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.

Studia Podyplomowe – Techniki Wizualizacji

Wrocław 2007

Efekt powinien wyglądać mniej więcej tak jak na rysunku 8.

Rys. 8. Tekst wypełniony gradientem

Zadanie można powtórzyć zwracając uwagę na możliwości narzędzia do wypełnienia

gradientem.