MOTIVIRANJE STUDENATA KROZ RAČUNARSKU GRAFIKU

Bernašek A.; Nađ H.; Rudolf M.; Koren. T.

Abstract

U članku se govori o motivaciji studenata za pristup novom načinu oblikovanja računalom. Motivacija u smislu spajanja tehnoloških procesa nastanka slike, te izvođenja vlastitih idejnih dizajnerskih rješenja koja su u potpunosti individualizirana. Pokazuje se vještina programiranja u grafičkom jeziku kroz koje realiziraju svoje ideje, a rezultati su njihovi originalni radovi. Pomoću PostScript programiranja stvaraju grafike koje nije moguće napraviti sa konvencionalnim grafičkim aplikacijama. Pri tom se koriste znanjem programiranja na visini stacka, implementacijom individualnih rastera unutar slika i slova, te upravljanja sa bojama u širokom spektru apsorpcije i refleksije svjetla.

Uvod

Cilj ovog rada je osposobljavanje studenata za izvedbu složenih zadataka u PostScript jeziku i pratećim programima. Cijeli kolegij koncipiran je tako da oni sami stvaraju i dolaze do izvanrednih rješenja uz pomoć profesora i asistenata. Oni se upoznaju s novim načinom oblikovanja računalom. Samostalno programiraju čime proširuju svoje znanje i razvijaju kreativnost. Zadaci su pomno odabrani kako bi se obuhvatili svi elementi tehnološkog procesa. Student se upoznaju s komandama za upravljanje zapisa na vrhu memorije, implementacijom individualnih rastera u fotografiju, te sa parametrima koji su vezani za tipografiju. Oni na ovom kolegiju stvaraju temelje za daljnji razvoj grafičkog oblikovanja računalom. Cilj prezentiranja individualiziranih rastera je potaknuti studentske radove u smjeru dizajniranja vlastitih rasterskih elemenata koji će se moći koristiti sa ciljem zaštite ili prilikom dizajniranja vlastitih idejnih rješenja.

Repeat petlja programirana PostScript jezikom

Osnova za kreativno programiranje i dizajniranje u repeat petlji je unutar PostScript jezika. Studenti PostScript programiranjem repeat petlje samostalno izrađuju odlične grafike koje im otvaraju novo područje u dizajnu. Uz malo mašte i znanje koje su usvojili na predavanjima dolaze do lijepih individualiziranih rješenja koje je teško ponoviti.

Slika 1. Grafika programirana u PostScriptu pomoću repeat petlje, predmet Računarska tipografija, autor Darija Kiseljak

Algoritam u PostScriptu:

% sunce crno plavo
40 {
/k k 0.03 add def
c m y k setcmykcolor
10 10 moveto
20 20 lineto
-20 -20 lineto
0.1 setlinewidth stroke
6 rotate
} repeat

% vertikalno kruzenje
5 {
/m m 0.08 sub def
/c c 0.10 add def
c m y k setcmykcolor
0 0 20 0 360 arc
1.1 1.2 scale
0.7 setlinewidth stroke
-10 rotate
} repeat

Kako bi dobio kružne oblike autor koristili komandu arc. Elipsoidne oblike postiže pomoću komande scale. Komanda scale definirana je sa dva parametra koji se mogu mijenjati nezavisno jedan o drugome. Boja je definirana u CMYK sustavu, a njeno mijenjanje je programski i matematički određeno. Ona se dodaje ili oduzima za svaki kanal posebno sa strogo definiranim parametrima. Linije su postignute sa naredbom lineto. U ovom primjeru one se rotiraju u repeat petlji oko definiranog središta. Repeat petlja se koristi kod ponavljanja kako bi pojednostavili i skratili kod.

Stvaranje maske u obliku slovnog znaka sa implementiranom grafikom

Autor je stvorio dvije grafike. Gdje je prvu grafiku u obliku slovnog znaka koristio kao masku unutar koje je implementirao drugo grafičko rješenje. Da bi se u PostScript interpretaciji prikazao određeni font, potrebna je konverzija fonta u PostScript tip fonta. Studenti su se osim sa definiranjem fonta morali upoznati i sa ostalim parametrima koji su vezani uz tipografiju unutar PostScript jezika.

Slika 3. Grafika programirana u PostScriptu pomoću repeat petlje, predmet Računarska tipografija, autor Hrvoje Nađ

Algoritam u PostScriptu:

/Times-Roman findfont 450 scalefont setfont (H) false charpath
clip newpath

0 10 1500{
/a exch def
0 0 moveto
70 a add 20 lineto
50 a add 50 lineto
2 a add rotate closepath
1.1 1.1 scale
/boja a 1500 div def
1 0 1 boja setcmykcolor fill
}for
1 setlinewidth
stroke

U primjeru imamo dvije grafike od kojih jedna predstavlja masku. Naredbom clip se stvara maska, odnosno zatvoreni put nekim grafičkim rješenjem. Pošto komanda clip iza sebe ne ostavlja mogućnost programiranja nove staze, nakon nje moramo upotrijebiti naredbu newpath. Naredbom newpath programski stvaramo mogućnost izrade nove staze. Nakon što je isprogramirana clip maska od slova H slijedi program koji iscrtava linije rotirane u svakom koraku for petlje. Boja se mijenja programski, tako da se dodaju i oduzimaju za svaki kanal posebno sa strogo definiranim parametrima.

Stvaranje maske u obliku slovnog znaka sa implementiranim fontovima

Stvaranje maske u obliku slovnog znaka unutar kojeg je pozivan neki drugi ili isti definirani font. Studenti su mogli koristiti rukopisni font koji su sami izradili na kolegiju Tipografija koji je također dio katedre Tiskarski slog i računala na Grafičkom fakultetu u Zagrebu. Rješenja su vrlo zanimljiva i atraktivna. Ovakva primjena fonta u budućnosti studentima može pomoći kod dizajniranja proizvoda kojem je potrebna veća zaštita.

Slika 6. Grafika programirana u PostScriptu pomoću repeat petlje, predmet Računarska tipografija, autor Sandra Radić

Algoritam u PostScriptu:

/Times-Roman findfont 450 scalefont setfont (S) false charpath clip
newpath

/m 1 def
/c 0 def
0 1 0 0 setcmykcolor

0 1 1600{
/a exch def
/j a 10 div 1 add def 
j j moveto
/c c 0.001 add def
/m m 0.001 sub def
c m 0 0 setcmykcolor
a rotate
/Times-Roman findfont 14 scalefont setfont (sAB) show
}for

Na Slici 6. je također imamo dvije grafike. Naredbom clip stvaramo masku, dok naredbom newpath programski stvaramo mogućnost izrade nove staze. Nakon što je isprogramirana clip maska od slova S slijedi program koji ispisuje slovne znakove rotirane u svakom koraku for petlje. Program demonstrira mogućnost dohvaćanja parametra za visinu slovnog znaka preko polja (vektora). Boje se mijenjaju programski, a definirane su u CMYK sustavu.

Stvaranje maske u obliku slovnog znaka sa implementiranim individualnim rasterima

Unutar definirane maske u obliku slovnog znaka implementirana su 4 različita rastera. Preporuka autorima bila je da u svaki C, M, Y, K kanal umetnu drugačiji raster. Rastere koje su koristili uzeli su iz članka „New screening elements in multi-colour printing for special purposes“ [Vujić-Žiljak, 2003.]. Studenti uče na koji način je moguće primjenjivati različite rasterske elemente na tipografske oblike. Rasteri u tipografiji odlično su rješenje ako želimo u potpunosti individualizirati svoj proizvod. Unutar svakog slovnog znaka nekog teksta možemo umetnuti drugačiji rasterski element. Odnosno, za svako pojedino slovo možemo kreirati jedinstveni raster čime dobivamo unikatan proizvod.

Slika 7. Primjena raster u tipografiji, različiti za svaki od CMYK kanala, predmet Računarska tipografija, autor Nikica Mostarac

Slika 8. Četri vrste individualiziranih rastera, članak „New screening elements in multi-colour printing for special purposes“ [Vujić-Žiljak, 2003.]

PostScript interpretacija matematičke formule:

/r5 {exch dup mul dup 2 index dup 2 index exch div floor mul sub 2 mul 3 1 roll dup 2 indeks exch div floor mul sub exch sub 3 div abs 1 exch sub} bind def

/r12 {dup 2 index 3 exp sub abs sqrt 3 1 roll 3 exp sub abs sqrt exch sub abs 1 exch sub} def

/r3 {dup 2 index dup dup mul mul mul abs sqrt 3 1 roll dup dup mul mul mul abs sqrt exch sub abs 1 exch sub} bind def

/r16 {dup 2 index 3 exp abs sub abs sqrt 3 1 roll 3 exp abs add abs sqrt exch sub abs 1 exch sub} bind def

15 15 {r14} bind setscreen

U primjeru su kreirana dva grafička rješenja. Unutar clip maske u obliku slova S implementirana su 4 individualizirana rastera. Rasteri koji korišteni za realizaciju izabrani su proizvoljno. Autor parametrima zadaje promjenu linijature i kuta, na način da je za svaki C, M, Y, K kanal zadan drugačiji raster sa različitim vrijednostima.

Rastriranje fotografije pomoću PostScripta

Izvedba vlastitog portreta s različitim rasterom za svaki C, M, Y, K kanal je motivacija za postizanje maksimuma u kreativnom izrazu s individualiziranim rasterima. Fotografija  se obradila i pripremila za danju uporabu. Za ovaj primjer preporuka je također da proizvoljno izabrane individualizirane rastere [Vujić-Žiljak, 2003.], implementiraju u svaki C, M, Y, K kanal posebno. Primarna funkcija korištenja individualiziranih rasterskih elemenata je stvaranje autorskih dizajnerskih proizvoda koje nije moguće ponoviti ukoliko ne poznajemo osnovne parametre koji definiraju određeni rasterski sustav.

Slika 10. Primjena rastera u piksel grafici. Za svaki CMYK kanal upotrjebljen je različiti raster, predmet Računarska tipografija, autor Lara Krupić

Slika 11. Četri vrste individualiziranih rastera, članak „New screening elements in multi-colour printing for special purposes“ [Vujić-Žiljak, 2003.]

PostScript interpretacija matematičke formule:

/r11 {abs neg exch abs add 2 div abs 1 exch sub} bind def

/r20 {dup mul exch dup mul add 1 mul sqrt 120 mul sin abs} bind def

/r3 {dup 2 index dup dup mul mul mul abs sqrt 3 1 roll dup dup mul mul mul abs sqrt exch sub abs 1 exch sub} bind def

/r23 {dup 2 exp 3 1 roll sub abs 2 div add 1 exch sub} bind def

15 15 {r11} bind setscreen

U ovom primjeru korišten je vlastiti portret, koji je prethodno obrađen i pripremljen u za to predviđenim programima. Prije rastriranja slike autor je napravio separaciju po kanalima. U svaki kanal posebno umetnuo je po jedan algoritam za raster. Lin i kut su varijable kojima je odredio parametre linijaturu i kut, te ih pozvao naredbama bind setscreen.

Rastriranje fotografije s separacijom po C, M, Y, K kanalima

Portret autora proveden je kroz separaciju po C, M, Y, K kanalima. Pomoću PostScript interpretacije matematičkih formula raznih funkcija moguće je u fotografiju implementirati raster. Autor je u kod za svaki kanal posebno umetnuo drugačiji raster. U piksel grafici mogućnosti kombiniranja parametara rastera još je veća, upravo zbog drugačije gustoće zacrnjenja svakog pojedinog piksela.

Slika 14. Primjena rastera u piksel grafici, drugačiji raster za svaki od C,M,Y,K kanala posebno, predmet Računarska tipografija, autor Iva Mesarić

Slika 15. Četri vrste individualiziranih rastera, članak „New screening elements in multi-colour printing for special purposes“ [Vujić-Žiljak, 2003.]
PostScript interpretacija matematičke formule:

/r20 {dup mul exch dup mul add 1 mul sqrt  120 mul sin abs} bind def

/tocka {dup mul exch dup mul add 1 exch sub} bind def

/r3 {dup 2 index dup dup mul mul mul abs sqrt 3 1 roll dup dup mul mul mul abs sqrt exch sub abs 1 exch sub} bind def

/r14 {dup 2 index 3 exp sub abs sqrt 3 1 roll 3 exp add abs sqrt exch sub abs 1 exch sub} bind def

15 15 {r11} bind setscreen

Autor svoj portret provodi kroz separaciju po C, M, Y, K kanalima. PostScript interpretaciju matematičkih formula izabranih funkcija implementira unutar koda za svaki kanal posebno. Pomoću programa za obradu fotografije portret dijeli na četiri jednaka dijela. U novom dokumentu redoslijedom C, M, Y, K „lijepi“ dijelove portreta, te dobiva odlična grafička rješenja.

Zaključak

Izazov je stimulirati i osnažiti motivaciju onih na čiji entuzijazam za učenje ne možemo uvijek računati. Studenti/autori iz članka vrlo su se spretno snašli i prihvatili nove načine grafičkog oblikovanja računalom. Samostalnim programiranjem proširili su znanje na području računarske grafike. Obuhvaćeni su svi elementi tehnološkog procesa od rada u programima za obradu fotografija pa sve do implementacije rastera u nju. To su grafička rješenja koje nije moguće napraviti sa konvencionalnim grafičkim aplikacijama. Pomoću PostScript jezika pokazali su vještinu programiranja na visini stacka, te upravljanja sa bojama u širokom spektru apsorpcije i refleksije svjetla. Susreli su se sa PostSript interpretacijom matematičhih formula izabranih funkcija [Žiljak-Vujić 2003.; Žiljak-Vujić  2007a; Žiljak-Vujić  2008.; Žiljak-Vujić  2009.]. Prezentiranjem individualnih rastera i svih ostalih do sada objavljivanih rasterskih elemenata cilj nam je potaknuti studentske radove u smjeru dizajniranja vlastitih rasterskih elemenata koji će se moći koristiti sa ciljem zaštite ili prilikom dizajniranja vlastitih idejnih rješenja.

Literatura

1. Pap, Klaudio; Žiljak, Vilko, 2002, Digitalni udžbenik PostScript grafike ( Digital book of PostScript graphic ), FS, , ISBN: 953-199-000-X
2. Pap, Klaudio; Žiljak, Ivana; Žiljak-Vujić, Jana, 2007 Design of Digital Screening .Zagreb : Fotosoft, (monografija) ISBN 978-953-7064-10-5.
3. Pap, Klaudio; Žiljak, Vilko, 2001,Prijedlog novih definicija rasterskih ćelija u tisku s interpretacijom pomoću Mathematike // PrimMath (2001). (predavanje,domaća recenzija,objavljeni rad,znanstveni).
4. Žiljak, Jana; Vančina,Vesna; Agić Darko; Žiljak, Ivana; Pap, Klaudio, 2003, New screening elements in multi-colour printing for special purposes, IARIGAI 2003.Dubrovnik.
5. Žiljak-Vujić, Jana; Stanić-Loknar, Nikolina; Žiljak, Ivana; Rudolf, Maja; Koren, Tajana, 2009, New mutation screen element „ Soft rhomb“ // International Journal Advanced Engineering / Obsieger B (ur.). Rijeka : Revelin d.o.o., pp:255-263 (predavanje,međunarodna recenzija,objavljeni rad,znanstveni).
6. Žiljak, Vilko; Sabati, Zvonimir; Pogarčić, Ivan; Pap, Klaudio; Žiljak-Vujić, Jana, 2007, Protection of information in documents by implementing individual rastering // Proceedings of the 18th International Conference on Information and Intelligent Systems / Aurer, Boris ; Bača, Miroslav (ur.). Varaždin : Faculty of Organization and Informatics Varaždin, University of Zagreb, pp:299-302 (predavanje,međunarodna recenzija,objavljeni rad,znanstveni).
7. Pap, Klaudio; disertacija, 2004, Simulacija hibridnih i digitalnih sustava sa sučeljima za obradu slikovnih elemenata i rastera ( Simulation of Hybrid and Digital Systems with Raster Image Processors ), Fakultet elektrotehnike i računarstva, Sveučilište u Zagrebu
8. Žiljak Vujić, Jana, 2005, Novi višebojni rasterski elementi u dizajnu individualizacije vrijednosnih papira / magistarski rad, Grafički fakultet, Sveučilište u Zagrebu.
9. Žiljak, Ivana, 2003, Dizajniranje rasterskih elemenata // Tiskarstvo 03 / Lovreček, Mladen (ur.). Zagreb : FS.
10. Žiljak, Ivana, 2003, Designing and customising new screening elements for digital printing technologies – Tools for graphic designers, International conference on innovative educational content managment and digital printing CustomDP, Atena, Grčka.