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Transcript

Digitalizzazione immagini

Basati, Di Nasso, Dinucci

Elementi base

Le immagini digitali si possono visualizzare solo con un'attrezzatura adeguata. Esistono due tipi di immagini, Raster e Vettoriali

Elementi base

Immagini raster

Queste immagini vengono usate per il trattamento delle fotografie digitali o di montaggi fotorealistici. Le immagini si definiscono in base al numero dei pixel che la compongono.

Pixel

Il pixel è l'unità minima convenzionale della superficie di un'immagine digitale

pixel

Immagini vettoriali

Rappresenta i dati delle immagini in forme geometriche, possono essere ridimensionate e occupano poca memoria.

Introduzione storica

L'uomo ha sempre cercato di fissare le immagini, reali o immaginarie,usando varie tecniche.

i processi sono sempre stati manuali, ad eccezione della Xilografia e della Litografia ce sono semiautomatiche

Processi manuali

Attorno agli anni 20' compaiono semplici forme di sviluppo delle immagini, come, le trasmissioni via cavo e la fotografia

Xilografia

Tecnica d'incisione a rilievo su legni duri, a scopo di riprodurre un'immagine.

Litografia

Procedimento di stampa con matrice piana costituita da una lastra di pietra calcarea, sulla quale è direttamente eseguito, o trasportato, lo scritto o il disegno da stampare.

Sviluppo delle immagini digitali

Sviluppo immagini

Le immagini sono classificabili a seconda del metodo con cui esse vengono generate i tipi di immagini si possono ottenere le corrispondenti immagini numeriche o digitali generando funzioni f(x,y) che misurano l’intensità luminosa nei punti. le immagini posseggono un altro tipo di informazione, estremamente importante e immediatamente percepibile all’osservatore umano, le qualità descrittive degli oggetti in esse rappresentati . Il termine ‘qualità descrittive’ può assumere significati differenti a seconda del tipo di immagine su cui si lavora, infatti con il termine “immagine” possiamo indicare piani informativi molto diversi tra loro.

Dispositivi

Dispositivi

La funzione principale dei dispositivi input è quella di fornire dati di ingresso nel computer e per fare ciò abbiamo abbiamo bisogno di codificarli in "0" e "1".

Questo è il processo di digitalizzazione.

Per trasformare un'immagine da reale a digitale si usa la tecnologia CCD (Charge-Coupled Device).

Esistono diversi tipi di dispositivi di digitalizzazione, i più importanti sono:

-Scanner

-Fotocamera digitale

E' lo strumento più utilizzato

Scanner

E' lo strumento più utilizzato per trasformare in formato digitale delle immagini cartacee.

Il più diffuso è lo scanner piano:

  • Si appoggia l'immagine sul piano di vetro dello scanner, e viene progressivamente illuminata e ‘letta’ da una testina scorrevole.
  • Poi viene sovrapposta all'immagine una griglia che indica il colore di ogni pixel (uno scanner a 16 bit distingue 65.536 colori diversi e uno a 24 bit ne distingue oltre 16 milioni)

Esiste inoltre il fax, visto come uno scanner che lavora su una scala di grigi.

Durante la digitalizzazione, si trasmettono lunghe catene di "0" e "1".

Solo finito il processo si potranno aggiungere filtri o effetti particolari.

Fotocamera digitale

Professionali:

  • mantengono la visione reflex (sistema di mira che permette di osservare dal mirino ottico l'inquadratura in ingresso dello stesso obbiettivo).
  • sensori più grandi
  • maggiore risoluzione
  • obiettivi intercambiabili

Compatte:

  • l'obiettivo non può essere sostituito
  • tascabile date le dimensioni ed il peso
  • economiche
  • automatica

CCD

E' un sensore di silicio a più strati.

->viene colpito dalla luce, attraverso un obbiettivo,

-> produce un flusso di elettroni proporzionali all'intensità della luce stessa.

-> la corrente elettrica prodotta viene inviata ad un circuito (convertitore analogico-digitale)

-> e la trasforma in bit tradotti poi da computer o stampanti

La Risoluzione

La risoluzione di un'immagine è il suo grado di dettaglio misurato in DPI.

Il numero di pixel è proporzionale al quadrato della risoluzione.

Aumentando la risoluzione, si aumenta anche il tempo di visualizzazione e di stampa di un’immagine.

Per lavorare al computer, si usa la risoluzione di "72 DPI perché corrisponde alla risoluzione utilizzata dal monitor dei computer.

Per stampare un’immagine è necessario utilizzare almeno di 300 DPI."

Risoluzione

DPI

DPI sono "punti per pollici".

Questo parametro è definito durante la digitalizzazione dell'immagine, ed è legato alle caratteristiche del materiale usato per l'operazione (es. un’immagine con 150 DPI è più precisa e dettagliata di un’altra con una risoluzione di 100 DPI)

Colori

Newton disse che l'energia luminosa, appare all'occhio umano con colori diversi in base alla lunghezza dell'onda sulla quale viene emessa, e riuscì a creare i colori dell'arcobaleno.

Poi, Yuoung nel 1820 pensò che i colori potevano essere ottenuti da una sovrapposizione di altri 3 colori di base.

E infine nei 1960 si dimostrò la presenza di tre diversi ricettori nell'occhio umano. Queste teorie furono poi riutilizzate nell'informatica.

Gestione del colore

Gestione del colore

Esistono diversi metodi di gestione del colore che variano in base alla quantità di bit utilizzati:

-immagini true color

-immagini a 256 colori

-immagini in scala di grigio

Immagini a 260 colori

  • Usano una serie di colori legati all'immagine.
  • Ad ogni pixel viene assegnato un valore tra 0 e 255
  • Quando l'immagine vene visualizzata il valore dato ad ogni singolo pixel corrisponde ad un codice

Immagini in scala di grigio

Sono formate da pixel che hanno la possibilità di creare 256 sfumature diverse di grigio, compresi fra lo 0 (nero) e 255 (bianco).

Immagini true color

  • E' formata da circa 16,7 milioni di colori possibili
  • Ogni pixel può avere un valore, compreso fra 0 e 255
  • Ogni pixel viene codificato da 3 byte (cioè 24 bit)
  • Occupano molto spazio
  • I tempi di trasferimento e di visualizzazione sono lunghi

Metodi di colore

Metodi di colore

  • RGB
  • CMYK
  • HSI

RGB

Il sistema per creare i colori si basa sulle stesse proprietà della luce che si osservano in natura.

  • E' di tipo addittivo
  • E' possibile creare tutti i colori utilizzando combinazioni di rosso, verde e blu.
  • Il monitor crea i colori emettendo tre fasci di luce con intensità diverse, illuminando le sostanze fluorescenti rosse, verdi e blu che ricoprono l’interno dello schermo del monitor.
  • Adatto nella rappresentazione e visualizzazione di immagini in dispositivi elettronici

CMYK

  • Si basa sulla sottrazione della luce
  • Una pagina stampata non emette luce: la pagina assorbe e riflette la luce e quindi, quando si vogliono trasferire i colori del monitor su carta, è necessario utilizzare un altro modello di colore, il modello CMYK.
  • Il modello di colore CMYK è la base della stampa in quadricromia.

Quadricromia

Nella stampa in quadricromia i colori vengono riprodotti su una foto-unità usando quattro diverse lastre di stampa:

  • C (cyan)
  • M (magenta)
  • Y (yellow)
  • K (black)

HSI

(Hue/Saturation/Intensity, ovvero tonalità, saturazione e luminosità).

Il modello HSI si basa sulla percezione umana dei colori a differenza dei modelli RGB e CMYK.

Infatti, l'occhio umano percepisce i colori come componenti di:

  • Tonalità: si basa sulla lunghezza d'onda della luce riflessa da un oggetto oppure trasmessa attraverso l'oggetto stesso.
  • Saturazione: è la quantità di grigio presente in un colore. Maggiore è la saturazione, minore è il contenuto di grigio e maggiore l'intensità del colore
  • Intensità: è invece la misura dell'intensità della luce in un colore.

Formati

Per memorizzare un’immagine bitmap si scrivono due tipi di informazioni:

- i valori dei pixel (grigio un valore per ogni pixel; RGB: tre valori; CMYK: quattro valori);

- le meta-informazioni (informazioni delle informazioni).

TIFF

TIFF (Tag Image File Format) è il più usato, più flessibile ed affidabile metodo per memorizzare immagini bitmap in bianco e nero, a scala di grigio, a scala di colore, a colori RGB, CMYK.

Oltre ai dati dei pixel, il TIFF può contenere qualunque meta-informazione in locazioni di memoria chiamate tag. Sebbene sia considerato un formato standard, alcune applicazioni inseriscono dei tag proprietari che talvolta impediscono ai documenti di essere aperti da altre applicazioni.

TIFF

Tag più comuni

Le più comuni sono

-la risoluzione,

-la compressione,

-il modello di colore,

-il profilo ICC.

Tag più comuni

Risoluzione

La risoluzione grafica è la grandezza che quantifica il grado di nitidezza o chiarezza di un'immagine.

Compressione

La compressione dell'immagine, è il nome generico sotto il quale si raggruppano gli algoritmi e le tecniche di elaborazione digitale delle immagini appartenenti alle tecniche di compressione dati, che si utilizzano per ridurre le dimensioni in byte delle immagini digitali.

Modello di Colore

Un modello di colore è un modello matematico astratto che permette di rappresentare i colori in forma numerica, tipicamente utilizzando tre o quattro valori o componenti cromatiche (per esempio RGB e CMYK sono modelli di colore).

Profilo ICC

Un profilo ICC è un insieme di dati che descrivono, secondo regole e standard divulgate dall'ICC (International Color Consortium), il modo in cui i colori sono rappresentati numericamente in un determinato spazio dei colori.

2 versioni di TIFF

2 versioni

Esistono due versioni di TIFF, una per macchine Windows e una per macchine Macintosh. L’unica differenza consiste nel fatto che i byte sono ordinati in maniera diversa.

-I byte nei documenti per Windows iniziano con le cifre meno significative,

-nei documenti per Macintosh con quelle più significative.

GIF

GIF (Graphics Interchange Format) è un formato standard di memorizzazione di documenti grafici bitmap a scala di colore. GIF è probabilmente il formato grafico più usato al mondo, in quanto è prevalente su Internet, nelle BBS e nelle librerie shareware. GIF funziona bene sui grafici "al tratto", sia in bianco e nero che a colori e supporta al massimo 256 colori.

GIF

Compressione LOSSLESS

Compressione lossless

GIF non funziona bene con le fotografie e le immagini sfumate, per le quali è meglio usare JPEG. GIF è superiore a JPEG se si tratta di disegni al tratto, logo, fumetti. In questi casi GIF non elimina pixel, come fa JPEG, ma anzi li riproduce esattamente. Utilizza una compressione lossless, il che significa che nessun pixel dell’immagine originale viene perduto.

BBS

Un BBS (o Bulletin Board System) è un sistema telematico che consente a computer remoti di accedere ad un elaboratore centrale per condividere o prelevare risorse.

Shareware

Shareware è il termine utlizzato per descrivere un software che può essere scaricato da Internet, messo a disposizione gratuitamente solo per un periodo di prova e successivamente deve essere acquistato.

JPEG

JPEG (Joint Photographic Experts Group) è un formato standard di compressione dei documenti grafici bitmap. E’stato progettato per memorizzare immagini a colori o a grigi di scene fotografiche naturali in modo compresso. Funziona bene sulle fotografie, sui quadri naturalistici e simili; JPEG tratta solo immagini statiche, ma esiste un altro standard correlato, MPEG, per i filmati (immagini in movimento).

PDF

PDF è un formato grafico derivato dal PostScript con il quale condivide il modo di descrivere gli oggetti grafici: le pagine, i colori, le coordinate, il testo, i bitmap. E’ un elenco di oggetti grafici ottenuti interpretando (eseguendo) un documento PostScript. Un documento PDF ha il concetto della propria struttura e agisce come un database.

PostScript

PostScript è un linguaggio di descrizione di pagina (linguaggio nato per descrivere la composizione, l'impaginazione e il contenuto di una pagina da stampare) particolarmente adatto alla descrizione di pagine ed immagini, sviluppato da Adobe Systems.

PICT

PICT è il più vecchio formato ad oggetti dei sistemi Apple Macintosh. Pict supporta otto colori: bianco, nero, ciano, magenta, giallo, rosso, verde e blu. Pict può contenere grafica bitmap con risoluzione anche maggiore di 72 dpi (punti per pollici), ma alcune applicazioni possono convertire queste bitmap di nuovo a 72 dpi. Pict è adatto a disegni al tratto di media qualità e bitmap a bassa risoluzione con pochi colori.

PICT

Pict2

Pict2 è una estensione del formato Pict ed ha due sottotipi:

-8_bit Pict2 (256 colori),

-24_bit Pict2 (oltre 216 milioni di colori).

Pict2

PSD

Il software Adobe Photoshop, permette di aprire e creare documenti usando diversi formati grafici. Per salvare i documenti con più livelli è disponibile il formato Photoshop (PSD). Il formato PSD è il formato predefinito e unico che supporta tutte le funzioni di Photoshop. Dunque in un primo tempo, conviene sempre salvare il file sul quale si sta lavorando nel formato nativo di Photoshop, anche se ciò richiede un maggiore spazio sul disco. Questo è l'unico modo per non perdere neanche un pixel del lavoro fatto e per conservare tutti i livelli grafici, senza alcuna perdita di informazioni.

PSD

Strumenti Hardware

Strumenti Hardware

Gli strumenti fondamentali sono il monitor e la scheda grafica. La scheda grafica, alloggiata all'interno dell'unità centrale, ha il compito di tradurre i segnali digitali in segnali che il monitor è in grado di visualizzare. Un’immagine che appare sullo schermo del monitor è costituita da punti (pixel). Più elevata è la quantità di punti utilizzati per la costruzione delle immagini (risoluzione), più alta è la definizione dell'immagine.

Raster

Il monitor utilizzato con il personal computer è un dispositivo raster, cioè consiste in una matrice rettangolare di pixel. Il numero di pixel di base e il numero di pixel in altezza sono le dimensioni in pixel del monitor (per esempio 1024 x 768 pixel).

Dimensioni comuni matrici

• 640 pixel di base per 480 di altezza (standard VGA);

• 800 pixel di base per 600 di altezza;

• 1024 pixel di base per 768 di altezza (standard XGA);

• 1280 pixel di base per 1024 di altezza (standard SuperVGA).

Dimensioni comuni di matrici

Velocità di elaborazione e da cosa dipende

Velocità di elaborazione

La quantità di memoria di cui una scheda grafica è dotata consente di migliorare la velocità con la quale il computer mostra le immagini, di migliorare la qualità delle immagini, di determinare il numero di colori (profondità di colore) con cui l'immagine viene realizzata.

Monitor Multisync

Monitor Multisync

Un monitor multisync consente di modificare la dimensione del pixel (per esempio passando da 640 x 480 su tutto lo schermo a 800 x 600). Monitor meno recenti hanno dimensioni fisse e non modificabili. Un monitor multisync può invece essere regolato indifferentemente su una qualunque delle dimensioni in pixel che supporta (e che sono supportate anche dalla scheda grafica).

Principali tecnologie

Le principali tecnologie con le quali sono realizzati i monitor sono:

-Il tubo a raggi catodici (CTR),

-I cristalli liquidi (LCD),

-Il plasma (basato sulla luce fluorescente).

Scheda Grafica

Scheda Geafica

-Wikipedia

-Treccani

-Okpedia

Sitografia

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