Grafica pe computer (2): Formate de imagini și software utilizat

Într-un program de desen, utilizatorul creează o imagine adăugând forme geometrice, iar imaginea este reprezentată ca o listă a acestor forme. Dacă plasați o formă de casă (sau o colecție de forme care alcătuiesc o casă) în imagine și apoi plasați o formă de copac deasupra casei, casa este încă acolo, deoarece este stocată în lista de forme pe care imaginea le conține. Dacă ștergeți copacul, casa va fi în continuare în imagine, așa cum era înainte de a adăuga copacul. Mai mult, ar trebui să puteți selecta una dintre formele din imagine și să o mutați sau să-i modificați dimensiunea, astfel încât programele de desen oferă un set bogat de operațiuni de editare care nu sunt posibile în programele de pictură. (Reversul, însă, este și adevărat.)

Un program practic pentru crearea și editarea imaginilor ar putea combina elemente de pictură și desen, deși unul sau altul este de obicei dominant. De exemplu, un program de desen ar putea permite utilizatorului să includă o imagine de tip raster, tratând-o ca o singură formă. Un program de pictură ar putea permite utilizatorului să creeze „straturi”, care sunt imagini separate care pot fi stratificate una peste alta pentru a crea imaginea finală. Straturile pot fi apoi manipulate la fel ca formele dintr-un program de desen (astfel încât să vă puteți păstra atât casa, cât și copacul în straturi separate, chiar dacă în imaginea casei se află în spatele copacului).

Două programe de grafică cunoscute sunt Adobe Photoshop și Adobe Illustrator. Photoshop este în categoria programelor de pictură, în timp ce Illustrator este mai mult un program de desen. În lumea software-ului liber, programul de procesare a imaginilor GNU, Gimp, este o alternativă bună la Photoshop, în timp ce Inkscape este un program de desen gratuit rezonabil. Scurte introduceri la Gimp și Inkscape pot fi găsite în Anexa C.

Diviziunea dintre grafica raster și grafica vectorială apare și în domeniul formatelor de fișiere grafice. Există multe moduri de a reprezenta o imagine ca date stocate într-un fișier. Dacă imaginea originală urmează să fie recuperată din biții stocați în fișier, reprezentarea trebuie să respecte anumite specificații exacte, cunoscute. O astfel de specificație se numește format de fișier grafic. Unele formate de fișiere grafice pulare includ GIF, PNG, JPEG și SVG. Majoritatea imaginilor folosite pe Web sunt GIF, PNG sau JPEG. Browserele web moderne au suport și pentru imagini SVG.

GIF, PNG și JPEG sunt, practic, formate de grafică raster; o imagine este specificată prin stocarea unei valori de culoare pentru fiecare pixel. GIF este un format de fișier mai vechi, care a fost în mare parte înlocuit de PNG, dar puteți găsi în continuare imagini GIF pe web. (Formatul GIF acceptă imagini animate, astfel încât GIF-urile sunt adesea folosite pentru animații simple pe paginile Web.) GIF folosește un model de culoare indexat cu maximum 256 de culori. PNG poate folosi fie culoare indexată, fie completă pe 24 de biți, în timp ce JPEG este conceput pentru imagini color.

Cantitatea de date necesară pentru a reprezenta o imagine raster poate fi destul de mare. Cu toate acestea, datele conțin de obicei multă redundanță, iar datele pot fi „comprimate” pentru a-și reduce dimensiunea. GIF și PNG folosesc compresia de date fără pierderi, ceea ce înseamnă că imaginea originală poate fi recuperată perfect din datele comprimate. JPEG folosește un algoritm de compresie a datelor cu pierderi, ceea ce înseamnă că imaginea care este recuperată dintr-un fișier JPEG nu este exact aceeași cu imaginea originală; unele informații s-au pierdut. S-ar putea să nu sune ca o idee bună, dar de fapt diferența nu este adesea foarte vizibilă, iar utilizarea compresiei cu pierderi permite de obicei o reducere mai mare a dimensiunii datelor comprimate. JPEG funcționează în general bine pentru imaginile fotografice, dar nu la fel de bine pentru imaginile care au margini ascuțite între diferite culori. Este deosebit de rău pentru desenele și imaginile care conțin text; PNG este formatul preferat pentru astfel de imagini.

SVG, pe de altă parte, este în mod fundamental un format de grafică vectorială (deși imaginile SVG pot include imagini raster). SVG este de fapt un limbaj bazat pe XML pentru descrierea imaginilor de grafică vectorială bidimensională. „SVG” înseamnă „Scalable Vector Graphics”, iar termenul „scalable” indică unul dintre avantajele graficelor vectoriale: Nu există pierderi de calitate atunci când dimensiunea imaginii este mărită. O linie între două puncte poate fi reprezentată la orice scară și este încă aceeași linie geometrică perfectă. Dacă încercați să creșteți foarte mult dimensiunea unei imagini raster, pe de altă parte, veți descoperi că nu aveți suficiente valori de culoare pentru toți pixelii din noua imagine; fiecare pixel din imaginea originală va fi extins pentru a acoperi un dreptunghi de pixeli în imaginea scalată și veți obține blocuri de mai mulți pixeli de culoare uniformă. Natura scalabilă a imaginilor SVG le face o alegere bună pentru browserele web și pentru elementele grafice de pe desktop-ul computerului. Și într-adevăr, unele medii desktop folosesc acum imagini SVG pentru pictogramele de pe desktop.

O imagine digitală, indiferent de formatul acesteia, este specificată folosind un sistem de coordonate. Un sistem de coordonate stabilește o corespondență între numere și puncte geometrice. În două dimensiuni, fiecărui punct i se atribuie o pereche de numere, care se numesc coordonatele punctului. Cele două coordonate ale unui punct sunt adesea numite coordonatele sale x și coordonatele y, deși numele „x” și „y” sunt arbitrare.

O imagine raster este o grilă bidimensională de pixeli aranjați în rânduri și coloane. Ca atare, are un sistem de coordonate natural în care fiecărui pixel îi corespunde o pereche de numere întregi care dă numărul rândului și numărul coloanei care conține pixelul. (Chiar și în acest caz simplu, există o oarecare dezacord cu privire la faptul dacă rândurile ar trebui numerotate de sus în jos sau de jos în sus.)

Pentru o imagine vectorială, este firesc să folosiți coordonate cu numere reale. Sistemul de coordonate pentru o imagine este arbitrar într-o anumită măsură; adică aceeași imagine poate fi specificată folosind sisteme de coordonate diferite. Nu vreau să spun prea multe despre sistemele de coordonate aici, dar acestea vor fi un accent major al unei mari părți a cărții și sunt chiar mai importante în grafica tridimensională decât în ​​două dimensiuni.

Sursa: David J. Eck, Introduction to Computer Graphics (Eck), LibreTexts, licența CC BY-NC-SA 4.0. Traducere și adaptare Nicolae Sfetcu