Saturs
Lai gan tie rastra attēlu faili, kas aizpilda mūsu datorus un dzīves, visbiežāk tiek izmantoti attēlu attēlošanai, es uzskatu, ka CG māksliniekam ir noderīgi vēl viena perspektīva - geekier. No šī viedokļa rastra attēls būtībā ir datu kopums, kas sakārtots konkrētā struktūrā, precīzāk sakot, - tabula, kas piepildīta ar skaitļiem (matrica, matemātiski runājot).
Katrā tabulas šūnā esošo skaitli var izmantot, lai attēlotu krāsu, un tā šūna kļūst par pikseļu, kas nozīmē ‘attēla elements’. Pastāv daudz veidu, kā kodēt krāsas skaitliski. Piemēram, (iespējams, visvienkāršākais), lai skaidri definētu atbilstību skaitlim pret katru krāsu, ti. 3 apzīmē tumši sarkanu, 17 - gaiši zaļu utt. Šo metodi bieži izmantoja vecākos formātos, piemēram, .gif, jo tā ļāva izmantot noteiktus izmēra ieguvumus uz ierobežotas paletes rēķina.
Cits veids (visizplatītākais) ir izmantot nepārtrauktu diapazonu no 0 līdz 1 (nevis 255!), Kur 0 apzīmē melnu, 1 - baltu, un skaitļi starp tiem apzīmē attiecīgā viegluma pelēkos toņus. Tādā veidā mēs iegūstam loģisku un eleganti organizētu veidu, kā attēlot vienkrāsainu attēlu ar rastra failu.
Termins “vienkrāsains” ir piemērotāks par “melnbaltu”, jo to pašu datu kopu var izmantot, lai attēlotu gradācijas no melnas uz jebkuru citu krāsu atkarībā no izvades ierīces - tāpat kā daudzi vecie monitori bija melnzaļi nevis melnbalts.
Tomēr šo sistēmu ar vienkāršu risinājumu var viegli paplašināt līdz pilnkrāsu korpusam - katrā tabulas šūnā var būt vairāki skaitļi, un atkal ir vairāki veidi, kā krāsu aprakstīt ar dažiem (parasti trim) skaitļiem katrā 0-1 diapazons. RGB modelī tie apzīmē sarkanās, zaļās un zilās gaismas daudzumu, HSV - attiecīgi nokrāsu, piesātinājumu un spilgtumu. Bet ir svarīgi atzīmēt, ka tie joprojām nav nekas cits kā skaitļi, kas kodē noteiktu nozīmi, taču tie nav jāinterpretē šādā veidā.
Loģiska vienība
Tagad ļaujiet man pāriet uz to, kāpēc pikseļi nav kvadrāti: Tas ir tāpēc, ka tabula, kas ir tāds kā rastra attēls, mums norāda, cik daudz elementu ir katrā rindā un kolonnā, kādā secībā tie ir izvietoti, bet nekas par to, kāda forma vai pat cik proporcionāli tie ir.
Mēs varam veidot attēlu no failā esošajiem datiem ar dažādiem līdzekļiem, ne vienmēr ar monitoru, kas izvades ierīcei ir tikai viena iespēja. Piemēram, ja mēs paņemam savu attēla failu un uz kādas virsmas izdalām oļu izmērus, kas proporcionāli pikseļu vērtībām, mēs joprojām veidosim to pašu attēlu.
Un pat tad, ja ņemam tikai pusi no kolonnām, bet uzdodam sadalīšanai izmantot divreiz platākus akmeņus - rezultāts tomēr parādīs galvenokārt to pašu attēlu ar pareizām proporcijām, tikai trūkst pusi no horizontālajām detaļām.
Šeit ir atslēgas vārds ‘Instruct’. Šo instrukciju sauc par pikseļu malu attiecību, kas apraksta atšķirību starp attēla izšķirtspēju (rindu un kolonnu skaitu) un proporcijām. Tas ļauj uzglabāt rāmjus izstieptus vai saspiestus horizontāli un tiek izmantots noteiktos video un filmu formātos.
Tagad parunāsim par izšķirtspēju - tas parāda maksimālo detaļu daudzumu, ko attēls var turēt, taču neko nepasaka par to, cik tas patiesībā ir. Slikti fokusētu fotogrāfiju nevar uzlabot, neatkarīgi no tā, cik pikseļu ir kameras sensoram. Tādā pašā veidā digitālā attēla palielināšana Photoshop vai jebkurā citā redaktorā palielinās izšķirtspēju, nepievienojot tam nekādas detaļas vai kvalitāti - papildu rindas un kolonnas būtu vienkārši piepildītas ar sākotnēji blakus esošo pikseļu interpolētām (vidēji aprēķinātām) vērtībām.
Līdzīgā veidā parametrs PPI (pikseļi collā, ko parasti dēvē arī par DPI - punkti uz collu) ir tikai instrukcija, kas nosaka atbilstību starp attēla faila izšķirtspēju un izejas fizisko izmēru. Tāpēc PPI pati par sevi ir diezgan bezjēdzīga, bez neviena no šiem diviem.
Pielāgotu datu glabāšana
Atgriežoties pie katrā pikseļā saglabātajiem numuriem, protams, tie var būt jebkuri, ieskaitot tā sauktos ārpus diapazona numurus (vērtības virs 1 un negatīvās), un katrā šūnā var būt vairāk nekā trīs numuri. Šīs funkcijas ierobežo tikai konkrētā faila formāta definīcija, un tās plaši izmanto OpenEXR, lai nosauktu vienu.
Liela priekšrocība, saglabājot vairākus numurus katrā pikseļos, ir to neatkarība, jo katru no tiem var pētīt un manipulēt atsevišķi kā vienkrāsainu attēlu ar nosaukumu Channel - vai sava veida sub-rastru.
Papildu kanāli parastajiem krāsu aprakstošajiem sarkanajiem, zaļajiem un zilajiem kanāliem var pārvadāt visa veida informāciju. Noklusējuma ceturtais kanāls ir Alfa, kas kodē necaurredzamību (0 apzīmē caurspīdīgu pikseļu, 1 apzīmē pilnīgi necaurspīdīgu). Z dziļumu, normālus, ātrumu (kustības vektorus), pasaules stāvokli, apkārtējo oklūziju, ID un visu citu, ko jūs varētu iedomāties, var saglabāt vai nu papildu, vai galvenajos RGB kanālos.
Katru reizi, kad kaut ko atveidojat, jūs izlemjat, kurus datus iekļaut un kur tos ievietot. Tādā pašā veidā jūs saliekot izlemjat, kā manipulēt ar jūsu rīcībā esošajiem datiem, lai sasniegtu vēlamo rezultātu. Šis skaitliskais domāšanas veids par attēliem ir ārkārtīgi svarīgs, un tas jums ļoti noderēs vizuālajos efektos un kustību grafikas darbos.
Priekšrocības
Šādas domāšanas veida piemērošana darbam - kad izmantojat renderēšanas caurlaides un komponēšanas darbus - ir ļoti svarīga.
Piemēram, pamata krāsu korekcijas nav nekas cits kā elementāras matemātiskas operācijas ar pikseļu vērtībām, un to redzēšana ir diezgan būtiska ražošanas darbā. Turklāt matemātikas darbības, piemēram, saskaitīšanu, atņemšanu vai reizināšanu, var veikt pikseļu vērtībās, un ar tādiem datiem kā Normāls un Pozīcija daudzus 3D ēnošanas rīkus var atdarināt 2D.
Vārdi: Deniss Kozlovs
Deniss Kozlovs ir CG ģenerālists ar 15 gadu pieredzi filmu, TV, reklāmas, spēļu un izglītības nozarēs. Pašlaik viņš strādā Prāgā par VFX uzraugu. Šis raksts sākotnēji tika parādīts 3D pasaules 181. izdevumā.
