Post on 04-Mar-2020
Studia Podyplomowe – Techniki Wizualizacji
Wrocław 2007
Inżynieria obrazów cyfrowych
Ćwiczenie 7
GIMP – zarządzanie kolorem, tekst na obrazie
Celem ćwiczenia jest pokazanie możliwości zastosowania programu GIMP do pracy
z obrazem barwnym.
Rozważane będą następujące zagadnienia:
poprawianie jakości obrazu fotograficznego,
tryby obrazu i ich wzajemne konwersje,
nanoszenie na obraz tekstów.
1. Poprawianie jakości obrazu
Narzędzia do poprawiania jakości obrazu kryją pozwalają na poprawiane obrazów
fotograficznych w zakresie jaki sobie na pierwszy rzut oka trudno nawet wyobrazić.
Oczywiście nie można przy ich pomocy uwidocznić treści, których w obrazie w oczywisty
sposób nie ma, bowiem zostały zniszczone na przykład przez złe naświetlenie. Jednak
w wielu przypadkach zabiegi korekcyjne pozwalają na prawie całkowite wyeliminowanie
efektów błędów ekspozycji popełnionych przy wykonywaniu zdjęcia, czy efektów złego
oświetlenia. Poniższy przykład pokazuje jak przy pomocy kilku prostych operacji można
w znacznym stopniu pooprawiać jakość źle naświetlonego zdjęcia.
Przykładowa procedura poprawy jakości obrazu fotograficznego
Należy poprawić zdjęcie pokazane na rysunku 6. Jak łatwo zauważyć zdjęcie nie jest
idealne. Widać wyraźnie niebieską dominantę barwną. Zdjęcie jest także trochę nieostre.
Doc. dr inż. Jacek Jarnicki
Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki
Politechniki Wrocławskiej
jacek.jarnicki@pwr.wroc.pl
Studia Podyplomowe – Techniki Wizualizacji
Wrocław 2007
Rys. 1. Obraz oryginalny
Można spróbować poprawić obraz wykonując następująca procedurę.
Wczytać obraz źródłowy z pliku Foto_1.jpg
Wykonać polecenie Narzędzia, Narzędzia kolorów, Poziomy i ustawić Poziomy
wejściowe na około 1.15 do 1.20 cały czas obserwując efekt wykonywanej zmiany.
Zaakceptować wybór przez naciśniecie przycisku OK
Usunąć błękitną dominantę barwną wybierając Narzędzia, Narzędzia kolorów, Balans
kolorów i ustawiając suwak Żółty – Niebieski na około -30.
Wykonać polecenie Narzędzia, Narzędzia kolorów, Odcień i nasycenie i zmienić
nasycenie na około 20.
Przy pomocy polecenia Narzędzia, Narzędzia kolorów, Jasność i kontrast poprawić
w najlepszym stopniu oba parametry.
Poprawić jeszcze bardziej obraz stosując jeden z bardzo wielu dostępnych algorytmów
filtracji np. Filtry, Uwydatnianie, Wzmocnienie.
Przetworzony obraz pokazano na rysunku 2.
Studia Podyplomowe – Techniki Wizualizacji
Wrocław 2007
Rys. 2. Obraz poprawiony
Oczywiście zaprezentowana powyżej procedura nie jest obligatoryjna, porządkuje jednak
tok postępowania i warto ją zapamiętać. Narzędzia kolorów oferują jeszcze wiele innych
możliwości kształtowania obrazu, jednak optymalne ich wykorzystanie nie jest wcale łatwe.
Stosowania narzędzi do kształtowania koloru można się nauczyć jedynie przez samodzielne
eksperymenty z różnym obrazami. Dla posumowania niniejszego punktu proponuje się
powtórzyć wykonane zadanie bez instrukcji.
2. Tryby, konwersje pomiędzy trybami
W programie GIMP wyróżnia się trzy tak zwane tryby, które odpowiadają trzem rodzajom
obrazów rozważanych w ćwiczeniu 2. W polskiej wersji programu noszą one nazwy:
RGB
Odcienie szarości
Indeksowany
Pierwszy tryb służy kodowania obrazu z wykorzystaniem modelu barw RGB, drugi
„Odcienie szarości” ma zastosowanie w przypadku obrazów monochromatycznych, natomiast
tryb indeksowany pozwala po konwersji obrazu do zapisu indeksowego, na manipulowanie
paletą barw przez jej edycję i wymianę.
Studia Podyplomowe – Techniki Wizualizacji
Wrocław 2007
Zmiana trybu zapisu obrazu
Po wczytaniu obrazu, znajduje się on w takim trybie, jaki wynika z informacji
umieszczonej w pliku, w którym był on zapisany. Dla przykładu po wykonaniu (tak jak
w poprzednim ćwiczeniu) poleceń Plik, Otwórz, …, Foto_2.jpg, pojawi się okno
z odczytanym obrazem (rys. 3) a na jego głównej belce, po nazwie pliku i rozdzielczości,
wypisany zostanie tryb. W tym przypadku jest to tryb RGB, czyli każdy piksel obrazu opisy
jest przy pomocy trzech liczb określających jago barwę według modelu kolorów RGB.
Rys. 3. Obraz barwny w trybie RGB
Zamiana z trybu „RGB” na „Odcienie szarości ” jest prosta. Należy wykonać polecenia
Obraz, Tryb, Odcienie szarości i obraz barwny zostanie zamieniony na monochromatyczny.
Obraz po konwersji można zapisać do pliku w wybranym formacie. Oczywiście po
odczytaniu zapisanego do pliku obrazu monochromatycznego, ponowne przywrócenie postaci
kolorowej nie będzie już możliwe, bowiem w procesie konwersji informacja o kolorze została
utracona. Można oczywiście przeprowadzić konwersję z obrazu monochromatycznego na
obraz zapisany w trybie RGB przy pomocy poleceń Obraz, Tryb, RGB. W tym przypadku
obraz na ekranie pozostanie nadal monochromatyczny, ale w zapisie zakodowany zostanie
jako obraz w trybie RGB. Każdy punkt takiego obrazu opisany będzie przy pomocy trzech
liczb określających zawartości trzech kolorów podstawowych, tyle że liczby te dla każdego
piksela będą równe.
Bardziej interesującym przypadkiem jest konwersja wykorzystująca tryb indeksowany.
W tym przypadku obraz po konwersji zapisany zostanie przy pomocy dwóch tablic, tablicy
kolorów zwanej paletą i tablicy indeksów opisujących przypisanie kolorów z palet do pikseli
obrazu (patrz ćwiczenie 2). Aby przekształcić obraz barwny zapisany w trybie RGB na obraz
indeksowany trzeba wydać polecenia Obraz, Tryb, Indeksowany… po czym ukaże się
okienko takie jak na rysunku 4.
Studia Podyplomowe – Techniki Wizualizacji
Wrocław 2007
Rys. 4. Okno konwersji do trybu indeksowanego
Możliwości wyboru jest jak widać dość dużo, można wygenerować „optymalną” paletę
kolorów przy pomocy wbudowanego algorytmu. Można użyć palety zoptymalizowanej dla
potrzeb stron WWW i wreszcie można wykorzystać dowolną paletę np. pobraną z innego
obrazu i zapisaną w odpowiednim pliku. Maksymalna liczba kolorów wygenerowanej przez
algorytm palety może wynosić 256. Użyte w części okna dotyczącej wyboru algorytmu słowo
Dithering (rozsiewanie, rozpraszanie) oznacza sposób przybliżania zbioru większej niż ma się
do dyspozycji liczby kolorów mniejszą ich liczbą, przez odpowiednie rozrzucenie na obrazie
punktów w dostępnych kolorach. Program GIMP oferuje trzy algorytmy ditheringu. Można
przeprowadzić próby konwersji obrazu z trybu RGB na tryb indeksowany obserwując za
każdym razem jak zmienia się obraz oraz jak wygląda wygenerowana przez program paleta
kolorów. Paletę można zobaczyć po wykonaniu poleceń Okno dialogowe, Paleta kolorów w
okienku „Paleta kolorów”. Kolory palety można edytować na ogólnych zasadach
dotyczących zmiany kolorów.
Wykorzystanie palety do kolorowania obrazu monochromatycznego
Zadanie do wykonania w tym punkcie jest dość specyficzne i polega na symulacji techniki
stosowanej jeszcze kilkadziesiąt lat temu, w czasach gdy nie była znana fotografia barwna.
Zdjęcia czarno- białe (wykonane na papierze matowym) podbarwiano przy pomocy kredek
pasteli, otrzymując niekiedy bardzo estetyczne obrazy kolorowe. Efekty zależały oczywiście
od umiejętności wykonawcy. Obecnie podobny proces można przeprowadzić nie przy
pomocy kredek a programów graficznych. Funkcjonują na rynku firmy zajmujące się
usługami tego typu. Pokolorowanie jednego zdjęcia kosztuje kilkadziesiąt złotych.
Studia Podyplomowe – Techniki Wizualizacji
Wrocław 2007
Proces kolorowania zdjęcia przeprowadza się w trzech etapach. Po pierwsze, trzeba
przewidziany do kolorowania obraz czarno-biały przekonwertować do trybu RGB. Po drugie,
należy wyszukać obraz barwny o odpowiedniej kolorystyce, zapisać go w trybie
indeksowanym i pobrać wygenerowaną w ten sposób paletę barw. W ostatnim,
najtrudniejszym etapie trzeba używając wybranych kolorów z uzyskanej w kroku poprzednim
palety barw trzeba pokolorować „ręcznie” obraz czarno-biały przy pomocy narzędzi do
malowania np. pędzla. Etap trzeci wymaga pewnego doświadczenia, znajomości opcji
i własności narzędzi. Efekt może być mniej więcej taki jak pokazano na rysunku 5.
Rys. 5. Obraz oryginalny i pokolorowany
Wykonanie pierwszego kroku, czyli uzyskanie z obrazu kolorowego obrazu czarno-
białego jest proste. Wystarczy otworzyć obraz Lena_color_256.tif i przekonwertować go na
obraz w odcieniach szarości wykonując polecenia Obraz, Tryb, Odcienie szarości. Do dalszej
pracy potrzebny będzie jednak obraz monochromatyczny ale zapisany w trybie RGB. Żeby
taki obraz uzyskać wystarczy przeprowadzić ponowną konwersję przy pomocy poleceń
Obraz, Tryb, RGB.
Etap drugi polegający na pobraniu palety jest trochę bardziej skomplikowany. Na
początku należy wyszukać obraz o odpowiedniej kolorystyce. W niniejszym przykładzie
proponuje się jako źródło do pobrania palety obraz znajdujący się w Internecie pod adresem:
http://www.rijksmuseum.nl/aria/aria_assets/SK-A-
4943?lang=en&context_space=aria_catalogs&context_id=Term_00026115_en
Po obejrzeniu obrazu trzeba go zapisać i otworzyć przy pomocy programu GIMP
a następnie:
Zamienić obraz na indeksowany.
Zobaczyć jak wygląda paleta, wykonując polecenia Okno dialogowe, Paleta kolorów.
Powinna ona wyglądać tak jak na rysunku 6.
Studia Podyplomowe – Techniki Wizualizacji
Wrocław 2007
Rys. 6. Paleta kolorów pobrana z przykładowego obrazu
Kolejne czynności mają na celu zapisanie utworzonej palety, w tym celu należy:
Wykonać polecenia Okno dialogowe, Palety.
Przy naciśniętym prawym klawiszu myszy wybrać opcję Importuj Paletę, zaznaczyć
pole Obraz co spowoduję, że paleta będzie pobrana z bieżącego obrazu i nacisnąć
przycisk Importuj. Pobraną paletę należy zapisać na liście palet pod jakąś unikalną
nazwą.
Ostatni etap polega na pokolorowaniu obrazy czarno białego zapisanego w trybie RGB
kolorami z pobranej palety. Należy więc ponownie otworzyć obraz czarno-biały
i zaimportowaną przed chwil paletę, a następnie używając narzędzi do malowania
pokolorować obraz. Kolorowanie dobrze jest wykonywać na nowej warstwie. Podstawowym
narzędziem do kolorowania będzie pędzel . Malując pędzlem należy dobierać końcówkę
(Pędzel), Krycie, Czułość nacisku i inne parametry, tak aby uzyskać najlepszy efekt. Przy
malowaniu wygodnie jest także posłużyć się innymi narzędziami do edycji obrazu służącymi
do:
- wypełniania kolorem lub deseniem
- rysowania ołówkiem
- wymazywania gumką
- napylania aerografem
- rysowania stalówką
- rozmazywania i wyostrzania
- rozsmarowywania palcem
- rozjaśniania lub wypalania
Ewentualne błędy można zawsze poprawić wracając do poprzedniego stanu przy pomocy
Studia Podyplomowe – Techniki Wizualizacji
Wrocław 2007
sekwencji poleceń Edycja, Cofnij lub Edycja, Historia operacji. Szczególnie należy zwrócić
uwagę na tę drugą możliwość.
3. Tekst na obrazie
Program GIMP oferuje podstawowe operacje do nanoszenia na obraz tekstu. Nie jest ich
tak dużo jak w programie Adobe Photoshop jednak pozwalają na dość łatwe i szybkie
tworzenie nieskomplikowanych kompozycji tekstowych. Do umieszczania na obrazie tekstu
służy narzędzie do pisania tekstów oznaczone w głównym oknie programu jako .
Pisanie tekstu na obrazie
Pisanie tekstu na obrazie nie jest trudne. Należy wykonać je tak:
Wczytać obraz źródłowy z pliku np. Foto_2.jpg
W głównym oknie programu wybrać narzędzie do pisania i w oknie narzędzia
ustawić wszystkie potrzebne parametry tekstu, czyli Czcionkę, Rozmiar, Kolor,
formatowanie itd
W oknie obrazu ustawić kursor myszki mniej więcej tam gdzie ma zostać wpisany
tekst
i kliknąć myszką. Na ekranie pojawi się okno „Edytor tekstowy programu GIMP”.
W oknie edytora wpisać odpowiedni tekst i zaakceptować przez naciśnięcie przycisku
Zamknij.
Wykonać polecenie Okno dialogowe, Warstwy i sprawdzić co się stało na liście
warstw.
Podobnie jak poprzednio spróbować napisać kolejny tekst i znów sprawdzić listę
warstw.
W oknie głównym wybrać narzędzie do przesuwania warstw i zaznaczeń
i przesunąć napisane teksty we właściwe miejsce. Należy pamiętać aby w oknie opcji
narzędzia do przesuwania wybrana była opcja Element: Przekształcanie warstw.
Przed zapisaniem obrazu z naniesionym tekstem do pliku trzeba jeszcze wykonać
polecenia Obraz, Spłaszcz obraz aby połączyć warstwy.
Przetworzony obraz zapisać do pliku.
Tekst wypełniony przy pomocy mechanizmu gradientu
Poprzednie zadanie nie było zbyt skomplikowane. Trudniejsze jest napisanie tekstu
w którym litery wypełnione są niejednolicie. Można to zrobić używając tzw. gradientu,
który pozwala na wypełnianie dowolnego zaznaczenia wcześniej zdefiniowanym
Studia Podyplomowe – Techniki Wizualizacji
Wrocław 2007
motywem w postaci segmentów o różnych barwach. Przykład postępowania
prowadzącego do utworzenia kolorowanego gradientem napisu jest następujący:
Wczytać obraz źródłowy z pliku np. Foto_2.jpg
Otworzyć okienka podglądu warstw i kanałów wykonując polecenia Okno dialogowe,
Warstwy i Okno dialogowe, Kanały. Nowym elementem są kanały zawierające
informację o poszczególnych składowych barwnych obrazu. W obserwowanym stanie
widoczne są trzy kanały określające składową czerwoną, zieloną i niebieską, bowiem
obraz zapisany jest w trybie RGB.
Zgodnie z zasadami opisanymi w poprzednim zadaniu napisać na obrazie jakiś tekst.
Zwrócić uwagę co się stało po napisaniu tekstu zestawach warstw i kanałów. Nowy
kanał o nazwie Kanał alfa, który pojawił się w okienku Kanały jest informacją
o przezroczystości. Można powiedzieć, że jest to dodatkowy obraz monochromatyczny
nałożony na obraz barwny. Jasność punktu takiego obrazu może być traktowana jako
przezroczystość. Po wykonaniu napisu obraz powinien wyglądać tak jak na rysunku 7.
Rys. 7. Obraz z wpisanym tekstem
W okienku Warstwy kliknąć przy wciśniętym prawym klawiszu myszy pasek warstwy
tekstu i z menu, które pojawi się na ekranie wybrać opcję „Kanał alfa na zaznaczenie”.
Wybrać narzędzie Gradient , ustawić opcje narzędzia i przeciągnąć kursorem po
zaznaczonym tekście. Zaznaczenie powinno zostać wypełnione wzorem gradientu.
Usunąć zaznaczenie wybierając np. Zaznaczenie, Brak i spłaszczyć obraz.