Pisteet, viivat, pikselit

Perus-
tietoa grafii-
kasta

Bittikarttagrafiikassa kuva-ala on jaettu kuva-alkioihin eli pikseleihin, joille kullekin esitetään värikuvissa ko. pisteen väri tai harmaasävykuvissa sen tummuus. Tässä esitystavassa voidaan kuvaa hallita ainostaan muuttamalla koko kuvan tai sen osan kuva-alkioiden ominaisuuksia. Esimerkiksi bittikartassa esitetyn viivan paksuutta ja asentoa ei voida sellaisenaan muokata.

Tyypillisesti bittigrafiikkaa syntyy skannattaessa piirroksia tai valokuvia, piirrettäessä ”maalausohjelmalla” tai vaikkapa otettaessa valokuvia digitaalikameralla. Bittigrafiikan esittämiseen on olemassa lukuisia erilaisia tiedostomuotoja, joista mainittakoon mm. TIFF, GIF, JPEG ja BMP. Bittikarttakuvia hallitaan kuvankäsittelyohjelmilla esim. PhotoPaintilla tai Photoshopilla. Koska monet bittikarttamuodot ovat julkisia standardeja, on niiden hallintaan olemassa myös lukemattomia shareware- ja julkisohjelmia.

Vektori- eli objektigrafiikassa kuvassa esiintyvät pisteet, viivat ja kuviot esitetään omina elementteinään. Esimerkiksi viivasta kerrotaan sen päätepisteiden paikat, viivan paksuus ja väri sekä muita tarvittavia ominaisuuksia. Näin ollen vektorikuva on lähes poikkeuksetta tiiviimpi esitystapa kuin bittikartta. Se on myös aina tarkka toisin kuin bittikuva. Kuvan tarkkuus ei muutu, vaikka kuvan kokoa muutettaisiin. Vektorigrafiikkakuva voi sisältää toki elementteinä myös bittikarttakuvioita.

Vektorigrafiikkaa tehdään pääasiassa piirtämisohjelmilla, kuten CorelDraw'lla, Illustratorilla tai Freehandillä. Myös monet tilastografiikkaohjelmat luovat objektigrafiikkaa. Vektorigrafiikan esittämiseen ei ole syntynyt niin runsaasti yleisiä käytössä olevia esitysmuotoja, vaan monissa tapauksissa ohjelmat käyttävät omia esitysformaattejaan. Joitain ohjelmista riippumattomia tiedostomuotoja on kuitenkin käytössä, kuten Postscript (EPS ja PS), Windows-puolella Windows metafile (WMF) ja Mac-ympäristössä PICT.

Bittigrafiikka

JPEG (Joint Photographic Experts Group) on erityisesti valokuvien pakkaamiseen kehitetty menetelmä. Itse asiassa JPEG tarkoittaa vain pakkaustapaa erilaisille tiedostomuodoille. Yleisesti näitä kutsutaan kuitenkin JPEGeiksi. Formaatista on olemassa erilaisia variaatioita, kuten ”baseline JPEG” ja ”lossless JPEG”. Tiedostomuodon idea perustuu siihen, että kuvasta poistetaan informaatiota, joka ei ole ihmissilmin havaittaessa olennaista. JPEGin vahva puoli on se, että pakkauksen määrää voidaan vapaasti säätää. Sillä on mahdollista luoda hyvinkin vähän tilaa vieviä tiedostoja, mikäli kuvan laadun heikkeneminen ei ole olennaista. JPEG osaa esittää kuvat tuhansilla väreillä.

Koska JPEG tiivistää tiedoston kokoa runsaasti, se soveltuu erityisesti valokuvien esittämiseen verkossa. Yksinkertaisten viivapiirrosten ja tekstiä sisältävien bittikarttojen esittämiseen se ei sovellu kovin hyvin epätarkkuutensa vuoksi. Paperijulkaisussa JPEG-kuvia tulisi välttää. Monistettavissa pienjulkaisuissa se vielä menettelee. Jos JPEG-kuvia on pakko käyttää, on syytä varmistua, että kuvan koko pikseleissä on riittävän suuri sekä pakkaustaso riittävän alhainen.

JPEG2000 on tuorein, vasta yleistymässä oleva kuvapakkausstandardi. Jotkut uusimmat ohjelmat tukevat jo sitä.

GIF (Compuserve Graphic Interchange Format) on jo melko vanha grafiikan esitysmuoto. Sitä käytetään edelleen runsaasti verkkojulkaisussa. GIF on pakkaava, mutta informaation täydellisesti säilyttävä tiedostomuoto. Suuria yksivärisiä alueita sisältävät kuvat pakkautuvat GIF-muodossa erittäin paljon. Suurin tämän muodon rajoite on värien määrä. GIF-kuvassa voidaan käyttää korkeintaan 256 värisävyn palettia.

GIF:stä tunnetaan GIF87a ja GIF89a -standardit, joista jälkimmäinen tukee animaatiota. Lisäksi siihen voidaan liittää asteittain tarkentuva (interlace) ominaisuus, jossa kuva tuodaan näkyviin siten, että kuvan lataus aloitetaan näyttämällä kuva osatarkkuudella ja sitten vähitellen ladataan näkyville lisää informaatiota.

GIF soveltuu viivakuvien ja niukkaväristen graafisten logojen ja kuvioiden esittämiseen verkossa. Näissä se voi olla kokonsa puolesta taloudellisempi esitystapa kuin esimerkiksi JPEG. Paperijulkaisuun GIF ei ole sovelias grafiikkamuoto.

TIFF (Tagged Image File Format) on laajasti käytössä oleva yleinen bittikarttakuvien esitysmuoto. Se säilyttää kuvan koko informaation ja tukee sekä harmaasävyjä että erilaisia värimalleja. Tiivistämättömät TIFF-kuvat ovat kooltaan suuria, mutta nykyisin järjestelmät tukevat yleisesti myös pakattuja muotoja, jolloin kuvan koko pienenee huomattavasti.

TIFF on yleisyytensä vuoksi paras esitysmuoto bittikarttakuville paperijulkaisuissa. Kirjapainoille lähetettäessä on kuitenkin syytä tarkastaa, että käytetään oikeaa värimallia (CMYK). Verkkopuolella tälle tiedostomuodolle ei ole juurikaan tukea ilmeisesti sen suurehkon koon takia.

Muita bittikarttamuotoja ovat mm. PNG (Portable Network Graphics), jota on kehitelty valmistajista riippumattomaksi bittikarttaformaatiksi verkkojulkaisussa. Se ei kuitenkaan ole vielä yleistynyt kovin paljon. BMP (BitMaP) on Windows-ympäristössä käytetty tiivistämätön bittikarttaformaatti, jolla mm. Windowsin taustakuvat esitetään. Suuren tiedostokokonsa vuoksi se ei ole niin käyttökelpoinen kuin muut edellä esitetyt.

Vektorigrafiikka

WMF, EMF (Windows Metafile Format, Enhanced Metafile Format) on Windows-ympäris-töön kehitetty yleinen vektorigrafiikkaformaatti, jota monet piirto-ohjelmat osaavat tuottaa. Pienjulkaisutyössä se on käyttökelpoinen yleinen esitysmuoto, mutta voi tuottaa kirjapainojen kanssa ongelmia, koska monin paikoin graafisessa teollisuudessa Macintosh on vallitseva standardi. EMF on alkuperäisen Windows Metafile-muodon kehittyneempi versio, joka sisältää lisäominaisuuksia.

EPS (Encapsulated Postscript) on postscript- kuvan ”paketoitu” talletusmuoto, joka sisältää esikatselukuvan, tarkemmat tiedot dokumentin tai kuvan koosta yms. ja joka helpottaa kuvien tuontia dokumentteihin.

Jos tiedosto sisältää esikatselukuvan, dokumenttiin liitetty EPS-kuva näkyy myös sovelluksen ruudulla. Mikäli esikatselukuva puuttuu eikä sovelluksessa ole omaa postscript-tulkkia, nähdään yleensä kuvan paikalla vain oikean muotoinen laatikko, jossa on mahdollisesti dokumentin nimi ja muuta hallinnollista tietoa. Ilman tulkkia sovellus voi käyttää EPS-tiedostoa vain hyvin rajallisessa määrin, vaikka tulostettavan postscript-tiedoston generointi onnistuu vallan hyvin.

EPS on paras objektigrafiikan talletusmuoto asioitaessa kirjapainon kanssa. Sillä voidaan toki esittää myös bittigrafiikkakuvia, mutta esitysmuoto ei ole kovin taloudellinen, sillä tiedostojen koot kasvavat hyvin suuriksi.

Sitävastoin EPS on erittäin huono arkistointimuoto, sillä se saattaa sisältää laitteistosta riippuvan esikatselukuvan lisäksi myös muita binäärielementtejä ja postscriptiin kuulumattomia työnohjauskomentoja.

Yleisimmät variantit ovat Mac ja Win EPSF-tiedostot, jotka eroavat toisistaan jo esikatselukuvan formaatilta ja EPSI, jonka esikatselukuva on laitteistoriippumaton.

SVG (Scalable Vector Graphics) ei ole vielä kovin yleinen esitysmuoto. Se on verkkojulkaisemisen tarpeisiin kehitteillä oleva objektigrafiikan esitystapa. Tähän mennessähän kaikki grafiikka verkossa on esitetty bittimuodossa.

Harmaasävyt ja värit

Mustavalkokuva voidaan esittää erilaisina harmaan sävyinä. Tietokoneissa kuva-alkion harmaasävyn esittämiseen tarvitaan tietty määrä lukuarvoja. Lukuarvon esittämiseen käytettävä bittien lukumäärä määrittelee esitettävissä olevan harmaasävyjen määrän. Erikoistapauksena on yhden bitin syvyiset kuvat, joissa on vain mustaa tai valkoista (näistä eräät ohjelmat käyttävät nimitystä bitmap, bittikartta, jota ei pidä kuitenkaan sotkea yleisempään käsitteeseen bittikarttagrafiikka). Kahden bitin harmaasävykuvissa voidaan esittää neljä sävyä, 4 bitin kuvissa 16 sävyä ja 8 bitin kuvissa 256 sävyä.

Värien esittämisessä täytyy muistaa kaksi selkeästi erilaista värien syntymekanismia. Näyttöruudulla kuva ja sen värit ovat ruudulta tulevaa valoa. Painettuna värit ovat materiaalin pinnalta eri tavoin heijastuvaa valoa. Näin ollen värin määräytyminen poikkeaa toisistaan merkittävästi.

RGB on näytöltä katseltavia kuvia varten suunniteltu järjestelmä, jossa kuva-alkion väri esitetään kolmen värin: punaisen (Red), vihreän (Green) ja sinisen (Blue) yhdistelmänä. Tämä pohjautuu siihen, että näyttölaitteissa kuvat muodostetaan juuri näiden värien yhdistelminä. Värin voimakkuus kerrotaan usein prosenttiluvulla, jossa 0% on minimi ja 100% maksimi. RGB-kuvissa harmaansävyt muodostetaan em. kolmesta väristä siten, että kaikkien kolmen värin intensiteetti on yhtä suuri. Kun kaikkien värien intensiteetti on 0%, kuva-alkio on musta ja värien voimakkuuden ollessa 100%, kuva-alkio on valkoinen. Tiedostossa kuva-alkion kunkin värin voimakkuus esitetään 256 (8 bitin) lukuarvon avulla. RGB- kuvista puhutaan myös 24-bitin (8+8+8) värikuvina.

CMYK on painotalojen neliväripainokoneita varten tehty värijärjestelmä, joka perustuu neljän painettavan värin: syaanin (Cyan), magentan (Magenta), keltaisen (Yellow) ja mustan (black, Key color), yhdistelmään. Värien voimakkuus ilmoitetaan prosentteina asteikolla 0-100%. Tiedostossa värin määrä esitetään kuten RGB-kuvissakin, 8 bitillä. Joskus puhutaan 32 bitin (4 × 8) värikuvista.

Muita värimalleja ovat mm. HSB, jossa väri esitetään kolmen arvon avulla: värisävy (Hue), värikylläisyys (Saturation) ja kirkkaus (Brightness). Lab color -mallissa kuvan väri määritellään valoisuuden (Luminance) ja kahden värikylläisyyskomponentin avulla: (a) värikylläisyys asteikolla punainen-vihreä ja (b) asteikolla sininen-keltainen. Indexed tai paletted colors -malli esittää kuvan korkeintaan 256 värin paletilla. Paletteja voi olla hyvin monenlaisia. Duotone-kuvassa harmaasävykuva esitetään kahtena kanavana, joista toinen sisältää mustan ja toinen jonkun muun värin sävyjä (ks. esim. kuva sivulla 6).

Yleisformaatti dokumenteille

PDF (Portable Document Format) on Adoben kehittämä yleinen formaatti tarkkaan dokumenttien esittämiseen eri laiteympäristöissä. Se ei ole aivan niin universaali kuin annetaan ymmärtää: esim. kuvien resoluutio voi dokumentissa olla säädetty käyttötarkoituksen mukaan (verkko, paperituloste, kirjapaino).

PDF-tiedostoja voidaan tuottaa postscript-tiedostoista Adoben Acrobat-pakettiin kuuluvalla Adobe Distiller -ohjelmalla tai PDFWriter-kirjoitinohjaimella. Distiller-ohjelmaa jaetaan myös PageMaker-ohjelmiston mukana. Nykyään PDF:n tuottaminen ei ole sidottu enää täysin Adoben omiin ohjelmatuotteisiin, vaan esim. gra- fiikkaohjelmat CorelDraw ja Freehand osaavat tallentaa PDF-muodossa.

PDF-dokumentti on käytännössä kuin kuva tekstidokumentista, so. sen voi tulostaa, mutta sitä ei voi editoida (ellei dokumentin tekijä ole erikseen sitä sallinut, esim. jotkut lomakkeet). PDF-tiedostoa luetaan Acrobat Readerilla, joka on usein yksi selaimen apuohjelmista. Readerin saa haettua ilmaiseksi omalle koneelleen, mutta Distilleristä joutuu maksamaan. Distiller löytyy kuitenkin atk-osaston NT-koneista.

SIVUNKUVAUSKIELI
Koodijärjestelmä, jolla dokumentin ulkoasu kuvataan liittämällä varsinaisen tekstimassan sekaan tulostimen ohjauskomentoja. Sivunkuvauskielestä puuttuvat varsinaisten ohjelmointikielten ohjaus- ja kontrollirakenteet. Tyypillinen edustaja on vaikkapa HP:n kirjoittimien PCL.

PS (POSTSCRIPT)
Tehokas sivunkuvauskieli, jota useimmat kirjoittimet ja kirjapainotulostimet käyttävät. Postscript on oikeastaan ohjelmointikieli, jolla kuvassa olevat graafiset elementit voidaan tarkasti esittää. Sen pääasiallinen tarkoitus on hallita koko dokumentin graafista ulkoasua. Postscript sisältää myös työkalut värien ja kirjasimien hallintaan.