Vektorizace rastrové grafiky

30. 4. 2007 | Petr Štefánik | Návody | 19075×

Jak převést naskenovanou předlohu do vektorového formátu? Jaké nástroje a postupy je možné využít?

Před časem jsem řešil problém, jak pod Linuxem vektorizovat různou grafiku tak, aby byl výsledný soubor ve formátu DXF. Horko těžko jsem sháněl informace jak na to. Vždy se jednalo pouze o kusé útržky, které však nakonec vedly ke kýženému cíli. Nyní se s vámi podělím o své know-how.

Úvod

Většina lidí patrně nepotřebuje příliš často vektorizovat bitmapovou grafiku. Já však pracuji ve firmě, kde poměrně často zákazníci nosí jako podklad pro výrobu pouhé náčrtky nebo vzorky výrobků (někdy dokonce i toto) a na mě je (mimo jiné), abych vše převedl do vektorové grafiky, která je nutná pro další strojní zpracování.

Předtím, než jsem se začal zajímat o postup pod Linuxem, jsem využíval komerční programy pod Windows a musím říct, že fungují. A to velice dobře. Dokonce vše, co zde budu popisovat, mají integrované do jediné aplikace. Tento postup se však může někomu hodit, protože stejného výsledku zde dosáhneme zadarmo a s využitím svobodných nástrojů. Dále také netvrdím, že by vektorizaci nešlo provádět nějakým jiným způsobem, a že na popisovaný postup přede mnou nepřišel již někdo jiný. Určitě se rád nechám poučit v diskuzi.

Uvedený postup využívá plně grafické prostředí tak, jak to mají mazlíčkové rádi.

Co budeme potřebovat?

Ke zdárné vektorizaci potřebujeme tyto balíky:

• Xsane - pro scanování (je možno použít i něco jiného).
• Potrace - umí vektorizovat bitmapovou grafiku, ale nezná formát DXF.
• Autotrace - umí formát DXF, ale nemá vlastní GUI.
• Potracegui - abychom se nemuseli zaobírat příkazovou řádkou a také spolupracuje s Autotrace.
• Qcad - na kontrolu a následnou úpravu DXF výstupu.

Používám Ubuntu. Veškerý software je dostupný ze standardních repozitářů Ubuntu. Věřím, že není problém nainstalovat je i v jiných distribucích.

Získání podkladů

Abych si ušetřil práci, mohl bych vzít libovolný obrázek a rovnou vektorizovat, ale já si řekl ne! Když ukázku, tak pořádnou. Předvedu, jak z tohoto

získat kvalitní a věrnou vektorovou konturu.

Vzhledem k tomu, že jenom tak ve scanneru takovou věc nepřiklopím, pomůžu si tím, že jednoho soba, kterého chci naskenovat, zakryji čistým papírem.

Vypadá to pak takto:

Zdá se to snadné, ale záhy zjistíte, že toto řešení stále není optimální. Problém je v tom, že skenovaný materiál není tenký a hloubka materiálu způsobuje vznik stínů kolem kontury skenovaného objektu.

Nejenom, že se nám vytratí přesná kontura objektu, ale také se mohou některé menší otvory úplně ztratit (například oko soba). Na potlačení tohoto nežádoucího efektu používám fintu. Jednoduše nasvítím krycí papír obyčejnou lampičkou. Tím zmizí veškeré nežádoucí stíny.

A výsledek pak vypadá takto:

Jak jsem již poznamenal výše, tak ke skenování používám vcelku slušně nastavitelný software Xsane. Pro vektorizaci kontur objektů nám stačí obrázek ve stupních šedi. Lze to provést i barevně, ale většinou to moc k užitku není. Aby byl výsledek dostatečně přesný, osvědčilo se mi nastavení na 300 DPI. Víc většinou není třeba, snad jen v případě malých objektů. Dále si pohrajeme s kontrastem, světlostí a gamou, abychom dostali obrázek pokud možno s co největším kontrastem. Tím se zbavíme nežádoucích čar ve výsledném DXF.

Vektorizace

Nyní máme obrázek, který chceme převést na křivky, uložený. Spustíme potracegui.

V potracegui si otevřeme obrázek, který chceme vektorizovat. Objeví se nám v podokně náhledu. Protože Potracegui je jako frontend primárně určen pro potrace, a protože potrace neumí ukládat do formátu DXF, musíme si přepnout Backend na autotrace. Dále si zvolíme jako výstupní formát (output format) DXF (popřípadě jiný).

Nyní si můžeme pohrát s nastavením samotné vektorizace. Pro mé účely ale bohatě stačí výchozí nastavení. Nechám na každém, aby si zjistil, co mu nejlépe vyhovuje.

Nyní, když je vše připraveno, se můžeme pustit do samotné vektorizace stisknutím tlačítka Trace.

Vektorizace proběhne poměrně rychle v závislosti na složitosti vektorizovaného obrázku. Zde se vyplatí mít již připraven co nejkontrastnější obrázek, protože u vícebarevného a složitého obrázku se vytrasují i třeba ty sebemenší detaily a výsledný vektorový soubor bude zbytečně složitý. Po skončení vektorizace náhled zmizí a objeví se místo něj hláška, že výsledný formát neumí potracegui zobrazit. To nám ale nevadí. Bohužel zde nefunguje tlačítko "diskety" pro uložení. Místo toho musíme dát Soubor - uložit jako.

Tím máme proces vektorizace hotov.

Kontrola a následné úpravy

Abychom se podívali na výsledný soubor DXF, musíme pro to použít další program. Mě se osvědčil Qcad. I když používání tohoto CADu není zrovna intuitivní a člověk, který je navyklý určitým postupům z Autocadu, se v něm poněkud ztrácí. Našemu účelu však poslouží dobře.

Otevřeme náš soubor DXF; neznalé může zarazit jedna věc: ve vektorizovaném obrázku zdánlivě některé kontury chybí. Zdánlivě říkám proto, že ony tam jsou. Jen je Autotrace vložil do druhé vrstvy a dal jim tmavou barvu, takže nejsou na černém pozadí příliš vidět.

Tady si musíme trochu pomoci a editovat druhou hladinu. Nastavíme její barvu na černobílou.

Po této úpravě již máme to, co jsme potřebovali. Do vektorů převedený obrázek. Nyní již nic nebrání dalším úpravám a následnému strojnímu CNC zpracování. Například u nás ve firmě můžeme vyhotovit kopie původního vzorku a nejen to.

Závěr

Doufám, že uvedený postup se někomu bude hodit. A když ne celý, tak třeba jenom jako inspirace k dalšímu využití. Vím, že to nemusí být jediný postup, a že by mohl existovat i pohodlnější, ale já jsem zkrátka zatím na jiný pod Linuxem nepřišel. Každopádně uvítám vaše názory a nápady.

       

Komentáře

[michal zeravik]

Proč tak složitě, když to jde jednoduše? www.inkscape.org poslouží i jako frontend potrace a zároveň následná editace křivek je jedna báseň.

[neaktivni]

Onehda jsem potreboval prevest bitmapu do vektoru, abych ji mohl v inkscape upravit a prvni co me napadlo bylo podivat se, jestli prave Inkscape tuto funkcionalitu nenabizi. Samozrejme ze nabizi, takze jsem asi nejak nepochopil kouzlo vsech tech nastroju. Snad jedine ze by nepodporoval ten spravny format.

[Shteffi]

Já potřebuju jako výstup DXF. A předpokládám, že Inkscape s DXF pracovat moc neumí...

[Zaphod]

Inkscape vyrobí .dxf súbor. Potrebuje k tomu pyxml - treba inštalovať balíky bzr python-librdf python-xml (podľa návodu na internete) Vyrobí .dxf ale kvalitu neviem posúdiť, nenačíta .dxf naspäť do Inkscape. Verzia 0.45 na kubuntu 7.04. Ak postup funguje netreba ho meniť, ale je možnosť vyskúšať Inskape + Qcad.

[deda.jabko]

autotrace je vcelku povedeny nastroj a to ze nema graficky frontend muze byt nekdy docela plus, treba pokud potrebujete prevest nekolik desitek perovek, aby byly pouzitelne pri sazbe...

[Hynek (Pichi) Vychodil]

autotrace je vcelku povedeny nastroj a to ze nema graficky frontend muze byt nekdy docela plus, treba pokud potrebujete prevest nekolik desitek perovek, aby byly pouzitelne pri sazbe...

Potrace je vcelku povedeny nastroj a to ze ma graficky frontend muze byt nekdy docela plus, treba pokud potrebuju prevest nekolik desitek perovek, aby byly pouzitelne pri sazbe pouziji potrace v TUI a pokud chci vyzkouset ruzna nastaveni, tak pouziju GUI a pak to nastaveni pouziju treba v TUI na hromadne upravy.

P.S.: A třeba taky když píšu česky, tak občas použiji taky háčky a čárky.

[Prcek]

Pekny clanek. I kdyz tomuhle tematu vubec nerozumim, tak se mi to dobre cetlo .

[Shteffi]

díky

[Jan Březina]

ooo, diky... z části mne živí (a baví) grafika a vždycky zatím utíkám do windows.. jedním z důvodů byl Streamline, který má skvělý převod křivek... postup vyzkouším

[Zdeněk Štěpánek]

Ja na to pouzivam inkscape. Delal jsem i barevne veci. Par problemu to ma:

- Nema rad barevne prechody, nektere to zprouzkuje.

- Nema rad neostre hrany (jako na prvnim scanu, vcelku ocekavane...)

- Nema rad ostre uhly, treba text. Obcas zazlobi, zejmena u maleho textu, ktery je bud neostry (pri vyhlazovani u puvodniho obrazku) nebo kostickovany u obrazku prevedeneho na cerna/bila.

Vektorizovat takovou "banalitu" jako je cernobily jelen je v tom hračka. Lze i nastavit počet vrstev. Omezime na jednu a je to. Prevedeni toho druheho scanu byla otazka jednoho kliknuti pri pouziti vychozich hodnout, vysledek naprosto 100%.

Velmi dobreho vysledku jsem dosahl i s timto obrazkem: http://www.gavanet.org/grafika/logo_nezmar.gif My bezne pouzivame lehce rozostrenou verzi tohoto loga. Vzal jsem tohle ostry, tracoval, rucne opravil 2 spatne prevedene rohy ktere byly moc ostre a v Inkscape lehce rozostril. Jen skoda ze to rozostreni bylo moc silne. Ovsem s temi barevnymy prechody je jasne ze upravovat to neslo ani ve snu, byly to stovky objektu, mozna jeste vic.

Ovsem co s DXF uz netusim, nevim co to je za format.

Zdenek

[Shteffi]

DXF formát je víceméně nutnost, když potřebujete zpracovat vektorovou grafiku pro CNC stroje. například pro řezání vodním paprskem a nebo laserem. (jako u nás ve firmě) jinak samozřejmě nikomu v článku formát DXF nenutím.. ale občas je potřeba.

[Shteffi]

A ještě k těm dvěma vrstvám. mě potracegui neumožňuje nastavit pouze jednu vrstvu ale minimálně 2. tak nevím...

[petr_p]

Ovsem co s DXF uz netusim, nevim co to je za format.

http://www.root.cz/clanky/vektorovy-graficky-format-dxf/

[hajoucha]

Hezký návod.

Zajímalo by mne, jak přesně odpovídá vektorový obrázek originálu? Jinými slovy, jak malé může být např. oko soba?

Je to technická záležitost, potřeboval bych takto scanovat vzorky vystřižené z 0.2mm tlustého plechu (tj. můžu je snadno položit na scanner). Laická otázka zní, zdali takto dostanu lepší rozlišení než třeba 0.1mm?

[Shteffi]

podle mých zkušeností závisí hlavně na výši DPI při scanování. čím vyšší, tím detailnější bude obrázek. Výsledné DXF či jiný vektorový výstup se však podle toho mění a pak je nutné naškálovat vektorovou grafiku podle originálu. nikdy to nebude 1:1.

[Josef Kufner]

Asi bych tam při scanování přiložil i papírové pravítko. Nejlépe dvě, aby byl zaručen poměr stran a velikost. To pravítko by mohlo absolvovat celou cestu, takže bude jistota, že se to nikde nepokroutí.

[kralyk z abclinuxu]

Díky za pěkný článek.

Zaujalo mě to, mám totiž na disku asi gigo komiksů naskenovaných v jepegu a některé dokonce v blbým pdfku (stažené).
Ale bude to mít zřejmě úskalí, občas jsou v komiksech barevné/stínové přechody a neostré hrany, případně zapeklité šrafování (déšť atd.).
Takže by se teoreticky hodila částečná vektorizace,
existuje něco takovýho?

Máte někdo zkušenosti s vektorizací komiksů?

[petr_p]

Pan Tisnovsky na Rootu odkazoval na projekt, ktery se zameruje na vektorizaci klasicky analogovych obrazku (napr. fotografie).

[Mirek Barták]

Zajímala by mě ohledně zpracování na CNC ještě možnost filtrovat použité entity pro formát DXF. Například spline ANO/NE, polyline ANO/NE, nejkratší segment VALUE, nejmenší rádius VALUE, spojitost (uzavřenost), volba začátku ???

[Shteffi]

Nepočítej s tim, že by se výsledné DXF dalo rovnou pustit do mašiny.. zpravidla se musí výsledné DXF ručně překreslit na jednoduché entity jako jsou jednoduché čáry a oblouky. SPLajny Autotrace negeneruje, takže s tímhle není problém. Výsledky z vektorizace jsou téměř vždy příliš kostrbaté a když se upraví parametry natolik, že by se kostrbatost odstranila, tak dochází k nežádoucímu zkreslení přesnosti.

[Franklin]

It is additionally possible to sign up from a home pc, or from a mobile internet browser. Instagram Login When the Instagram application is mounted in our device.