Током овог тромесечја  ћемо се бавити мултимедијама.

Стога хајде да уведемо шта је појам мултимедија. Као што име каже мултимедија је назив за неки садржај који је састављен/садржи више од једног медија. Под медијима подразумјевамо садржаје попут: текста, звука (музика, говор итд.), графике/слика, видеа, анимација и интерактивности. Нпр. Паурпоинт презентација садржи слике и текст се сматра мултимедијалним садржајем, док класична књига која само садржи текст није мултимедија.

Текстом смо се бавили током прошлог тромесечја смо се бавили текстом тако да је вријеме да се бавимо сликом и графиком, макар теоријским дијелом.

 

Постоје два начина рада/представљања/чувања графике: векторски и растерски.

Векторска графика користи примитивне облике (линије, криве, правоугаонике, елипсе итд) на представи компликоване сцене.

Растерска графика слику дијели на мрежу квадрата, које зовемо пикселима. Ова мрежа пикела се такође често зове битмапом. Сваки пиксел има одређену боју. Слика може бити или сивоскалирана (твз. Црно-бијела слика) у којем случају „свјетлину“ пиксела представља један број. Уколико је слика у боји, било коју боју[1] можемо представити са три друге независне боје. Независне су оне три боје, код којих мјешањем било које двије од њих не можемо добити трећу. У рачунарима се обично користе црвена, зелена и плава и ова група се обиљежава са RGB.

Димензије слике (ширина x висина) изражене у пикселима називамо резолуцијом.

На слајду имамо примјер смајлија који је представљен растерски. Као што се види такве слике су састављене од квадратних пиксела. На слици такође можемо видјети како рачунар памти боје. Што су компонентне боје јаче резултантна боја је свијетлија. Жуту боју рачунар памти као комбинацију црвене и зелене.

 

Већина слика/графике на коју можете налетјети на интернету или имате на рачунару је представљена растерски. Један од разлога је што већина тих графика су слике из стварног живота и таква графика је једноставно прекомпликована за представити примитивним облицима.

Векторска графика се већином користи за једноставнију графику гдје нам је битна прецизност. Векторска графика се користи у КЕД (Computer Aided Design) програмима попут АутоКЕД-a, и програмима за дизајнирање попуд Корел Дравa. Офис програми такође омогућавају укључивање векторске графике у документа.

 

~ отварање Ворда ~

 

У Ворду облици су примјер векторске графике.

 

~ убацивање квадрата и звијезде ~

 

Добра ствар код векторске графике је што рачунар памти својства свих облика тако да у сваком тренутку можемо промјенити било који од њих.

 

~ мјења величину звијезде ~

 

Највећа предност векторске графике је прецизност тј. да мијењањем њене величине не мјењамо њену оштрину. Векторска графика је прецизна јер је сачињена из примитивних облика које је лако описати математички, стога за рачунар је тривијално у сваком тренутку израчунати опсег који захвата сваки облик.

 

~ зумира и одзумира векторску графику у Ворду. ~

~ мијења величину векторске графике у ворду ~

 

Са друге стране код растерске графике ЈАКО је важна резолуција тј. број пиксела и она је стога јако осјетљива на промјену димензија.

 

~ демонстрација копирањем векторског елемента у Пеинт ~

 

~ затим повећати елемент у Пеинту ~

 

Као што се може видјети повећањем растерског елемента не добија се на прецизности. Стога је веома важно код растерске графике користити графику довољно високе резолуције. Ниска резолуција је разлог што када у презентацију убаците слику и раширите је преко цијелог слајда она изгледа ужасно мутно.

 

~ демонстрација у Ворду ~

 

Уколико желите користити неку слику као позадину слајда, резолуција слике мора бити већа од резолуције уређаја на којем ће бити приказана. Данашњи монитори од 22 инча имају резолуцију од 1920 х 1080, док пројектори имају обично нижу резолуцију 1024 х 768 или чак 800 х 600.

 

На слајду је још један примјер векторске (горња елипса) и растерске (доњаелипса) графике.

 

ДПИ (Ди-Пи-Ај) што је скраћеница за dots per inch је термин који се јавља када желимо графику приказати на неком физичком медијуму попут папира. Као што му име говори ДПИ говори колико пиксела ће представити један инч на папиру. Недовољно висок ДПИ ће проузроковати да се на папиру виде квадратни пиксели растерске слике.

У обрнутом правцу (физички медијум => меморија) приликом процеса скенирања ДПИ дефинише колика ће бити резолуција крајње слике. Наравно већи ДПИ већи квалитет слике, већа слика али такође више меморије ће бити заузето. За скенирање ДПИ од 300 је неки оптималан број док је 100 минимум.

 

Што се тиче питања како рачунар у меморији памти графику ту се ствари опет разликују кот векторске и растерске графике.

Код векторске графике као што смо већ рекли памте се својства примитивних елемента која их дефинишу.

 

~ отварање Ворда и демонстрација над облицима ~

 

Својства попут ширине, висине, растојања од ивица, боја елемента и линије итд. Су својства која дефинишу у потпуности неки елемент. Свако од ових својстава релативно је лако представити бројем и стога се један елемент у меморији може лако запамтити са тек шачицом бројева.

Са друге стране код растерске графике морамо запамтити сваки пиксел посебно. Свака растерска слика мора такође дефинисати са колико бита се представља боја пиксела. Већи број бита значи да већи број нијанси може бити на слици.

Традиционалне величине пиксела у битима су 8, 16, 24 и 32 бита. Уколико је слика сивоскалирана 8 бита по пикселу значи да се на слици могу приказати 2⁸=256 различитих нијанси сиве.

Уобичајени начин представљања боја је да се користи 24 бита, 8 бита по боји и да се користе RGB боје. У том случају интензитет сваке компонентне боје се може представити са бројем 0-255. Уколико се жели да графика садржи одређене прозирне дијелове, онда се користи 32 бита, тј. 24 бита за три боје плус 8 битна компонента која дефинише прозирност пиксела.

 

На слајду је приказана једна мала слика димензија 5 х 3 пиксела. Испод ње видимо како би она била представљена у меморији. Да ови бројеви би били представљени 8битним бинарним бројевима али ради јасности и уштеде простора овдје су коришћени декадни бројеви.

Пошто меморија није табела, битмапа се разложи обично по редовима у меморији. У овом случају смо користили формат пиксела код кога је боја представљена са три броја и то по реду црвена, зелена и плава.

Наравно црвена боја рвог пиксела је представљена са 255-0-0 а плава са 0-0-255. Црна боја је 0-0-0. Код сивих боја интензитети сва три канала су исти, у овом случају 100. Жута је представљена као мјешање црвене и зелене или 255-255-0.

 

На овај начин се растерска графика представља у меморији, радној меморији, али када исту графику желимо снимити на спољну/сталну меморију у облику фајла имамо више избора.

Један од проблема са растерском графиком је да сваки пиксел мора бити представљен са 3 броја. То значи да за битмапу од 5 милиона пиксела (5 мега пиксела) је потребно снимити 5 х 3 = 15 милиона бројева. Ако сваки број заузима 1 бајт и снимимо ову битмапу директно на хард диск, направићемо фајл 15 МB велик, што је много. Стога се слике на хард диску обично чувају са неким нивоом компресије. Према томе слике можемо на спољну меморију сачувати: без компресије, компримоване без губитака и комприноване са губицима.

 

~ слајд са сликом без компресије ~

 

Проблем компресије демонстрираћемо на слици „камерман“ која се често користи у науци обраде слика. Ова слика снимљена у БМП формату који не користи компресију тежи 66 kB.

 

~ слајд са сликом са компресијом без губитака ~

 

Иста слика снимљена у ПНГ формату тј, компримована без губитака тежи око 49 kB.

Код компресија са губицима могуће је одредити ниво компресије. Већи ниво нажалост значи и да је више података о слици одбачено као небитно и стога се разлика од оригиналне слике повећава.

Демонстрираћемо ово на примјеру JPEG компресије са губицима. Код ове компресије се приликом снимања задаје параметрар квалитета. Што је већи параметар слика ће мање бити различита од оригинала али ће компресија бити мања.

 

~ ЈПЕГ квалитет 100 ~

 

ЈПЕГ слика са максималним квалитетом се минимално разликује од оригинала али зато и није нешто превише мања од слике компримоване компресијом без губитака.

 

~ ЈПЕГ квалитет 75 ~

 

Малим смањењем квалитета са 100 на 75 добијамо велико побољшање у величини слике. Слика и даље визуелно изгледа идентично оригиналу иако оштрооки гледаоци би требало да саа могу а спазе благе артифакте компресије близу ивицама у једнобојним областима.

 

~ ЈПЕГ квалитет 50 ~

 

Слика је сада 4,4 пута мања од оригинала и артифакти су могуће примјетљивији.

 

~ ЈПЕГ квалитет 25 ~

 

Артифакти су сада примјетни, посебно на небу око камере јер камерино шаренило узрокује артифакте на сусједном небу.

 

~ ЈПЕГ квалитет 0 ~

 

Слика је сада смањена на 13 пута мању величину али је такође сада значајно различита у односу на оригинал.

 

Ови односи између компримоване и некомпримоване слике зависе јако од слике која се компримује и могу бити већи или мањи за различите слике.

 

Стога можемо закључити да је веома важно одабрати прави формат за било какву графику коју чувамо, и ако се користи компресија са губицима треба пажљиво одабрати ниво компресије како би се направио баланс између величине фајла и визуелне идентичности са оригиналом.

Оригинале графика које направите веома је добро сачувати у неком формату без губитака а другима дијелити мање слике са непримјетним губицима.

 

~ Слајд са форматима ~

 

Што се тиче самих формата/фајлова у којима графика може бити снимљена, ситуација је опет различита зависно од тога да ли је графика у питњу векторска или растерска.

Векторску графико можемо снимити у растерском облику али тиме се губе њене векторске особине. Обрнуто није могуће

Скоро сваки програм за векторску графику има свој посебни формат фајла подесан за сопствене потребе.

Универзалин формат за векторску графику који се најчешће да срести на интернету је SVG. SVG као и сва векторска графика памти цртеже тако што пами својства примитивних елемената који га сачињавају.

 

~ демонстрирај СВГ формат ~

 

Што се растерских формата тиче покрићемо само најпопуларније.

БМП формат као што смо већ рекли снима слике без компресије на начин који смо већ покрили када смо причали о чувању слика у радној меморији. Пошто нема компресију лако је предвидјети приближну величину било које слике снимљене у њему.

Рецимо претходна слика камерман је сивоскалирана слика димензија 256 х 256 пиксела. Стога ће БМП верзија те слике тежити 256 х 256 пиксела  х 1 B/пикселу ≈ 65kB, што је веома близу стварној тежини БМП слике од 66 kB. Стварни фајл је већи јер БМП фајлови имају заглавље које дефинише ствари као димензије слике и формат пиксела прије него што почну да набрајају боје пиксела.

 

ГИФ омогућава снимање слика компресијом без губитака. Ограничавајући фактор код ГИФ-а је чињеница да може снимити до 256 различитих боја. Ово ограничење је проузроковано начином на који ГИФ функционише. Наиме ГИФ прво одабере 256 (или мање) боја са слике да уврси у своју палету боја и свакој тој боји додијели број 0 до 255.

 

~ демонстрација ~

 

Сада умјесто да памти 3 броја за сваки пиксел сада памти број најближе боје из палете. Већ тиме је већичина фајла смањена на једну трећину ако је оригинал био у боји. Затим користи LZW компресију да компримује тај низ бројева боја. Број боја у палети се може подесити на степене броја 2 мање од 256 такође ако је потребна већа компресија.

ГИФ такоће може да запамти који су пиксели прозирни.

ГИФ има интересантну могућност да садржи више од једне слике у себи. Ова особина се данас користи за прављење гиф анимација.

ПНГ формат је данас увелико превазишао ГИФ за чување слика без компресије али ГИФ се и даље често на интернету користи за ГИФ анимације.

 

ЈПЕГ (чита се на енглеском Џејпег, или га читај по Вуку Јпег) формат за чување слика са компресијом са губицима је данас највише коришћени формат за чување. Истиче се високим нивоом компресије, и квалитет резултантне слике ако се погоди оптималан ниво компресије. ЈПЕГ дијели слику на 8 х 8 пиксела велике блокове.

 

~ камерман примјер ~

 

Компјутер обрађује сваки блок посебно и задржава само најважније. Колико ће података бити задржано одређује задани квалитет компресије. Већи квалитет, мање ће података бити обачено, слика ће бити вјернија оригиналу али и већа. Код ЈПЕГ-а као што смо видјели важно је правилно одабрати ниво квалитета.

 

~ демонстрација на слици школе ~

 

ПНГ формат је функционално јако сличан ГИФ формату. Он омогућава снимање слика компресијом без губитака. За разлику од ГИФ-а има режим који омогућава снимање више од 256 боја. За разлику оф ГИФ-а не омогућава прављење анимација.

 

Што се видеа тиче код њега је компесија још важнија. Као што већ знамо видео није ништа друго него одређен број (обично 24) слика приказаних током једне секунде. Уколико би смо снимали сваки од тих снимака без компресије за видео у боји са резулуцијом од 1280 х 720 (720p) требало би нам 1280 х 720 пиксела х 3 B/пикселу х 24 снимка/секунди = 63 МB за један секунд видеа. 20 минутни видео ви на хард диску заузео 74 GB. Чак и ако би компримовали све фрејмове ЈПЕГ компресијом смањили би смо величину фајла тек нешто више од 10 пута.

Због овога видео компресори не компримују сваки фрејм одвојено. Одаберу се кључни фрејмови (фрејм је један снимак видеа) (keyframe) видеа и само се они у потпуности сниме ЈПЕГ компресијом. Фрејмови између кључних фрејмова се снимају на тај начин да се биљеже САМО промјене између претходног и тренугног слајда. На овај начин се остварује огромна уштеда на простору који видео заузима.

Што се тиче самог чувања на диску и фајлова, код видеа ствари нису тако једноставне као код слика гдје формат фајла обично дефинише како и јели фајл компримован. Такође за видео треба чувати слику и звук у једном фајлу. Стога код видеа постоје контејнер фајлови и кодеци.

Контејнер фајлови служе да у себи садрже звук и слику компримовану неким кодецима. Неки од популарних контејнера су: AVI, MP4, MKV итд. Кодеци су задужени за компресију илити „кодовање“ видеа у његов мањи компресован облик. Данашњи контејнери се дизајнирају тако да могу у себи садржати видео или аудио кодован различитим кодецима. Неки од најпопуларнијих кодека данас су H.264 (YouTube користи овај кодек) и разни MPEG кодеци.