Компьютерная графика и анимация

1. Компьютерная графика и анимация. Часть I

1
Компьютерная
графика и анимация.
Часть I
§ 56. Основы растровой графики
§ 57. Ввод изображений
§ 58. Коррекция фотографий
§ 59. Работа с областями
§ 60. Фильтры
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

2. Компьютерная графика и анимация

2
Компьютерная
графика и анимация
§ 56. Основы растровой
графики
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

3. Что такое разрешение?

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
3
Что такое разрешение?
photo.jpg
450×338
?
Каковы размеры в
сантиметрах?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

4. Что такое разрешение?

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
4
Что такое разрешение?
Разрешение – это количество пикселей,
приходящихся на дюйм размера изображения.
ppi = pixels per inch, пикселей на дюйм
1 дюйм = 2,54 см
300 ppi
96 ppi
печать
экран
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
48 ppi
24 ppi
http://kpolyakov.spb.ru

5. Разрешение

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
5
Разрешение
Задача 1. Какой размер в пикселях должен иметь
закодированный рисунок, чтобы при выводе на
экран его размеры были 10×15 см?
10 см × 96 пикселей
высота
2,54 см
378 пикселей
15 см × 96 пикселей
2,54 см
567 пикселей
ширина
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

6. Разрешение

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
6
Разрешение
Задача 2. Какой размер в пикселях должен иметь
закодированный рисунок, чтобы при печати с
разрешением 300 ppi получилась фотография
размером 10×15 см?
10 см × 300 пикселей
1181 пиксель
высота
2,54 см
ширина
15 см × 300 пикселей
1771 пиксель
2,54 см
2,09 Мпикс
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

7. Разрешение

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
7
Разрешение
Задача 3. Закодированный рисунок имеет
размеры 5760 × 3840 пикселей и разрешение
600 ppi. Какой размер будет у изображения,
отпечатанного на принтере?
5760 пикселей × 2,54 см
24,4 см
ширина
600 пикселей
высота 3840 пикселей × 2,54 см 16,3 см
600 пикселей
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

8. Графический редактор GIMP

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
8
Графический редактор GIMP
Свободное ПО, www.gimp.org
Windows, Linux, Mac OS X
прикрепляющиеся
(стыкуемые)
диалоги
инструменты
параметры
инструментов
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

9. Параметры изображения

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
9
Параметры изображения
Изображение – Размер изображения
размеры
разрешение
интерполяция
(метод пересчёта)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

10. Интерполяция

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
10
Интерполяция
Интерполяция – алгоритм вычисления недостающих
значений по соседним значениям.
оригинал
×5, нет
интерполяции
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
×5, кубическая
интерполяции
http://kpolyakov.spb.ru

11. Цветовая модель RGB

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
11
Цветовая модель RGB
Д. Максвелл, 1860
цвет = ( R,
G,
B )
green
red
blue
красный зеленый синий
0..255 0..255 0..255
R
G
B
!
RGB – цветовая модель для устройств,
излучающих свет (мониторов)!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

12. Цветовая модель CMYK (при печати)

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
12
Цветовая модель CMYK (при печати)
C = Cyan
RG
B
M = Magenta
Y = Yellow
G
B
C
M
Y
0
0
0
255 255
255
0
0
0
255
255 255
255 255 255
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
Модель CMY
Модель CMYK: + Key color
меньший расход краски и
лучшее качество для
чёрного и серого цветов
http://kpolyakov.spb.ru

13. RGB и CMYK

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
13
RGB и CMYK
видит человек
RGB
CMYK
• не все цвета, которые
показывает монитор (RGB),
можно напечатать (CMYK)
RGB(0,255,0)
CMYK(65,0,100,0)
RGB(104,175,35)
• при переводе кода цвета из
RGB в CMYK цвет искажается
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

14. Цветовая модель HSB (HSV)

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
14
Цветовая модель HSB (HSV)
HSB = Hue (тон, оттенок)
Saturation (насыщенность)
Brightness (яркость) или Value (величина)
0 /360
270
Тон (H)
0
100
Яркость (B)
90
100
0
180
яркость –
добавить чёрного
насыщенность –
добавить белого
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

15. Цветовая модель Lab

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
15
Цветовая модель Lab
Международный стандарт кодирования цвета,
независимого от устройства (1976 г.)
Основана на модели восприятия цвета человеком.
Lab = Lightness (светлота)
a, b (задают цветовой тон)
• для перевода между
цветовыми моделями:
RGB Lab CMYK
Светлота 25%
Светлота 75%
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
• для цветокоррекции
фотографий
http://kpolyakov.spb.ru

16. Профили устройств

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
16
Профили устройств
?
Какой цвет увидим?
RGB(255,0,0)
как 680нм
RGB(255,0,0)
680нм
профиль
монитора
RGB(225,10,20)
профиль
сканера
CMYK(0,100,100,0)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
профиль
принтера
http://kpolyakov.spb.ru

17. Компьютерная графика и анимация

17
Компьютерная
графика и анимация
§ 57. Ввод изображений
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

18. Цифровые фотоаппараты

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
18
Цифровые фотоаппараты
светочувствительная матрица
свет
?
фотодиод
эл. ток
АЦП
10100101
код
Как получить отдельно R, G, B?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

19. Фильтр Байера

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
19
Фильтр Байера
светофильтры
фотодиоды
?
?
Почему зелёных в два раза больше?
Как восстановить R, G, B для всех?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

20. Форматы цифровых фотоснимков

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
20
Форматы цифровых фотоснимков
RAW («сырой») – необработанные данные с матрицы
• 12-14 битов на канал • без сжатия
сохраняется вся информация
наибольшие возможности для коррекции
большой объём файлов (> 10 Мбайт)
JPEG (JPG) – обработанные данные
• 8 битов на канал
• сжатие с потерями
ниже качество
меньший объем
меньше возможностей
файлов
коррекции
RAW
конвертер
JPEG, TIFF, …
Adobe Photoshop Lightroom
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

21. Сканирование

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
21
Сканирование
GIMP: Файл – Создать – Сканер/Камера
Тип изображения:
• чёрно-белое (2 цвета)
• полутоновое (256 оттенков серого)
• цветное
Разрешение:
• для экрана (96 ppi) – 150-200 ppi
• для печати – 300-400 ppi
• текст без распознавания – 150-200 ppi
• текст с распознаванием – 300 ppi
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

22. Кадрирование

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
22
Кадрирование
Задачи:
1) повернуть
2) обрезать ненужное
Шаг 1:
Изображение – Преобразование –
Повернуть на 90° по часовой
стрелке
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

23. Кадрирование

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
23
Кадрирование
Шаг 2:
Инструмент
Вращение
щёлкнуть по рисунку
угол поворота
центр вращения
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

24. Кадрирование

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
24
Кадрирование
Шаг 3:
Инструмент
Кадрирование
• выделить область
• Enter
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

25. Компьютерная графика и анимация

25
Компьютерная
графика и анимация
§ 58. Коррекция фотографий
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

26. Исправление перспективы

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
26
Исправление перспективы
Искажение объектива:
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

27. Исправление перспективы

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
27
Исправление перспективы
Инструмент
Перспектива
• щёлкнуть на рисунке
• выровнять за маркеры
• Enter
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

28. Гистограмма

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
28
Гистограмма
Цвет – Уровни
показывает распределение пикселей по яркости:
слишком тёмное
слишком светлое
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

29. Гистограмма

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
29
Гистограмма
неконтрастное
нормальное
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

30. Коррекция уровней

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
30
Коррекция уровней
Цвет – Уровни
?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
Почему линейчатая?
http://kpolyakov.spb.ru

31. Коррекция цвета

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
31
Коррекция цвета
?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
В чём проблема?
http://kpolyakov.spb.ru

32. Коррекция цвета

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
32
Коррекция цвета
Цвет – Цветовой баланс
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

33. Цветное в чёрно-белое (полутоновое)

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
33
Цветное в чёрно-белое (полутоновое)
Цвет – Обесцвечивание
выбор метода
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

34. Цветное в чёрно-белое (полутоновое)

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
34
Цветное в чёрно-белое (полутоновое)
оригинал
освещённость
светимость
среднее
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

35. Ретушь

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
35
Ретушь
Ретушь – устранение дефектов фотографий.
• косметическая (дефекты кожи, лица и т.п.)
• реставрация (старых фото)
• композиционная (удаление и добавление элементов,
кадрирование, освещенность, замена фона, …)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

36. Инструменты ретуши

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
36
Инструменты ретуши
Штамп – перенос изображения с одного участка на
другой.
непрозрачность
Ctrl+ЛКМ
(взять образец)
выбор кисти
ЛКМ
(сюда!)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
размер
http://kpolyakov.spb.ru

37. Инструменты ретуши

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
37
Инструменты ретуши
Лечащая кисть – так же, как Штамп, но учитывает
соседние пиксели («размазывает»!).
Осветление/Затемнение
Размывание/Резкость
!
«Повышение резкости» не выявляет детали!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

38. Компьютерная графика и анимация

38
Компьютерная
графика и анимация
§ 59. Работа с областями
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

39. Выделение областей

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
39
Выделение областей
Прямоугольник
+Shift = квадрат
+Ctrl= из центра
Эллипс
+Shift = круг
+Ctrl= из центра
Лассо
щелчками = ломаная
без отрыва = кривая
Волшебная палочка
пиксели одного цвета в одной области
Выделение по цвету
пиксели одного цвета по всему рисунку
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

40. Выделение областей

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
40
Выделение областей
Умные ножницы
объекты с чёткими, но неровными границами
• выделить: ЛКМ в опорных
точках
• ЛКМ в начальной точке –
замкнуть
• ЛКМ внутри области
Изменение области выделения:
+Shift в начальной точке = добавить новую
область к выделению
+Ctrl в начальной точке = вычесть новую область
из выделения
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

41. Границы области

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
41
Границы области
!
Пиксель может быть выделен частично, на
25%, 50% и т.п.!
Сглаживание границ (aliasing):
без сглаживания
сглаживание
Растушёвка (размывание границ):
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

42. Меню Выделение

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
42
Меню Выделение
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

43. Быстрая маска

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
43
Быстрая маска
Маска – это «накладка», которая скрывает
часть объекта.
Цель – защитить от изменений некоторые
части изображения.
Любой пиксель может быть:
• открыт для изменений (белый)
• защищён (чёрный)
• частично выделен (серый, 256 ступеней)
!
Маска – это полутоновое изображение!
открыт
защищён
частично
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

44. Быстрая маска

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
44
Быстрая маска
Выделение – Переключить быструю маску (Shift+Q)
Карандаш
Кисть
защищён
открыт
рисуем оттенками
серого
Градиент:
Delete
быстрая маска
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

45. Тонирование

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
45
Тонирование
Исправление «эффекта красных глаз»:
Цвет – Тонирование
?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
Какая цветовая модель?
http://kpolyakov.spb.ru

46. Компьютерная графика и анимация

46
Компьютерная
графика и анимация
§ 60. Фильтры
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

47. Что такое фильтр?

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
47
Что такое фильтр?
Фильтр – это алгоритм автоматической обработки
пикселей изображения, который применяется ко всему
изображению или к выделенной области.
Фильтры:
Ctrl+F = применить повторно
Правка – Ослабить
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

48. Какие бывают фильтры?

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
48
Какие бывают фильтры?
Для коррекции изображения:
Фильтры – Улучшение:
Фильтры – Размывание:
Художественные:
оригинал
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
Кубизм
Старое фото
Барельеф
http://kpolyakov.spb.ru

49. Конец фильма

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
49
Конец фильма
ПОЛЯКОВ Константин Юрьевич
д.т.н., учитель информатики
ГБОУ СОШ № 163, г. Санкт-Петербург
[email protected]
ЕРЕМИН Евгений Александрович
к.ф.-м.н., доцент кафедры мультимедийной
дидактики и ИТО ПГГПУ, г. Пермь
[email protected]
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

50. Источники иллюстраций

Компьютерная графика и анимация, 11 класс
50
Источники иллюстраций
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
compshistory.ru
www.samsung.com
habrahabr.ru/post/143169/
www.embedded-vision.com
umm4.com
ru.wikipedia.org
иллюстрации художников издательства «Бином»
авторские материалы
Видеоуроки по GIMP (автор – А.С. Башлаков):
www.klyaksa.net/htm/kopilka/gimp/index.htm
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru