je reprezentovaný trojicou bajtov RGB 32 bpp systém RGBA = RGB + alfa kanál - každý pixel je reprezentovaný trojicou bajtov RGBA Tento formát komprimuje bitmapy niekoľkými spôsobmi, najčastejšie sa však využíva jednoduché RLE (Run Length Encoding) kódovanie často kombinované s Huffmanovým kódom. Táto kombinácia však nedosahuje takú účinnosť ako napríklad algoritmy LZ77 alebo LZW, ktoré využívajú formáty PNG či GIF, no na druhej strane je tak jeho implementácia podstatne jednoduchšia. Tento formát patrí k obľúbeným a je často využívaný na tvorbu realistickej grafiky, využívajú ho programy pracujúce s lokálnym osvetľovacím modelom a je tiež vhodný pre ukladanie a načítanie textúr Softvérové aplikácie Existuje veľké množstvo softvérových aplikácií podporujúcich rastrovú grafiku. Primárne by sa dali rozdeliť na freeware-ové, zadarmo dostupné na stiahnutie na internete, a na komerčné, zväčša kvalitnejšie, softvérové aplikácie, ktorých cena sa pohybuje rádovo od desiatok až po stovky eur. Medzi voľne dostupné programy na úpravu rastrovej grafiky patrí napríklad GIMP (GIMP Shop), Paint.NET či Pixia, ktoré však v silnej konkurencii komerčných editorov majú slabé postavenie. Najkvalitnejším rastrovým grafickým editorom dostupným zadarmo je aplikácia GIMP, prípadne jeho verzia napodobňujúca prostredie komerčného softvéru Adobe Photoshop s názvom GIMP Shop. GIMP (GNU Image Manipulation Program) je slobodná a multiplatformová aplikácia určená nielen na úpravu fotografií, ale 22

36 aj tvorbu grafiky. Svojou širokou škálou nástrojov prekoná aj niektoré lacnejšie komerčné editory. Z komerčných rastrových grafických editorov stoja za zmienku napr. Adobe Photoshop, Adobe Fireworks, Corel Paint Shop Pro, Corel Photo-Paint, PhotoPerfect atď. Celosvetovo najrozšírenejším grafickým editorom vôbec je Adobe Photoshop, ktorý predstavuje absolútnu špičku nielen v úprave fotografií, ale aj všeobecne v tvorbe rastrovej grafiky, čomu odpovedá aj jeho cena pohybujúca sa s verziou CS4 okolo 1000 dolárov (nad 700 ). 23

37 3. Vektorová grafika Vektorová počítačová grafika v súčasnosti zažíva rozmach a stretáva sa s ňou čoraz viac ľudí. Obľúbenosť si získala hlavne vďaka možnosti zväčšovať obrázok v podstate do nekonečna bez toho, aby sme sa dočkali nepríjemného rozostrenia, prípadne vzniku neobľúbených zubov. Zobrazovanie fotorealistických obrázkov, však túto grafiku stojí veľa síl a aj preto zostáva pre bežných používateľov menej známa ako grafika bitmapová. Obsah kapitoly sa opiera o materiál [29] až [41] Popis Vektorová grafika, podobne ako rastrová grafika, je spôsob, akým sú obrazové informácie zobrazované, prípadne ukladané, prostredníctvom počítača. V tomto prípade nejde o zobrazovanie jednotlivých bodov v rastri, ako to bolo pri bitmapovej grafike, ale celý obrázok, respektíve všetky objekty na obrázku, sú popísané pomocou geometrických tvarov, respektíve tzv. primitívov body, priamky, krivky, polygóny. Matematika teda tvorí základ vektorovej grafiky, keďže všetky tvary sa dajú popísať pomocou priamok a kriviek, čiže vektorov. Celý obrázok je chápaný ako koláž, v ktorej majú jednotlivé objekty svoje poradové číslo, podľa ktorého sa pri zobrazení obrázku vykresľujú. Okrem toho sa pri každom objekte zaznamenáva jeho poloha, veľkosť či dĺžka, prípadne smer a taktiež aj ich atribúty, ako napríklad farba ťahu alebo výplne, priehľadnosť, tieň či rozostrenie. Nultý bod obrázku je vľavo hore, teda podobne ako pri rastrovej grafike sa obrázok čísluje zľava doprava a zhora nadol. Na zobrazenie úsečky teda potrebujeme vedieť súradnice jeho počiatočného a koncového bodu, potom informácie o hrúbke, farbe či priesvitnosti čiary a jej prípadného tieňa a nakoniec poradie tejto čiary v slede objektov na obrázku. Všeobecne tu platí, že objekty s nižšími číslami sa vykresľujú skôr ako objekty s číslami vyšších hodnôt a sú teda na obrázku umiestnené v pozadí objektov vyšších čísel. 24

38 Ak chceme mať čiaru umiestnenú úplne vzadu, dáme jej najmenšie možné číslo, no ak ju chceme mať umiestnenú nad všetkými ostatnými objektmi, priradíme jej najvyššiu hodnotu. Počítač musí pri zobrazovaní vektorového obrázka všetky tieto informácie vypočítať a následne celý obrázok vykresliť. To isté sa deje aj pri zväčšovaní, prípadne zmenšovaní, tohto obrázka, kedy počítač nanovo prepočíta a prekreslí daný obrázok, čo znamená, že obrázok sa používateľovi opäť zobrazí v maximálnej možnej kvalite, bez akéhokoľvek rozostrenia, rozpixelovania či straty kvality. Navyše majú tieto obrázky niekoľkonásobne menšiu veľkosť oproti ich rastrovej konkurencii. Nedostatky vektorovej grafiky sú viditeľné pri zložitejších obrázkoch, s veľkým množstvom farieb, farebných prechodov a tieňovaním. Vektorové obrázky nedokážu verne zachytiť fotorealistické scény, pri ktorých stúpa nielen náročnosť na procesor a grafiku počítača, keďže takéto zložité obrázky sú náročné na výpočet, ale aj výsledná veľkosť obrázka prekračuje veľkosti dosiahnuté pri rastrových formátoch. To jasne predurčuje smerovanie vektorovej grafiky, ktorá sa v súčasnosti využíva predovšetkým na tvorbu rôznych propagačných materiálov (ako napríklad logá, diagramy a pod.), animácií, šablón, ilustrácií knižných publikácií či geografických záznamov atď Formáty Existuje niekoľko viac či menej známych vektorových grafických formátov, ktoré sa medzi sebou líšia nielen vnútornou štruktúrou, ale množstvom využívaných geometrických útvarov. V tých najjednoduchších sú podporované iba úsečky, pričom pri tých najkomplexnejších formátoch sa zavádza hierarchické členenie entít DXF Drawing Interchange File Format je formát vytvorený firmou AutoDesk na výmenu dát medzi programom AutoCAD a inými programami. Bol pôvodne uvedený na trh v decembri 1982 ako súčasť programu AutoCAD 1.0. Dnes však tento formát patrí medzi najrozšírenejšie vektorové grafické formáty a je rozšírený nielen mimo produkty firmy AutoDesk, kde ho podporuje väčšina aplikácií typu CAD, ale aj s rôznym stupňom kom- 25

39 patibility veľa ďalších graficky orientovaných softvérových aplikácií (vektorové editory, modelovacie programy, atď.). Vektorové informácie môžu byť uložené v dvoch formách: textová binárna Textová podoba formátu DXF sa vyskytuje častejšie a keďže sú tieto súbory štruktúrované vo formáte ASCII sú čitateľnejšie tak pre človeka ako aj pre počítače. Druhá, zriedkavejšie sa vyskytujúca binárna forma sa načítava rýchlejšie a je zhruba o 20 percent kratšia. Má na rozdiel od textovej formy príponu.dxb (Drawing Binary Interchange File Format). K prednostiam formátu DXF patrí jeho rozšíriteľnosť a podpora v mnohých graficky orientovaných aplikáciách. Ide pri tom aj o import tohto formátu do aplikácií ako je napr. Microsoft Office, CorelDraw, či rôznych iných programov. Ďalšou kladnou vlastnosťou tohto formátu je jeho relatívne jednoduchá interná štruktúra. Súbory DXF je teda možné jednoducho vytvárať či spätne čítať, čo samozrejme neplatí pre niektoré pokročilé grafické entity. Z nedostatkov vyplývajúcich predovšetkým zo zastaranosti a naviazanosti na program AutoCAD je, respektíve po dlhú dobu bol, obmedzený počet farieb vytvárajúcich entity a je tiež pomerne zložité špecifikovať textúru povrchu trojrozmerných telies, vrátane ďalších optických vlastností povrchu. Ďalším nedostatkom tohto formátu je samotná veľkosť týchto súborov, hlavne pri rozsiahlejších 2D výkresoch či 3D modeloch. Táto nedokonalosť súvisí priamo so štruktúrou súboru, kde je každému atribútu priradený číselný kód uložený v samostatnom riadku. V praxi to znamená, že aj jednoduchá úsečka je zapísaná na desiatich riadkoch, pričom každý z nich má veľkosť približne 6 bitov. Veľký objem súborov má potom za následok pomalú prácu programov prevádzajúcich ich export alebo import, čo bol tiež dôvod vzniku binárnej formy tohto súboru SVG Formát SVG Scalable Vector Graphics = škálovateľná vektorová grafika je značkovací jazyk vytvorený v roku 1998 konzorciom World Wide Web. Jeho základ tvorí 26

40 jazyk XML (extensible Markup Language) čím je jeho čitateľnosť a editovateľnosť relatívne ľahká, keďže sa jedná o čistý text. Je to otvorený štandard, ktorý je určený na opis dvojrozmernej, statickej alebo animovanej vektorovej grafiky. Tento perspektívny formát je oproti svojim konkurentom podstatne mladší, a keďže ostatné vektorové formáty vznikali v období pred rozšírením internetu a hlavne služby WWW, prináša so sebou tento formát množstvo výhod. S rastúcou komercionalizáciou internetu rástli postupne aj nároky a požiadavky používateľov na prenos, zobrazovanie či zdieľanie grafických informácií. Adeptov na nový štandard v oblasti webovej vektorovej grafiky nebolo málo, no väčšina z nich nebola úspešná, alebo sa medzi verejnosťou neujala. Čiastočné riešenie predstavoval formát flash, je to však uzatvorený formát, ktorý tak obmedzuje tvorbu grafických editorov, prehliadačov, či pluginov do webových prehliadačov, ktoré by tento formát podporovali. Formát SVG bol vytvorený práve pre oblasť webovej grafiky, no postupne sa však z neho stáva priemyselný štandard pre prenos vektorovej grafiky medzi rôznymi platformami či aplikáciami. Jazyk SVG umožňuje definovať tri typy grafických objektov: tvary vektorovej grafiky rastrové obrázky text Rozdiel medzi ostatnými formátmi a formátom SVG je predovšetkým v možnosti vytvárania animácií a v interaktivite, ktorá obohacuje tento formát o množstvo užitočných schopností, vďaka ktorým sa jednoduché obrázky či animácie premenia napr. na geografický informačný portál či na nejakú jednoduchú hru. Ďalšou podstatnou vlastnosťou tohto formátu je možnosť vkladania metainformácií a možnosť komprimovať SVG súbory pomocou GZIP-u (niekedy označované príponou SVGZ), čím sa samozrejme zmenší veľkosť výsledného súboru. Používanie formátu SVG na internete je ešte len na začiatku, no stále tu po dlhej dobe používania rastrovej grafiky existuje aj pomerne veľká neochota presadzovať práve tento vektorový formát. Ani podpora v prehliadačoch nie je najlepšia, keďže najrozšírenejší internetový prehliadač Internet Explorer od Microsoftu nepodporuje tento formát natívne, ale používateľ je nútený dodatočne si nainštalovať zásuvný modul, ktorý mu umožní prezeranie SVG grafiky aj na takomto prehliadači. V ostatných prehliadačoch (napr. Mozilla Firefox, Opera či Safari) sa s novými verziami čoraz častejšie objavuje aj natívna podpora SVG, ktorá so sebou prináša niekoľko výhod, ako napr. mož- 27

41 nosť miešania SVG grafiky s inými formátmi v rámci jedného dokumentu, alebo spoľahlivejšie skriptovanie medzi jednotlivými dokumentmi SLD Vektorový formát SLiDe (prípona SLD) je taktiež dielom spoločnosti AutoDesk, ktorá ho podobne ako formát DXF (DXB) navrhla pre svoj program AutoCAD. Je to veľmi jednoduchý a ľahko spracovateľný binárny formát, ktorý ukladá vektorové obrázky pomocou úsečiek, oblúkov, polyčiar alebo vyplnených mnohouholníkov (pozri obrázok 3-1). Pôvodne bol tento formát určený na tvorbu snímok obrazoviek, no postupom času sa jeho oblasť použitia ešte rozšírila. Najväčšou prednosťou tohto formátu je jeho jednoduchosť, keďže dokáže ukladať iba príkazy na vykreslenie vektorov, mnohouholníkové výplne a zmeny farby. Všetky ostatné geometrické tvary, ako napr. kružnice, elipsy, oblúky či text, sa rozložia na lomené čiary, ktoré sú následne zakódované ako sekvencia vektorov. Ďalšou Obrázok 3-1 Príklad modelu vo formáte SLD pozitívnou vlastnosťou formátu Slide je pomerne malý výstupný súbor, keďže je každá súradnica predstavovaná 16 bitovým celým číslom, prípadne pri blízkych bodoch je možné zapísať súradnicu formou ofsetu, čiže formou 8 bitových relatívnych súradníc. Nevýhody súvisia so stratou informácie spôsobenou rozkladom zložitejších grafických entít na polyčiary, čo môže spôsobovať problémy hlavne pri zväčšovaní či zmenšovaní obrázka HPGL HPGL Hewlett Packard Graphics Language je vektorový grafický formát vytvorený, ako už názov napovedá, spoločnosťou Hewlett Packard uchovávajúci informácie o dvojrozmernej kresbe, prípadne trojrozmernom modeli v textovej podobe s príponou 28

42 PLT (plot, prípadne plotter). V minulosti bol určený predovšetkým na ovládanie perových plottrov, dnes však slúži hlavne na prenos dát medzi jednotlivými grafickými aplikáciami. Nie je to teda len plnohodnotný formát, ale aj jednoduchý protokol na ovládanie perových či atramentových plottrov, prípadne aj veľkoformátových tlačiarní. Pre zápis jednotlivých kresliacich príkazov bol zvolený jednoduchý a ľahko dekódovateľný formát každý príkaz pozostáva z dvojice ASCII znakov a z prípadných numerických alebo textových parametrov oddelených čiarkou, medzerou alebo znamienkom plus či mínus Softvérové aplikácie Kým pri rastrovej grafike podporovala väčšina graficky orientovaných softvérových aplikácií takmer všetky spomenuté formáty, tak pri vektorovej grafike to tak veľmi často nebýva. Niektoré formáty sa v grafike nepoužívajú vôbec, a iné, ako napr. DXF či HPGL, sa zväčša využívajú len v špecializovaných CAD programoch. Najrozšírenejším vektorovým grafickým formátom je SVG, ktorého export podporujú všetky vektorové grafické editory. Podobne ako pri rastrovej grafike, aj tu môžeme rozdeliť tieto aplikácie na voľne šíriteľné a komerčné. K najznámejším softvérovým aplikáciám s voľne šíriteľnou licenciou patrí napríklad Inkscape, Ipe, Karbon14, OpenOffice.org Draw, Xara Xtreme for Linux a pod. Najrozšíriteľnejším a najobľúbenejším z nich je Inkscape, ktorého cieľom je stať sa mocným a praktickým grafickým nástrojom, ktorý bude plne kompatibilný s XML, SVG a CSS štandardmi. Je to multiplatformová aplikácia, ktorá funguje tak pod operačným systémom Microsoft Windows ako aj pod Mac OS X a Unixovými operačnými systémami. Ešte stále je však v aktívnom rozvoji a pravidelne sa obohacuje o nové funkcie. Komerčné softvérové aplikácie ponúkajú zväčša profesionálnejší, kvalitnejší a stabilnejší softvér. Najznámejšie komerčné aplikácie umožňujúce tvorbu vektorovej grafiky sú Adobe Illustrator, CorelDraw a Xara Xtreme. Podpora operačných systémov sa tu rôzni, Illustrator podporuje tak Windows ako aj Mac OS, Corel však kvôli slabému predaju prestal vyrábať verzie pre operačný systém Mac a Xara sa vyrába len s podporou pre Windows, pričom ale existuje aj verzia pre Linux, ktorá je však voľne šíriteľná. 29

43 4. Metadátová grafika Metasúbory sú v podstate platformovo nezávislým zlúčením rastrovej a vektorovej grafiky, keďže môžu obsahovať tak bitmapové, ako aj vektorové dáta. Použitá literatúra v tejto kapitole [42] až [48] Popis Tento termín sa prvý krát objavil v polovici sedemdesiatych rokov v súvislosti s výmennými formátmi, ktoré mali byť nezávislé na prístrojovom vybavení. Najjednoduchšie metasúbory sa v mnohom podobajú súborom s vektorovým formátom. Nedostatky vektorových formátov sa prejavujú hlavne pri ukladaní súborov, ktoré sú príliš rôznorodé a zložité. Vektorové formáty boli časom rozširované a postupne dovoľovali definíciu vektorových prvkov v zmysle gramatiky alebo jazyka a zároveň tiež dovoľovali ukladanie bitmapových údajov. Mazali sa tak hranice medzi rastrovou a vektorovou grafikou, až v určitom okamžiku vývoja už nebolo možné daný formát jednoznačne považovať za rastrový alebo vektorový bol to proste metasúborový formát. Metasúbory sa vo veľkej miere využívajú na presun bitmapových a vektorových informácií medzi hardwarovými alebo softvérovými platformami. A keďže metasúbory dokážu pracovať s rastrovými aj vektorovými dátami, nie je potrebné robiť si starosti s dvoma rôznymi súbormi, ale máme na starosti len jeden metasúbor. Ich štruktúra sa však od seba líši do takej miery, že je takmer nemožné pokúšať sa vytvoriť nejaký všeobecný hierarchický popis. Väčšina metasúborov však obsahuje hlavičku, za ktorou nasleduje jeden alebo dva bloky vlastných dát predlohy. Niektoré metasúbory obsahujú len tieto informácie, u iných sa zasa nevyskytujú vôbec. Vo výhodách či nevýhodách metasúborov sa podpísali hlavne výhody a nevýhody vektorových a rastrových formátov. Existuje veľa metasúborových formátov v binárnej 30

44 forme, no najlepšiu prenositeľnosť medzi počítačovými systémami si zachovávajú hlavne tie, ktoré sú orientované znakovo (ASCII). Ich výhodou je tiež veľkosť, keďže v niektorých prípadoch môžu byť metasúbory obsahujúce rastrové i vektorové dáta menšie ako bitmapová verzia rovnakej predlohy. Taktiež sa dajú v znakovo orientovaných súboroch využívané ASCII dáta veľmi účinne komprimovať, čo taktiež prispieva ku kompaktnosti týchto súborov. Napriek tomu, že základ metasúboru je tvorený ASCII kódom, jeho nevýhodou je relatívne veľká komplexnosť, keďže je tvorený jednou aplikáciou pre aplikáciu druhú Formáty V metasúborových formátoch sa združuje vektorový popis grafickej informácie s rastrovým. Tieto formáty sa vyvinuli buď z vektorových súborov, ktoré boli postupom času rozšírené o možnosť zobrazenia rastrovej grafiky, alebo opačne, keď ku pôvodne rastrovému formátu pridali možnosť pridávať vektorovo zadané cesty alebo výbery CGM Computer Graphics Metafile je otvorený medzinárodný štandard, vytvorený Americkou Národnou Štandardizačnou Inštitúciou (ANSI) v roku 1986, určený pre dvojrozmernú vektorovú grafiku, rastrovú grafiku a text. Údaje môžu byť v CGM zadané vektorovo, rastrovo alebo kombinovane. Poskytuje tiež reprezentáciu dvojrozmernej grafiky nezávisle na aplikácii, systéme, platforme či zariadení. Napriek tomu, že je jednoduchší ako PostScript a pritom zároveň oveľa kompaktnejší, je to vyspelý formát obsahujúci veľa grafických primitívov a atribútov. Podobne ako je to pri vektorových formátoch aj pri tomto formáte sú jednotlivé obrázky či grafické elementy popísané prostredníctvom čiar, kružníc, elíps, polygónov alebo textových reťazcov ako geometrické celky. CGM používa tri typy syntaktického kódovania formátov a všetky CGM súbory obsahujú dáta zakódované použitím jedného z týchto troch metód: znakovo založené vytvorené pre dosiahnutie čo najmenších možných veľkostí súborov pre ľahké skladovanie a rýchlosť dátových prenosov 31

45 binárne zakódované uľahčujúce výmenu a rýchly prístup softvérových aplikácií kódované čistým textom vytvorené pre čitateľnosť a ľahkú modifikáciu využitím ASCII textových editorov CGM je odporúčaným formátom pre technické kreslenie a elektronickú dokumentáciu. Napriek tomu, že tento formát nie je veľmi rozšírený na internete a v grafike bol nahradený inými formátmi, stále sa využíva hlavne v letectve, automobilovom alebo strojárenskom priemysle. Aktuálna verzia formátu dokáže okrem grafických informácií zaznamenávať aj informácie negrafického charakteru, čo mu umožňuje vytvárať interaktívnu grafiku alebo tvoriť hyperlinky. Konzorcium W3C dokonca vytvorilo profil formátu CGM určený na použitie na internete pod názvom WebCGM WMF Metasúborový formát WMF Windows MetaFile bol vytvorený spoločnosťou Microsoft Corporation na začiatku deväťdesiatych rokov minulého storočia. Existuje už od 16-bitových verzií operačného systému Windows, pre ktorý bol primárne vyvinutý ako formát, ktorý by bol prenositeľný medzi jednotlivými aplikáciami a zároveň by bol schopný obsiahnuť tak vektorové ako aj rastrové komponenty. Dokonca môžu byť v tomto formáte uložené niektoré vybrané príkazy určené pre zmenu stavu tzv. kontextu prístroja (device context), pomocou ktorého je realizované vykresľovanie obsahu súboru. Formát WMF podobne ako jeho nástupca EMF sú súčasťou grafického subsystému Microsoft Windows, čo v podstate znamená, že sa vytváranie týchto súborov uskutočňuje rovnakým spôsobom ako je to pri vykresľovaní obrázku na obrazovku alebo jej tlač na tlačiarni. Je využívaný vo väčšine aplikácií od Microsoftu, ako napr. MS Word, Excel, Power- Point a ďalšie. Jeho vnútorná štruktúra pozostáva z hlavičky a poľa metazáznamov, v ktorých sú uložené záznamy popísané pomocou príkazov rozhrania Microsoft Windows Graphics Device Interface (GDI). Najväčšou nevýhodou metasúborového formátu WMF je, okrem neakceptovania rastrových či vektorových výplní, jeho platformová a softvérová závislosť. Hlavička WMF súboru neobsahuje pôvodné rozmery obrázka, rozlíšenie zariadenia, na ktorom bol obrázok vytvorený, textový popis a ani paletu farieb, čo samozrejme spôsobuje, že je pre cudzie aplikácie či zariadenia korektne nezobrazi- 32

46 teľný. Ak teda chceme preniesť WMF súbory z jednej aplikácie na druhú, musí sa použiť špeciálna hlavička obsahujúca všetky potrebné informácie na presunutie dát medzi aplikáciami. Výhodné je však využiť tento formát na prenos grafických informácií v rámci schránky Windows. Prinajhoršom je možné prekonvertovať neprispôsobivé WMF súbory do ich novšej, vylepšenej verzie EMF EMF Enhanced MetaFile je priamym nástupcom metaformátu WMF, keďže vznikol jeho rozšírením. Táto vylepšená verzia odstraňuje všetky najväčšie nedostatky formátu Windows Metafile. Vo formáte EMF, ktorý bol primárne vytvorený pre potreby 32-bitových operačných systémov Microsoft Windows, je už možné pracovať aj s cestami, bitmapami nezávislými na zariadení a bola tiež pridaná podpora Unikódu (najprv len UCS-2, neskôr aj plný UTF-16). Obrázok uložený v metasúborovom formáte EMF si zachová svoje rozmery nezávisle na zariadení tlačiarni, plotri či v okne aplikácie. Okrem údajov o veľkosti a verzii obsahuje tiež informácie o rozmeroch a rozlíšení, ktoré využívajú zobrazovacie funkcie na dosiahnutie nezávislosti na zariadení. Jeho súčasťou je taktiež tzv. popisný reťazec, ktorý podáva informáciu o obsahu EMF bez nutnosti jeho zobrazenia. Nevýhodou formátu je len jeho nepoužiteľnosť na staršej platforme Win Softvérové aplikácie Využitie metasúborových formátov má svoje výhody hlavne pri rôznych desktop publishing programoch, ktoré môžu tlačiť vektorové dáta a rôzne s nimi manipulovať, ale nie sú z neznámych dôvodov schopné zobraziť tieto informácie na obrazovke počítača. Práve v takomto prípade je lepšie využiť metasúbor, do ktorého sa uloží predloha nielen vo vektorovej, ale aj v rastrovej podobe. Aplikácia tak využije rastrové dáta na vizuálnu reprezentáciu grafiky, ktorá bude vytlačená z vektorových informácií. S formátmi WMF a EMF dokáže okrem programov operačného systému Windows z balíka Microsoft Office či OpenOffice.org spolupracovať aj operačný systém od Linuxu, kde sú tieto formáty podporované napr. skupinou filtrov z balíka Image Magick. Tieto formáty sú tiež zakomponované do súborov EPS pre vytváranie náhľadov. 33

47 5. PostScript PostScript je programovací jazyk určený na grafický popis tlačených dokumentov. Nie je to len teda obyčajný vektorový a bitmapový formát, ale plnohodnotný programovací jazyk, čo nevídaným spôsobom rozširuje jeho schopnosti nad rámec bežných súborových formátov. V tejto kapitole bola použitá literatúra [42], [49] a [50] Popis Formát PostScript, využívajúci príponu.ps, je PDL (Page Description Language) jazyk určený na popis stránky vytvorený v roku 1985 spoločnosťou Adobe Systems. Rastrové či vektorové formáty mali informácie uložené v pevne zadaných a dopredu popísaných dátových štruktúrach, čo im znemožňovalo uloženie akéhokoľvek programového kódu. PostScript sa však od týchto grafických formátov v mnohých smeroch odlišuje, pretože je to najrozšírenejší a zároveň aj najznámejší Turingovsky úplný programovací jazyk, ktorý je založený na princípe abstraktného viaczásobníkového procesora. Ide o špecializovaný jazyk, primárne určený predovšetkým pre popis stránky, ktorá sa má vytlačiť na postskriptovej tlačiarni, previesť na rastrový obrázok určený pre tlač na starších tlačiarňach (GDI, PCL a ihličkové tlačiarne), alebo zobraziť na obrazovke počítača vhodným prehliadačom (napr. voľne šíriteľným programom GhostView). Okrem toho však môže PostScript slúžiť aj ako metaformát, určený na prenos grafických informácií medzi rôznymi aplikáciami a operačnými systémami. Na rozdiel od väčšiny ostatných značkovacích jazykov či dátových formátov určených pre popis tlačenej stránky (napr. PCL alebo už spomínaný HPGL), je grafickú informáciu možné v postskripte popísať programovým kódom s využitím premenných, riadiacich štruktúr, možností definície nových slov, slovníkov a pod. Takýto program napísaný v postskripte existuje v čitateľnej podobe vo forme takmer textového súboru s príponou.ps, prípadne.eps. Pri manuálnej editácii týchto súborov v textových editoroch 34

48 môžu nastať isté komplikácie, keďže v nich môžu byť uložené aj binárne dáta fontov či vložených bitmáp. Program pre popis tlačenej stránky môže byť v postskripte napísaný čitateľne, no väčšina aplikácií generujúca postskriptový súbor však vytvára pre človeka nečitateľný kód. Svetlou výnimkou sú v tomto smere programy typu CAD, ktorých postskriptový výstup je pomerne dobre čitateľný. Najsilnejším nástrojom Postskriptu je možnosť vytvárania ciest (path), ktoré boli neskôr prevzaté aj do ďalších grafických formátov, ako napr. SVG. Každá cesta pozostáva z kriviek, dokonca je možné prevádzať na krivky aj jednotlivé znaky. Krivka má zadané svoje základné vlastnosti typ čiary, vzorka výplne, spôsob zakončenia a farba (existuje len pri najnovšej verzii postskriptu). Pomocou uzavretých ciest je tiež možné orezať časť obrázka Formáty Formát PostScript sa vyskytuje okrem svojej základnej formy s príponou.ps aj vo verzii s koncovkou.eps, pri ktorej ide o tzv. zapuzdrený PostScript, čiže Encapsulated PostScript. Okrem toho sa s týmto formátom spájajú aj rôzne iné názvy, až sa môže zdať, že sa ani nejedná o jeden jazyk EPS Obyčajný postskriptový súbor používaný na tlač nie je vhodný pre zaradenie do iného dokumentu, pretože sa väčšinou v jeho hlavičke nachádzajú príkazy na nastavenie zariadenia a súradnicového systému, ktoré by narušili celý zvyšok dokumentu. Práve pre tento účel vznikol formát EPS zapuzdrený PostScript líšiaci sa od normálne štruktúrovaného postskriptu tým, že neobsahuje žiadne príkazy na nastavenie zariadenia a súradnicového systému a manipuluje s interpreterom tak, aby to neovplyvnilo spracovanie ostatných častí dokumentu. Niektoré príkazy sú teda formátom EPS obmedzované, iné úplne zakázané. Aplikácie pre EPS pripravia prostredie, čiže súradnicový systém, tak, aby bol obrázok v správnej polohe a veľkosti, k čomu mu napomáha informácia o ohraničujúcom ráme (tzv. bounding box). Keď nejaká aplikácia jazyku PostScript nerozumie, nedokáže potom zobraziť náhľad postskriptu, no tá, ktorá mu rozumie zobrazí 35

49 predrastrovaný náhľad rýchlejšie. Práve preto vznikli rôzne varianty formátu EPS obsahujúce náhľad, ako napr. EPI alebo EPSI PPD Keďže PostScript je jazyk nezávislý na zariadení, je v niektorých prípadoch dobré poznať možnosti a odporúčané nastavenie konkrétneho zariadenia. Na tento účel nám slúži práve formát PPD PostScript Printer Description formát popisu postskriptovej tlačiarne. V ňom si aplikácia nájde informácie o veľkosti a type média, o rozlíšení, bitovej hĺbke, farebnosti, rastroch, podávačoch a podobne AFM Podobne ako pri štruktúrovanom postskripte je aj pri písmach potrebné, aby mali aplikácie podrobné informácie o postskriptovom písme, ktoré majú použiť. Je potrebné poznať veľkosť jednotlivých písmen, páry pre ich podrezávanie (kerning), zviazané skupiny, dôležité písmové línie, odporúčané veľkosti medzier, názvy znakov a ich umiestnenie v kódovom vektore. Súhrne sa všetky tieto informácie nazývajú metrika písma. Na tento účel slúži práve formát AFM Adobe Font Metrics ktorý je jediným zdrojom informácií, ktoré vlastný postskriptový interpret nepoužíva. Preto by mal byť - no v praxi to tak často nie je súčasťou distribúcie všetkých druhov písma. Formát Multiple Master, ktorý má špeciálny formát metriky MMAFM, umožňuje vygenerovať niekoľko písmových rezov z jedného zdrojového kódu. Ak aplikácia nedokáže písma Multiple Master použiť priamo, dá sa pomocou programu mmtools vytvoriť ich inštancia Softvérové aplikácie Na postskripte je založených veľa ďalších aplikácií, okrem už spomínaného programového prehliadača GhostView a ďalších, spravidla komerčných programov, sú to hlavne tlačové programy, ktoré slúžia na prevod postskriptového súboru na bitmapy, ktoré sa majú zobraziť alebo vytlačiť. Tieto konverzné programy nie sú ničím iným ako interpretermi programovacieho jazyka PostScript, ktoré postupne zadaný program vykonávajú 36

50 a podľa volaných grafických funkcií menia farbu jednotlivých pixelov výsledného rastra. Postskriptové tlačiarne taktiež obsahujú interpreter postskriptu (tzv. RIP Raster Image Processor), ktorý skladá jednotlivé stránky a postupne ich tlačí. Väčšina dnes používaných tlačiarní a osvitových jednotiek je založená na princípe vyfarbovania jednotlivých bodov na výstupnom médiu papier alebo fólia. Využívajú teda podobný systém ako aktívna zobrazovacia technológia (obrazovky CRT, LCD a pod.), čiže rozklad celého obdĺžnikového obrazu do siete dostatočne malých bodov (pixelov). Pri jednoduchších tlačiarňach je možné a väčšinou aj potrebné riadiť vyfarbovanie bodov priamo počítačom (ihličkové a lacné GDI tlačiarne). V takomto prípade sa o celé rozloženie obrazu na tlačové body stará samotný počítač, ktorý tlačiarni posiela už výsledný raster. Toto riešenie však so sebou prináša množstvo nevýhod, napríklad, že takto vytvorený raster musí byť prevedený v rozlíšení vhodnom pre danú tlačiareň (čím sa stáva neprenositeľnou na iné zariadenia, prípadne môže byť teoreticky prenositeľná, ale len s viditeľnou stratou kvality) a samotná tlač je pomalá, pretože veľa práce musí vykonať počítač, ktorý posiela objemné bitmapy po relatívne pomalých dátových kanáloch do tlačiarne. No tlačiarne a osvitové jednotky vybavené postskriptom si celý proces rasterizácie teda prevodu pôvodne vektorovej a na zariadení nezávislej kresby do bitmapy vykonávajú samy pomocou tzv. RIP-u bez asistencie počítača. Počítač sa stará len o prenos postskriptového súboru na tento prístroj. V operačných systémoch typu Unix je PostScript použitý ako univerzálny tlačový formát. Pri tlači sa teda vektorové alebo rastrové kresby prevedú najprv do postskriptu a až potom sú poslané buď priamo do tlačiarne, alebo do softvérového RIP-u, ktorý tento postskriptový súbor prevedie do formátu vhodného pre daný typ tlačiarne. V systéme NeXT neobmedzili PostScript iba na text, ale použili ho aj na tvorbu grafického používateľského rozhrania. Systém sa po istej odmlke opäť vracia v podobe moderného GUI založeného na vektorovom popise a nie na rastrových ikonách. Tento mierne pozmenený PostScript určený na zobrazenie grafiky na monitoroch a vzdialených termináloch dostal pomenovanie Display PostScript. PostScript je dôležitý aj ako formát pre dlhodobú úschovu dokumentov. Podobne ako formát PDF (Portable Document Format) aj PostScript je štandardizovaným nástrojom, čím je do istej miery zaručené, že dokument uložený v tomto formáte bude čitateľný a bude sa dať vytlačiť aj v pomerne vzdialenej budúcnosti. 37

51 6. Multimediálna príručka 6.1. Vytvorenie príručky Multimediálna príručka, ktorá je súčasťou prílohy tejto bakalárskej práce, bola vytvorená programom Adobe Flash. Flash je grafický vektorový program využívaný predovšetkým na tvorbu prevažne internetových interaktívnych animácií a banerov, prezentácií či jednoduchých hier. Jeho rozšírenosti na internete pomohla hlavne malá veľkosť výsledných súborov, ktoré sú ukladané vo vektorovom formáte s príponou SWF (prípadne vo väčších súboroch s príponou EXE určenou pre OS Windows bez nutnosti ďalšieho prehrávača). Adobe Flash má tiež vlastný implementovaný objektovo orientovaný programovací jazyk ActionScript, ktorý slúži k rozvinutiu všetkých možností interaktívnej animácie a vývoja robustnejších animácií. Pri tvorbe príručky som pracoval s verziou programu Adobe Flash CS3 (version 9.0) a pri tvorbe kódu používal ActionScript 2.0. Obrázok 6-1 Grafické prostredie programu Adobe Flash 38

52 Grafický návrh príručky bol najprv vytvorený v open-source vektorovom editore Inkscape v rámci cvičení na predmete Počítačová grafika a animácia. Ten však musel byť prekreslený v programe Adobe Flash, keďže bolo nutné jednotlivé prvky samotného prostredia zanimovať a dodať im interaktivitu. Celá príručka pozostáva z piatich kapitol, pričom každá z nich je umiestnená na vlastnej scéne (pozri obrázok 6-2). Je tým zabezpečená možnosť prechádzania nielen zo strany na stranu, ale aj možnosť preskakovania celých kapitol bez toho, aby sme sa museli opätovne preklikávať cez hlavné menu. Každá stránka príručky je teda umiestnená na jednotlivých snímkach príslušnej scény (pozri obrázok 6-3). Na samostatnej scéne je tiež umiestnené hlavné menu a pomocník, keďže sú to komplexnejšie animácie (pozri obrázok 6-4). Postupne boli k tejto kostre pridávané jednotlivé tlačidlá slúžiace tak na orientovanie sa v príručke, ako aj na základné funkcie, ako napr. ukončenie aplikácie či vypnutie celoobrazovkového režimu. Obrázok 6-2 Rozdelenie scén v projekte Obrázok 6-3 Časová os Úvodnej scény Obrázok 6-4 Časová os Menu scény Všetky relevantné texty, vrátane popisu tlačidiel či numerických hodnôt určených na číslovanie stránok, sú načítavané prostredníctvom značkovacieho jazyka XML a upravo- 39

53 vané prostredníctvom kaskádových štýlov (CSS), čo však značne skomplikovalo predovšetkým naprogramovanie príručky v ActionScripte. Na druhej strane to však zjednodušuje prípadnú editáciu textu za účelom jeho doplnenia, resp. odstránenia chýb, keďže na to nebude potrebný zdrojový kód programu Flash, ale bude úplne stačiť prepísať XML súbor v ľubovoľnom textovom editore, napr. Poznámkový blok či WordPad. Taktiež zmena druhu písma, alebo jeho veľkosti nebude vďaka CSS súboru problémom, keďže na všetky zmeny ohľadom písma taktiež postačuje len prepísanie súboru textovým editorom. V ActionScripte sa načítavanie jednotlivých textov v tomto prípade súboru uvod.xml do dynamických textových polí v príručke vykonáva pomocou nasledujúcich príkazov: myxml = new XML(); myxml.ignorewhite = true; myxml.load("uvod.xml"); myxml.onload = function(success) { if (success) { headerbox.text = this.childnodes[1].attributes.name; textbox.text = this.childnodes[1]; numbox.text = this.childnodes[1].attributes.cislo; } } V tomto kóde dochádza k vytvoreniu nového XML objektu, ktorý je nazvaný myxml. V druhom riadku je zabezpečené ignorovanie tzv. bielych miest čo sú prázdne riadky, prípadne medzery alebo tabulátory v XML súbore, ktoré sa už v príručke nezobrazia, keďže hodnota tejto funkcie bola nastavená na true čiže pravda. V ďalšom riadku sa funkciou load() načíta XML súbor a na zvyšných riadkoch je rozpísaná funkcia, ktorá sa spustí pri úspešnom načítaní súboru; najprv sa do textového poľa s názvom headerbox vypíše nadpis, ktorý sa nachádza v atribúte name druhého uzla. Potom sa do dynamického textového poľa označeného ako textbox vypíše celý obsah druhého uzla a nakoniec sa do poľa numbox vypíše text nachádzajúci sa v atribúte cislo. Text nachádzajúci sa za znamienkom rovná sa (napr. this.childnodes[1]), slúži na určenie pozície textu v súbore XML, ktorý je potrebné zobraziť. Slovíčko this poukazuje na XML objekt s ktorým práve pracujeme a môže byť teda nahradené aj názvom, ktorý sme mu priradili teda myxml. Slovíčko childnodes[1] ukazuje programu, kde v XML súbore má nájsť 40

54 požadovaný text v tomto prípade ide o obsah druhého uzla označeného číslom jedna, keďže sú jednotlivé uzly vždy číslované od nuly. XML súbor pozostáva z neobmedzeného počtu takýchto uzlov. Každá stránka príručky sa nachádza v samostatnom uzle. Toto je časť XML súboru uvod.xml: <?xml version "1.0" encoding="utf-8"?> <author>tomas Blazek</author> <text name='úvod' cislo='1/27' label='1.1.0'><br/><br/>táto časť sa zaoberá podstatou fungovania ľudského oka, jeho anatómiou, možnosťami a nedokonalosťami. Potom sa dostaneme k svetlu a jeho vlastnostiam a nakoniec prejdeme k farbe, jej vlastnostiam, jej závislosti od svetla a jej interpretácii ľudským okom. </text> Bez ošetrenia textu CSS súborom by bolo nutné naviesť program Flash až k samotnému textu, ktorý chceme aby sa zobrazil, teda o jeden uzol ďalej za lomené zátvorky (čiže textbox.text=this.childnodes[1].childnodes[0];). Bez súboru CSS by zobrazený text v príručke vyzeral takto: <text name='úvod' cislo='1/27' label='1.1.0'><br/><br/>táto časť sa zaoberá podstatou fungovania ľudského oka Keby sme však program naviedli až k samotnému textu a zároveň by sme ho chceli mať upravený CSS štýlom, tak by sme sa požadovaného výsledku nedočkali, pretože CSS súbor by nenašiel názov štýlu (v tomto prípade má názov text), ktorý sa nachádza v hlavičke každého uzla XML súboru. Zároveň nám CSS štýly umožňujú upravovať výsledný text pridávaním HTML kódu do XML súboru. V hore uvedenom príklade by kaskádové štýly zobrazili namiesto kódu <br/><br/> dva prázdne riadky. Takto sa dá vpisovaním HTML kódov upravovať zvýraznenie písma, alebo použiť zošikmenie či podčiarknutie písma, resp. výberu. V CSS súboroch sa nachádza niekoľko štýlov, pričom každý z nich má nadefinované jednotlivé atribúty písma, ktoré sa, podobne ako to bolo pri XML súboroch, dajú jednoducho zmeniť pomocou ľubovoľného textového editora. Na nasledujúcich riadkoch sa nachádza časť súboru Style.css použitého v príručke: text { color: #FFFFFF; font-family: segoe UI, calibri, verdana; font-size: 16px; } 41

55 Š t ýl s názvom text, obsahuje atribúty ako farba zapísaná v hexadecimálnom tvare, potom nasleduje druh písma aj s prípadnými náhradami (keby na používateľovom počítači nebol nainštalovaný daný font) a posledným atribútom je veľkosť písma v tomto prípade nastavená na 16 bodov. Zadefinovanie CSS štýlu v ActionScripte: var mycss = new TextField.StyleSheet(); mycss.load("css/style.css"); mycss.onload = function(success) { if (success) { textbox.stylesheet = mycss; } else { textbox.text = "Vyskytla sa chyba pri načítaní CSS súboru."; } } Podobne ako to bolo pri XML, aj v tomto prípade existuje v rámci ActionScriptu špeciálna funkcia umožňujúca vytvorenie nového CSS objektu v tomto prípade pomenovaného ako mycss. Do neho sa potom natiahne súbor Style.css z priečinka css. Na ostatných riadkoch je opäť funkcia, ktorá v prípade úspešného načítania súboru aplikuje na obsah dynamického textového poľa textbox príslušný štýl zo súboru Style.css, v opačnom prípade pri neúspešnom načítaní sa v danom textovom poli zobrazí veta: "Vyskytla sa chyba pri načítaní CSS súboru." V príručke sa nachádza viacero viac či menej komplexných animovaných tlačidiel, ktoré spríjemňujú prácu s aplikáciou a dodávajú jej čaro interaktivity. Na väčšine z nich sa animácia spustí pri prejdení myšou na tlačidlo, čo zároveň indikuje funkčnosť daného tlačidla. Najväčší význam to má pri navigačných tlačidlách, ktoré musia byť v istých miestach nefunkčné, aby tak zabránili nežiaducemu pohybu používateľov Ovládanie príručky Multimediálna príručka je ohraničená rámom vyhotoveným v červeno bielom prevedení na čiernom pozadí. Tento rám má hornú a dolnú lištu, na ktorej sa nachádzajú jednotlivé tlačidlá. Na ľavej strane hornej lišty je umiestnený názov práce Počítač a grafika 42

56 a intuitívne simulujúc prostredie OS Windows sú v pravom hornom rohu umiestnené tlačidlá pomocníka, zapnutia, prípadne vypnutia celoobrazovkového režimu a tlačidlo ukončenia aplikácie. Na dolnej lište je naľavo umiestnené tlačidlo Menu a na pravej strane sa zobrazuje text pomocníka opis funkcií jednotlivých tlačidiel. Pri otvorení aplikácie sa automaticky dostaneme na hlavné menu, kde sú na jednotlivých tlačidlách zobrazené hlavné kapitoly práce. Po kliknutí sa na pravo od hlavného menu zobrazia podkapitoly vybranej kapitoly a po kliknutí na tlačidlo submenu sa pod daným tlačidlom zobrazia pod-podkapitoly (obrázok 6-5). V prípade, že takáto úroveň podkapitoly neexistuje, dostávame sa priamo na danú stránku v príručke. Obrázok 6-5 Členenie hlavného menu Z menu sa dostávame k obsahu samotnej príručky, ktorá všeobecne pozostáva z textového poľa na ľavej strane a z obrázka, prípadne jednoduchej animácie doplňujúcej text, nachádzajúcej sa napravo. Pod obrázkom sa nachádzajú navigačné tlačidlá, slúžiace na orientáciu v príručke, medzi ktorými sa nachádza číslo strany, na ktorej sa momentálne nachádzame, z celkového počtu strán. Týmito navigačnými tlačidlami sa môžeme pohybovať nielen zo strany na stranu, ale aj preskakovať medzi jednotlivými kapitolami, čo je podstatne jednoduchšie ako sa nimi preklikávať po stranách, prípadne chodiť cez hlavné menu (pozri obrázok 6-6). 43

57 Obrázok 6-6 Rozloženie grafických elementov v príručke Pre návrat z ktoréhokoľvek miesta v príručke naspäť do hlavného menu slúži tlačidlo menu umiestnené na spodnej lište vľavo. Tlačidlo Zatvoriť umiestnené v trojici tlačidiel ako tretie na hornej lište vpravo slúži samozrejme na ukončenie aplikácie. Druhé tlačidlo z tejto trojice má za úlohu vypnúť, prípadne opätovne zapnúť celoobrazovkový režim, čo je dosiahnuté jednoduchým príkazom v ActionScripte: on (release) { fscommand("fullscreen", "false"); gotoandplay(1); } Ide o jednoduchú funkciu, v rámci ktorej sa pri uvoľnení tlačidla myši vykonajú príkazy ohraničené zloženými zátvorkami vypne sa teda celoobrazovkový režim a následne sa prejde na prvú snímku, ktorá sa prehrá. Zabezpečí sa tak zmena tlačidla po vypnutí celoobrazovkového režimu šípka smerujúca dole indukujúc zmenšenie okna sa zmení na šípku smerujúcu hore pre opätovné zväčšenie okna na celú obrazovku. Je to tzv. dvojstavové tlačidlo. 44

58 Tlačidlom Pomocník umiestnenom na hornej lište vpravo sa dostaneme do časti, kde sú popísané a vysvetlené všetky tlačidlá a orientácia v príručke (pozri obrázok 6-7). Po kliknutí na zobrazený zoznam tlačidiel, prípadne po nadídení kurzorom myši na dané tlačidlo sa zobrazí jeho popis. Zároveň sa okolo daného miesta zobrazí nepatrný tmavo-šedý štvorec reprezentujúci oblasť, po opustení ktorej sa dostávate späť do menu pomocníka. Späť do tohto menu sa dá dostať aj opätovným kliknutím, čím je zabezpečená situácia, kedy by sa niekto nevedel dostať Obrázok 6-7 Menu Pomocníka z tohto menu naspäť stačí sa iba pohnúť alebo kliknúť myšou. Ovládanie tejto multimediálnej príručky je do veľkej miery intuitívne a jej ovládanie, respektíve orientácia v nej, by teda vďaka pomocníkovi a popisu tlačidiel nemala spôsobovať problémy žiadnej z cieľových skupín používateľov. 45

59 Záver Cieľom tejto bakalárskej práce bolo vytvorenie multimediálnej príručky obohacujúcej vedomosti používateľov v oblasti grafiky a počítača. V jednotlivých kapitolách sa im priblížila problematika zobrazovania grafiky na počítači, ako aj jeho vnímanie ľudskými vizuálnymi senzormi, oboznámili sa so svetlom a farbami a aditívnym, prípadne subtraktívnym farebným modelom, rôznymi farebnými paletami a rozdielom medzi nimi. Boli im predstavené najrozšírenejšie typy grafík, počnúc najpoužívanejšou rastrovou grafikou, pri ktorej sa rozoberali nielen jej výhody ale aj negatíva, povedalo sa niečo o jej rozlíšení a farebnej hĺbke či využívanej kompresii. Rozanalyzovali sa všetky najpoužívanejšie formáty rastrovej grafiky, ich prednosti ale aj nedostatky, možnosti ich využitia a dozvedeli sa čo-to aj o softvérových aplikáciách pracujúcich s bitmapovou grafikou. Pri vektorovej grafike sa podobne ako pri rastrovej popisovala nielen samotná grafika, ale aj jej viac či menej známe, prípadne používané, formáty a vektorové grafické editory. Po rozanalyzovaní grafiky metadátovej spájajúcej kvality tak rastrovej ako aj vektorovej grafiky, jej formátov a softvérových aplikácií, sa dostal na rad aj PostScript, o význame, užitočnosti, kvalite a rozšírenosti ktorého si mohli urobiť obraz v poslednej kapitole. Tvorba samotnej príručky v programe Adobe Flash poukázala na jedinečnosť tohto softvéru tak na trhu ako aj v oblasti jeho takmer neobmedzených schopností. Tento program poskytuje dostatočne silné nástroje na vytvorenie vizuálne príťažlivej aplikácie, ktorá si je však stále schopná udržať dostatočne malú veľkosť, ktorá tak zjednodušuje jej umiestnenie na internete aj pre používateľov s pomalým internetovým pripojením. Komplikácie spôsobené nutnosťou implementácie XML a CSS súborov do programu Flash a hlavne jeho programovacieho jazyka ActionScript, boli po intenzívnom rešerši a štúdii na internete zvládnuté a je tak teraz možné využívať plody tohto spojenia, ktoré sú spojené predovšetkým s následnou editáciou príručky. Tá sa dá teraz ľahko upravovať aj pomocou obyčajného textového editora, bez nutnosti vlastnenia programu Flash a zdrojového kódu aplikácie. 46

60 Multimediálna príručka bude na stránke ekurzy.fri.uniza.sk dostupná pre verejnosť a zároveň bude slúžiť ako učebná pomôcka pri vyučovaní vybraných predmetov na Žilinskej univerzite v Žiline. 47

61 Použitá literatúra [1] STANĚK, Ivo: Oko. In: Svět Poznání: Lidské Tělo 1, 1998, č. 1, s ISSN [2] STANĚK, Ivo: Světlo. In: Svět Poznání: Věda a Technika 17, 1998, č. 19, s ISSN [3] Čapík (Oko). [online]. 29. Január 2009; 0:57:11 CET. [Cit ]. Dostupné na: < [4] ROZLISOVACIA SCHOPNOST LUDSKEHO OKA. [online]. 20. októbra 2004; 12:27:28 CET. [Cit ]. Dostupné na: < [5] Ľudské Oko. [online]. 15. februára 2003; 0:12:02 CET. [Cit ]. Dostupné na: < [6] Vnímanie a pomenovávanie farieb a farebných kategórií. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [7] MIKUŠ, Ľudovít Grafika a počítač. [elektronická verzia]. [8] MIKUŠ, Ľudovít Farba fyzikálna podstata, vnímanie farby, farebné modely. [elektronická verzia]. [9] Rastrová grafika. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [10] Rastrová grafika. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [11] Komprese dat. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < 48

62 [12] JPEG - král rastrových grafických formátů? [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [13] Ztrátová komprese obrazových dat pomocí JPEG. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [14] Grafické formáty. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [15] MADOŠ, Branislav: Ako na web/grafické formáty. PC Revue, 7/2004, str ISSN [16] Grafický formát BMP. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [17] BMP. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [18] Případ GIF. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [19] Pravda a mýty o GIFu. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [20] GIF. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [21] Graphics Interchange Format. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [22] PNG is Not GIF. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < > [23] Tagged Image File Format. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [24] Tagged Image File Format. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < 49

63 [25] Grafika v UNIXu - bitmapové formáty TIFF a JPEG. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [26] Grafický formát TGA. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [27] TGA. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [28] GIMP. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [29] Vektorová grafika: PRINCÍP VEKTOROVEJ GRAFIKY. [online]. 21. januára 2008; 19:17:20 CET. [Cit ]. Dostupné na: < > [30] Vektorová grafika. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [31] Vektorová grafika úvod. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [32] MIKUŠ, Ľudovít Formáty grafických súborov. [elektronická verzia]. [33] Vektorový grafický formát DXF. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [34] DXF. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [35] Vektorové grafické formáty a metaformáty. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [36] Scalable Vector Graphics. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < > [37] Vektorový grafický formát SVG. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < > 50

64 [38] Vektorový grafický formát SLD (Slide). [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < > [39] Vektorový grafický formát HPGL. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [40] Inkscape. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [41] List of vector graphics editors. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < > [42] MURRAY, J., D., VAN RYPER, W.: Encyklopedie grafických formátů, 2. vyd. Computer Press 1997 [43] Metadatová grafika. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < > [44] Computer Graphics Metafile. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [45] CGM File Format Summary. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < > [46] Windows Metafile. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [47] Grafické metaformáty WMF a EMF. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < [48] Grafický metaformát EMF. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < > [49] Grafický metaformát PostScript. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < > [50] Grafika v UNIXu - postscriptové formáty a písma. [online]. [s.a.]. [Cit ]. Dostupné na: < > 51

65 ČESTNÉ VYHLÁSENIE Vyhlasujem, že som zadanú bakalársku prácu vypracoval samostatne, pod odborným vedením vedúceho bakalárskej práce (Ing. Ľudovít Mikuš) a používal som len literatúru uvedenú v práci. Súhlasím so zapožičiavaním bakalárskej práce. V Žiline dňa podpis študenta 52

66 ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE Elektrotechnická fakulta Katedra telekomunikácií a multimédií Grafika a počítač multimediálna príručka Prílohová časť Tomáš Blažek 2009

67 Prílohy Príloha A.1.: CD1 s textovou a grafickou časťou bakalárskej práce vo formáte textového editora MS WORD(*. doc) a priečinok obsahujúci zdrojové súbory multimediálnej príručky Príloha A.2.: CD2 s textovou a grafickou časťou bakalárskej práce vo formáte ACRO- BAT (*. pdf) a priečinok obsahujúci zdrojové súbory multimediálnej príručky 54