20.6.2014

על תמונות ומה שביניהן, חלק א'




בסדרת הפוסטים הנושאים אותו שם,  אספתי כמה חומרים הקשורים לתמונות...

נתחיל קודם בהבנה מהי בעצם תמונה או מהו קובץ תמונה.

קובץ תמונה הוא למעשה קובץ מחשב אשר מכיל את כל המרכיבים ליצירת התמונה: אורך, רוחב, צפיפות, צבעים וכד'. אחסון תמונות והצגתן נעשית לפי כמה סוגי קבצים שיפורטו תיכף.


קבצי התמונות נחלקים ל-2 סוגים עיקריים:


  • מפת סיביות Bitmap
  • קובץ וקטורי


קבצים המשתייכים לקבוצה הראשונה יכילו את כל הנתונים של כל פיקסל בתמונה.

קבצים המשתייכים לקבוצה השניה מכילים למעשה תרשים באוסף פונקציות מתמטיות, מה שמאפשר להקטין/להגדיל את התמונה מבלי לפגוע באיכותה.



הבחנה נוספת בין הקבצים היא:


  • קובץ דחוס, מאחסן את התמונה בגודל מינימלי. משהו שדומה לקבצי Zip או RAR
  • קובץ שאינו דחוס, השומר את כל המידע על התמונה בצורה מפורטת, מה שמגדיל מאוד את נפחו.

בוודאי ניתקלתם בסוגים הבאים של קבצי תמונות:

  • JPEG, קובץ דחוס המאבד במעט מידע. זה סוג אידיאלי לשמירת תצלומים
     
  • BMP, קובץ שאינו דחוס. זהו קובץ תמונות בסיסי של WINDOWS. הסוג הבזבזני ביותר, כל התוכנות תומכות בו ולמען האמת אין הרבה סיבה להשתמש בו.
     
  • TIFF, קובץ שאינו דחוס בפורמט גמיש. שומר את כל המידע של התמונה ולכן מעולה לפוסטרים, תמונות באיכות גבוהה לדפוס וכד'.
     
  • GIF, קובץ דחוס. כל עוד יש בתמונה עד 256 צבעים, הדחיסה אינה גורמת לאיבוד מידע.
    סוג זה אידאלי לשמירת תרשימים, אנימציה ואיורים.
    סוג זה הומצא בתחילת שמות ה-80 המאפשר לשמור את התמונה בשכבות והתאים בשל כך לתקופה בה האינטרנט היה איטי.
     
  • PNG, פורמט חדש יחסית שהרבה תוכנות אינו תומכות בו, מתחרה ב-GIF.
     
  • PSD, קבצים שמשמים בפוטושופ.
יש עוד סוגים...

תמונות תופסות נפח רב.
למשל, תמונה בגודל מליון פיקסלים בצבעים טבעיים עשויה לתפוס נפח של 3mb, אם היא נשמרת בסוג "בזבזני".
אותה תמונה יכולה להשמר בסוג JPEG בנפח של כמה עשרות KB.

היום, כל תוכנה גרפית טובה תומכת בכל הפורמטים הנפוצים ומאפשרת לטעון קובץ ולשמור אותו מחדש לפורמט הרצוי בפעולת Save As.
 
כל תמונה מבוססת על צבע. כן, גם תמונות בשחור לבן.
התפיסה של צבע נעשית על ידי תרגום אורך גל אלקטרו-מגנטי המגיע אל העין, לתחושת צבע במוח.
ניתן להרכיב את התכונות המתמטיות של צבע למספר מודלים. מודלים אלו הם הבסיס לבניית תוכנות לעיבוד תמונה ודפוס.


צבע המתקבל על המסך מתקבל ע"י שילוב רמות שונות של אדום ,ירוק וכחול - צבעים משלימים
שילוב מרבי של כל אחד משלושת הצבעים המשלימים יוצר אור לבן .
על מסך צבע איכותי ניתן להציג 256 רמות של צבע, כלומר ליצור 16.7 מליון צבעים שונים (256x265x256).


פיקסל הוא נקודה אחת מיני רבות המרכיבות תמונה.
ככל שריכוז הפיקסלים גבוהה יותר איכות התמונה תהיה גבוהה יותר.
במילים אחרות - ככול שישנם יותר נקודות בשטח קבוע כך תשתפר חדות התמונה .


תמונה מורכבת מרשת של ריבועים קטנים, הפיקסלים .
כל פיקסל נצבע בצבע שונה. בעבודה עם תוכנת עיבוד תמונה, כמו הפוטושופ,  בוחרים קבוצות של פיקסלים ומשנים את צבעם בהתאם לצרכים.


קובץ (RGB ( R-red, G-green, B - blue הוא הקובץ הבסיסי ממנו מורכבת כל תמונה.
זהו המקור לכל סוגי הקבצים בעזרתם מקדדים תמונות.
מחקרים רבים גילו ממצא אחד חשוב ביותר, ממצא ששינה את עולם התמונה כולו.
בעזרת שילוב של אדום, ירוק וכחול בלבד, ניתן להגיע לכל צבע אפשרי.


RGB Colorspace Atlas by Tauba Auerbach. The book displays the full RGB gradient in 3,632 pages.

בקובץ RGB, כל פיקסל בנוי משלושת הצבעים ועבור כל צבע יש 256 דרגות בהירות.

בצורת הקידוד JPEG נעשה סינון של פיקסלים שאינם נראים לעין וע"י כך מקטינים כמעט בחצי מנפח הקובץ.
אל הסינון הזה מצטרפים פונקציות מתמטיות המכווצות את המידע.
חסרונה של צורת קידוד זו הוא לעיתים מחסור באינפורמציה ע"מ לעשות עיבודים שונים על התמונה.

עוד מושג חשוב באיכות תמונות, גם באיכות מסך הוא רזולוציה או הפרדה.
רזולוציה היא למעשה המרחק בין הפיקסלים המרכיבים את התמונה.
ככל שהמרחק בין שני פיקסלים קטן יותר, ככה עולה איכות התמונה.

לרבות המודול RGB, ישנם עוד  מודולים הקשורים למרחב הצבע בתמונות.

מודול HSB, צבע, רוויה ובהירות
זהו מודל הבנוי לפי תפיסת הצבע במוח האנושי ובו צבע מתבטא בשלוש תכונות:

  • HUE, הצבע הספציפי (כחול, ורוד, צהוב וכד') - מבוטא ע"י אורך הגל האלקטרומגנטי.
  • Saturation, רוויה (כרומה) - מידת  טוהר הצבע ביחס לאפור.
    0 % זהו אפור, 100% הוא הצבע הטהור
  • Brightness, בהירות - מידה הארה או ההחשכה של הצבע.
    כאשר 0% הוא שחור ו-100% לבן.

hsb color picker - Google Search

מודל CMYK (צ'אן, מג'נטה, צהוב ושחור)
הרחבה של המודול RGB, מטפל בצמדים של הצבעים הבסיסים (אדום, ירוק, כחול)
כל צמד ייתן את אחד הצבעים (צ'אן, מג'נטה, צהוב ושחור).
מודל זה שימושי בתאורה, מסכי מחשב וטלוויזיה והוא משמש לתמונות מאירות.

The CMYK Color Wheel | Blue Lobster Art and Design