Коррекция тонов по градационной кривой

Градационной кривой называется отображение графически заданной зависимо­сти уровня тона пиксела откорректированного изображения от уровня тона того же пиксела исходного изображения. По сути дела, градационная кривая пред­ставляет собой график функции тоновой коррекции, в котором горизонтальной оси соответствуют тона исходного изображения, а вертикальной оси — тона после коррекции. Рисунок 11.19 иллюстрирует процесс определения откорректирован­ного тона пиксела по исходному тону с помощью градационной кривой (которая в данном примере соответствует функции у = х, то есть при коррекции по такой кривой тона изображения не изменяются).

Координатная сетка, на которой построена градационная кривая, имеет два из­мерения — по горизонтали и вертикали. Смещение любой точки градационной кривой вверх затемняет изображение, а вниз — бсветляет его. При перемещении до предела крайней левой точки кривой вверх, а крайней правой точки — вниз изображение преобразуется в негатив — инвертируется (см. раздел «Инверсия» в главе 12).

При менее радикальном смещении конечных точек по вертикали изображение утрачивает контраст за счет потери самых темных и самых светлых тонов, тускнеет (рис. 11.21, а). Визуальное ощущение подтверждается гистограммой, показываю­щей, что все пикселы изображения располагаются в поддиапазоне средних тонов (рис. 11.21, б). Соответствующая градационная кривая представлена на рис. 11.21, е.

Если градационная кривая в результате преобразования становится горизонталь­ной, контраст изображения оказывается нулевым — все пикселы изображение становятся однотонными, и изображение исчезает, превращаясь в однородную заливку, а в гистограмме тонов остается всего один столбец.

Смещение конечных точек градационной кривой не к горизонтали, а к вертикали приводит к увеличению контраста изображения за счет растягивания его тоново­го диапазона (рис. 11.22, а). Одновременно в изображении пропадают тонкие де­тали за счет возникновения щелевых зазоров в гистограмме тонов (рис. 11.22, б).

14.Цветовая коррекция: цели и методы. Инструменты цветовой коррекции. Понятие цветового баланса. Цветовая коррекция по черной, белой и серой точкам. Цветовая коррекция при наличии эталонного образца цвета

Цветовая коррекция

Цветовой коррекцией принято называть такое преобразование пиксельного изо­бражения, при котором светлота пикселов изображения остается неизменной, а их цвета меняются.

Цветовая коррекция, так же как и тоновая, может применяться к изображению с различными целями. Наиболее сложная, но, к счастью, менее часто встречаю­щаяся задача состоит в обеспечении точного воспроизведения цвета оригинала. В этом случае она тесно смыкается с процедурой калибровки всего оборудования, используемого при подготовке к печати и собственно печати. Такую работу приходится выполнять при создании альбомов репродукций и каталогов с повы­шенными требованиями к точности передачи цветов. Как правило, решение этой задачи возлагается на полиграфические бюро или специалистов типографий.

Существенно проще задача получения изображений, которые выглядят естест­венно и приятно, но не обязательно «точно». Такие изображения вполне при­емлемы для полиграфической продукции. Еще менее критичной оказывается абсолютная точность воспроизведения цвета в большинстве экранных приложе­ний. Примером цветовой коррекции в такой ситуации может служить устране­ние влияния собственного оранжевого цвета прозрачной основы фотопленки, проявляющегося в процессе сканирования цветного негатива.

Наконец, цветовая коррекция может служить инструментом создания специ­альных эффектов, и в этом случае уместнее говорить не о цветовой коррекции, а о целенаправленном преобразовании цветов. Пример такого преобразования цветов — подготовка пиксельного цветного .изображения к преобразованию в штри­ховое векторное изображение, когда требуется не точно воспроизвести цвета, а усилить контраст между областями, закрашенными разными цветами, и под­черкнуть границы.

Следует отметить, что в основе цветовой коррекции лежат те же принципы, что в основе тоновой коррекции. Наиболее точный прием цветовой коррекции пред­ставляет собой тоновую коррекцию по градационной кривой в отдельности по каждому из цветовых каналов изображения. Он позволяет эффективно устра­нить нацвет — примесь ненужного цвета, или добавить нужный оттенок от­дельно в тенях, светах и средних тонах изображения. Но у этого приема есть существенный недостаток — он искажает диаграмму тонов изображения в целом, затемняя или осветляя его части. *

Избавиться от этого нежелательного явления можно непрямой регулировкой цветового баланса. Она основана на использовании цветового круга (его упро­щенный вариант был показан в разделе «Модель RGB» главы 4). При внима­тельном анализе этого рисунка можно сделать некоторые выводы.

• Цвета, лежащие на противоположных сторонах цветового круга (дополни­тельные цвета), связаны. Уменьшая содержание одного из них, мы автомати­чески увеличиваем содержание второго, и наоборот. Например, увеличение содержания в изображении голубого компонента приводит к соответствую­щему уменьшению содержания в нем красного цвета.

• Увеличение содержания в изображении цветов, соседних с каким-либо цве­том, автоматически приводит к увеличению в изображении содержания и са­мого цвета. Справедливо и обратное. Например, ослабляя зеленый и красный цвета, мы ослабляем желтые тона изображения; усиливая синий цвет, одно­временно усиливаем голубые и пурпурные оттенки.

• Усиление цветов, соседних с дополнительным цветом, ослабляет основной цвет, и наоборот. Например, усиление голубого и пурпурного цветов приве­дет к ослаблению желтого цвета.

Сложность непрямой регулировки цветового баланса состоит в том, что она тре­бует последовательного применения тоновой коррекции по нескольким каналам, что существенно увеличивает трудоемкость процедуры. Поэтому в большинстве профессиональных программ компьютерной графики имеются специальные инст­рументы регулировки цветового баланса, автоматически компенсирующие измене­ния светлоты, неизбежные при цветовой коррекции. Эти инструменты реализова­ны в различных программах пиксельной графики по-разному, но в большинстве программ имеются перечисленные далее возможности.

• Регулировка цветового баланса путем перемещения ползунков по трем основ­ным диаметрам цветового круга с регулировкой соотношений: синий—желтый, зеленый—пурпурный и красный—голубой (возможно, раздельно для светов, теней и средних тонов).

• Регулировка цветового баланса с использованием управляющих параметров цветовой модели HSB (см. раздел «Модель HSB» в главе 4). В этой модели цветовой тон и его насыщенность можно изменять, не влияя на светлоту пик­селов изображения. При этом можно указать диапазон цветов, который будет затронут цветовой коррекцией.

• Вариационная регулировка цветового баланса, при которой пользователю пре­доставляется возможность из текущего состояния изображения перевести его в одно из шести новых состояний с пошаговым увеличением содержания того или иного цвета, представленного на цветовом круге. Все шесть возможных состояний представляются в виде миниатюр, позволяющих оценить будущий результат визуально.

• Селективная регулировка цветового баланса, при которой содержание базо­вых цветов субтрактивной модели цвета CMYK можно регулировать раздель­но по девяти цветовым группам тонов: красным, желтым, зеленым, голубым, синим, пурпурным, белым, черным и нейтральным (ахроматическим) оттен­кам. Это наиболее интуитивно ясный способ цветовой коррекции.

Следует отметить, что цветовую коррекцию можно выполнять как над изображе­нием в целом, так и над его предварительно выделенными частями (см. раздел «Выделение области пиксельного изображения и маски» в главе 10). При цвето­вой коррекции наиболее эффективными оказываются способы выделения по цвету выделяемой области.

ВЕКТОРНАЯ ГРАФИКА

15.Объектная ориентированность модели векторной графики. Классы и экземпляры графических объектов. Атрибуты графических объектов. Операции, присущие классам. Объекты простые и составные.

Объектно ориентированная модель векторного изобр. представляет собой сбалансированную иерархическую систему классов графических объектов и совокупность методов, с помощью которых можно создавать, удалять, и модифицировать экземпляры этих объектов.

Классом называется совокупность объектов, обладающих свойством структурной идентичности, одинаковым списком атрибутов и набором методов работы с ним.(пример прямоугольники, имеют по 4 стороны, по 4 угла, имеют высоту, ширину - общий для всех объект класса список атрибутов). Класс объектов включает в себя все объекты, как уже существующие, так и те ,которые могут быть созданы в будущем. Экземпляр - каждый из объектов, входящих в один класс. У всех экземпляров одного класса список атрибутов и набор методов одинаковые. Отличатся друг от друга экземпляры одного класса могут только значениями атрибутов.

Атрибут – именнованное значение, характеризующее какую-либо особенность объекта, один из его аспектов. Бывают общие и специфические. Общие – атрибуты имеющиеся у всех или большинства классов графич. объектов(координаты, центр объекта и тд) Специфические – атрибуты, характерные именно для данного класса объектов, например степень закругления углов прямоугольника.

Операции – действия с помощью которых графич. объекты этого класса создают, удаляют или изменяют значения их атрибутов. Некоторые операции преобразуют класс объектов(например составной объект можно разбить на части).

Простые объекты, такие как окружности, линии, сферы, кубы и тому подобное называется примитивами, и используются при создании более сложных объектов. В векторной графике объекты создаются путем комбинации различных объектов.

Составной объект — это редактируемый объект, который состоит из двух или более объектов, составных контуров, групп.

16.Информационная модель кривой в векторной графике. Понятия сегмента и узла. Классификация сегментов и узлов. Соединенные кривые. Приемы построения кривых. Приемы и инструменты редактирования кривых.

Кривые образуют класс составных объектов, любой экземпляр которого может включать в себя произвольное натуральное число элементарных объектов, в качестве которых выступают сегменты и узлы.

Узел – точка на плоскости изображения, определяющая положение одного из концов сегмента кривой и его направление в месте выхода из узла.

Сегмент – часть линии, соединяющая два смежных узла.

Узлы могут быть краевыми(-узел смежный только с одним сегментом линии) и промежуточными(-располагается между 2 смежными сегментами).

Сегменты могут быть прямолинейными (-сегмент представляющий собой отрезок прямой линии) и криволинейным(-сегмент с изогнутой линией)

Типы узлов:

• Точка излома (узел в котором наклон и длину направляющих рукояток можно изменять независимо друг от друга)

• Сглаженные узлы (узел, в котором направляющие рукоятки лежат на общей прямой, проведённой через выделенный узел)

• Симметричные узлы (узел, в котором направляющие рукоятки лежат на общей прямой, проведённой через выделенный узел, и имеет одинаковую длину)

Замкнутой наз.линия не имеющая краевых узлов, если такие узлы есть то линия незамкнутая.

Сегменты составляющие линию, образуют единственную непрерывную последовательность – ветвь. Ветвь может быть замкнутой и незамкнутой. Совокупность ветвей наз. соединённой линией. (особенность – наличие в ней нескольких начальных узлов,по числу составляющих её ветвей).

Приёмы построения: инструментом свободного рисования, инструментом построения узлов, инструментом построения ломаной линии, преобразованием в линии примитивов или других графических объектов, выполнением лигических операций над линиями или др. графич. объектами.

Приемы и инструменты редактирования кривых: выделение узлов сегмента, перемещение узла, разрезание и слияние узлов, добавление и удаление узлов, изменение типа узла или сегмента, перемещение направляющих рукояток узла, соединение и разъединенние, замыкание линий, изменение направления линий, сглаживание линий.

17. Заливки в векторной графике. Классификация, сравнительный анализ: однородные заливки, градиентные заливки, заливки пиксельным узором, текстурные заливки. Сетчатые заливки и заливки Postscript.

Однородная заливка- заполнение части плоскости, ограниченной замкнутой линией, цветом, одинаковым на любой точке. Выбор цвета выполняется с помощью палитр или реализации цветовых моделей средствами интерфейса векторного графического редактора.

Особенности заливки соединённых линий: когда одна ветвь соединённой линии полностью заключена внутри другой ветви заливка видна тлько в тех местах, где ветви не пересекаются. При пересечении ветвей заливка отображается по тому же принципу – в тех частях обеих ветвей, в которых они не перекрываются. Там где ветви пересекаются заливка отсутствует.

Если в одной точке перекрывается более двух ветвей одной соединенной кривой, заливка отображается в ней только когда число перекрывающихся ветвей нечетное. Аналогичный принцип действует при назначении заливки линиям с самопересечением.

Градиентная и сетчатая заливки- цвет точек заливаемой обл. определяется в соответствии с закономерностью, которая фиксируется с помощью управляющих схем, задающих местоположение и цвет опорным фигурам, в которых цвет заливки фиксируется, а в промежутках между опорными фигурами плавно меняется,»перетекает». (в полиграфии наз. Цветовыми растяжками)

Опорными фигурами в градиентной з. могут быть точки, отрезки прямых, квадраты, окружности и их дуги. В сетчатой – цвет фиксируется в точках, являющихся узлами сетки.

Градиентные з. б:

Линейные – цвет неизменен вдоль опорных линий, представляющих собой отрезки прямых, и любой прямой параллельной им.

Радиальные - цвет неизменен вдоль опорных линий, представляющих собой концентрические окружности.

Коническая - цвет неизменен вдоль опорных линий, представляющих собой радиусы окружности.

Квадратная - цвет неизменен вдоль опорных линий, представляющих собой концентрические квадраты.

Сетчатая з. Состоит из соединённых линиями опорных точек, расположенных в местах пересечения линии сетки, точки(узлы) связаны друг с другом и их нельзя перемещать раздельно. Перемещая эти узли можно менять форму сетки, а воздействуя на рукоятки узлов – менять направление составляющих её линий. Каждой паре опорных точек соответствуе тцветовой переход, аналогичный линейной градиентной заливке. Цвета назначаются опорным точкам так же как и опорным точкам градиентной заливки(то есть с помощью палитры).

Заливка узором- построена на основе раппорта – фрагмента изображения, размножением которого и формируется заливка. Главное тут самосовмещаемость – при составлении 2 экземпляров раппорта в ряд края изображения должны совместится. Бывают штриховые, полноцветные векторные и полноцветные пиксельные.

У штрихового узора задаются атрибуты, такие как тип раппорта, размер, цвет фона и переднего плана и др, у пиксельного отличие в том что цвет фона и переднего плана не назначается. Так же штрих.узор можно преобразовывать совместно с залитым объектом, тогда как с пиксельным возникнет много проблем.

Заливка PostScript:: в составе языка PostScript имеется множество параметрических узоров для заливки, каждый имеет своё название и номенклатуру атрибутов. Узоры представляют собой цветные и монохромные изобр., формирующиеся при выводе на печать .

Текстурная з.: заполнение замкнутой фигуры пиксельным изображением, которое формируется расчётом по алгоритмической модели. Аналогичны PostScript заливке, за исключением того,что формируется не в момент выводы на печать, а в процессе назначения.

18.Взаимные преобразования векторной и пиксельной информационных моделей. Возможности и ограничения. Примеры применения обеих моделей в совместных векторно-пиксельных графических проектах.

Растеризацией или растрированием наз. процедура преобразования векторного изображения в пиксельное. Чаще всего делается это для возможности воспользоваться пиксельными эффектами и фильтрами.(так же сделать эффект воздушной перспективы)

Векторизацией или трассировкой пиксельного изображения называется построение векторного изображения по пиксельному. Это кропотливый процесс, плохо поддаётся автоматизации.

Автоматическая векторизация,самая сложная задача при этом процессе выявление в составе пиксельного изображения фрагментов, из которых должны строится векторные графические объекты. Так же существует ручная векторизация-построение фона, замкнутых линий отдельных частей изобр., и тд.

Коллаж – композиция включающая в себя фрагменты векторных и пиксельных изображений(бывают: пиксельное изобр. с включёнными в него векторными изображениями, а так же наоборот) это часто используется, например когда совмещают текст и изображение и тд.

ТРЁХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

19.Сетчатая модель объемных объектов. Основные характеристики, достоинства и недостатки, сравнительный анализ с векторной и пиксельной моделями.

Поверхности всех трехмерных тел в 3д Макс, кроме поверхностей типа Nurbs, представлены сетками, состоящими из однотипных элементов или подобъектов. Такими подобъектами являются грани (полигоны), ребра и вершины. Nurbs поверхности описываются математическими уравнениями и не имеют граней, однако, Max автоматически разбивает их на грани после визуализации сцены.

В самых общих словах можно сказать, что двумерная компьютерная графика - это совокупность средств и приемов для рисования изображений с помощью компьютера, в то время как ЗD-графика предназначена для имитации фотографирования или видеосъемки трехмерных образов объектов, которые должны быть предварительно подготовлены в памяти компьютера.

Перечислим принципиальные достоинства сетчатой модели (благодаря которым трехмерное моделирование становится все более популярной областью компью­терной графики):

• Сетчатая модель соответствует не изображению, а форме объектов и несет в себе больше информации о них, чем любая модель двухмерной графики (в этом плане она относится скорее не к графике и живописи, а к скульптуре).

• Сетчатая модель дает возможность автоматически решать задачи построения иллюзии перспективы, теней и бликов при различном освещении, что позво­ляет, например, создавать вполне реалистические пейзажи никогда и нигде не существовавших ландшафтов.

• Сетчатая модель дает возможность с минимальными затратами труда строить изображение смоделированной сцены в любом ракурсе. Это может очень при­годиться, например, при съемках фильма, когда вместо дорогостоящих деко­раций в кадр монтируется изображение, построенное по сетчатой модели.

□ Сетчатая модель очень удобна для анимации, изображающей движение объ­ектов в некоторой сцене.

□ Сетчатая модель, будучи по своей природе векторной, сохраняет многие дос­тоинства, присущие векторной модели изображения (например, удобство масштабирования без потери качества изображения).