Sisältö
Vaikka näitä tietokoneita ja elämää täyttäviä rasterikuvatiedostoja käytetään yleisimmin kuvien esittämiseen, minusta on hyödyllistä, että CG-taiteilijalla on vielä yksi näkökulma - geekier. Ja tästä näkökulmasta rasterikuva on olennaisesti joukko tietoja, jotka on järjestetty tiettyyn rakenteeseen, tarkemmin sanottuna - taulukko, joka on täynnä numeroita (matriisi matemaattisesti).
Kunkin taulukon solun numeroa voidaan käyttää värien esittämiseen, ja näin solusta tulee pikseli, joka tarkoittaa ”kuvaelementtiä”. On olemassa monia tapoja koodata värejä numeerisesti. Esimerkiksi (luultavasti suoralinjaisin) määritellä nimenomaisesti numero-väri-vastaavuus kullekin arvolle, ts. 3 tarkoittaa tumman punaista, 17 vaalean vihreää ja niin edelleen. Tätä menetelmää käytettiin usein vanhemmissa muodoissa, kuten .gif, koska se mahdollisti tietyt kokoedut rajoitetun paletin kustannuksella.
Toinen tapa (yleisin) on käyttää jatkuvaa aluetta 0: sta 1: een (ei 255!), Jossa 0 tarkoittaa mustaa, 1 valkoista ja niiden välissä olevat numerot tarkoittavat vastaavan vaaleuden harmaita sävyjä. Näin saamme loogisen ja tyylikkäästi järjestetyn tavan edustaa yksiväristä kuvaa rasteritiedostolla.
Termi "yksivärinen" sattuu olemaan sopivampi kuin "mustavalkoinen", koska samaa tietojoukkoa voidaan käyttää kuvaamaan sävyjä mustasta mihin tahansa muuhun väreihin lähtölaitteesta riippuen - kuten monet vanhat näytöt olivat mustavalkoisia pikemminkin kuin mustavalkoinen.
Tämä järjestelmä voidaan kuitenkin helposti laajentaa täysvärikoteloon yksinkertaisella ratkaisulla - jokainen taulukon solu voi sisältää useita numeroita, ja taas on olemassa useita tapoja kuvailla väriä muutamalla (yleensä kolmella) numerolla 0-1 alue. RGB-mallissa ne tarkoittavat punaisen, vihreän ja sinisen valon määrää, HSV: ssä sävyä, kylläisyyttä ja kirkkautta vastaavasti. Mutta tärkeintä on huomata, että ne eivät silti ole vain numeroita, jotka koodaavat tietyn merkityksen, mutta joita ei tarvitse tulkita tällä tavalla.
Looginen yksikkö
Haluan nyt siirtyä siihen, miksi pikseli ei ole neliö: Se johtuu siitä, että taulukko, joka on rasterikuva, kertoo meille, kuinka monta elementtiä on kullakin rivillä ja sarakkeessa, missä järjestyksessä ne on sijoitettu, mutta ei mitään siitä, mikä muoto tai edes mikä osuus niistä on.
Voimme muodostaa kuvan tiedoston tiedoista eri tavoin, ei välttämättä monitorilla, mikä on vain yksi vaihtoehto lähtölaitteelle. Esimerkiksi, jos otamme kuvatiedostomme ja jaamme pikseliarvoihin verrannolliset kivet jollekin pinnalle, muodostamme silti olennaisesti saman kuvan.
Ja vaikka ottaisimme vain puolet sarakkeista, mutta kehotamme käyttämään kiviä kaksinkertaisesti levitykseen - tulos näyttäisi silti pääosin saman kuvan oikeilla mittasuhteilla, vain puolet vaakasuorista yksityiskohdista.
'Ohje' on tässä avainsana. Tätä käskyä kutsutaan kuvapisteen kuvasuhteeksi, joka kuvaa kuvan tarkkuuden (rivien ja sarakkeiden lukumäärä) ja mittasuhteiden välistä eroa. Sen avulla voit tallentaa kehyksiä vaakasuunnassa venytettyinä tai pakattuna, ja niitä käytetään tietyissä video- ja elokuvamuodoissa.
Puhutaan nyt tarkkuudesta - se näyttää kuvan yksityiskohtien enimmäismäärän, mutta ei kerro mitään siitä, kuinka paljon se todella sisältää. Huonosti kohdennettua valokuvaa ei voida parantaa riippumatta siitä, kuinka monta pikseliä kameran anturilla on. Samalla tavalla digitaalisen kuvan suurentaminen Photoshopissa tai missä tahansa muussa editorissa lisää tarkkuutta lisäämättä siihen mitään yksityiskohtia tai laatua - ylimääräiset rivit ja sarakkeet täytettäisiin vain alun perin naapuripikselien interpoloiduilla (keskiarvoistetuilla) arvoilla.
Samalla tavalla PPI-parametri (pikseliä tuumaa kohti, jota kutsutaan yleisesti myös nimellä DPI - pisteitä tuumassa) on vain käsky, joka vahvistaa kuvatiedoston tarkkuuden ja lähdön fyysisten mittojen välisen vastaavuuden. Joten PPI on melkein merkityksetön yksin, ilman kumpaakaan näistä kahdesta.
Mukautettujen tietojen tallentaminen
Palaten kuhunkin pikseliin tallennettuihin numeroihin, tietysti ne voivat olla mitä tahansa, mukaan lukien niin kutsutut alueen ulkopuoliset numerot (arvot yli 1 ja negatiiviset), ja kussakin solussa voi olla yli kolme numeroa. Näitä ominaisuuksia rajoittaa vain tietyn tiedostomuodon määritelmä, ja niitä käytetään laajasti OpenEXR: ssä mainitakseen yhden.
Useiden numeroiden tallentamisen kuhunkin pikseliin suuri etu on niiden riippumattomuus, koska kutakin niistä voidaan tutkia ja käsitellä erikseen yksivärisenä kuvana, jota kutsutaan nimellä Channel - tai eräänlaisena alirasterina.
Lisäkanavat tavallisiin värejä kuvaaviin punaisiin, vihreisiin ja sinisiin kanaviin voivat kuljettaa kaikenlaista tietoa. Neljäs oletuskanava on Alpha, joka koodaa peittävyyttä (0 tarkoittaa läpinäkyvää pikseliä, 1 tarkoittaa täysin läpinäkymätöntä). Z-syvyys, normaalit, nopeus (liikevektorit), maailman sijainti, ympäröivä tukkeuma, tunnukset ja kaikki muu mitä voit ajatella, voidaan tallentaa joko lisä- tai pää-RGB-kanaviin.
Joka kerta kun piirrät jotain, päätät, mitkä tiedot sisällytetään ja mihin ne sijoitetaan. Samalla tavalla päätät sommittelussa kuinka hallita hallussaan olevia tietoja halutun tuloksen saavuttamiseksi. Tämä numeerinen ajattelutapa kuvista on ensiarvoisen tärkeää, ja siitä on suurta hyötyä visuaalisten tehosteiden ja liikegrafiikan parissa.
Edut
Tämän ajattelutavan soveltaminen työhön - kun käytät renderöintilippuja ja suoritat sävellystyötä - on elintärkeää.
Esimerkiksi värin peruskorjaukset eivät ole muuta kuin elementaariset matemaattiset operaatiot pikseliarvoilla, ja niiden näkeminen on melko välttämätöntä tuotantotyössä. Lisäksi matemaattiset operaatiot, kuten summaaminen, vähennyslasku tai kertolasku, voidaan suorittaa pikseliarvoille, ja sellaisilla tiedoilla kuin Normaali ja Paikka monia 3D-varjostustyökaluja voidaan jäljitellä 2D-muodossa.
Sanat: Denis Kozlov
Denis Kozlov on asiantuntijaryhmä, jolla on 15 vuoden kokemus elokuva-, TV-, mainonta-, peli- ja koulutusalalta. Hän työskentelee tällä hetkellä Prahassa VFX-valvojana. Tämä artikkeli ilmestyi alun perin 3D World -lehdessä 181.
