Prelucrarea imaginilor digitale

Noțiuni despre tipuri de imagini digitale și utilizarea unui program de editare grafică la nivel elementar.

Imagini raster și imagini vectoriale

Există două moduri complet diferite de a descrie o imagine într-un calculator, iar aproape toate întrebările din capitol pornesc de la această distincție.

Imaginea raster (bitmap) este o matrice de pixeli. Fiecare pixel este un pătrățel colorat, iar fișierul memorează culoarea fiecăruia. O fotografie de 1920 x 1080 conține 2.073.600 de pixeli, fiecare cu propria culoare. Consecința directă: la mărire, pixelii se măresc și ei, iar imaginea devine pixelată — apar pătrate vizibile și contururi zimțate. Informația care lipsește nu poate fi inventată; programele o aproximează prin interpolare, dar detaliul real nu se recuperează. Formate raster: JPEG, PNG, GIF, BMP, TIFF, WEBP.

Imaginea vectorială memorează descrieri matematice ale obiectelor: un cerc cu centrul în punctul dat, de rază dată, cu un anumit contur și o anumită umplere. La afișare, programul recalculează forma pentru dimensiunea cerută, deci imaginea rămâne perfect clară la orice scară, iar fișierul rămâne mic. Formate vectoriale: SVG, AI, EPS, CDR.

Alegerea corectă:

• fotografii, capturi de ecran, texturi – obligatoriu raster; o fotografie nu poate fi descrisă prin ecuații;
• sigle, pictograme, hărți, scheme, text stilizat – vectorial; aceeași siglă trebuie să arate impecabil și pe o carte de vizită, și pe un banner de zece metri.

O conversie vector spre raster (numită rasterizare) se face oricând și fără probleme. Conversia inversă, raster spre vector (vectorizare), este o aproximare cu rezultate bune doar pentru forme simple și plate.

Rezoluție, dimensiune și adâncime de culoare

Trei mărimi se confundă permanent, iar examenul exact pe această confuzie insistă.

Dimensiunea în pixeli este numărul de pixeli pe lățime și pe înălțime, de exemplu 1920 x 1080. Ea spune câtă informație conține imaginea.

Rezoluția exprimă densitatea pixelilor pe unitatea de lungime, măsurată în ppi (pixeli per inch) pentru ecran sau dpi (puncte per inch) pentru tipar. Rezoluția are sens doar când imaginea este afișată sau tipărită la o dimensiune fizică. Repere: 72-96 ppi pentru ecran, 300 dpi pentru tipar de calitate. Aceeași imagine de 1920 x 1080 poate fi tipărită mare și prost, sau mică și impecabil — pixelii sunt aceiași, se schimbă doar densitatea.

Adâncimea de culoare este numărul de biți alocați fiecărui pixel. Cu n biți se pot reprezenta 2 la puterea n culori:

• 1 bit – 2 culori (alb-negru);
• 8 biți – 256 de culori sau 256 de nuanțe de gri;
• 24 de biți (True Color) – 8 biți pentru fiecare canal R, G, B, deci 16.777.216 de culori;
• 32 de biți – 24 de biți de culoare plus 8 biți de canal alfa (transparență).

Dimensiunea unui fișier raster necomprimat se calculează simplu: lățime x înălțime x adâncime în biți, împărțit la 8 pentru octeți. O imagine de 800 x 600 la 24 de biți ocupă 800 x 600 x 3 = 1.440.000 de octeți, adică aproximativ 1,37 MiB. Formatele comprimate reduc mult această valoare.

De aici se înțelege și de ce e greșit să mărești o imagine mică pentru tipar: pentru un afiș A4 la 300 dpi ai nevoie de circa 2480 x 3508 pixeli, iar o poză de 800 x 600 nu îi are de unde produce.

Formate de fișiere și compresie

Alegerea formatului este, în practică, alegerea tipului de compresie.

Compresia fără pierderi (lossless) reconstituie exact imaginea originală; nu se pierde niciun pixel. Compresia cu pierderi (lossy) aruncă informație pe care ochiul o sesizează greu, obținând fișiere mult mai mici, dar ireversibil degradate.

• JPEG (.jpg) – compresie cu pierderi, reglabilă prin nivelul de calitate. Ideal pentru fotografii. Nu suportă transparență. Fiecare resalvare recomprimă imaginea și adaugă degradare (artefacte în jurul muchiilor și al textului) — deci nu se folosește ca format de lucru.
• PNG (.png) – compresie fără pierderi, cu suport pentru transparență (canal alfa). Ideal pentru sigle, capturi de ecran, imagini cu text și linii clare. Pentru fotografii dă fișiere considerabil mai mari decât JPEG.
• GIF (.gif) – maximum 256 de culori, fără pierderi în limita paletei, cu transparență binară și animație. Potrivit pentru animații scurte și simple, nefolositor pentru fotografii.
• BMP (.bmp) – practic necomprimat; fidel, dar foarte voluminos.
• TIFF (.tif) – calitate maximă, folosit în tipografie și arhivare.
• SVG (.svg) – vectorial, bazat pe text de tip XML; scalabil la infinit, editabil într-un editor de text, ideal pentru web.
• WEBP – format modern, compresie mai eficientă decât JPEG și PNG, cu ambele moduri și transparență.

Regula practică pe care merită să o reții: fotografie fără transparență, JPEG; grafică cu linii, text sau transparență, PNG; siglă sau pictogramă, SVG.

Operații de editare și lucrul cu straturi

Operațiile elementare, cu diferențele care se cer explicit:

• Redimensionarea (scale/resize) schimbă numărul de pixeli ai întregii imagini. Se face păstrând raportul de aspect, altfel imaginea se deformează. Micșorarea aruncă pixeli definitiv, deci imaginea micșorată și apoi mărită la loc nu revine la calitatea inițială.
• Decuparea (crop) păstrează doar o porțiune din imagine și elimină restul; nu schimbă scara părții rămase. Diferența față de redimensionare este întrebare sigură.
• Rotirea cu 90, 180 sau 270 de grade se face fără pierderi; rotirea cu un unghi oarecare cere recalcularea pixelilor și înmoaie ușor detaliile.
• Oglindirea (flip) răstoarnă imaginea pe orizontală sau pe verticală.
• Ajustările tonale: luminozitate, contrast, saturație, nuanță, plus histograma, care arată distribuția tonurilor și trădează o poză subexpusă sau supraexpusă.
• Filtrele: estompare (blur), accentuare (sharpen), reducere de zgomot.

Straturile (layers) sunt niveluri transparente suprapuse, fiecare cu conținutul lui. Ele permit editarea nedistructivă: modifici textul de pe stratul superior fără să atingi fotografia de dedesubt. Fiecare strat are ordine în stivă, opacitate, mod de amestecare și poate fi ascuns sau blocat. Masca de strat ascunde selectiv părți dintr-un strat, fără să le șteargă.

Atenție la două capcane: aplatizarea (flatten) unește toate straturile într-unul singur și pierde definitiv posibilitatea de a le mai edita separat; iar salvarea în JPEG sau PNG aplatizează automat, pentru că aceste formate nu memorează straturi. De aceea proiectul se păstrează în formatul propriu al aplicației (.xcf pentru GIMP, .psd pentru Photoshop), iar JPEG-ul sau PNG-ul se produc doar la export.

Selecțiile (dreptunghiulară, eliptică, liberă, baghetă magică, după culoare) limitează efectul oricărei operații la zona aleasă.

Modele de culoare și optimizarea pentru web sau tipar

RGB (Red, Green, Blue) este un model aditiv: culorile se obțin prin adăugarea de lumină. Este modelul ecranelor, care emit lumină. Toate cele trei componente la maximum dau alb, toate la zero dau negru. Fiecare componentă are, de regulă, valori între 0 și 255, notate frecvent hexazecimal: #FF0000 este roșu pur, #00FF00 verde, #FFFFFF alb, #000000 negru.

CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Key/blacK) este un model substractiv: cernelurile scad din lumina reflectată de hârtie. Este modelul tiparului. Aici, absența cernelii înseamnă alb (culoarea hârtiei), iar suprapunerea cernelurilor tinde spre negru; componenta K se adaugă pentru un negru real și pentru economie de cerneală.

Consecința practică: gama de culori reproductibile în CMYK este mai îngustă decât în RGB. Un verde-neon strălucitor pe ecran iese, la tipar, șters — nu pentru că imprimanta e defectă, ci pentru că acea culoare nu poate fi obținută din cerneluri.

Alte modele: HSB/HSV (nuanță, saturație, luminozitate), mai intuitiv pentru alegerea culorilor de către om, și scara de gri.

Optimizarea la export:

• pentru web – RGB, dimensiune în pixeli exact cât e nevoie pe pagină, 72-96 ppi, JPEG pentru fotografii cu calitate 70-85%, PNG pentru grafică și transparență, SVG pentru sigle; se șterg metadatele inutile. O imagine ușoară înseamnă pagină care se încarcă repede;
• pentru tipar – CMYK, 300 dpi la dimensiunea fizică finală, format TIFF sau PDF, plus zonă de bleed dacă imaginea trebuie să iasă până la marginea tăiată a hârtiei.

Un ultim reflex util: nu încărca pe web o fotografie de 6000 x 4000 pixeli pentru o zonă de 600 de pixeli lățime. Browserul o va afișa mic, dar utilizatorul va descărca tot fișierul, de zeci de ori mai mare decât era nevoie.

Test — 6 întrebări ca la examen