Obecné pojmy

  1. Kódování obrazu: rastrová nebo vektorová grafika?
  2. Kódování barev: RGB nebo CMYK?
  3. Tisk barev: CMYK nebo přímé (míchané, plošné) barvy?
  4. Vrstvy v grafických programech

Zde si vysvětlíme zejména:

Kódování obrazu: rastrová nebo vektorová grafika?

Rastrová grafika, bitmapa

Celý obraz se rozloží do jednotlivých drobounkých bodů. Takový základní obrazový prvek se nazývá pixel (picture element) a lze mu přiřadit určitou digitálně zakódovanou barvu. Tyto droboučké barevné body skládají na obrazovce monitoru nebo na ploše vytištěného obrazu mozaiku - rastr. Tato mozaika barevných bodů lidskému oku splývá a vytváří dojem souvislé barevné plochy, plynulého nebo ostrého přechodu z jednoho odstínu do jiného.

Kvalita vizuálního vjemu závisí na tom, jak velké jsou základní body (pixely), na jak mnoho pixelů je plocha obrazu rozdělena. Jsou-li body tak drobné a je jich tak mnoho, že splývají, tak je výsledný vjem motivu hladký a plynulý. Jsou-li velké, je jich na ploše méně, optický vjem souvislosti obrazu se rozpadne a my je začneme vnímat jako jednotlivé plošky, čtverečky - jako mozaiku, obraz je kostrbatý.

Hustotě nebo jemnosti pixelů se říká rozlišení (anglicky resolution) a udává se v jednotkách dpi (dots per inch = bodů na 1 palec, tj. na 2,54 mm). Pro tisk se rozlišení udává obvykle obdobně v lpi (lines per inch = řádků bodového rastru na 1 palec).

Čím vyšší hodnota dpi, tím jemnější obraz, ale tím také vyšší nároky na paměť. Pozor, nároky rostou s druhou mocninou dpi, dvojnásobné dpi znamená čtyřnásobný objem dat. Rozlišení je také omezeno možnostmi snímacího a zobrazovacího zařízení. Běžné skenery umí až 1200 dpi, běžná obrazovka má přibližně 75 dpi, běžné počítačové tiskárny dovedou 600 dpi, podklady pro ofsetový tisk se dělají obvykle v rozlišení 2000 dpi.

Rozlišení úzce souvisí s velikostí obrazu. Pokud obraz zmenšujeme či zvětšujeme se zachováním celkového počtu pixelů, tak se přirozeně musí pixely více či méně natlačit, zvýší nebo sníží se tedy dpi. Můžeme však obraz zmenšit i tak, že zachováme stejné dpi a vždy několik sousedních pixelů se nahradí jedním. Při zvětšení se z jednoho pixelu vytvoří několik nových, buď úplně stejných, nebo s nějakým přihlédnutím k barvě pixelů sousedních. Slučování a dělení pixelů se říká převzorkování.

Další důležitou vlastností je barevná hloubka, tedy bohatost barevné škály. U černobílé kresby stačí pro každý bod jeden bit, černá nebo bílá. Pro naše účely potřebujeme vysokou barevnou věrnost, standardem je 24bitová barevná hloubka, to dává možnost zaznamenat asi 16,7 milionu barevných odstínů. Jeden každý maličký pixel obsazuje 24 bitů neboli 3 byty, je to 8 bitů pro každou ze základních barev RGB, viz dále.

Výrazně úspornější a pro naše potřeby ještě vyhovující je standard tzv. indexovaných barev, na 1 bytu (8 bitech) na každý pixel dokáže rozlišit 256 barev. Výběr a parametry těchto barev se pro každý obraz určují podle jeho barevného ladění jinak a jsou uloženy v tabulce, která je součástí souboru. Na každou z 256 barev barev má tabulka 3 byty, ale každý z tisíců a milionů pixelů už odkazuje na tabulku jen jediným bytem.

Pro kreslení v OCADu se předloha obvykle snímá na 300 dpi a 256 barev (A4 zabere 10 MB), nebo na 200 dpi a True color (A4 zabere 13 MB).

Základním kódováním pro záznam rastrových obrázků je formát bmp (bitmap). Zaznamenává poctivě a v úplnosti každý pixel. Má-li být obraz kvalitní, tak zabere obrovský paměťový prostor. Dá se to výrazně snížit různými kompresními technikami, kdy se shodné vlastnosti sousedních bodů "vytknou před závorku". Kompresní metody se dělí na bezeztrátové, u nichž lze zpětně rekonstruovat naprosto přesně každý originální pixel, a ztrátové, u nichž se šetří ještě jistým zjednodušením originálního obrazu. Nejužívanější ztrátovou kompresí je formát jpg.

Rastrová grafika se hodí na obrazy z reálného světa, fotografie, malbu.

Vektorová grafika

Vektorová grafika se hodí pro technické výkresy, mapy, písmo. Obraz je rozdělen na matematicky definované části - křivky, lomené čáry a jimi ohraničené stejnorodé plochy. Každé z těchto částí obrazu se přiřadí kódovaná informace o tom, jak má být zobrazena, jakou barvou, jak silnou čárou, zda jednoduchou či nějakou přerušovanou, tečkovanou, dvojitou, fousatou, čím má být uzavřená plocha vybarvena, zda jednolitě nebo nějakým vzorkem.

V paměti počítače jsou uloženy pouze souřadnice bodů ze kterých prvek vychází, parametry matematické funkce, která určuje jeho průběh a údaje o způsobu zobrazení (barvě, síle a typu čáry, vzorku). Zobrazovací či tiskový program si vždy znovu z uložených dat tento grafický prvek vypočítá a zadaným způsobem zobrazí. Na první pohled to vypadá složitě. Ale výpočetní kapacita dnešních počítačů je obrovská. A paměťové nároky těchto informací jsou minimální.

V důsledku to také znamená, že uloženou kresbu lze snadno upravovat. Stačí jen změnit parametry matematické funkce, kód barvy, kód způsobu zobrazení. V případě map lze tak snadno změnit např. paseku na hustník, cestu na silnici, posunout ji na jiné souřadnice, upravit její průběh.

Jak se došlo k názvu vektorová grafika? Křivku lze popsat tak, že zaznamenáme souřadnice jejích "výrazných" bodů a v každém z nich směr křivky a "významnost" směru pro další průběh křivky. To určení směru a jeho významnosti je vektor. Vektor si lze představit jako šipku, orientovanou úsečku, má směr a délku. Matematickou funkcí (nejčastěji tzv. Bézierovou) lze vyjádřit průběh křivky tak, aby v následujícím bodě zase vyhověla tamnímu řídícímu vektoru.

Porovnání

Rastrová grafika se hodí na obrazy z reálného světa, fotografie, malbu. Vektorová grafika se hodí pro technické výkresy, mapy, písmo.

Rastrový obraz je náročný na paměť, ale rychle se zobrazuje. Vektorový obraz zabírá minimální paměť, ale jeho zobrazení je pomalejší.

Rastrový obraz se obtížně edituje (každý pixel je uložen nezávisle, je potřeba změnit popis mnoha pixelů na různých místech v souboru), vektorový naopak snadno.

Při zvětšení rastrového obrazu se jednotlivé pixely zvětšují až je vidíme jako čtverečky, obraz je kostrbatý. Naproti tomu vektorový obraz se vždy znovu spočítá, síly čar se přiměřeně zvětší a obraz je stále hladký a ostrý,

Podle hlavního způsobu ukládání a zpracování obrazu také dělíme grafické programy na rastrové a vektorové. Mezi rastrové patří známé Malování, Paintbrush, Imaging a Photoshop, s vektorovými se potkáte právě při kreslení map.

nahoru 

Kódování barev: RGB nebo CMYK?

Jak skener, tak obrazovka používají tzv. aditivní barevný model označovaný jako RGB (Red, Green, Blue, tedy červená, zelená, modrá). Dovedou snímat a zobrazovat odděleně tyto tři základní barvy spektra v různé intenzitě. Jejich kombinace pak dávají všechny ostatní barevné odstíny, od černé (nulová intenzita všech tří barev) až po bílou (maximální intenzita všech barev). Pro každou barvu se obvykle rozlišuje 256 stupňů intenzity, to zabere 8 bitů, pro tři barvy to dává cca 16,78 milionu odstínů a zabere 24 bitů (3 byty) na obrazový bod neboli pixel. Tato barevná hloubka se označuje jako True color.

Tiskárny používají subtraktivní model označovaný jako CMYK. Zkratka CMYK je odvozena z anglických názvů základních barev (Cyan=azurová, Magenta=purpurová, Yellow=žlutá, blacK=černá). Teoreticky se kombinacemi pouhých tří základních barev CMY (protipólů barev RGB) v různé intenzitě zobrazí od bílé (nulová intenzita všech) až po černou (plná intenzita všech). V praxi však vyjde na tisku místo černé spíše špinavě tmavohnědá a proto je přidána černá barva samostatně. Slouží jen pro lepší vizuální dojem, pro zvýraznění kontrastu tištěných barev. Pro záznam jednoho obrazového bodu pro True color je třeba 32 bitů (4 byty), po 8 bitech na každou barvu.

Počítačové programy mohou kódování CMYK a RGB snadno a jednoznačně převádět oběma směry, ukládá se obvykle úspornější RGB. Program OCAD do verze 5 pracoval interně v RGB, od verze 6 ve CMYK.

nahoru 

Tisk barev: CMYK nebo přímé (míchané, plošné) barvy?

Plnobarevný obraz motivu na výsledném výtisku je dosahován v podstatě dvěma způsoby:

  1. soutiskem speciálně namíchaných barev (něco jako kresba barevnými propiskami)
  2. soutiskem rastrů čtyř základních barev (CMYK) (něco jako rozpíjení vodovek)
  3. kombinací výše uvedeného (CMYK+1, CMYKB)

Většina běžných ofsetových tisků (časopisy) je dělána pomocí CMYK, jen kvalitní mapy se tisknou přímými přesně namíchanými barvami. Podívejte se lupou na drahý a laciný atlas. Počítačové tiskárny tisknou vždy CMYK, technické plotry s vyměnitelnými pisátky přesných barev patří do druhé kategorie, stejně jako klasické metody tisku z výšky a z hloubky.

Přímé barvy (přesné, míchané, plošné, spot colors, litografie)

Česká terminologie je zde velmi nejednotná, jednoznačné je pouze anglické spot colors (spot = místo, flek). Výraz míchané barvy chce naznačit míchání přesného odstínu až v tiskárně, podle požadavků každé jednotlivé zakázky. Litografie je sice používaný, ale nesprávný, přenesený název, původně označující něco jiného, viz slovníček na konci kapitoly.

Pro tisk map pro OB je většinou používán tento způsob tisku. Každá z barev použitých na mapě (černá, hnědá, modrá, zelená, žlutá) má svůj výtažek, svůj film, svůj kovolist, na příslušném válci tiskového stroje je nanesena namíchaná barva s přesně definovaným odstínem a při soutisku jsou jednotlivé barvy nanášeny na papír postupně přes sebe.

Na prvních válcích stroje jsou obvykle tištěny světlé barvy, na dalších tmavší a vše uzavírá černá. Pro přesnější soutisk je ale vhodné opačné pořadí barev. Tmavé barvy totiž obvykle kreslí jen drobné tvary a většina plochy papíru se tedy hned na prvním tiskovém válci dostane do kontaktu s vodní plochou na válci, papír se roztáhne na dalších stolicích už se nemění. Nevýhodou je, že tmavé barvy z papíru zanáší následujíví světlé tiskové válce.

Tím, že se barvy tisknou přes sebe, jsou vyloučeny problémy tížící tisk CMYK. Například ani při nepřesném soutisku barev nevznikají v hustnících bílé škvíry kolem vrstevnic.

Jsou zde však i nepříjemné nedostatky. Ke složení obrazu lze používat pouze barvy použité v mapě. Každá další barva znamená další film a míchání další tiskové barvy a další průchod strojem. Když potřebujete do reklam červenou barvu, musíte vygenerovat její výtažek a zvlášť ji tisknout. Všechny tyto vícepráce pak tisk mapy komplikují a prodražují.

Odstíny barev se udávají obvykle v barevné škále Pantone. Každý odstín ve škále lze získat jen přesným odvážením a strojovým promícháním z osmi základních barev. Vedle Pantone existují ovšem i jiné škály.

Lepší grafické programy (Corel, Quark) dovedou převádět navzájem odstíny CMYK na Pantone, ale dělají to každý jiným algoritmem a výsledky nejsou shodné.

CMYK

Každý tón plnobarevného tisku je složen z kombinace rastrových bodů čtyř základních barev subtraktivního barevného rozkladu CMYK, viz 5.1.2. Složení drobounkých barevných bodů různé intenzity pak vytváří optický vjem jednolitého barevného odstínu. Rastry jednotlivých barev jsou proti sobě různě pootočeny. Je to zejména proto, aby se netvořilo tzv. moiré, efekt vlnek a flíčků na plochách, které mají být jednolité. Aby se nestalo, že se všechny tečky místo vedle sebe trefí vždy na sebe a místo hezké barvy vznikne špinavě šedé cosi.

Čisté linie nebo plochy jsou možné pouze v těch čtyřech základních barvách, všechny ostatní barvy jsou složeny z rastrů a jsou tedy neostré a pod lupou "pihovaté". V klíči IOF jsou čisté jen černá a fialová. Ostatní jsou skládané z rastrů. Zde je příklad, jak jsou naladěny některé barvy z klíče IOF:

Hnědá 100% C 0 % M 56 % Y 82 % K 18 %
Modrá 100 % C 87% M 19 % Y 0 % K 0 %
Modrá 50 % C 44 % M 10 % Y 0 % K 0 %
Zelená 100 % C 76 % M 0 % Y 91 % K 5 %

V důsledku to znamená, že např. vrstevnice jsou neostré - při podrobném pohledu je čára roztřepená. Tento princip skládání barev také neumožňuje přetisk - znamená to například, že v místě, kde vrstevnice jde přes hustník se netisknou rastry odpovídající zelené barvě, ale jen rastry odpovídající hnědé. To klade velké nároky na přesnost soutisku. Stačí minimální odchylka a v zelené barvě hustníku se "rozsvítí" vedle vrstevnice bílá škvírka, na její druhé straně tmavý stín. Není to na reklamaci, ale v mapě to vypadá hrozně.

Lepší grafické programy (včetně OCAD 7) umožňují přetisk (overprint) zadat. Pak se pro každou kombinaci barev spočte příslušná kombinace rastrů, a místa, na nichž by se při klasickém tisku tisklo více barev přes sebe, vypadají i při CMYKu podobně.

Na druhou stranu nám ale čtyřbarvotisk CMYK umožňuje tisknout ze čtyř filmů všechny barevné variace odstínů - to znamená i tratě a pěkné plnobarevné reklamy a fotografie a layout mapy.

Ladění odstínů výsledných barev je velmi citlivá záležitost vyžadující vysokou profesionalitu. Laik bez patřičných pomůcek a znalostí v těchto nastaveních může nadělat jedině škodu. Důrazně tedy doporučuji nezasahovat do nastavených parametrů barev v OCADu, odpovídají barvám předepsaným v klíči IOF.

Na podobě výsledku se podepisuje nejen výchozí nastavení barev např. v OCADu, ale zejména u počítačových tiskáren i nastavení ovladačů, kvalita barevných náplní a papíru. Pro konkrétní tiskárnu a druh papíru lze naopak pokusným nastavováním parametrů a porovnáváním s tištěným klíčem IOF výrazně vylepšit výsledek. Jen se to pak s těmito pozměněnými parametry nesmí použít pro výstup na klasickou ofsetovou tiskárnu.

CMYK + 1 (CMYKB)

Problém neostrých linií je možno řešit tím, že barvu, na jejíž čistotě a ostrosti linií nám hodně záleží (u map pro OB je to zejména hnědá) netiskneme skládanou barvou - soutiskem rastrů, ale při přípravě výtažků barev ji definujeme zvlášť a k ostatnímu obrazu tištěnému ve čtyřech barvách CMYK ji dotiskneme jako pátou, přesně namíchanou barvou. Tak jsou např. tištěny turistické mapy a některé mapy pro OB také. Předpokládá to úpravu výstupní tabulky separací barev v OCADu a možnost použití pětistolicového tiskařského stroje nebo další průchod papíru strojem. Jsou to trochu problémy navíc, ale čistý a ostrý tisk vrstevnic a terénních detailů za to asi stojí. Někdy se CMYK+1 označuje též CMYKB (B jako Brown).

nahoru 

Vrstvy v grafických programech

Lepší grafické programy, ať rastrové nebo vektorové, umožňují dělit grafickou informaci do tzv. vrstev, anglicky layer. V OCADu vrstvy odpovídají barvám. Představte si, že každá vrstva je jedna folie, na jedné jsou modré prvky, na druhé zelené atd. Program je klade na sebe a výsledek zobrazuje. Krásně je to vidět při vykreslování celé složité mapy, barvy naskakují jedna po druhé. Barvy pro obrazovku jsou v OCADu definovány jako "neprůhledné". Pokud je na jednom místě něco nakresleno ve více barevných vrstvách, tak vždy ta vyšší překryje vše co bylo pod ní. Pro tisk však lze vlastnosti vrstev nastavit jinak, tak se mohou tisknout všechny barvy přes sebe a jsou tedy částečně vidět i ty nižší. To platí zejména pro tisk spot colors.

Obecněji může každá vrstva grafického souboru obsahovat informace jednoho druhu, např. jedna vrstva silniční síť, druhá pumpy, třetí pošty atd. Zobrazíte si třeba jen silnice a pošty.

V případě klasických rastrových obrázků lze každou jejich úpravu uložit do samostatné vrstvy. Chceme-li ztmavit určitou oblast obrázku, tak se nezmění originální obraz, ale vytvoří se nová "průhledná" vrstva s tmavým flekem. Současným zobrazením obou vrstev se dosáhne kýženého efektu, ale bude to vratné.

Vraťme se k OCADu. Pouze do verze 4 to bylo tak jednoduše, že pro každou barvu byla jen jediná vrstva a hotovo. Nyní je možno definovat velký počet barevných vrstev, nejen s jinými odstíny, ale i ve stejném odstínu, jen s jinou prioritou. Zkuste si nakreslit křížící se dálnice. Po překreslení obrazovky uvidíte, že středová čára je vidět vždy nad hnědou, kdežto okrajové čáry jsou pod hnědou skryty. Středová čára totiž patří do jiné, vyšší černé vrstvy než okrajové čáry. V základním klíči IOF je toho využito prakticky jen u silnic, v různých profesionálních klíčích se to naopak využívá velmi silně.

OCAD má definice barev uloženy v tabulce, je přístupná volbou Symbol - Colors. Každá barva má nějaké jméno a řadu parametrů určujících její chování při zobrazování na obrazovku, při tisku na počítačovou tiskárnu, při tvorbě výtažků pro ofsetový tisk. Zásadně důležité je pořadí barev v tabulce.

Priorita barvy odpovídá jejímu pořadí v tabulce odshora. Barva, která je v tabulce umístěna výš než ostatní se pak zobrazuje jako vrchní - přes všechny níže umístěné barvy. Pro obrazovku to platí stoprocentně, pro tiskový výstup (CMYK) to lze ovlivnit ještě dalším parametrem.

Odstín barvy je dán hodnotami pro jednotlivé barevné složky CMYK, je to schováno pod tlačítkem Color. Hned vedle čtyř hodnot pro CMYK tam jsou odpovídající hodnoty pro RGB, se změnou jednoho se mění i druhé. Toto nastavení platí pro obrazovku a v OCADu 6 a 7 stejně i pro tiskárnu a barevné výtažky CMYK. V OCADu 5 je pro tisk samostatné nastavení v samostatném sloupci. (V sedmičce se nenechte zmást tlačítkem Separation, je to jen pro export do Adobe Illustrator. )

OCAD 5 pracuje interně v RGB, OCAD 6 a 7 ve CMYK.

Další důležitou vlastností barvy při výstupu pro tisk je to, zda "vypaluje" díry do barev v podřízeném postavení. Na mapách někdy vidíte místo modrých rybníčků na loukách jakési šedozelené fleky. Modrá barva nevypálila žlutou, na obrazovce to kreslič nepoznal, tam byla modrá nad žlutou "neprůhledná", ale na papíře prosvítá přes modrou zespodu žlutá. V OCADu se vypalování zaznamenává nulou ve sloupci toho barevného výtažku, který má být vypálen.

Pro vrstvy obecně se používá termín "transparentní" (průsvitná), míní se tím, že nevypaluje podřízené vrstvy, ale nechá je prosvítat. Při tisku se tedy tisknou obě přes sebe. V případě modré se hodí, aby plošné prvky (rybníky) byly kresleny barvou, která vypaluje žlutou a zelenou, kdežto linie (potoky) barvou transparentní, nevypálí do žluté a zelené bílé škvíry. Podobně výplň silnic a parkovišť je vypalovací hnědou, kdežto vrstevnice transparentní hnědou.

OCAD 5 má oddělené nastavení odstínů pro obrazovku od nastavení pro tisk (má dva sloupce pro CMYKy v tabulce barev). Umožňuje to barevným odstínem na obrazovce odlišit vlastnosti jednotlivých použitých variant jedné barvy, můžeme si například transparentní modrou (potoky) nastavit trochu do zelena, vypalovací modrou (rybníky) víc do modra. Je to užitečné.

Naproti tomu OCAD 6 a 7 používá totéž nastavení CMYK pro obrazovku, počítačovou tiskárnu i pro soubory EPS pro barevné výtažky pro ofsetový tisk. Nastavíte-li jim odstíny vhodné a napovídající při kreslení na obrazovce, tak dostanete ve finále na papíře naprosto nestandardní výsledek. Je možno to řešit buď tak, že těsně před generováním tiskových výstupů vrátíte tabulku barev na standardní hodnoty CMYK dle IOF, nebo tak, že si sami definujete separace pro CMYK se standardními hodnotami, tj. vedle separací barev Brown , Green atd. si uděláte ještě separace Cyan, Magenta, Yellow a Black s parametry opsanými z původního CMYK. (Vymyslel Z.Krejčík v SHOCartu.)

Přestože výsledná mapa je vytištěna v pěti základních barvách, z pěti výtažků, v tabulce barev je jich definováno v nejjednodušším mapovém klíči asi třicet a v profesionálních klíčích až kolem stovky. Do jednoho výtažku se dávají objekty kreslené různými barevnými vrstvami a dokonce se z výtažku maže to, co vypalují jiné barevné vrstvy, samy patřící do jiného výtažku. Například při tvorbě žlutého výtažku se přihlíží i k vypalovací modré pro rybníky.

Někdy se potkáte se zkratkou WYSIWYG (What You See Is What You Get). Znamená to, že co vidíme na obrazovce počítače bude pak i na výtisku. OCAD tento princip v zásadě dodržuje. Některé jiné programy z kategorie CAD se na obrazovce chovají podobně, jako když v OCADu přepnete Options - Hatched areas, tedy šrafované plochy. Ani v normálním nastavení však OCAD nectí WYSIWYG zcela, odstíny barev můžeme pro obrazovku mít výrazně jiné než pro tisk, barvy na obrazovce se kreslí jako neprůhledné, kdežto pro tisk se řídí nastavenými parametry a mohou být transparentní, tj. objeví se prosvítající barva, kterou jste na obrazovce neviděli.

Vztahy v posloupnosti desítek barev jsou poměrně složité a poznání těchto zákonitostí vyžaduje zkušenosti. Možnost definování mnoha podobných barev odlišných vlastností vede k ulehčení práce kresliče, ale jejich používání zároveň vyžaduje znalost těchto zákonitostí. Pro začátečníka pak paradoxně může být profesionální mapový klíč spíše brzdou, nesrozumitelným rébusem, než pomůckou. Leckdy se stane, že neznalý uživatel s tabulkou barev manipuluje příliš odvážně a nedokáže definovat barvám správné vlastnosti. Pak vidíme na mapách překvapivé kombinace barevných odstínů, a nevidíme některé věci v souboru nakreslené. Takovými chybami lze jinak poctivě odvedenou mapařskou práci značně znehodnotit.

nahoru