Vypracoval: Ing. Juraj Palásthy

 

 

Rastrová, alebo bitmapová grafika (obidva výrazy predstavujú tú istú grafiku – rovnocenné výrazy) je v súcasnej dobe velmi rozšírená. Ide o velmi oblúbený formát používaný vo fotografickom priemysle, publikovaní na internete, ako aj v mnohých iných oblastiach nášho života.

 

V bitmapovej grafike je celý obrázok popísaný pomocou jednotlivých farebných bodov (pixelov). Body sú usporiadané do mriežky.

 

 

Každý bod má urcenú svoju presnú polohu a farbu (napr. RGB = Red, Green, Blue). Tento spôsob popisu obrázkov používa napr. televízia alebo digitálny fotoaparát. Kvalitu záznamu obrázka ovplyvnuje predovšetkým rozlíšenie a farebná hlbka.

 

 

Rozmiestnenie a pocet farebných bodov je zvycajne obmedzený zariadením, na ktorom sa obrázok zobrazuje (monitor, papier). Pokial sa obrázok zobrazuje na monitore, stací rozlíšenie 72 DPI (dots per inch – pocet obrazových bodov na palec), pre tlac na tlaciarni potrebujeme 300 DPI. Niekedy sa zvykne používat skratka PPI (pixels per inch – pocet obrazových bodov na palec). Napríklad 6 megapixelový (6 MPix) fotoaparát má obraz zložený z 2 000 x 3 000 pixelov co je 6 000 000 pixelov.

 

DPI – tlacové body na palec (DOTS PER INCH - DPI) Tlaciarne nedokážu vytlacit jeden pixel lubovolnej farby. Aby farebne vytlacili jeden pixel, musí jeho farbu namiešat z niekolkých bodov (Dots) svojich farebných atramentov (zvycajne 4 alebo 6 farieb – CMYK ).

 

 

Jeden pixel obrazu sa tak rozpadne na niekolko atramentových tlacových bodov (Dots). Tlacový bod (Dot) tak musí byt menší, ako je pixel obrazu, aby bolo možné farbu pixelu namiešat. Procesu miešania (skladania) farieb sa hovorí rozklad (Dithering). Dots per Inch (DPI) nie je teda nic iné, ako to,++ že s akou hustotou je tlaciaren schopná striekat atramentové body na papier.

 

 

Dithering

 

DPI musí byt vždy väcší ako PPI, aby tlaciaren mala dostatocnú rezervu na vytvorenie každého farebného pixelu z niekolkých tlacových bodov. V praxi sa ale obidve veliciny PPI a DPI bežne zamienajú a obe sa oznacujú v skutocnosti PPI.

 

Pre prevod obrazových predlôh (klasická fotografia, kresba a dalšie) do bitmapovej grafiky slúži zariadenie nazývané skener alebo digitálny fotoaparát.

 

Skener

Digitálny fotoaparát

 

Rastrová grafika

 

Súbory rastrovej grafiky majú svoje špecifické koncovky typické pre tento druh súborov. Na prezeranie tohto druhu programov môžeme použit zobrazovac obrázkov a faxov implementovaný priamo v OS Windows. Samozrejme okrem neho existuje nepreberné množstvo takýchto programov, ci už volne šíritelných, alebo komercných. Pre rastrovú grafiku sú najcharakteristickejšie tieto 3 druhy súborov:

  • *.bmp - nekomprimovaný bezstratový formát

  • *.jpg - komprimovaný stratový formát

  • *.gif - komprimovaný bezstratový formát

 

Postupne si priblížime jednotlivé druhy súborov rastrovej grafiky.

 

BMP formát,

 

je pocítacový formát pre ukladanie rastrovej grafiky. Formát BMP bol prvý krát predstavený v roku 1988 ako súcast nového systému OS/2. O nieco neskôr firma Microsoft trochu rozšírila jeho definíciu a zahrnula ho do svojho vtedy najpredávanejšieho 16bitového grafického operacného prostredia – Microsoft Windows 3.0..

 


  • Najväcšou jeho výhodou je jednoduchost a dobrá dokumentovatelnost a najmä to, že jeho volné použitie nie je znemožnené patentovou ochranou. Vdaka tomu ho dokáže lahko cítat aj zapisovat väcšina grafických editorov v mnohých operacných systémoch

  • Obrázky BMP sú ukladané po jednotlivých pixeloch, podla toho, kolko bitov je použitých pre reprezentáciu každého pixelu je možné rozlíšit rôzne množstvo farieb (tzv. farebná hlbka).

  • Súbory vo formáte BMP väcšinou nepoužívajú žiadnu kompresiu. Z tohto dôvodu sú BMP súbory omnoho väcšie ako obrázky rovnakého rozmeru uložené vo formátoch, ktoré kompresiu používajú.

 

 

  • Obrázky v BMP formáte sú pre svoju velkost nevhodné na to, aby sa umiestnovali na internet, posielali ako prílohy elektronickej pošty, alebo vkladali do dokumentov ako ilustrácie.

 

 

  • Ako vidiet na obrázku, velkost bmp súborov nie je menšia ako 6 Mb a pritom sú to len zoskenované rucne písané poznámky, ktoré vôbec nehýria žiadnou farbou, ani objemom informácií na obrázku.

 

Formát JPEG,

 

JPEG (The Joint Photographics Experts Group) podporuje dvadsatštyri bitovú grafiku. Obrázok môže obsahovat až 16 777 216 farieb. Formát JPEG ukladá všetky informácie o jednotlivých farbách v takzvaných RGB zložkách, kde je každá farba vyjadrená ako trojkombinácia troch základných farieb - cervenej (Red), zelenej (Green) a modrej (Blue). Zastúpenie každej farby môžeme vyjadrit císlom 0 až 255, co je 8 bitov, farby sú tri, teda celkom potrebujeme 24 bitov pre vyjadrenie lubovolnej zo 16 miliónov možných farieb.

 

 

RGB a CMYK

 

 

Raster JPG obrazu

 

  • Formát JPEG využíva stratovú kompresiu. Ide o najbežnejší obrazový formát používaný v digitálnych fotoaparátoch a dalších zariadeniach pre digitalizáciu obrazu. Je to najcastejší formát pre ukladanie a prenos snímok na World Wide Web. Súbory vo formáte JPEG majú príponu *.jpg (niekedy sa môžeme stretnút aj s príponou *.jpeg) a MIME typ je image/jpeg.

 

Formát GIF,

 

GIF (The Graphics Interchange Format) bol vyvinutý spolocnostou CompuServe v roku 1987 (oznacovaný ako GIF87). Spolu s formátom JPEG je dnes najpoužívanejším formátom pre zobrazovanie webovej grafiky. Formát GIF podporuje osembitovú grafiku, co znamená, že obrázok môže mat maximálne 256 farieb. GIF samozrejme podporuje aj menšiu farebnú hlbku, napríklad 64 alebo 32 farieb. Okrem toho formát GIF umožnuje jednu farbu v obrázku nastavit ako priesvitnú (transparent). Túto vlastnost, ale nájdeme vo vylepšenej verzii formátu GIF, oznacovanej ako GIF89a.

 

 

Formát GIF využíva takzvanú bezstratovú kompresiu, co znamená, že ak uložíte obrázok GIF znovu ako GIF a tak dalej, kvalita obrázka zostane stále rovnaká a žiadne údaje sa z obrázka nestratia. Najlepšia kompresia je dosahovaná, pokial obrázok obsahuje vela jednofarebných riadkov.

 

Preto, že súbor formátu GIF môže obsahovat niekolko obrázkov, potom takto môžeme vytvárat aj animované gify. V praxi to vyzerá tak, že obrázok vykonáva urcitý pohyb (napríklad panácik nám pohne rukou a pri viacerých obrázkoch to vyvoláva dojem ako keby nám kýval, alebo bod sa postupne pohybuje z miesta na miesto). Tu je maximálne využitá lenivost ludského oka, ktoré nie je schopné postrehnút výmenu obrázkov a tak sa nám javí obrázok ako jednoduchý pohyb. Presne tak, ako to ukazuje nasledujúci obrázok.


 

Porovnanie formátov JPG a GIF

 

formát

GIF

JPEG

vznik

1987

1990

hlavné použitie

jednoduché grafické objekty, ikony, logá, navigacné prvky...

fotografie, grafika s velkým množstvom farieb a ich odtienov

farebná hlbka

8 bitov (možno aj menej); až 256 farieb

24 bitov; až 16,7 mil. farieb

transparencia

áno (len GIF89a, jedna farba)

nie

animácia

áno

nie

kompresia

áno, bezstratová

áno, stratová

prípona

*.gif

*.jpg, *.jpeg

MIME typ

image/gif

image/jpeg

poznámka

väcšina grafických programov obsahuje optimalizacné nástroje pre export do týchto formátov

 

 

Postupným vývojom programových techník a internetových technológií vznikli dalšie nové formáty na zobrazovanie obrázkov v rastrovej grafike. Postupom casu sa tento druh obrázkov coraz viac zacína používat. Hlavne pri publikovaní na internete. To najmä kôli priestoru a s tým súvisiacim casom prenosu obrazových súborov po internete.

 

 

Formát PNG,

 

(Portable Network Graphics) – Používa silnú nestratovú kompresiu, co prináša optimálnu výslednú velkost súboru. V poslednej dobe sa presadzuje na Internete. Jeho obrovskou výhodou je skutocnost, že môže byt uložený v 8, 24 alebo 32bitovej farebnej hlbke.

 

 

Ukážka obrázka vo formáte *.png. Velkost tohto obrázku je 145 KB.

 

Formát TIFF,

 

(Tagged Image File Format) – Ide o rastrový formát (pracuje s ním napr. Adobe Illustrator). Ukladá obraz bezstratovou kompresiou, takže velkost súboru sa po uložení môže niekolkokrát zmenšit. Túto bitovú grafiku môžeme, ako jedinú uložit takmer s lubovolným rozlíšením DPI; s 256 farbami (8 bitmi na bod) a takisto s 16,7 miliónmi farieb (24 bitov na bod). Formát možno prenášat na Linux a Macintosh.

 

 
Obrázok vo formáte Tiff.

 

Nevýhody bitmapovej grafiky

  • velké nároky na zdroje (pri vysokom rozlíšení a farebnej hlbke velkost obrázka dosahuje aj niekolko megabajtov)

  • zmena velkosti (zväcšovanie alebo zmenšovanie) vedie ku zhoršeniu obrazovej kvality obrázka

  • zväcšovanie obrázka je možné len v obmedzenej miere, lebo pri väcšom zväcšení je na výslednom obrázku viditelný raster a tým obrázok stráca na kvalite

 

Výhody bitmapovej grafiky

  • získanie obrázka je velmi lahké napríklad pomocou digitálneho fotoaparátu alebo pomocou skeneru.

 

Bitmapová grafika je v súcasnej dobe velmi populárna. O jej popularite svedcí aj široká a hlavne dostupná škála zariadení schopných vytvárat digitálne fotografie, ako sú:

  • digitálne fotoaparáty,

  • digitálne kamery,

  • mobilné telefóny vybavené fotoaparátmi.

 

Na strane reprodukcie a publikovania fotografií je zasa obrovské množstvo možností ako si fotografie archivovat a prezerat. Patrí sem najmä:

  • samotná papierová fotografia

  • digitálny fotorámik

  • fotoalbum na internete

  • archivácia na CD a DVD

  • jednoduchá možnost posielania obrázkov ci už:

    • o ako príloh e-mailov

    • o ako príloh SMS a MMS

    • o využitím bluetouth

 

Postupným vývojom sa vyvíjajú v tejto oblasti nové technológie, kapacita a výkonnost fotoaparátov. Neustále rastie kapacita pamätových kariet, spôsoby a metódy ich archivácie a prezentácie. Postupným vývojom techniky a technológií rastie kapacita obrázkov v Mpix, cím sa samozrejme zväcšuje objem dát, ale narastá aj kvalita vytvoreného obrázku.

 

Táto oblast využitia informatiky je velmi populárna a snád niet študenta, ktorý by si aspon raz za týžden nieco zaujímavé nenafotil, potom fotografiu niekde nepublikoval (najcastejšie na webe).