Περιεχόμενο
Παρόλο που αυτά τα raster αρχεία εικόνων που γεμίζουν τους υπολογιστές και τις ζωές μας χρησιμοποιούνται συνήθως για την απεικόνιση εικόνων, θεωρώ χρήσιμο για έναν καλλιτέχνη CG να έχει άλλη μια προοπτική - μια geekier. Και από αυτή την οπτική γωνία, μια εικόνα ράστερ είναι ουσιαστικά ένα σύνολο δεδομένων που οργανώνονται σε μια συγκεκριμένη δομή, για να είναι πιο συγκεκριμένα - ένας πίνακας γεμάτος αριθμούς (μια μήτρα, μαθηματικά μιλώντας).
Ο αριθμός σε κάθε κελί πίνακα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αναπαράσταση ενός χρώματος και έτσι το κελί γίνεται pixel, που σημαίνει «στοιχείο εικόνας». Υπάρχουν πολλοί τρόποι για την κωδικοποίηση χρωμάτων αριθμητικά. Για παράδειγμα, (ίσως το πιο απλό) για να ορίσετε ρητά μια αντιστοίχιση αριθμού προς χρώμα για κάθε τιμή, δηλαδή. 3 σημαίνει σκούρο κόκκινο, 17 για ανοιχτό πράσινο και ούτω καθεξής. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιήθηκε συχνά στις παλαιότερες μορφές όπως το .gif καθώς επέτρεπε ορισμένα οφέλη μεγέθους εις βάρος μιας περιορισμένης παλέτας.
Ένας άλλος τρόπος (ο πιο συνηθισμένος) είναι να χρησιμοποιήσετε ένα συνεχές εύρος από 0 έως 1 (όχι 255!), Όπου το 0 σημαίνει μαύρο, 1 για το λευκό, και οι αριθμοί μεταξύ τους υποδηλώνουν τις αποχρώσεις του γκρι της αντίστοιχης φωτεινότητας. Με αυτόν τον τρόπο έχουμε έναν λογικό και κομψά οργανωμένο τρόπο αναπαράστασης μιας μονόχρωμης εικόνας με ένα raster αρχείο.
Ο όρος «μονόχρωμη» τυχαίνει να είναι πιο κατάλληλος από το «μαύρο και άσπρο», καθώς το ίδιο σύνολο δεδομένων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την απεικόνιση διαβαθμίσεων από μαύρο σε οποιοδήποτε άλλο χρώμα ανάλογα με τη συσκευή εξόδου - όπως πολλές παλιές οθόνες ήταν ασπρόμαυρες αντί για ασπρόμαυρο.
Αυτό το σύστημα, ωστόσο, μπορεί εύκολα να επεκταθεί στη θήκη πλήρους χρώματος με μια απλή λύση - κάθε κελί πίνακα μπορεί να περιέχει αρκετούς αριθμούς και πάλι υπάρχουν πολλοί τρόποι περιγραφής του χρώματος με λίγους (συνήθως τρεις) αριθμούς ο καθένας σε 0-1 εύρος. Σε ένα μοντέλο RGB αντιπροσωπεύουν τις ποσότητες κόκκινου, πράσινου και μπλε φωτός, σε HSV αντιστοιχούν ανάλογα, απόχρωση, κορεσμός και φωτεινότητα. Αλλά αυτό που είναι ζωτικής σημασίας να σημειωθεί είναι ότι αυτοί εξακολουθούν να είναι μόνο αριθμοί, που κωδικοποιούν μια συγκεκριμένη έννοια, αλλά δεν πρέπει να ερμηνεύονται με αυτόν τον τρόπο.
Μια λογική ενότητα
Τώρα επιτρέψτε μου να προχωρήσω στο γιατί ένα εικονοστοιχείο δεν είναι τετράγωνο: Είναι επειδή ο πίνακας, που είναι μια εικόνα ράστερ, μας λέει πόσα στοιχεία είναι σε κάθε σειρά και στήλη, με τη σειρά που τοποθετούνται, αλλά τίποτα για το σχήμα ή ακόμη και τι ποσοστό είναι.
Μπορούμε να σχηματίσουμε μια εικόνα από τα δεδομένα σε ένα αρχείο με διάφορα μέσα, όχι απαραίτητα με μια οθόνη, η οποία είναι μόνο μία επιλογή για μια συσκευή εξόδου. Για παράδειγμα, αν πάρουμε το αρχείο εικόνας μας και διανείμουμε βότσαλα μεγέθους ανάλογων με τις τιμές των pixel σε κάποια επιφάνεια - θα εξακολουθούμε να σχηματίζουμε ουσιαστικά την ίδια εικόνα.
Και ακόμη και αν πάρουμε μόνο τις μισές στήλες, αλλά καθοδηγήσουμε να χρησιμοποιήσουμε τις πέτρες δύο φορές μεγαλύτερες για τη διανομή - το αποτέλεσμα θα έδειχνε κυρίως την ίδια εικόνα με τις σωστές αναλογίες, χωρίς μόνο τις μισές οριζόντιες λεπτομέρειες.
Το «Instruct» είναι η λέξη κλειδί εδώ. Αυτή η οδηγία ονομάζεται λόγος διαστάσεων pixel, ο οποίος περιγράφει τη διαφορά μεταξύ της ανάλυσης της εικόνας (αριθμός σειρών και στηλών) και των αναλογιών. Σας επιτρέπει να αποθηκεύσετε πλαίσια τεντωμένα ή συμπιεσμένα οριζόντια και χρησιμοποιείται σε ορισμένες μορφές βίντεο και ταινιών.
Ας μιλήσουμε τώρα για την ανάλυση - δείχνει το μέγιστο μέγεθος λεπτομέρειας που μπορεί να κρατήσει μια εικόνα, αλλά δεν λέει τίποτα για το πόσο πραγματικά κρατά. Δεν είναι δυνατή η βελτίωση μιας εσφαλμένης εστίασης, ανεξάρτητα από το πόσα pixel έχει ο αισθητήρας κάμερας. Με τον ίδιο τρόπο, η αναβάθμιση μιας ψηφιακής εικόνας στο Photoshop ή σε οποιοδήποτε άλλο πρόγραμμα επεξεργασίας θα αυξήσει την ανάλυση χωρίς να προσθέσει καμία λεπτομέρεια ή ποιότητα σε αυτό - οι επιπλέον σειρές και στήλες θα γεμίζουν μόνο με παρεμβολές (κατά μέσο όρο) τιμές των αρχικά γειτονικών pixel.
Με παρόμοιο τρόπο, μια παράμετρος PPI (pixel ανά ίντσα, κοινώς αποκαλούμενη DPI - κουκίδες ανά ίντσα) είναι μόνο μια οδηγία που καθορίζει την αντιστοιχία μεταξύ της ανάλυσης του αρχείου εικόνας και των φυσικών διαστάσεων της εξόδου. Και έτσι το PPI είναι σχεδόν χωρίς νόημα από μόνο του, χωρίς κανένα από αυτά τα δύο.
Αποθήκευση προσαρμοσμένων δεδομένων
Επιστρέφοντας στους αριθμούς που είναι αποθηκευμένοι σε κάθε εικονοστοιχείο, φυσικά μπορεί να είναι οποιοσδήποτε, συμπεριλαμβανομένων των λεγόμενων αριθμών εκτός εύρους (τιμές πάνω από 1 και αρνητικοί), και μπορεί να υπάρχουν περισσότεροι από τρεις αριθμοί αποθηκευμένοι σε κάθε κελί. Αυτές οι δυνατότητες περιορίζονται μόνο από τον συγκεκριμένο ορισμό μορφής αρχείου και χρησιμοποιούνται ευρέως στο OpenEXR για να ονομάσουν ένα.
Το μεγάλο πλεονέκτημα της αποθήκευσης αρκετών αριθμών σε κάθε εικονοστοιχείο είναι η ανεξαρτησία τους, καθώς καθένας από αυτούς μπορεί να μελετηθεί και να χειριστεί μεμονωμένα ως μονόχρωμη εικόνα που ονομάζεται Channel - ή ένα είδος sub-raster.
Πρόσθετα κανάλια στα συνηθισμένα χρώματα που περιγράφουν το κόκκινο, το πράσινο και το μπλε μπορούν να μεταφέρουν όλες τις πληροφορίες. Το προεπιλεγμένο τέταρτο κανάλι είναι το Alpha, το οποίο κωδικοποιεί την αδιαφάνεια (0 δηλώνει ένα διαφανές pixel, 1 σημαίνει εντελώς αδιαφανές). Το βάθος Z, τα κανονικά, η ταχύτητα (διανύσματα κίνησης), η παγκόσμια θέση, η απόφραξη περιβάλλοντος, τα αναγνωριστικά και οτιδήποτε άλλο θα μπορούσατε να σκεφτείτε μπορούν να αποθηκευτούν είτε σε πρόσθετα είτε στα κύρια κανάλια RGB.
Κάθε φορά που αποδίδετε κάτι, αποφασίζετε ποια δεδομένα θα συμπεριλάβετε και πού θα το τοποθετήσετε. Με τον ίδιο τρόπο αποφασίζετε να συνθέσετε πώς να χειριστείτε τα δεδομένα που έχετε για να επιτύχετε το αποτέλεσμα που θέλετε. Αυτός ο αριθμητικός τρόπος σκέψης για τις εικόνες είναι υψίστης σημασίας και θα σας ωφελήσει πολύ στην οπτική σας εμφάνιση και στην κίνηση των γραφικών κίνησης.
Τα οφέλη
Η εφαρμογή αυτού του τρόπου σκέψης στην εργασία σας - καθώς χρησιμοποιείτε το πέρασμα απόδοσης και εκτελείτε το έργο σύνθεσης - είναι ζωτικής σημασίας.
Οι βασικές διορθώσεις χρώματος, για παράδειγμα, δεν είναι τίποτα άλλο παρά στοιχειώδεις μαθηματικές λειτουργίες σε τιμές εικονοστοιχείων και η παρακολούθηση μέσω αυτών είναι πολύ σημαντική για την παραγωγή. Επιπλέον, λειτουργίες μαθηματικών όπως προσθήκη, αφαίρεση ή πολλαπλασιασμός μπορούν να πραγματοποιηθούν σε τιμές pixel, και με δεδομένα όπως Normals και Position πολλά εργαλεία σκίασης 3D μπορούν να μιμηθούν σε 2D.
Λόγια: Ντένις Κόζλοφ
Ο Denis Kozlov είναι γενικός διευθυντής της CG με 15 χρόνια εμπειρίας στον κλάδο της ταινίας, της τηλεόρασης, της διαφήμισης, των παιχνιδιών και της εκπαίδευσης. Αυτή τη στιγμή εργάζεται στην Πράγα ως επόπτης VFX. Αυτό το άρθρο δημοσιεύτηκε αρχικά στο τρισδιάστατο τεύχος 181.
