Από τα αναλογικά στα ψηφιακά γραφικά Μέχρι τις αρχές του ‘80 τα στάδια συλλογής και επεξεργασίας της εικόνας περιοριζόταν σε αναλογικούς τρόπους (φωτογραφικές μηχανές με φίλμ κτλ). Μέθοδοι οι οποίοι δεν θα άντεχαν στην σημερινή υπερ-ζήτηση γρήγορης σχεδόν άμεσης επεξεργασίας και αποθήκευσης εικόνων.

Από τα αναλογικά στα ψηφιακά γραφικά Οδηγηθήκαμε έτσι στην εξεύρεση μέσων μιας διαφορετικής μορφής αποθήκευσης, ανάκλησης και επεξεργασίας της εικόνας: την ψηφιακή, μέθοδο η οποία ευνοήθηκε και από την ανάπτυξη των πληροφοριακών συστημάτων και την μεγάλη διάδοση των υπολογιστών.

Δημιουργήθηκε ένας νέος, με δυναμική ανάπτυξη κλάδος της πληροφορικής, η ψηφιακή επεξεργασία και ανάλυση εικόνων. Η επεξεργασία βελτιώνει την ποιότητα της εικόνας και της προσδίδει επί μέρους χαρακτηριστικά. Επίσης χρησιμοποιείται για σύνθεση εικόνων Από τα αναλογικά στα ψηφιακά γραφικά

Εικόνες Οι εικόνες δεν είναι παρά πίνακες από pixels

Ψηφιακές εικόνες Οι ψηφιακές εικόνες δημιουργούνται με 2 τρόπους Με ψηφιοποίηση αναλογικής εικόνας χρησιμοποιώντας κατάλληλο υλικό (ψηφιακή φωτογραφική μηχανή, σαρωτή) Δημιουργία της εικόνας χρησιμοποιώντας κατάλληλο λογισμικό

Εικόνες κατασκευασμένες με λογισμικό

Γραφικά Οι εικόνες που δημιουργούνται με την βοήθεια λογισμικού ονομάζονται και γραφικά Τα γραφικά, περιέχουν πληροφορίες που αφορούν τη δομή των αντικειμένων. Τα γραφικά μια συλλογή από αντικείμενα.

Γραφικά

Εικόνες και γραφικά Το μεγάλο πλεονέκτημα των γραφικών είναι ότι υπάρχει μεγάλη ευχέρεια παρεμβάσεων (χρησιμοποιώντας τα λογισμικά δημιουργίας γραφικών). Συνήθεις χειρισμοί γραφικών είναι: οι δομικοί, δηλαδή η εισαγωγή, αφαίρεση και μετακίνηση αντικειμένων η σκίαση (shading) αντικειμένων η χαρτογράφηση, δηλαδή αντιστοίχηση μιας εικόνας στην επιφάνεια ενός αντικειμένου. Η χαρτογράφηση υφής (texture mapping) δίνει σε γεωμετρικά αντικείμενα την υφή κάποιου υλικού. η αλλαγή του φωτισμού

Η εικόνα έχει γίνει απαραίτητο στοιχείο κάθε σύγχρονης εφαρμογής. Ακόμα και σε περιπτώσεις όπου η εικόνα δεν αποτελεί αντικείμενο της εφαρμογής, οι απαιτήσεις για απλά και κατανοητά interfaces εισάγουν αναπόφευκτα την εικόνα. Υπάρχουν διάφορα είδη εικόνας, κάθε ένα εκ των οποίων είναι κατάλληλο για ορισμένα είδη εφαρμογών. Η Εικόνα

Παραδείγματα Εικόνες σε Μποσούρες και επικοινωνιακές αφίσες Εικόνες σε ιστοσελίδες Εικόνες σε πολυμεσικές εφαρμογές Παρουσιάσεις με powerpoint κτλ

Παραδείγματα

Τύποι εικόνων Προσδιορίζονται από τον τρόπο δημιουργίας τους και κυρίως από το είδος της πληροφορίας που απεικονίζουν. Ζωγραφική Φωτογραφίες Σχεδιαγράμματα Σκίτσα Γραφήματα

Τύποι εικόνας Διτονικές Συνεχούς Τόνου Διανυσματικές Ψηφιογραφικές

Διτονικές Το πιο απλό, σε σχέση με την πολυπλοκότητα της απεικόνισης του στον υπολογιστή, είναι οι διτονικές (bitonal) εικόνες. Χαρακτηριστικό αυτής της κατηγορίας είναι η ύπαρξη μόνο δύο χρωμάτων (μαύρο και άσπρο συνήθως). Οι διτονικές εικόνες βρίσκουν εφαρμογή σε προγράμματα οργάνωσης επιχειρήσεων και οργανισμών όπου παρουσιάζεται η ανάγκη αρχειοθέτησης εγγράφων, αποδείξεων, επιταγών κ.λ.π. Αυτές οι εικόνες προέρχονται από scanning των εγγραφών και αποθηκεύονται σε ειδικού σκοπού συστήματα διαχείρισης βάσεων δεδομένων. Άλλες περιπτώσεις όπου παρουσιάζονται συχνά διτονικές εικόνες είναι τα τεχνικά σχέδια, τα διαγράμματα, οι χάρτες κ.λ.π.

Ψηφιοποιημένη επιταγή

Ψηφιοποιημένο κείμενο

Τεχνικό σχέδιο

Συνεχούς τόνου Στο επόμενο επίπεδο έχουμε τις εικόνες συνεχούς τόνου (continuous tone images). Αυτές ορίζονται, σε αντίθεση με της διτονικές, ως οι εικόνες στις οποίες τα γειτονικά σημεία δεν διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους δηλαδή χαρακτηρίζονται από ομαλές τονικές διαβαθμίσεις. Υπάρχουν δύο είδη εικόνων συνεχούς τόνου: κλίμακας του γκρίζου (gray scale) και έγχρωμες (colour). Το πρώτο είδος βρίσκει παρόμοιες εφαρμογές με τις διτονικές.

Συνεχούς τόνου Η διαφορά είναι ότι τα έγγραφα μπορούν τώρα να έχουν και εικόνες οι οποίες αποδίδονται με διαβαθμίσεις του γκρίζου. Για παράδειγμα, ιατρικές φωτογραφίες αποτέλεσμα ακτινογραφιών ή υπερηχογραφημάτων μπορούν να αποδοθούν ικανοποιητικά από εικόνες κλίμακας του γκρίζου. Οι έγχρωμες εικόνες, όπως είναι φυσικό, βρίσκουν τη μεγαλύτερη χρήση και έχουν το μεγαλύτερο ενδιαφέρον. Χρησιμοποιούνται τόσο σε επαγγελματικές όσο και σε εκπαιδευτικές και ψυχαγωγικές εφαρμογές.

Ultra-Sound

Gray-scale pictures

Ερωτήσεις Τι προτερήματα έχουν οι ψηφιακές εικόνες έναντι των αναλογικών που υπήρχαν παλαιότερα Σε τι επικοινωνιακές ενέργειες μπορεί να μου φανούν χρήσιμες εικόνες τις οποίες εγώ δημιουργώ η επεξεργάζομαι; Με ποιους τρόπους παίρνουμε ψηφιακές εικόνες;

Ερωτήσεις Σε ότι αφορά το χρώμα ποιες κατηγορίες εικόνων έχουμε; Που μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι διτονικές εικόνες; (και γιατι να μην χρησιμοποιούσαμε έγχρωμες;)

Ψηφιογραφικές & Διανυσματικές Οι ψηφιογραφικές εικόνες αποτελούνται από εικονοστοιχεία Οι διανυσματικές εικόνες αποτελούνται από γεωμετρικά σχήματα

Ψηφιογραφικές

Διανυσματικές

Ψηφιογραφικές εικόνες Οι ψηφιογραφικές εικόνες (bitmaps ή raster) είναι η μία από τις δύο μεγάλες κατηγορίες στις οποίες χωρίζονται οι εικόνες. Το όνομά τους το οφείλουν στο ότι αποτελούνται από πολλά χαρτογραφημένα bits (τετραγωνάκια), που μοιάζουν με ψηφίδες ή κουκκίδες ή εικονοστοιχεία (pixels). Το καθένα απ’ αυτά τα pixels μπορεί να είναι άσπρο ή μαύρο ή να έχει ένα συγκεκριμένο χρώμα και ο συνδυασμός όλων των pixels μιας εικόνας δίνει το τελικό αποτέλεσμα.

Ψηφιογραφικές εικόνες Το κάθε pixel είναι χρωματισμένο μ’ ένα και μόνο ένα χρώμα και όταν τοποθετούμε όλα τα pixels μαζί σε μια διάταξη πλέγματος, τα αντιλαμβανόμαστε σαν μια κανονική φωτογραφία. Το μέγεθος μιας εικόνας μετριέται συνήθως με τον αριθμό των pixels που περιέχει στο πλάτος και στο ύψος, ενώ η ανάλυση μιας εικόνας είναι ο αριθμός των pixels που περιέχει ανά ίντσα.

Ψηφιογραφικές Εικόνες

Ψηφιογραφικές

Χαρακτηριστικά Ψηφιογραφικών εικόνων

Ανάλυση Η ανάλυση (image resolution) της εικόνας είναι η ικανότητα της συσκευής εξόδου να αναλύσει λεπτομέρειες της εικόνας και μετριέται σε κουκκίδες ανά ίντσα, dots per inch (dpi) ή pixels per inch (ppi). Όσο αυξάνει ο αριθμός των κουκκίδων αυξάνει η ποιότητα και η ευκρίνεια της εικόνας, καθώς προστίθενται περισσότερες λεπτομέρειες, αλλά και το μέγεθος του αρχείου της. Ενώ ο συνολικός αριθμός των pixels που περιέχει μια εικόνα παραμένει σταθερός, αν μεγαλώσουμε την εικόνα, θα μικραίνει η ανάλυσή της και τα pixels της θα μεγαλώσουν σε μέγεθος και θα γίνουν ορατά.

Ανάλυση Μια ανάλυση ίση με 72 dpi θεωρείται κατάλληλη μόνο για την απεικόνιση της εικόνας στην οθόνη. Περισσότερο χρησιμοποιούμε τις αναλύσεις των 144, 300 και 600 dpi.

Βάθος Χρώματος Μια άλλη βασική έννοια για μια εικόνα είναι το βάθος χρώματος (color depth ή pixel depth ή bit resolution). Σε κάθε εικονοστοιχείο μπορούμε να αντιστοιχίσουμε κάποιον αριθμό από bits για να μπορούμε να ορίσουμε έτσι πόσα διαφορετικά χρώματα θα μπορεί να εμφανίζει αυτό το εικονοστοιχείο.

Βάθος Χρώματος

Για παράδειγμα, αν ορίσουμε βάθος χρώματος 1 bit, θα έχουμε μόνο δύο χρώματα, άσπρο ή μαύρο (2 1 = 2). Αν ορίσουμε βάθος χρώματος 2 bits, θα έχουμε 4 επίπεδα του γκρίζου ή 4 χρώματα (2 2 = 4). Παρόμοια, αν ορίσουμε βάθος χρώματος 4 bits, θα έχουμε 16 επίπεδα του γκρίζου ή 16 χρώματα (2 4 = 16) και αν ορίσουμε βάθος χρώματος 8 bits, θα έχουμε 256 επίπεδα του γκρίζου ή 256 χρώματα (2 8 = 256).

Βάθος Χρώματος 1 bit  2 1 = άσπρο, μαύρο (bitonal) 1 byte  2 8 = 256 χρώματα 2 byte  2 16 = χρώματα 3 byte  2 24 = (true color) Το σύνολο των χρωμάτων από όπου αντλεί τα χρώματα της μια εικόνα ονομάζεται παλέτα

Ποιο είναι το μέγεθος εικόνας 6 χ 3 ίντσες που ψηφιοποιήθηκε στα 100 dpi και με βάθος χρώματος 2 bytes (16 bits) 6 ίντσες 3 ίντσες Χ 100 Χ χ 100 χ 3 χ 100 χ 16 = bits 6 χ 100 χ 3 χ 100 χ 16 = bits / 8 = bytes bytes /1024= 351 KB /1024 ~ 0,34 MB

Άλλα παραδείγματα Ασπρόμαυρη εικόνα (1 bit) με ανάλυση με μέγεθος 640 χ 480 pixels καταλαμβάνει 37,5 Kbytes 640 χ 480 χ 1= bits / 8 = bytes / 1024 = 37,5 Kbytes

Παραδείγματα Εικόνα σε 256 αποχρώσεις του Γκρί (1 byte τιμές από 0 – 255) με ανάλυση 640 χ 480 καταλαμβάνει 300 ΚBytes μνήμη Έγχρωμη εικόνα με χρήση 8 bits για απόδοση χρωμάτων (256 επιλεγμένα χρώματα) με ανάλυση 640 χ 480 καταλαμβάνει επίσης 300 ΚBytes μνήμη =((640 χ 480 χ 8) / 8 ) / 1024 = 300

Έγχρωμη εικόνα 24 bits Χρησιμοποιεί 8 bits (256 αποχρώσεις) για την απόδοση του κόκκινου (R-Red) 8 bits (256 αποχρώσεις) για την απόδοση του πράσινου (G-Green) 8 bits (256 αποχρώσεις) για την απόδοση του μπλέ (B-Blue) διαφορετικά χρώματα (true color) An είχαμε εικόνα 640 χ 480 τότε το μέγεθος αρχείου θα ήταν 900 Κ Bytes μνήμης

Συζήτηση Πότε χρειαζόμαστε μεγάλη ανάλυση; Πότε χρειαζόμαστε να κάνουμε συμβιβασμούς μεταξύ του μεγέθους της εικόνας και της ανάλυσης; Πώς μικραίνω το μέγεθος του αρχείου μιας εικόνας;

Ψηφιογραφικές εικόνες Οι ψηφιογραφικές εικόνες είναι κατάλληλες για φωτορεαλιστικές και για τρισδιάστατες απεικονίσεις, γιατί προσφέρουν μεγάλο φάσμα χρωμάτων, μεγάλο επίπεδο λεπτομέρειας και σκιάσεων. Όλες οι σαρωμένες εικόνες, οι εικόνες που επεξεργαζόμαστε με προγράμματα όπως το Photoshop και οι εικόνες από PhotoCD είναι ψηφιογραφικές. Τα μειονεκτήματά τους είναι το μέγεθος και ότι αλλοιώνονται στις μεταβολές.

Formats Οι συνηθέστερες μορφές (formats) των ψηφιογραφικών εικόνων είναι οι εξής :.BMP (Bitmap).GIF (Graphics Intercharge Format).PCD (PhotoCD).TIFF (Tagged Image File Format).JPG (Joint Photographers Expert Group).PNG (Portable Network Graphics).TGA (Targa).PCX (Paintbrush) CPT (CorelPHOTO-PAINT).

Τα κυριότερα formats GIF Ευρύτατα διαδεδομένος χαρτογραφικός τύπος Συμπιέζει την πληροφορία του αρχείου χωρίς απώλειες άλλα περιορίζεται σε χρώμα 8 bits δηλ παλέτα 256 χρωμάτων Ο περιορισμός στα χρώματα παράγει αρχεία μικρού μεγέθους άλλα αν η εικόνα περιλαμβάνει ποικιλία χρωμάτων η GIF δεν αποτελεί την κατάλληλη κωδικοποίηση. H Gif πραγματοποιεί μη απωλεστική συμπίεση. Πραγματοποιεί δηλαδή συμπίεση δίχως να χάνεται πληροφορία

GIF Είναι καλές για ζωγραφιές, logos, και εικόνες που δεν χρειάζονται ποικιλία χρωμάτων Δεν είναι καλές για εικόνες όπου η ποικιλία χρωμάτων είναι απαραίτητη π.χ τοπία

Ποια εικόνα είναι κατάλληλη για να αποτελεί αρχείο Gif;

Τύποι GIF Στην GIF μπορούμε να καθορίσουμε τον τρόπο εμφάνισης στο διαδίκτυο Interlaced (διαπλεκόμενη) Κατεβαίνει βαθμιαία μεταφέροντας σταδιακά όλο και περισσότερη πληροφορία Animated GIF περιλαμβάνει πολλές εικόνες που εναλλάσσονται στην οθόνη με γρήγορο ρυθμό και δημιουργούν την ψευδαίσθηση της κίνησης.

GIF

Gif Interlaced

Animated Gif

Διαφάνεια στην Gif Οι εικόνες Gif επιπλέον υποστηρίζουν διαφάνεια

JPEG Εξαιρετικά διαδεδομένο πρότυπο που χρησιμοποιείται για εικόνες συνεχούς τόνου (photographic Images) Διατηρούν όλη την ποικιλία χρωμάτων διατηρώντας μικρό μέγεθος αρχείου (μεγαλύτερο όμως από το GIF) Η ελάττωση του μεγέθους ενός αρχείου επιτυγχάνεται με συμπίεση (αλγόριθμους συμπίεσης). Η Jpeg είναι απωλεστική συμπίεση

Jpeg

Baseline optimized & Progressive JPEG Baseline optimized –διατηρεί την ποιότητα χρώματος στο βέλτιστο επίπεδο Progressive- Εμφανίζει την εικόνα βαθμιαία στην οθόνη όταν αυτή μεταφέρεται στο web

BMP Σχεδιασμένο από την Microsoft για το λειτουργικό DOS και τα Windows Υποστηρίζει χρώματα από 1 μέχρι 24 bits Σε χρώματα 4 η 8 bits μπορεί να εφαρμοστεί αλγόριθμος συμπίεσης RLE (run length encoding) που είναι χωρίς απώλειες. Το μέγεθος του τελικού αρχείου εξαρτάται από το βάθος χρώματος που θα επιλεγεί

PNG 8 και 24 Σχεδιάστηκε ως εναλλακτική λύση στο GIF για την παρουσίαση στο WEB Η PNG 8 υποστηρίζει 256 χρώματα όπως και η Gif και καλύτερη διαφάνεια (Alpha Transparency) H PNG 24 sε αντίθεση με το GIF έχει την δυνατότητα παρουσίασης εικόνων πραγματικού χρώματος χρησιμοποιώντας συμπίεση χωρίς απώλειες (lossless) κάτι που βέβαια καταλήγει σε μεγάλα μεγέθη αρχείων (ειδικά για βάθος χρώματος 24 bits)

TIFF Χαρτογραφικού τύπου μορφοποίηση που δημιουργεί αρχεία ασυμπίεστης εικόνας. μειονέκτημα -μεγάλο μέγεθος Συναντιέται στις εικόνες από σάρωση όπου μπορούμε να επιλέξουμε το συγκεκριμένο πρότυπο ώστε να μην υπάρχει απώλεια της πληροφορίας. Το ΤIFF βρίσκει εφαρμογή στην αρχειοθέτηση ασυμπίεστων εικόνων όπου θέλουμε να διατηρήσουμε την αρχική πληροφορία ανέπαφη.

Ερωτήσεις Οι φωτογραφικές μηχανές σε τι πρότυπο αποθηκεύουν τις εικόνες; Έχω ένα λογότυπο. Τι πρότυπο αρχείου είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσω;

Άλλα formats PSD-Photoshop images Διατήρηση πλήθους πληροφοριών που σχετίζονται με την επεξεργασία (π.χ layers, channels, filters κτλ) PICT (Macintosh format) Διαδεδομένο στους υπολογιστές της Apple σε εφαρμογές γραφικών, σχεδίασης και διαχείρισης σελίδας. Ο αλγόριθμος που χρησιμοποιείται μειώνει σημαντικά το μέγεθος αρχείου ειδικά στην περίπτωση εικόνων με μεγάλες περιοχές ιδίου χρώματος.

Διανυσματικές εικόνες

Διανυσματικές Εικόνες Οι διανυσματικές εικόνες (object oriented ή vector graphics) παράγονται κυρίως από προγράμματα γραμμικού σχεδίου όπως είναι το Illustrator της Adobe ή το CorelDRAW της Corel. Οι διανυσματικές εικόνες δεν αποτελούνται από κουκκίδες, αλλά η μορφή τους περιγράφεται από γεωμετρικά αντικείμενα (ευθείες, κύκλους, ελλείψεις, κτλ). Η περιγραφή περιλαμβάνει όλες τις απαραίτητες λεπτομέρειες για την πιστή αναπαραγωγή όπως την θέση του αντικειμένου, το χρώμα τους, το πάχος κτλ Για παράδειγμα, όταν δημιουργούμε έναν κύκλο σαν διανυσματική εικόνα, το πρόγραμμα χρειάζεται μόνο τις συντεταγμένες του κέντρου του (x, y) και την ακτίνα του και δεν τον βλέπει ζωγραφισμένο σαν μια αλληλουχία από εικονοστοιχεία.

Δημιουργία διανυσματικού σχήματος (π.χ για τον κύκλο χρειαζόμαστε το κέντρο, την ακτίνα και το χρώμα (Χ,Υ) κέντρο κύκλου

Δημιουργία διανυσματικού σχήματος (π.χ για τον κύκλο χρειαζόμαστε το κέντρο, την ακτίνα και το χρώμα Χρειαζόμαστε επίσης και χρώμα

Δημιουργία διανυσματικού σχήματος (π.χ για τον κύκλο χρειαζόμαστε το κέντρο, την ακτίνα και το χρώμα Χρειαζόμαστε επίσης και χρώμα

Ερώτηση-Τι πληροφορίες πρέπει να γνωρίζουμε για να απεικονίσουμε την παρακάτω διανυσματική εικόνα

Διανυσματικές εικόνες

Διαφορές μεταξύ ψηφιογραφικών και διανυσματικών Ψηφιογραφικές-Φωτορεαλιστικότητα Διανυσματικές- ανεξαρτησία από ανάλυση Οι διανυσματικές εικόνες χρησιμοποιούν μαθηματικά για να περιγράψουν το περιεχόμενο τους και δεν έχουν καθορισμένη ανάλυση. Παραμένουν οι ίδιες σε μεγενθύνσεις

Πλεονεκτήματα Το μεγάλο πλεονέκτημα που έχουν οι διανυσματικές εικόνες ή γραφικά είναι ότι αν τις μεγεθύνουμε, δεν χάνουν καθόλου την ποιότητα και την ευκρίνειά τους, δεν αλλοιώνονται δηλαδή. Απλώς κάθε φορά αλλάζει η ακτίνα του κύκλου. Τα άλλα πλεονεκτήματα που έχουν είναι ότι δημιουργούν σχετικά μικρό μέγεθος αρχείου και είναι συμβατά μ’ όλα σχεδόν τα προγράμματα παρουσιάσεων.

Formats Οι συνηθέστερες μορφές (formats) των διανυσματικών εικόνων είναι οι εξής :.WMF (Windows Metafile),.CDR (CorelDRAW) και.EPS (Encapsulated PostScript).