Obsah
Aj keď sa tieto súbory rastrových obrázkov, ktoré vypĺňajú naše počítače a životy, najčastejšie používajú na znázornenie obrázkov, považujem za užitočné, aby mal umelec CG ešte inú perspektívu - geekiernejšiu. A z tohto pohľadu je rastrový obrázok v podstate súbor údajov usporiadaných do konkrétnej konkrétnejšej štruktúry - tabuľka plná čísel (matematicky povedané matica).
Číslo v každej bunke tabuľky môže byť použité na vyjadrenie farby. Takto sa z bunky stane pixel, ktorý predstavuje ‘prvok obrázka’. Existuje mnoho spôsobov, ako kódovať farby číselne. Napríklad (pravdepodobne najpriamejší) na explicitné definovanie korešpondencie čísla k farbe pre každú hodnotu, tj. 3 stojany pre tmavočervenú, 17 pre bledozelenú farbu atď. Táto metóda sa často používala v starších formátoch, ako je .gif, pretože umožňovala určité výhody týkajúce sa veľkosti na úkor obmedzenej palety.
Ďalším spôsobom (najbežnejším) je použitie spojitého rozsahu od 0 do 1 (nie 255!), Kde 0 predstavuje čiernu farbu, 1 bielu farbu a čísla medzi nimi označujú šedé odtiene zodpovedajúcej svetlosti. Takto získame logický a elegantne usporiadaný spôsob znázornenia monochromatického obrázka pomocou rastrového súboru.
Pojem „čiernobiely“ sa javí ako vhodnejší ako „čiernobiely“, pretože ten istý súbor údajov možno použiť na zobrazenie prechodov od čiernej k akejkoľvek inej farbe v závislosti od výstupného zariadenia - podobne ako mnoho starých monitorov bolo čierno-zelených. skôr ako čiernobiely.
Tento systém je však možné ľahko rozšíriť na plnofarebné puzdro pomocou jednoduchého riešenia - každá bunka tabuľky môže obsahovať niekoľko čísel a opäť existuje niekoľko spôsobov, ako opísať farbu s niekoľkými (zvyčajne tromi) číslami v rozsahu 0-1. rozsah. V modeli RGB znamenajú množstvo červeného, zeleného a modrého svetla, v HSV zodpovedajú odtieňu, sýtosti a jasu. Je však dôležité poznamenať, že stále nejde o nič iné ako čísla, ktoré majú určitý význam, ale nie je potrebné ich interpretovať.
Logická jednotka
Teraz prejdem k tomu, prečo pixel nie je štvorec: Je to preto, lebo tabuľka, ktorá je rastrovým obrázkom, nám hovorí, koľko prvkov je v každom riadku a stĺpci, v akom poradí sú umiestnené, ale nič o tom, aký tvar alebo dokonca aký je ich pomer.
Obrázok z údajov v súbore môžeme vytvoriť rôznymi spôsobmi, nie nevyhnutne monitorom, čo je iba jedna možnosť pre výstupné zariadenie. Napríklad, ak vezmeme náš obrazový súbor a na určitom povrchu rozložíme kamienky veľkostí úmerných hodnotám pixelov - vytvoríme v podstate rovnaký obrázok.
A aj keď vezmeme iba polovicu stĺpov, ale dáme si pokyn, aby sme kamene použili na distribúciu dvakrát širšie - výsledok by stále ukazoval v zásade rovnaký obrázok so správnymi proporciami, chýbala by mu iba polovica horizontálnych detailov.
Tu je kľúčové slovo „poučiť“. Táto inštrukcia sa nazýva pixelový pomer strán, ktorý popisuje rozdiel medzi rozlíšením obrazu (počet riadkov a stĺpcov) a proporciami. Umožňuje vám ukladať vodorovne a natiahnuté snímky a používa sa v určitých formátoch videa a filmu.
Teraz si povieme niečo o rozlíšení - zobrazuje maximálne množstvo detailov, ktoré obrázok pojme, ale nehovorí nič o tom, koľko ich v skutočnosti obsahuje. Zle zaostrenú fotografiu nie je možné vylepšiť bez ohľadu na to, koľko pixelov má snímač fotoaparátu. Rovnakým spôsobom zvýšenie rozlíšenia digitálneho obrázka vo Photoshope alebo v akomkoľvek inom editore zvýši rozlíšenie bez toho, aby sa k nemu pridali akékoľvek podrobnosti alebo kvalita - nadbytočné riadky a stĺpce by sa len vyplnili interpolovanými (spriemerovanými) hodnotami pôvodne susedných pixelov.
Podobným spôsobom je parameter PPI (pixely na palec, bežne tiež nazývaný DPI - body na palec) iba inštrukciou, ktorá určuje zhodu medzi rozlíšením obrazového súboru a fyzickými rozmermi výstupu. A tak je PPI sám o sebe takmer bezvýznamný, bez niektorého z týchto dvoch spôsobov.
Ukladanie vlastných údajov
Keď sa vrátime k číslam uloženým v jednotlivých pixeloch, samozrejme to môžu byť ľubovoľné čísla, vrátane takzvaných čísel mimo rozsahu (hodnoty nad 1 a záporné), a v každej bunke môžu byť uložené viac ako tri čísla. Tieto funkcie sú obmedzené iba konkrétnou definíciou formátu súboru a sú široko využívané v OpenEXR na pomenovanie jedného.
Veľkou výhodou uloženia niekoľkých čísel do každého pixelu je ich nezávislosť, pretože každé z nich je možné študovať a manipulovať s nimi jednotlivo ako s monochromatickým obrazom zvaným Channel - alebo ako akýsi sub-raster.
Ďalšie kanály k zvyčajnej červenej, zelenej a modrej farbe, ktoré popisujú farbu, môžu obsahovať všetky druhy informácií. Predvoleným štvrtým kanálom je Alpha, ktorý kóduje nepriehľadnosť (0 označuje priehľadný pixel, 1 znamená úplne nepriehľadný). Hĺbku Z, normály, rýchlosť (vektory pohybu), svetovú polohu, oklúziu okolia, ID a čokoľvek iné, na čo si len spomeniete, je možné uložiť buď v ďalších, alebo v hlavných kanáloch RGB.
Zakaždým, keď niečo vykreslíte, rozhodnete sa, ktoré údaje zahrnúť a kam ich umiestniť. Rovnakým spôsobom sa pri zostavovaní rozhodnete, ako manipulovať s údajmi, ktoré vlastníte, aby ste dosiahli požadovaný výsledok. Tento numerický spôsob uvažovania o obrázkoch má mimoriadny význam a výrazne vám prospeje pri práci s vizuálnymi efektmi a pohybovou grafikou.
Výhody
Uplatnenie tohto spôsobu myslenia na vašu prácu - keď používate renderovacie preukazy a vykonávate kompozičné práce - je nevyhnutné.
Napríklad základné farebné korekcie nie sú nič iné ako základné matematické operácie s hodnotami pixelov a ich prehliadanie je pre produkčnú prácu dosť dôležité. Matematické operácie, ako je sčítanie, odčítanie alebo násobenie, možno navyše vykonať na hodnotách pixelov a s údajmi ako Normals (Normálne) a Position (Poloha) možno mnoho nástrojov na tieňovanie 3D napodobniť v 2D.
Slová: Denis Kozlov
Denis Kozlov je generál CG s 15-ročnými skúsenosťami vo filmovom, televíznom, reklamnom, hernom a vzdelávacom priemysle. Momentálne pracuje v Prahe ako supervízor VFX. Tento článok sa pôvodne objavil v čísle 181 3D World.
