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Lezione 2: Immagini digitali (1) - profs. castella/InfoProgMM2012-2013/Lez03_EI_1.pdf · PDF fileImmagini digitali Digitalizzazione o acquisizione di immagini del mondo reale (es

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Lezione 2: Immagini digitali (1)

Informatica e produzione Multimediale

Docente: Umberto Castellani

Immagini digitali

Digitalizzazione o acquisizione di immagini del mondo reale (es. da una fotografia).

Analogia con la scuola divisionista o puntinista

Georges Seurat (1859-1891),"Un dimanche ' t l' Ile de la Grande Jatte"

Digitale vs. analogica

Unimmagine fotografica (analogica) composta da milioni di pigmenti colorati (o in B/W) molto piccoli e spazialmente irregolari. Si parla di grana della fotografia.

Unimmagine digitale composta da pixel (picture element) disposti su una griglia quadrata regolare (il pixel generalmente quadrato ma pu assumere anche diverse forme).

Digitalizzazione dellimmagine

La digitalizzazione avviene con uno scanner (per una singole immagine) o un frame grabber (per un video) o con le macchine fotografiche digitali.

Intuitivamente: la griglia regolare quadrata (o griglia di campionamento) viene sovrapposta allimmagine da digitalizzare. Ogni quadrato della griglia dar origine ad un pixel e il colore sar la media dei colori degli oggetti che cadono allinterno di quel quadrato.

Campionamento e quantizzazione

Campionamento dellimmagine

Pi la griglia di campionamento fitta e migliore sar il risultato (e maggiore sar il numero di pixel generati)

Leffetto a quadrettatura si dice pixellatura

Quantizzazione dellimmagine

La quantizzazione la conversione dell'immagine campionata in valori numerici.

Ad esempio, il bianco viene convertito in "0" e il nero in "1" ( una convenzione arbitraria).

Con la quantizzazione limmagine diventa un oggetto computabile.

Dimensione dellimmagine

Dimensione dellimmagine: il numero di pixel che compongono limmagine. Viene espressa indicando separatamente il numero di pixel verticali e orrizzontali (es: 640x480).

Unimmagine digitale di una determinata dimensione pu venire visualizzata su qualche supporto a diverse grandezze.

Risoluzione dellimmagine

Risoluzione: il numero di pixel contenuti in ciascun pollice (o cm.). Si esprime in pixel per inch (ppi) o dot per inch (dpi).

Rappresenta una densit ed in relazione alla dimensione del supporto di visualizzazione (es. monitor o carta).

Rappresenta la capacit di dettaglio (maggiore la risoluzione migliore la discriminazione dei dettagli).

Dimensione dellimmagine

Dimensione risoluzione grandezza

Dimensione = Grandezza X Risoluzione

La risoluzione di unimmagine deve essere sempre valutata in funzione degli altri due parametri: dimensione e grandezza.

La risoluzione interviene sia al momento della visualizzazione dellimmagine (es. quando cambio la risoluzione dello schermo) e sia al momento della sua acquisizione (es. con la macchina fotografica digitale il dettaglio che sto acquisendo visibile alla risoluzione della macchina attuale?).

Risoluzione e dispositivi (esempi)

Per visualizzare una immagine digitale su un monitor (es: su Web), la risoluzione di 72 o 96 dpi va bene (altrimenti il monitor non sarebbe in grado di visualizzare limmagine a maggiore risoluzione).

Per una stampante a getto d'inchiostro possiamo stare tra i 150 e i 300 dpi.

Per una stampante laser possiamo raggiungere i 600/1200 dpi.

Scala tonale

Scala tonale (o dinamica dellimmagine) la quantit di colori visualizzabili.

Nel caso di immagini B/W la scala tonale composta dallinsieme dei livelli di grigio che la compongono.

Nel caso dellimmagine a colori la scala tonale composta dallinsieme di tutte le tinte e le sfumature che la compongono

Profondit di colore

Linformazione contenuta in un pixel viene espressa in bit.

Maggiore il numero di bit che rappresenta il pixel e maggiore sar la dinamica dellimmagine.

La profondit di colore il numero di bit riservati ad ogni pixel (1 bit, 4 bit, 8 bit, etc.)

Se N la profondit di colore il numero di possibili tonalit sar 2N (es N=1 2 tonalit, N=4 16 tonalit, N=8 256 tonalit, etc.).

Esempi

Profondit di colore vs memoria

Con 24 bit ogni pixel pu assumere uno tra circa 16 milioni di colori diversi

Problema: loccupazione di memoria occupata dallimmagine potrebbe esplodere

Occupazione= Dimensione X profondit di colore

Occupazione di memoria

Es. per unimmagine da stampa (10x15cm) con risoluzione di 300dpi e profondit di colore di 24 bit occupa 6 Mbyte

Per ovviare si usa la Compressione

Le dimensioni pi diffuse sono 4 o 8 bpp (bit per pixel) per immagini B/W o 8, 24, 32 bit per immagini a colori.

Immagini Raster e Vettoriali

La rappresentazione raster consiste nellesprimere limmagine semplicemente come linsieme dei pixel che la compongono (non c informazione sul contenuto dellimmagine).

La rappresentazione vettoriale contiene una descrizione geometrica (matematica) di ogni oggetto grafico che compone limmagine. Nota: anche il testo pu essere considerato come

oggetto grafico

Esempi

Immagine rasterImmagine vettoriale

Immagini vettoriali

Nella grafica vettoriale, una immagine consiste di oggetti grafici (punti, linee, rettangoli, curve, e cos via) ognuno dei quali definito, nella memoria del computer, da una funzione matematica.

Sono pi compatte Possono essere meglio manipolate (es. scalatura,

rotazione, etc.) Immagini complesse (es. un volto) sono difficili da

ottenere Di solito sono sintetiche. Quando vengono visualizzate devono subire un

processo di rasterizzazione

Immagini raster

Nella grafica bitmap limmagine una griglia rettangolare (raster) di pixel colorati: come un mosaico le cui tessere corrispondono ai pixel.

Sono realistiche (perch di solito derivano da un processo di digitalizzazione di scene reali).

Occupano pi memoria Sono meno versatili da gestire Esistono programmi per la vettorializzazione di

immagini raster ma non sono ancora stabili

Esempi

Immagine raster Immagine vettoriale

Esempi

Immagine raster Immagine vettoriale

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