Grafika rastrowa: program GIMP

Materiał obejmuje kilka lekcji

Rodzaje grafik

Obecnie możemy spotkać się z dwoma rodzajami grafik: grafiką rastrową (zwaną również grafiką bitmapową) oraz grafiką wektorową.

W grafice rastrowej (ang. raster graphics) obraz zbudowany jest z siatki punktów, zwanych pikselami (ang. pixel = picture element - element obrazu):

obrazek

W tej formie obraz graficzny powstaje w wielu rodzajach urządzeń, np. w aparatach cyfrowych, kamerach, skanerach, a nawet w programach graficznych - spójrz na swój monitor przez odpowiednią lupkę, a przekonasz się, iż jest on urządzeniem rastrowym, czyli tworzy obraz z siatki barwnych punktów.

Piksel jest niepodzielnym elementem obrazu i nie posiada rozmiaru - jego wielkość zależy od urządzenia, na którym dany obraz będzie tworzony. Piksel może przyjmować tylko jeden kolor. Dlatego podstawowym parametrem obrazów rastrowych jest ilość tworzących je pikseli w poziomie (szerokość obrazu) i w pionie (wysokość obrazu). Na przykład współczesne monitory LCD wyświetlają obraz o rozmiarze 1280 x 1024 piksele lub większym.

Obrazy rastrowe doskonale nadają się do cyfrowej fotografii, jednakże przy różnych transformacjach napotykamy na problemy. Oto prosty przykład:

Bierzemy obraz rastrowy	Pomniejszamy go 4 razy	Wynik powiększamy do rozmiaru pierwotnego

Zwróć uwagę, iż po powrocie do poprzedniego rozmiaru obrazek utracił szczegóły. Stało się tak dlatego, iż po pomniejszeniu usunęliśmy z obrazka bardzo dużo pikseli, a zatem mniejszy obrazek zawierał dużo mniej informacji. Po powiększeniu informacji tej już nie można odtworzyć - następuje utrata jakości. Jest to cecha wszystkich obrazów rastrowych.

W grafice wektorowej (ang. vector graphics) obraz zbudowany jest z obiektów (linii, kół, elips, wieloboków, itd), które są opisane w sposób matematyczny. Na przykład odcinek jest pamiętany jako współrzędne końców oraz parametry linii (grubość, rodzaj, kolor itd). Pomniejszenie odcinka polega jedynie na modyfikacji jego współrzędnych (oraz np. grubości). Są to operacje matematyczne na obiektach wektorowych i nie powodują utraty informacji - np. w ich wyniku odcinek nagle nie zniknie - a sprawdź, czy kot na powyższym obrazie rastrowym zachował wszystkie swoje wąsy po powiększeniu.

Bierzemy obraz wektorowy	Pomniejszamy go 4 razy	Wynik powiększamy do rozmiaru pierwotnego

GIMP

Do tworzenia i edycji grafiki rastrowej będziemy wykorzystywali program GIMP (ang. GNU Image Manipulation Program). Program ten jest dostępny darmowo w sieci Internet pod adresem:

http://www.gimp.org/

Istnieją wersje zarówno dla systemów Linux jak i Windows. Zainstaluj sobie ten program na komputerze domowym, abyś mógł wykonywać ćwiczenia w domu (nie wszystko damy radę zrealizować w ciągu 45 minut lekcji). Niniejszy opis dotyczy wersji Linux, jednakże praca z GIMP'em w Windows przebiega identycznie.

Najpierw nauczymy się wykonywać proste operacje graficzne. Uruchom program GIMP przy pomocy menu startowego:

obrazek

Gdy program się uruchomi, powinieneś zobaczyć kilka okienek z narzędziami (jeśli widzisz tylko jedno okno, to też dobrze). Wśród nich jest okno główne programu. Z menu Plik wybierz opcję nowy:

obrazek

Na ekranie pojawi się okienko dialogowe utworzenia nowego obrazka.

obrazek

U góry masz narzędzie Szablon. Kliknij je i wybierz rozmiar obrazka 640 x 480 pikseli (możesz wybrać inny rozmiar, ale ten na początek wystarczy). Następnie kliknij przycisk OK. Zostanie utworzone okno robocze, w którym zobaczysz tło swojego obrazka.

obrazek

Omówmy krótko zawartość tego okna.

U góry masz oczywiście pasek z opcjami menu, jak w każdym innym programie okienkowym.

Ponad obszarem graficznym oraz z lewej jego strony znajdują się linijki, na których jest oznaczona bieżąca pozycja kursora za pomocą dwóch czarnych strzałek. Liczbowa wartość pozycji podana jest w lewym dolnym rogu ekranu.

Obok mamy przycisk zmieniający jednostki, px oznacza piksele (ang. pixel = picture element).

Kolejne narzędzie pozwala dobrać powiększenie obrazu. Albo wpisujemy ręcznie wielkość powiększenia w procentach w okienku, albo wybieramy je z listy klikając na przycisk ze strzałkami w górę i w dół.

Po lewej stronie u góry okna znajduje się mały przycisk ze strzałką w prawo, który przywołuje opcje menu. Narzędzie to przydaje się wtedy, gdy włączymy widok pełnoekranowy (klawisz F11 – powtórne naciśnięcie powraca do widoku okienkowego, jednakże czasem obraz nie znajduje się w całości w obrębie okna. Aby dopasować okno do obrazu, naciśnij Ctrl+J).

Po prawej stronie u góry okna mamy przycisk z lupką. Jeśli go wciśniemy, to obraz będzie automatycznie skalowany (powiększany lub pomniejszany) wraz ze zmianą rozmiaru okna.

Rysowanie prostokątów, elips i kształtów swobodnych

Teraz nauczymy się rysować proste kształty. Program GIMP rysuje na tzw. warstwach. Warstwa jest jakby folią lub kartką, którą nakładamy na warstwę leżącą poniżej. Gdy utworzymy nowy rysunek, automatycznie tworzona jest warstwa tła. Na razie będziemy rysować w tej warstwie.

Do rysowania potrzebujemy przybornika. Jeśli nie widzisz okna przybornika na ekranie (w pracowni bardzo często się to zdarza, ponieważ uczniowie lubią eksperymentować z opcjami programów), to użyj opcji menu: Okna → Nowy przybornik lub naciśnij klawisze Ctrl+B. Wymiary okienka przybornika dopasuj do swoich upodobań i umieść obok okna głównego programu.

obrazek

Na przyborniku wybieramy narzędzie zaznaczania prostokątnego:

obrazek

Następnie zaznaczamy myszką z wciśniętym lewym klawiszem prostokątny obszar na powierzchni graficznej:

obrazek

Wielkość obszaru możesz zmieniać, przeciągając jego krawędzie lub narożniki. Położenie obszaru zmieniasz przeciągając jego środek lewym przyciskiem myszki. Gdy ustalisz obszar, chwyć lewym przyciskiem myszki prostokąt koloru tuszu (prostokąt leżący na wierzchu):

obrazek

Przeciągnij go myszką na zaznaczony obszar i zwolnij lewy przycisk. Obszar otrzyma dany kolor.

obrazek

Jeśli chcesz pokolorować obszar innym kolorem, kliknij prostokąt koloru lewym przyciskiem myszki. Otworzy się okno dialogowe Zmiany aktywnego koloru.

obrazek

Kolory możesz zmieniać na kilka sposobów. Ostatnio używane masz na 12 przyciskach. Jeśli chcesz zdefiniować nowy kolor, to najpierw na pionowym pasku wybierasz barwę podstawową, a następnie w prostokącie wybierasz jej nasycenie.

obrazek

Gdy dobierzesz odpowiedni kolor, zatwierdź go klawiszem OK. Prostokąt koloru na przyborniku przyjmie wybrany kolor.

Tym nowym kolorem pomaluj następny prostokąt.

obrazek

Do rysowania kół i elips wykorzystujemy narzędzie zaznaczania eliptycznego:

obrazek

Zasada jest identyczna jak dla prostokątów: zaznaczamy obszar eliptyczny przeciągając myszką z wciśniętym lewym przyciskiem, po czym przeciągamy na utworzony obszar kolor z przybornika. Utwórz na swoim rysunku kilka kolorowych elips i kół.

obrazek

Kształty dowolne rysujemy przy pomocy narzędzia odręcznego zaznaczania obszarów:

obrazek

Narysuj przy pomocy tego narzędzia mordkę miśka:

obrazek

Zacznij od konturu głowy, który wypełnij po narysowaniu kolorem ciemnobrązowy,. Później dorysuj białka oczu, a na nich gałki oczne. Następnie nos i usta.

Narzędzie odręcznego zaznaczania obszarów pozwala również rysować wielokąty. W tym celu wskazuj odpowiednie punkty na ekranie i klikaj lewym przyciskiem myszki. Do wskazanego punktu zostanie narysowana linia (z klawiszem Ctrl będą to linie pod równymi kątami). Narysuj ładny domek z drzewkiem (do narysowania ściany przedniej, drzwi i okna wykorzystaj zaznaczanie prostokątów):

obrazek

Rysowanie i usuwanie linii

Uruchom program GIMP i utwórz w nim nową grafikę (Plik → Nowy... lub kombinacja klawiszy Ctrl+N) o wielkości 640 na 480 pikseli. Jeśli nie widzisz przybornika, to włącz go sobie (Ctrl+B), dopasuj wielkość i umieść obok okna programu. W przyborniku umieść okno dialogowe opcji narzędzia (wybierz z menu Okna → Dokowalne okna dialogowe → Opcje narzędzia, po czym chwyć lewym przyciskiem myszki zakładkę w okienku i przeciągnij ją na spód przybornika). W efekcie powinieneś otrzymać:

obrazek

Z przybornika wybierz narzędzie Ołówek:

obrazek

Zwróć uwagę, że po wybraniu tego narzędzia zmieniła się zawartość okienka Opcje narzędzia. Uzyskaliśmy dostęp do różnych parametrów narzędzia Ołówek. Jeśli zawartość okienka nie mieści się w całości w panelu, to po prawej stronie pojawi się pasek przewijania. Rozciągnij w pionie okienko przybornika, aż ten pasek zniknie.

obrazek
Najważniejsze opcje:

Tryb pozwala wybrać sposób osadzania barwy ołówka na grafice. Poeksperymentuj z różnymi ustawieniami.

Krycie, w zależności od trybu, określa stopień przykrywania barwą ołówka (kolor rysowania wybierasz w przyborniku tak, jak na poprzedniej lekcji) grafiki znajdującej się na powierzchni rysunkowej. 100% oznacza, że kreska ołówka będzie zupełnie nieprzezroczysta. Zmień ten parametr na 50% i spróbuj narysować kilka przecinających się linii.

Poniżej mamy przycisk, który umożliwia wybór kształtu na końcówkę ołówka.

Rozmiar określa grubość rysowanej linii. W tym i w następnych polach regulacji możemy dokonać przez przeciąganie suwaka, klikanie w strzałki w górę i w dół lub ręczne wpisanie wartości (po kliknięciu w suwak, pojawia się w nim pionowa, mrugająca kreska, czyli kursor. Możesz go przesuwać klawiszami kursora, kasować cyferki i wpisywać swoje wartości). Jeśli chcesz przywrócić szybko standardową wartość parametru, kliknij w ikonę z żółtą strzałką, która znajduje się po prawej stronie suwaka.

Proporcje pozwalają spłaszczyć kształt ołówka w pionie lub w poziomie. Opcja ta będzie działać tylko wtedy, gdy rozmiar kreski ołówka jest większy niż 1...2 piksele.

Kąt umożliwia obrót końcówki rysującej ołówka. Efekt jest widoczny tylko wtedy, gdy kształt końcówki nie jest kulisty.

Dynamika pozwala uzyskiwać ciekawe efekty rysunkowe (niektóre z tych opcji zaczyna działać dopiero wtedy, gdy mamy zainstalowaną w komputerze specjalną tabliczkę graficzną do rysowania grafiki – np. opcja Pressure Opacity pozwala dynamicznie regulować nieprzejrzystość rysowanej linii w zależności od siły nacisku rysika na tabliczce graficznej, z normalną myszką nie uzyskamy żadnych zmian). Spłaszcz końcówkę ołówka i wybierz różne opcje. Zabawy będzie mnóstwo.

Na spodzie masz opcje, które pozwolą zapisać to ustawienie, wczytać poprzednio zapisane, usunąć lub przywrócić standardowe wartości dla poszczególnych parametrów.

Wciśnij klawisz Delete i z przybornika wybierz narzędzie Pędzel:

obrazek

Pędzel tym różni się od ołówka, że może posiadać miękkie krawędzie. Pobaw się tym narzędziem, wybierając różne opcje. Spróbuj stworzyć małe dzieło abstrakcyjne, np. nasz Pan od fizyki:

obrazek

Wypróbuj również narzędzia Aerograf i Stalówka:

obrazek

W przypadku aerografu kolor jest nakładany na grafikę stopniowo, jak w prawdziwym aerografie, gdzie farba jest wydmuchiwana w kierunku rysunku przez strumień powietrza. Przy stalówce zmień w opcjach kształt narzędzia.

Często po narysowaniu rysunku należy z niego coś usunąć. Do tego celu służy narzędzie Gumka:

obrazek

Bardzo ciekawym narzędziem są Ścieżki:

obrazek

Po wybraniu tego narzędzia kliknij po kolei trzy razy w różne punkty powierzchni rysunkowej. Wybrane punkty są połączone ścieżką (uwaga: nie jest to linia graficzna, tylko ślad ścieżki, z którym będziemy mogli coś dalej zrobić):

obrazek

Teraz chwyć linię pomiędzy punktami i przeciągnij ją myszką. Linia ścieżki wygnie się, a w punktach krańcowych pojawią się tzw. uchwyty krzywizny. Ten sposób tworzenia linii jest powszechnie stosowany w grafice wektorowej, a wymyślił go francuski matematyk Pierre Bézier (1910-1999).

obrazek

Przesuwając uchwyty i węzły krzywej zmieniamy jej krzywiznę, czyli kształt. Z klawiszem Shift uchwyty działają w trybie symetrycznym, tzn. zmienia się krzywizna odcinka krzywej Béziera po obu stronach węzła. Gdy ustawisz odpowiedni kształt ścieżki, możesz narysować wzdłuż niej linię wybierając na przyborniku (w opcjach narzędzia) przycisk Rysuj wzdłuż ścieżki:

obrazek

Można również zaznaczyć obszar objęty ścieżką (węzeł startowy i końcowy zostaną połączone linią) i wypełnić go kolorem:

obrazek

Wypełnianie obszarów ograniczonych innym kolorem

Często się zdarza, że chcemy zmienić kolor jakiegoś elementu na powierzchni rysunkowej. Do tego celu służy narzędzie Wypełnianie kubkiem:

obrazek

Narysuj ołówkiem na powierzchni graficznej dowolną figurę zamkniętą:

obrazek

Wybierz Wypełnianie kubkiem, na przyborniku zmień kolor tuszu, wskaż kursorem wnętrze figury i kliknij lewym lewym przyciskiem. Cały obszar wewnętrzny zostanie pokolorowany nowym kolorem:

obrazek

Kolor tego obszaru możesz zmieniać, wypełniając go ponownie innym kolorem.

Pewne problemy mogą się pojawić, jeśli obszar jest ograniczony linią rysowaną pędzelkiem z rozmytymi krawędziami:

→

Powstaje wtedy nieładna obwódka przy krawędzi ograniczającej wypełniany obszar. Spowodowane jest to tym, iż kolor linii nie jest jednolity. Przy krawędzi przechodzi on płynnie w kolor tła, gdyż krawędzie linii są rozmyte. Procedura wypełniająca obszar bierze to rozmycie za brzeg obszaru. Aby się tego pozbyć, musimy zwiększyć wartość Progowania w opcjach narzędzia:

→

Jeśli chcesz zachować gładkie przejście z wypełnianego obszaru na ograniczającą go linię, to poeksperymentuj z Kryciem:

→

Narzędzie wypełniania pozwala również wypełniać obszary deseniem. Najpierw w opcjach narzędzia ustaw Wypełnianie desenia i wybierz sobie odpowiedni deseń, a następnie kliknij obszar lewym przyciskiem myszki (opcje Krycie i Progowanie również obowiązują dla deseni):

→

Pobaw się poznanymi dzisiaj narzędziami, tworząc różne grafiki:

obrazek

Narzędzia edycyjne

Uruchom program GIMP. Utwórz nową grafikę o rozmiarze 640 x 480 pikseli. Włącz przybornik (Ctrl + B), opcje narzędzia (Okna → Dokowalne Okna Dialogowe → Opcje narzędzia) i warstwy (Ctrl + L). Warstwa jest powierzchnią graficzną. Standardowo masz warstwę tła. Na nią możesz nałożyć nową warstwę. Zaletą warstw jest to, że zawarte na nich grafiki nie mieszają się za sobą i można je oddzielnie edytować. Zobaczmy jak to działa:

Namaluj na warstwie tła kwiatek z żółtym środkiem:

obrazek

Zwróć uwagę, że w oknie Warstwy rysunek ten pojawił się na warstwie Tło. Dodajmy teraz do naszego rysunku nową warstwę. Z menu wybierz opcję Warstwa → Nowa warstwa i zatwierdź pojawiające się okienko dialogowe.

Warstwa ta staje się warstwą aktywną. Jest ona przezroczysta, zatem widzimy przez nią nasz kwiatek na warstwie tła. Zmień kolor na czerwony, i zamaluj tym kolorem środek kwiatka.

obrazek

W okienku Warstwy na nowej warstwie pojawił się czerwony obszar. Teraz wybierz Gumkę, ustaw Krycie na 50% oraz kształt na kulisty-rozmyty. Wymaż gumką krawędzie czerwonej plamy, tak aby stało się widoczne tło żółte.

obrazek

Widać wyraźnie, że wymazywanie koloru czerwonego z dodanej warstwy powoduje odsłanianie warstwy tła. Własności te pozwalają tworzyć ciekawe grafiki. Następne ćwiczenie pokaże nam sposób tworzenia fotomontażu, czyli połączenia ze sobą dwóch zdjęć w jedno.

obrazek

Zamknij poprzedni plik graficzny. Skopiuj do schowka powyższą fotografię Godzilli. W programie GIMP wybierz opcje menu:

Plik → Utwórz → Ze schowka

Obrazek zostanie wstawiony jako warstwa tła.

obrazek

Utwórz nową warstwę (Warstwa → Nowa warstwa).

Teraz skopiuj do schowka powyższy obrazek i wklej go do programu GIMP (Ctrl + V). Wklejony obrazek pojawi się na tzw. oderwanym zaznaczeniu.

obrazek

Aby móc go edytować, musimy go zakotwiczyć do warstwy leżącej poniżej. W okienku Warstwy kliknij prawym przyciskiem myszki oderwane zaznaczenie i z menu kontekstowego wybierz opcję:

obrazek

Po tej operacji obrazek zostanie połączony z warstwą leżącą ponad obrazkiem z Godzillą.

Na przyborniku wybierz narzędzie Różdżka i kliknij nim w niebo ponad budynkami.

obrazek

Narzędzie to zaznacza obszary o podobnym kolorze. Naciskając klawisz Shift klikaj w niebo ponad budynkami, aż zaznaczysz jak największy obszar koloru niebieskiego. Teraz wybierz Gumkę i wymaż niebo. Odsłoni się obraz Godzilli:

obrazek

Z przybornika wybierz narzędzie Przesunięcie:

obrazek

Przesuń warstwę z domami w dół. W okienku Warstwy kliknij tę warstwę prawym klawiszem myszki i wybierz opcję Połącz w dół. Warstwa zostanie połączona z warstwą tła w jeden obrazek:

obrazek

W ramach ćwiczenia dodaj obrazek przelatującego samolotu (być może będziesz musiał skorzystać z narzędzia skalowanie w celu dopasowania rozmiaru samolotu do reszty grafiki).

obrazek

Pamiętaj o utworzeniu nowej warstwy przed wklejeniem obrazka samolotu.