Content
Tot i que els fitxers d’imatges ràster que omplen els nostres ordinadors i vides s’utilitzen amb més freqüència per representar imatges, em sembla útil que un artista de CG tingui una altra perspectiva: una de geekier. I, des d'aquesta perspectiva, una imatge ràster és essencialment un conjunt de dades organitzades en una estructura particular, per ser més específics: una taula plena de nombres (una matriu, matemàticament parlant).
El número de cada cel·la de la taula es pot utilitzar per representar un color i és així com la cel·la es converteix en un píxel, que significa "element de la imatge". Existeixen moltes maneres de codificar els colors numèricament. Per exemple, (probablement el més senzill) per definir explícitament una correspondència de número a color per a cada valor, és a dir. 3 significa vermell fosc, 17 de verd pàl·lid, etc. Aquest mètode s'utilitzava sovint en formats antics com .gif, ja que permetia certs avantatges de mida a costa d'una paleta limitada.
Una altra forma (la més comuna) és utilitzar un interval continu de 0 a 1 (no 255!), On 0 significa negre, 1 per blanc i els números intermedis denoten els tons grisos de la claredat corresponent. D’aquesta manera aconseguim una manera lògica i elegantment organitzada de representar una imatge monocroma amb un fitxer ràster.
El terme "monocrom" és més adequat que "blanc i negre", ja que es pot utilitzar el mateix conjunt de dades per representar gradacions del negre a qualsevol altre color en funció del dispositiu de sortida, com molts monitors antics eren en blanc i negre. més que en blanc i negre.
Aquest sistema, però, es pot ampliar fàcilment a la caixa a tot color amb una solució senzilla: cada cel·la de la taula pot contenir diversos números i, de nou, hi ha diverses maneres de descriure el color amb pocs (normalment tres) números cadascun en 0-1 abast. En un model RGB, representen la quantitat de llum vermella, verda i blava, i en HSV representen el to, la saturació i la brillantor en conseqüència. Però el que és vital assenyalar és que encara no són res més que números, que codifiquen un significat concret, però no s’han d’interpretar d’aquesta manera.
Una unitat lògica
Ara deixeu-me passar per què un píxel no és un quadrat: és perquè la taula, que és el que és una imatge ràster, ens indica quants elements hi ha a cada fila i columna, en quin ordre es col·loquen, però res sobre quina forma o fins i tot quina proporció són.
Podem formar una imatge a partir de les dades d’un fitxer per diversos mitjans, no necessàriament amb un monitor, que és només una opció per a un dispositiu de sortida. Per exemple, si prenem el nostre fitxer d'imatges i distribuïm còdols de mides proporcionals als valors de píxels en alguna superfície, continuarem formant essencialment la mateixa imatge.
I fins i tot si prenem només la meitat de les columnes, però ens instruïm a utilitzar les pedres dues vegades més amples per a la distribució, el resultat continuaria mostrant principalment la mateixa imatge amb les proporcions correctes, només falta la meitat dels detalls horitzontals.
'Instruir' és la paraula clau aquí. Aquesta instrucció s’anomena relació d’aspecte de píxels, que descriu la diferència entre la resolució de la imatge (nombre de files i columnes) i les proporcions. Us permet emmagatzemar fotogrames estirats o comprimits horitzontalment i s’utilitza en determinats formats de vídeo i pel·lícula.
Ara parlem de resolució: mostra la quantitat màxima de detalls que pot contenir una imatge, però no diu res sobre la quantitat real que conté. No es pot millorar una fotografia mal enfocada, independentment de quants píxels tingui el sensor de la càmera. De la mateixa manera, augmentar la mida d'una imatge digital a Photoshop o qualsevol altre editor augmentarà la resolució sense afegir-hi cap detall ni qualitat; les files i columnes addicionals només s'omplirien amb valors interpolats (promediats) de píxels veïns originalment.
De manera similar, un paràmetre PPI (píxels per polzada, també anomenat DPI - punts per polzada) només és una instrucció que estableix la correspondència entre la resolució del fitxer d’imatge i les dimensions físiques de la sortida. I, per tant, l’IPP no té gaire sentit per si sol, sense cap d’aquests dos.
Emmagatzematge de dades personalitzades
Tornant als números emmagatzemats a cada píxel, és clar que poden ser qualsevol, inclosos els anomenats números fora de rang (valors superiors a 1 i negatius), i hi pot haver més de tres números emmagatzemats a cada cel·la. Aquestes funcions només estan limitades per la definició del format de fitxer i s’utilitzen àmpliament a OpenEXR per nomenar-ne una.
El gran avantatge d’emmagatzemar diversos nombres a cada píxel és la seva independència, ja que cadascun d’ells es pot estudiar i manipular individualment com una imatge monocroma anomenada Channel, o una mena de sub-ràster.
Els canals addicionals als vermells, verds i blaus habituals que descriuen el color poden portar tota mena d’informació. El quart canal per defecte és Alpha, que codifica l'opacitat (0 significa un píxel transparent, 1 significa totalment opac). La profunditat Z, els valors normals, la velocitat (vectors de moviment), la posició mundial, l’oclusió ambiental, les identificacions i qualsevol altra cosa que es pugui pensar es poden emmagatzemar als canals RGB addicionals o principals.
Cada vegada que mostreu alguna cosa, decidiu quines dades voleu incloure i on col·locar-les. De la mateixa manera, decidiu en la composició com manipular les dades que teniu per aconseguir el resultat que desitgeu. Aquesta forma numèrica de pensar les imatges té una importància cabdal i us beneficiarà enormement en els vostres efectes visuals i treballs de gràfics en moviment.
Els beneficis
Aplicar aquesta manera de pensar al vostre treball (a mesura que utilitzeu passos de renderització i realitzeu el treball de composició) és vital.
Les correccions bàsiques de color, per exemple, no són altra cosa que operacions matemàtiques elementals sobre els valors de píxels i veure-les és força essencial per al treball de producció. A més, es poden realitzar operacions matemàtiques com la suma, la resta o la multiplicació de valors de píxels, i amb dades com Normals i Posició es poden imitar moltes eines d’ombrejat 3D en 2D.
Paraules: Denis Kozlov
Denis Kozlov és generalista de CG amb 15 anys d’experiència en les indústries del cinema, la televisió, la publicitat, el joc i l’educació. Actualment treballa a Praga com a supervisor de VFX. Aquest article va aparèixer originalment al número 181 de 3D World.
