Tieto- ja viestintätekniikan käyttötaito -> Kuvankäsittely

© Antti Ekonoja 2012

Kuvankäsittely

Kuvankäsittely

Tässä luvussa opit mm. seuraavia asioita:

Oppimistasi asioista on sinulle mm. seuraavanlaista hyötyä:

Kuvankäsittelyn perusteet

2000-luvulla digitaalikamerat ovat syrjäyttäneet lähes kokonaan filmikamerat. Tämän ansiosta kuvankäsittely on muodostunut tärkeäksi taidoksi valokuvien ottamisen yhteyteen. Tässä luvussa käydään läpi kuvankäsittelyn perusteita, skannaamista sekä opiskellaan muutamia peruskuvankäsittelytoimintoja ilmaisen GIMP-kuvankäsittelyohjelman (versio 2.8.0) avulla. GIMP:in voi ladata itselleen verkosta osoitteesta: http://www.gimp.org/downloads/. Muitakin kuvankäsittelyohjelmia on runsaasti, eikä mikään ohjelma ole niin selkeä markkinajohtaja kuin esimerkiksi Microsoft Word -ohjelma on tekstinkäsittelyn puolella. Paljon käytettyjä kaupallisia kuvankäsittelyohjelmia ovat muun muassa Adobe Photoshop, Adobe Photoshop Elements ja Corel PaintShop Pro. GIMP:in lisäksi toinen suosittu ilmainen ohjelma on Paint.NET. Vaikka kuvankäsittelyohjelmia on runsaasti, pätevät niissä kaikissa soveltaen samat kuvankäsittelyn perusperiaatteet, joita tässä luvussa opetetaan.

Järjestelmäkamera

Tärkeimmät kuvatiedostotyypit:

Kuvan resoluutio:

Resoluutiolla tarkoitetaan kahta toisistaan hieman poikkeavaa asiaa. Ensinnäkin sillä voidaan tarkoittaa kuvan muodostavien pikseleiden kokonaismäärää, jolloin se ilmaistaan muodossa pikselien määrä vaakasuunnassa x pikselien määrä pystysuunnassa. Tällöin voidaan puhua myös erottelutarkkuudesta. Esimerkiksi tietokoneiden näyttöjen tarkkuudet ilmaistaan juuri kyseisessä muodossa. Tietokoneen näytön resoluutio voi olla esimerkiksi 1680 x 1050 pikseliä. Pikselillä ("kuvapiste") tarkoitetaan kuvan pienintä yksittäistä osaa.

Toiseksi resoluutiolla voidaan tarkoittaa kuvan tai kuvantoistolaitteen tarkkuutta eli erottelukykyä. Tässä tapauksessa resoluutiolla tarkoitetaan pikseleiden tai kuvapisteiden määrää tietyllä alueella. Kuvien, digitaalikameroiden ja skannereiden yhteydessä erottelukyvystä käytetään myös termiä pikselitiheys. Tulostimien yhteydessä taas voidaan puhua pistetiheydestä. Yksikkönä pikselitiheydessä käytetään ppi:tä, joka tarkoittaa pikseleitä tuumalla (pixels per inch). Pistetiheyden yksikkö on taas dpi (pisteitä tuumalla, dots per inch). Usein kuitenkin dpi:tä käytetään hieman virheellisesti myös pikselitiheyden yhteydessä. Mitä suurempi erottelukyky kuvassa on, sitä tarkempi se siis on.

Lapset koneella

Jotteivät eri termit menisi sekaisin, jatkossa tässä luvussa resoluutiosta puhutaan joko pikseleiden kokonaismäärän tai pikselitiheyden nimillä riippuen siitä, kumpaa resoluution määritelmää tarkoitetaan.

Pikselitiheys vaikuttaa ainoastaan paperitulosteiden tarkkuuteen. Näytöltä katseltavan kuvan tarkkuuteen sillä ei ole vaikutusta.

Kuvan pikselitiheydeksi valitaan kyseiseen tilanteeseen sopiva niin, että kuvan tiedostokoko pysyy tietyissä rajoissa. Esimerkiksi Internet-sivuille sijoitettavan valokuvan pikselitiheydeksi riittää 72 ppi ja monistettavan tai tulostettavan kuvan pikselitiheydeksi 150 ppi. Sen sijaan painettavan julkaisun pikselitiheys on huomattavasti suurempi ja sen määrittelee usein kyseinen kirjapaino (neliväripainatuksessa yleensä 300 ppi tai enemmän), jolloin kuvat usein myös skannataan kyseisessä kirjapainossa. Kuvan pikseleiden kokonaismäärä taas valitaan sen mukaan, kuinka iso (fyysiset mitat) kuvasta halutaan. Turhan suuri pikselitiheys tai pikseleiden kokonaismäärä ei paranna kuvan laatua, vaan hidastaa laitteistojen ja ohjelmien toimintoja ja vaatii suuria kiintolevytiloja.

Kun kuvan pikselitiheys on esimerkiksi 150 ppi:tä, on kuvassa yhden neliötuuman alueella 150 x 150 pikseliä eli yhteensä 22500 pikseliä. Jos taas kuvan pikselitiheys on 50 ppi:tä, on siinä kyseisellä alueella silloin 2500 pikseliä. Jos kuvan pikselitiheys siis tuplataan ja kuvan fyysinen koko halutaan pitää ennallaan, nelinkertaistetaan pikselien määrä ja kuvan tiedostokoko suurenee samassa suhteessa. Mitä suurempi pikselitiheys kuvalla on, sitä enemmän sen kokoa voidaan suurentaa kuvan laadun kärsimättä, eli pikseleiden fyysinen koko pysyy vielä niin pienenä, ettei ihmissilmä erota niitä.

Kuvan resoluutiomääritykset voi määritellä digitaalikamerassa ennen kuvan ottoa ja samoin skannerissa ennen skannausta ja tulostimessa ennen tulostamista. Digitaalikamerassa määritellään kuvan pikseleiden kokonaismäärä (esimerkiksi se voi olla tietyssä kamerassa maksimissaan 3648 x 2736 pikseliä, jolloin puhutaan 10 megapikselin kamerasta). Skannerissa taas määritellään pikselitiheys (esimerkiksi laadukasta kuvaa skannatessa se voisi olla 600 ppi). Myös joissakin laadukkaissa digitaalikameroissa voi määritellä itse pikselitiheydenkin, mutta yleensä se on vakioarvo (usein joko 72 ppi tai 96 ppi). Tulostimessa valitaan pistetiheys, joka voi olla esimerkiksi laadukasta valokuvaa tulostaessa 1200 x 1200 dpi.

Kuvankäsittelyohjelmassa ei kuvan pikselitiheyttä enää yleensä suurenneta (ei lisää kuvan tarkkuutta, koska pikseleiden kokonaismäärä on vakio), sen sijaan sitä voidaan siellä pienentää. Pikselitiheyden muutos vaikuttaa aina myös kuvan fyysiseen kokoon (tulostuskoko), joten jos pikselitiheyttä on muutettava, tehdään se ennen mahdollista tulostuskoon muutosta. Tulostuskoon muuttaminen tapahtuu siis yleensä pikselitiheyden säätämisellä.

Kuvan fyysinen koko:

Kuvan tiedostokoko:

Skannaus

Kuvan skannaus tapahtuu suunnilleen samalla periaatteella käytettävästä ohjelmasta riippumatta. Ainoastaan ohjelmien valikkokomennot voivat hieman poiketa toisistaan. GIMP-ohjelmassa valitaan ensin Tiedosto | Luo | Kuvanlukija/kamera (File | Create | Scanner/Camera). Avautuvasta ikkunasta valitaan haluttu skannauslaite ja klikataan Valitse (Select), jolloin avautuu varsinainen Windows 7 -käyttöjärjestelmän skannaustoiminto.

Windows 7:n skannaustoiminto

Kuva: Windows 7:n skannaustoiminto

Jos valinta aukaiseekin skannerin oman skannausohjelmiston tai jonkun muun ikkunan kuin ohessa olevan kuvan mukaisen ikkunan, kokeile valita laitelistasta joku toinen vaihtoehto. Yleensä WIA-alkuiset vaihtoehdot tarkoittavat, että kuva haetaan skannerilta käyttäen käyttöjärjestelmän omaa skannaustoimintoa, eli WIA-alkuinen vaihtoehto on yleensä oikea. Ohessa olevan kuvan mukaisen Windows 7:n skannausikkunan avautumisen jälkeen skannaus etenee seuraavasti:

Kuvan muokkaaminen

Kuvankäsittelyohjelmissa on erittäin runsaasti toimintoja kuvien muokkaamista varten. Tässä luvussa käydään läpi näistä toiminnoista vain yleisimmät ja tarpeellisimmat. Aluksi käydään läpi GIMP-kuvankäsittelyohjelman perusteet.

GIMP:in käytön perusteita:

GIMP:in Työkalupakki-ikkuna

Kuva: GIMP:in Työkalupakki-ikkuna

Kuvan koon muuttaminen:

Kuvan rajaaminen:

HOX!

GIMP:in käyttöön löytyy paljon ohjeita myös Internetistä. Aina ohjeet eivät välttämättä ole uusimmalle GIMP:in versiolle, mutta yleensä niitä pystyy silti hyödyntämään. Esimerkiksi osoitteesta http://www.joutsi.com/gimp.html löytyy erinomainen suomenkielinen GIMP-ohjesivusto.

Punasilmäisyyden poisto:

Kuvan kääntäminen

Kuva: Kuvan kääntäminen

Kuvan kääntäminen:

Kuvan värien kirkkauden ja kontrastin säätäminen kuvan histogrammin avulla

Kuva: Kuvan värien kirkkauden ja kontrastin säätäminen kuvan histogrammin avulla

Kuvan virheiden korjaaminen

HOX!

Kuvan korjaukset ja muut muokkaukset jäävät pysyvästi kuvaan vasta kuvan tallentamisen jälkeen. Tallentaminen on nopeinta tehdä näppäinkomennolla Ctrl + S. Myös alkuperäinen kuva on kuitenkin hyvä pitää tallessa, joten muokattu kuva kannattaa tallentaa uudelle nimelle, eikä alkuperäisen kuvan päälle.

Tekstin lisääminen kuvaan:

Tehosteiden lisääminen kuvaan:

Koirankorva-tehoste käytössä

Kuva: Koirankorva-tehoste (Pagecurl) käytössä asetusikkunassa näkyvin asetuksin

Kuvien yhdistäminen

Useasti on tarvetta tehdä kahdesta tai useammasta kuvasta yksi kuva, jossa on yhdistettynä useampia kuvia. Yleensä joku kuva laitetaan "pohjakuvaksi" ja sen päälle liitetään muita kuvia tai kuvan osia. Tämä tapahtuu seuraavien ohjeiden mukaan:

Ruutukaappausvideo: Kuvankäsittelytoimenpiteitä suomenkielisellä GIMP:illä

Yhteenveto

Tehtävät

Tehtävissä 1-6 kirjoita vastaukset tekstitiedostoon haluamallasi kirjoitusohjelmalla (esim. Word). Tallenna tiedosto lopuksi opettajan ilmoittamaan sijaintiin. Tehtävät 7-10 tehdään GIMPillä (tai muulla haluamallasi kuvankäsittelyohjelmalla) ja valmiit kuvatiedostot tallennetaan opettajan ilmoittamaan sijaintiin.

  1. Millaisia eri kuvatiedostotyyppejä on olemassa?
  2. Mitä kuvatiedostotyyppiä käyttäisit, jos kuva tulisi WWW-sivulle? Entäpä kuvan tullessa painettuun julkaisuun?
  3. Mitä tarkoittaa resoluutio? Miten se liittyy kuvan fyysiseen kokoon ja kuvan tiedostokokoon?
  4. Paljonko on 800 x 600 (leveys x korkeus) pikselin kokoisen kuvan fyysinen leveys senttimetreinä kuvan pikselitiheyden ollessa 300 ppi?
  5. Paljonko on edellisen tehtävän kuvan tiedostokoko kilotavuina, kun kuva on BMP-tyyppinen ja siinä on käytössä maksimimäärä värejä?
  6. Jos pienennät kuvan pikselitiheyttä puolella, miten muuttuu kuvan tiedostokoko ja fyysinen koko?
  7. Tehtävässä voit muokata joko omia digitaalikuviasi tai Internetistä kopioituja kuvia (muista tekijänoikeudet). Tarvitset vähintään kolme kuvaa. Tallenna kuvat omalle tietokoneellesi, avaa GIMP ja etene seuraavien ohjeiden mukaisesti.
    1. Tallenna aluksi kuvat GIMP:in omassa tiedostomuodossa (XCF).
    2. Muuta yhden kuvan leveydeksi 500 pikseliä, toisen kuvan tulostuskorkeudeksi 15 cm ja kolmannen kuvan pikselitiheydeksi 50 ppi.
    3. Käännä kolmatta kuvaa 100 astetta oikealle.
    4. Rajaa toisesta kuvasta noin senttimetri kaikilta laidoilta pois.
    5. Pehmennä toista kuvaa ja tarkenna ensimmäistä. Kokeile korjata kuvista mahdollisia värivirheitä eri työkalujen avulla.
    6. Jos jossain kuvassa on punasilmäisyyttä, poista se.
    7. Lisää kolmanteen kuvaan teksti: "Harjoitellaan kuvankäsittelyä".
    8. Lisää toiseen ja kolmanteen kuvaan vapaavalintaiset tehosteet. Kokeile, mitkä tehosteet näyttävät järkeviltä ja hyviltä kuvissasi.
    9. Liitä ensimmäiseen kuvaan osia toisesta ja kolmannesta kuvasta. Ota toisesta kuvasta suorakulmainen alue ja kolmannesta kuvasta epäsymmetrinen vapaavalintainen alue.
    10. Tallenna lopuksi muokatut kuvat myös JPG-muodossa nimille T7kuva1.jpg, T7kuva2.jpg ja T7kuva3.jpg.
  8. Tallenna kuvat k1.jpg, k2.jpg, k3.jpg ja punasilma.jpg omalle tietokoneellesi. Avaa sen jälkeen GIMP ja etene seuraavien ohjeiden mukaisesti.
    1. Käsittele ensin k1.jpg kuvaa. Muuta kuvan pikselikokoa siten, että se on 80 % alkuperäisestä. Rajaa kuvaa siten, että siinä näkyy hyppääjästä vain kaksi oikean puoleista kuvaa. Alastulo jätetään siis arvoitukseksi. Lisää kuvan yläosaan teksti Pältsan-Barras 2005. Kokeile kuvassa erilaisia tehosteita ja kuvan korjausmahdollisuuksia. Tallenna lopullinen teoksesi nimelle vaellushyppy.jpg.
    2. Avaa k2.jpg- ja k3.jpg-kuvat. Siirrä k3.jpg-kuvan etualalla oleva vaeltaja k2.jpg-kuvan oikeaan alareunaan (rajaa vaeltaja ja liitä se toiseen kuvaan). Rajaa vaeltaja tarkasti, jotta kuvien yhdistämisestä saatu tulos olisi mahdollisimman luonnollisen näköinen. Tallenna työsi nimelle kebneyhdistetty.jpg.
    3. Avaa punasilma.jpg-kuva ja poista kuvan henkilöiltä punaiset silmät. Tallenna työsi nimelle korjatutsilmat.jpg.
  9. Ota itse valokuva joko maisemasta, henkilöstä tai tapahtumasta ja tee kyseiselle valokuvalle alla ohjeistetut kuvankäsittelytoimenpiteet. Voit myös käyttää aiemmin ottamaasi valokuvaa tai opettajaltasi saamaa kuvaa. Tutustu myös mallikuvaan, jossa eräälle kuvalle on tehty tehtävässä vaadittavat toimenpiteet.
    1. Rajaa kuvan kuvasuhteeksi joko 5:3 tai 3:5.
    2. Korosta kuvassa yhtä tai useampaa värisävyä. Esimerkiksi mallituotoksessa on korostettu vihreää sävyä.
    3. Muuta kuvan pikselikooksi 600x360 tai 360x600 pikseliä.
    4. Lisää kuvaan teksti, joka kertoo kuvan tapahtumapaikan, tapahtuman tai kuvassa olevan henkilön. Tekstin fontti tulee olla Book Antiqua lihavoituna ja tekstin värin sininen.
    5. Käännä kuvaa 30 astetta jompaan kumpaan suuntaan.
    6. Täytä kuvan reunoille kääntämisessä muodostuneet "tyhjät tilat" haluamallasi taustavärillä.
    7. Tallenna lopuksi valmis kuva png-muodossa kuvaavalle tiedostonimelle.
  10. Tallenna kuvat portaat.jpg ja kiipeilija.jpg omalle tietokoneellesi. Avaa sen jälkeen GIMP ja etene seuraavien ohjeiden mukaisesti. Vinkki: Tasojen käytöstä on huomattavasti apua tehtävässä.
    • Tee porras- ja kiipeilijäkuvista mallituotoksen mukainen kokonaisuus.
    • Huomaa, että pari askelmaa kiipeilijän alapuolelta portaat on poistettu kokonaan verrattuna alkuperäiseen porraskuvaan.
    • Rajaa lopullinen tuotos kuten mallikuvassa.
    • Kuvan korkeus tulee olla 800 pikseliä.
    • Tallenna lopuksi valmis kuva hyvälaatuiseksi jpg-kuvaksi kuvaavalle tiedostonimelle.

Lukuun liittyvät harjoitustyöt

Lisätietoa

Tasojen käyttö:

Tasojen käyttö on keskeisessä asemassa vähänkään vaativammassa kuvankäsittelyssä. Tasot ovat ikään kuin kalvoja, jotka ladotaan päällekkäin. Kun avaat kuvan tai luot uuden kuvan, on työn pohjana aina yksi taustataso, jonka päälle voit asetella muita tasoja. Sekä taustalla että kullakin tasolla voidaan muun muassa piirtää, muokata ja siirrellä elementtejä ilman, että muut tasot muuttuvat.

Tasojen muokkausikkuna

Kuva: Tasojen muokkausikkuna

Uusi taso syntyy automaattisesti aina, kun siirrät tai kopioit elementtejä ikkunasta toiseen valinnalla Muokkaa | Liitä määräten | Uusi taso (Edit | Paste as | New Layer) tai kun sijoitat elementtejä leikepöydältä ikkunaan samalla valinnalla. Myös normaalin tekstityökalun käyttö tuottaa aina uuden tason. Voit myös itse lisätä tasoja ja poistaa niitä. Tasoja voi myös piilottaa, kytkeä toisiinsa ja yhdistää tai muuttaa joko kokonaan tai osittain läpinäkyviksi.

Tasojen avulla voidaan siis muokata tavallaan yhtä kuvaa monessa eri osassa. Elementtejä on tällä tavalla helppo siirtää. Samoin voidaan esimerkiksi kääntää kuvassa vain tiettyä tasoa tai muokata vain tietyn tason värejä. Läpinäkyvyys on suuri tasojen tuoma etu. Tällä tavalla saadaan tietyt osat kuvasta himmeäksi (laitetaan esimerkiksi päällimmäisen tason läpinäkyvyydeksi 50 prosenttia). Tasojen avulla on siis helppo asettaa eri kuvan elementtejä päällekkäin. Tasot kannattaa nimetä sisällön mukaan, jotta niiden käsittely olisi järkevää.

Kuvassa olevat tasot saa näkyviin valinnalla Ikkunat | Telakoitavat valintaikkunat | Tasot (Windows | Dockable Dialogs | Layers). Tasojen muokkaukset voi tehdä edellä mainitulla valinnalla auenneen ikkunan kautta. Klikkaamalla kyseisessä ikkunassa haluttua tasoa hiiren kakkospainikkeella (yleensä hiiren oikeanpuoleinen painike), löytyy paljon tasoihin liittyviä toimintoja. Tasoihin liittyvät valikkokomennot löytyvät myös Taso-valikon (Layer) alta.

Tasoille muokkauksia tehtäessä on tärkeää, että ennen muokkausta on valittuna juuri se taso, jolle muokkaus halutaan tehdä. Haluttu taso valitaan aktiiviseksi Tasot-ikkunasta (Layers) klikkaamalla sitä hiirellä. Tasojen järjestys (mikä taso on päällimmäisenä jne.) määräytyy sen mukaan, missä järjestyksessä tasot ovat Tasot-ikkunassa (Layers). Järjestystä voi muuttaa raahaamalla tasot haluttuun järjestykseen hiiren ykköspainikkeella.

Tasoja käyttäessä kuva täytyy muistaa aina tallentaa kuvankäsittelyohjelman omassa tallennusformaatissa (GIMP-ohjelmassa XCF), jotta tasomuotoilut säilyvät kuvassa. Vasta valmis kuva tallennetaan käyttökohteen tarvitsemassa muodossa (esimerkiksi JPG-muodossa, joka ei säilytä eri tasoja, vaan yhdistää ne yhdeksi tasoksi).