Digitální fotografie1. semestr

Jan Mittelbachwww.digivek.webnode.cz

Zimní semestr• Obecné seznámení s principem digitalizace fotografií,

digitálních fotoaparátů• ukázky freewarových grafických editorů a se

softwarem ZPS (základní nástroje). • Dalším obsahem kurzu bude funkce světla ve

fotografii, práce s kompozicí obrazu a princip zlatého řezu.

• Naučíme se rozumět funkcím vlastního fotoaparátu, práce s manuální příručkou k přístroji.

• Fotografování bude probíhat převážně v interiéru, nastavení scénických režimů, automatika fotoaparátu.

• Tvorba vánočních přání - pohlednice.

Fotoaparát pod lupou

Formáty pro ukládání fotografií základy

• Pixel – základ pro uložení digitálního obrazunejmenší jednotka obrazové informace. Pixel je zkratka pro picture element, kde se ale za slovo picture uvažuje jeho běžná zkratka „pix“, a rozumí se jím jeden plně barevný bod obrazu. Pixel sám o sobě nemá předepsaný žádný tvar - může býtčtvercový, kruhový nebo libovolný, v praxi je však užitečné si ho představit jako obdélník, který vznikne rozřezáním obrazu na určitý počet svislých a vodorovných segmentů.

Rozlišení

• Pokud reálný obraz rozřežete na určitý počet svislých a vodorovných elementů, vytvoříte vlastně mozaiku obrazu.. Pixel tak vyjadřuje průměrnou barvu každého segmentu mozaiky a nutně tím dochází k zjednodušení obrazu. Logicky proto čím více pixelů, tím jemněji/přesněji obraz popisujeme. Známe-li navíc rozměry obrazu, je možné se znalostí jeho rozlišení v pixelech spočítat velikost jednoho pixelu.

Barva pixelu

• Máme-li definován pixel jako nejmenší jednotku obrazu, tak zbývá nějak číselně zakódovat jeho barvu, jas a ostatní parametry tak, aby odpovídaly možnostem lidského oka. Nejběžnější representace používaná v digitálních fotoaparátech pro zachycení snímku a v počítačích pro zobrazení je tzv. RGB representace, kde každý pixel je popsán trojicí čísel RGB – Red, Green, Blue.

Barevná hloubka

• Barva každého pixelu v RGB representaci je zakódována 3 čísly, které vyjadřují jas jeho červené (Red), zelené (Green) a modré (Blue) složky. Každá barva pixelu kóduje zjednodušeně buď jen 1 bytem nebo 2 byty.

• Byte je základní jednotka počítačové informace a je tvořen 8 bity, kde bit je elementární buňka schopná nést jen informaci „0“ nebo „1“. Umí zakódovat jen celá čísla od 0 do 255 – má tedy celkem 256 úrovní.

• Pokud tedy na každou RGB složku pixelu reservujete „jen“ 1 byte, tak barvu pixelu zakódujete celkem 3 byty

• každá barevná složka má ale jen 256 úrovní svého jasu, od 0 (nesvítí) až 255 (maximum).

• V takovém případě se hovoří o barevné hloubce 8 bitů na kanál neboli 3x8=24 bitů na pixel (24 bpp = bit per pixel).

• Barevná hloubka určuje celkový počet barev, které v obrázku mohou existovat.

• Nízký počet možných barev (dole) vede k neplynulým přechodům a tak se nedostatek barev nejčastěji objevuje např. v obloze, na jednolitém pozadí atp.

• I když se celkový počet 16 milionů barev zdá úctyhodný, v reálu to není zase až tak moc – jen 256úrovní na každé RGB „světlo“. U snímků proto někdy barvy dojdou a objeví se nepříjemná posterizace – zejména po významné editaci snímku

Velikost jedné fotografie

• Vezměme pro příklad reálnou fotografii tvořenou např. 6 miliony pixelů (6 Mpix), jejíž rozlišení je 3000x2000 pixelů.

• Pokud každý pixel uložíme v 24 bitové barevné hloubce na pixel (3 byte na pixel), tak musí mít velikost 3x6=18 Megabytů = 18 MB.

• Takto uložených fotografií se tedy na 1 GB paměťovou kartu vejde asi 55.

• Pokud použijeme vyšší barevnou hloubku, velikost fotografie stoupne na dvojnásobek (36 MB) a na kartu se jich vejde jen asi 28.

• To je skutečná realita v případě, že není použita žádná komprese.

• Obraz je tedy uložen zcela nekomprimován tak, jak to umí např. formát TIFF.

• Protože ale podobné velikosti na jednu fotografii jsou velmi nepraktické a i zbytečné.

• Přichází ke slovu populární JPEG s jeho kompresí, který velikost fotografii dramaticky sníží a přitom jí nijak významně neublíží.

Proč je RAW menší?• Možná vznikne otázka, proč je velikost RAW souboru, který

ukládá syrová data ze senzoru, menší než 36 MB. Odpověď vězí v Bayerově masce a reálné barevné hloubce senzoru (resp. jeho A/D převodníku).

• 6 MPix fotoaparát má sice 6 milionů pixelů na senzoru, ale pouze černobílých, tedy neschopných vidět barvu.

• Aby senzor viděl i barvu, je před jednotlivými pixely barevná RGB maska s tím, že barvy jsou uspořádány do matice a zelená maska je ve čtverci dvakrát (tím se simuluje zvýšená citlivost oka na zelenou).

• Vzniká tzv. Bayerova RGBG maska. Z toho vyplývá, že 6 MPix fotoaparát má "pouze" 1.5 milionu červených pixelů, 1.5 milionu modrých a 3 miliony zelených.