Introduzione al trattamento delle immagini digitali

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1 Istituto Pavoniano Artigianelli per le Arti Grafiche Tecnologia e Processi Operativi Introduzione al trattamento delle immagini digitali a cura di Marco Franceschini Introduzione al trattamento delle immagini digitali 1

2 2 Istituto Pavoniano Artigianelli per le Arti Grafiche

3 Le immagini digitali Nozioni generali Introduzione Considerata l importanza assunta dall immagine nella comunicazione, il presente lavoro si propone di fornire i concetti di base relativi al trattamento delle immagini digitali. Oltre a descrivere le principali caratteristiche delle immagini destinate alla stampa, si intendono illustrare alcune nozioni chiave per chi si appresta ad operare nella multimedialità (ci si riferisce all ottimizzazione delle immagini destinate al Web, a presentazioni video, cd interattivi,...). Parte del merito della diffusione del World Wide Web è attribuibile alla presenza di effetti fotografici; immaginiamoci un sito Web di solo testo... Classificazione degli originali Per ottenere una riproduzione digitale di qualità, è importante disporre di un originale che presenti determinate caratteristiche. Tra di esse essenziali sono il contrasto, il bilanciamento corretto dei colori e le dimensioni dell originale rispetto al formato di stampa. Le tecnologie attuali offrono software che permettono di apportare miglioramenti alle immagini, anche di notevole entità; in ogni modo, un buon originale evita problemi di rielaborazione e conseguenti perdite di tempo. Adottando vari criteri, gli originali si classificano in: originali trasparenti, ossia diapositive o dianegativi, che trasmettono la luce; originali opachi, come le fotografie, i disegni o le stampe, che riflettono la luce. originali al tratto, che presentano solo zone bianche o nere; originali a tono continuo, nei quali appaiono gradazioni di grigio o di colori originali retinati, in bianco e nero o a colori, che presentano il tipico retino utilizzato nella stampa tradizionale. Gli originali trasparenti sono in grado di dare i risultati migliori; essi Introduzione al trattamento delle immagini digitali 3

4 consentono, utilizzando uno scanner ad alte prestazioni, di acquisire i dettagli dell immagine molto in profondità, avendo la pellicola una superficie assai meno ruvida di quella della carta, fotografica e non. Inoltre, si tenga presente che una diapositiva, rispetto ad una fotografia, non ha subìto la perdita di qualità nella fase di stampa dal negativo. Per quanto riguarda la cromia, è importante sottolineare come ci siano differenze, anche marcate, tra il comportamento di una pellicola di una determinata marca e quello di una marca diversa. Le pellicole Kodak, ad esempio, presentano generalmente colori più caldi rispetto alle pellicole Fuji o Agfa (anch esse comunque differenti tra di loro). La conoscenza di queste diversità consente di impostare il software di acquisizione in modo tale da controbilanciare le dominanti non volute sin dalla fase di scansione. Gli originali per riflessione a tono continuo, invece, non presentano nessuna difficoltà specifica, mentre quelli stampati con il sistema tradizionale (offset) devono essere deretinati attraverso una sfocatura, al fine di evitare l effetto moiré. L impostazione della sfocatura deve essere precisa, limitata il più possibile, ma allo stesso tempo sufficiente ad eliminare il retino. Scarsi risultati si ottengono tentando di deretinare l immagine in una fase successiva, facendo uso di filtri che inevitabilmente causano perdite di dettaglio. Più semplici le operazioni sugli originali al tratto, siano essi opachi o trasparenti, per i quali basta stabilire a priori la risoluzione desiderata e il livello di soglia (considerato come il punto oltre il quale i pixel da bianchi diventano neri). Gli originali al tratto sono costituiti per lo più da scritte, loghi e disegni che comunque non contengono gradazioni di grigio. Le immagini digitali Le Le immagini digitali si possono classificare principalmente in due categorie: immagini vettoriali e immagini bitmap. Comprendere la differenza tra questi due tipi di immagini risulta particolarmente importante, per creare immagini digitali e modificarle nel migliore dei modi. Immagini vettoriali I software di grafica vettoriale, quali Adobe Illustrator, Macromedia Freehand, Corel Draw, consentono di creare immagini utilizzando, per la loro rappresentazione, istruzioni matematiche di tipo vettoriale. 4 Istituto Pavoniano Artigianelli per le Arti Grafiche

5 I principali vantaggi rispetto al sistema bitmap, sono un notevole risparmio di memoria e una maggiore velocità in lettura e scrittura; inoltre, le immagini vettoriali sono indipendenti dalla risoluzione, ovvero, scalate a qualsiasi dimensione e stampate su una qualsiasi periferica di output a diversa risoluzione, esse non perdono precisione e chiarezza. Ne risulta che le immagini vettoriali sono la scelta migliore per la realizzazione di illustrazioni tecniche o grafiche e per immagini come marchi e logo, che richiedono linee nitide rappresentabili in scale di diverse dimensioni. Per fare un esempio, nella rappresentazione raster di un cerchio colorato, si deve tener conto di ogni singolo pixel dell immagine, mentre in quella vettoriale è sufficiente memorizzare poche informazioni, come le coordinate del centro, il raggio ed il colore. Supponendo di dover realizzare un ingrandimento, nel primo caso si dovranno ricalcolare le coordinate e il colore di ogni pixel, mentre nel secondo caso sarà sufficiente modificare il solo parametro che indica il raggio. È evidente, inoltre, che realizzare un immagine ricca di particolari e sfumature, come la fotografia di un paesaggio, con il sistema vettoriale, comporterebbe una notevole perdita di precisione cromatica e pesantezza nella rappresentazione, dato il gran numero di elementi geometrici che comporrebbero la figura. Tuttavia, poiché i monitor dei computer rappresentano le immagini visualizzandole su una griglia, anche quelle vettoriali vengono rappresentate a video come pixel. Illustazione vettoriale. Ingrandendo un particolare non vi è perdita di qualità Immagini bitmap Le immagini a mappa di bit utilizzano una griglia di piccoli quadrati, detti pixel, per la rappresentazione (pixel è l acronimo di Picture Introduzione al trattamento delle immagini digitali 5

6 Immagine bitmap e particolare ingrandito che mostra l effetto dentellato dovuto, dovuto ad un insufficiente risoluzione. Element e rappresenta la più piccola area che può essere analizzata da un calcolatore); a ciascun pixel vengono assegnati una posizione specifica e un valore cromatico. Sono chiamate anche immagini raster in quanto il computer analizza la griglia di pixel, dall alto verso il basso, in un processo chiamato scansione raster. La qualità delle immagini bitmap dipende dalla loro risoluzione, ossia dal numero di pixel contenuti in esse; pertanto, se ingrandiamo eccessivamente sullo schermo o se stampiamo con una scarsa risoluzione un immagine bitmap, si incorre inevitabilmente in una perdita di dettaglio con effetto dentellato. Le immagini bitmap sono quelle che meglio riproducono sfumature sottili di ombre e colori (immagini a tono continuo), ad esempio su fotografie o dipinti. Per il trattamento di tali immagini (inteso come insieme di operazioni atte a migliorare la riproduzione, tra le quali la correzione cromatica, il fotomontaggio, l ottimizzazione per il Web, ), dobbiamo utilizzare un software di fotoritocco. La concorrenza sul mercato dei prodotti informatici è forte, ed offre una vasta gamma di software: Adobe Photoshop, il grande progenitore, è molto diffuso soprattutto nelle aziende di grafica tradizionale, in quanto molto 6 Istituto Pavoniano Artigianelli per le Arti Grafiche

7 affidabile e in grado di supportare funzioni altamente professionali. Adobe ImageReady e Macromedia Fireworks, permettono di ottimizzare rapidamente le immagini destinate ad Internet ed implementano funzioni tipiche per il Web, come effetti di rollover (ovvero ciò che succede quando il mouse passa sopra un determinato oggetto) o effetti di bevel (in gergo la smussatura) predefiniti per creare pulsanti. Si stanno diffondendo molti altri software (come Jasc Paint Shop Pro, Corel PhotoPaint, Microsoft PhotoDraw, Micrograf Picture Publisher, ) che vantano un prezzo più accessibile, semplicità d utilizzo grazie anche alla presenza di creazioni guidate (wizard), innumerevoli funzioni per il fotoritocco, ma non sempre sono affidabili per un utilizzo professionale. Dimensione e risoluzione delle immagini bitmap La dimensione di un immagine indica il numero di pixel lungo la larghezza e l altezza della stessa (essa può essere misurata anche in cm, pollici,...). Se, invece, si considera la dimensione digitale del file, essa è misurata in kilobyte (KB), megabyte (MB), gigabyte (GB), ed è proporzionale al numero totale di pixel contenuti nell immagine. Strettamente collegata alla dimensione è la risoluzione, che indica il numero di pixel visualizzato per unità di lunghezza in un immagine; solitamente essa è misurata in pixel per inch (ppi) o dot per inch (dpi). (Si consideri, comunque, che nella teoria quando si parla di pixel ci si riferisce ai punti di un monitor, mentre i dot indicano i punti che definiscono un immagine o la risoluzione di una periferica). Un immagine ad alta risoluzione contiene più pixel, che sono di conseguenza più piccoli, rispetto ad un immagine delle stesse dimensioni di stampa con una risoluzione inferiore. Ad esempio, un immagine di 1 pollice per 1 pollice con una risoluzione di 72 dpi contiene complessivamente 5184 pixel (72 pixel di larghezza x 72 pixel di altezza). La stessa immagine di 1 pollice per 1 pollice a 300 dpi contiene pixel. Poiché le immagini a risoluzione elevata usano un numero maggiore di pixel per unità di superficie, in stampa esse possono riprodurre particolari e transizioni di colore più dettagliati rispetto alle immagini a risoluzione più bassa; di conseguenza creano file più voluminosi. Risoluzione standard per la comunicazione multimediale Se si deve creare un immagine da visualizzare on-line, è sufficiente Introduzione al trattamento delle immagini digitali 7

8 che la sua risoluzione corrisponda a quella tipica del monitor (solitamente dai 72 ai 90 ppi). Se si impiega una risoluzione troppo bassa per visualizzare l immagine, questa presenterà un effetto dentellato, la presenza cioè di pixel grandi e grossolani; l uso di una risoluzione troppo elevata, invece, aumenta la dimensione del file e, di conseguenza, ne rallenta il trasferimento. Nel caso di una presentazione video, le dimensioni per un immagine a tutto schermo devono essere 640x480 pixel, al fine di rendere possibile la corretta visualizzazione su tutte le periferiche di output. Immagini bitmap con diverse risoluzioni a confronto: 304 dpi, 150 dpi e 72 dpi. Risoluzioni tipiche per la stampa Se il lavoro è destinato al settore grafico tradizionale, occorre calcolare la risoluzione dell immagine in base alla risoluzione di stampa. La risoluzione di una macchina da stampa si misura in linee per pollice (lpi), che indicano la retinatura o frequenza di retino; la risoluzione della scansione (misurata in dpi) è direttamente collegata alla frequenza di retino. Il calcolo della risoluzione corretta per la scansione si riduce spesso al semplice raddoppio della frequenza di retino: ad esempio, se la stampante utilizzata richiede 150 lpi, la scansione delle immagini potrà avvenire a 300 dpi. Per migliorare la qualità ed ottimizzare le lavorazioni, quando si progetta un lavoro destinato alla stampa, è importante conoscere il processo di stampa (offset, serigrafia, flessografia, rotocalco, ) e il tipo di carta che saranno utilizzati. In genere i giornali vengono stampati a 70/85 lpi; la maggior parte delle riviste vengono stam- 8 Istituto Pavoniano Artigianelli per le Arti Grafiche

9 pate in offset a 133/150 lpi; alcuni libri d arte vengono stampati su carta patinata a 175/200 lpi. Se si sta effettuando una scansione di immagini al tratto, per ottenere buoni risultati la risoluzione deve essere impostata a un valore superiore rispetto a quando si lavora con il tono continuo ; in tali immagini, infatti, le gradazioni dei colori e dei grigi possono nascondere i contorni e far sì che un immagine sfumi nello sfondo. Nelle immagini al tratto, invece, il forte contrasto tra il bianco e il nero attira l attenzione sui contorni; si suggerisce perciò di effettuare la scansione a una risoluzione pari a quella del dispositivo di output (es: per la stampa attraverso una fotounità si richiedono circa 1200 dpi). La profondità di bit (o profondità del colore) Come già detto, le immagini a mappa di bit vengono descritte pixel per pixel; il colore di ogni pixel viene registrato nella memoria del computer usando uno o più bit dello stesso. Il numero di bit usati per memorizzare le informazioni per un solo pixel viene definito profondità di bit del file. Aumentando il numero di bit usati, cresce il numero di colori diversi che può avere un pixel. Un bit di informazioni può descrivere uno solo tra due valori, 0 per off e 1 per on. Quindi in un immagine ad 1 bit, ciascun pixel è off o on e non esistono livelli intermedi; con questa profondità si rappresentano le immagini al tratto. Aumentando la profondità a 2 bit, il numero di valori validi per ciascun pixel raddoppia, per cui si è in grado di ottenere fino a quattro livelli; si possono quindi aggiungere due tonalità di grigio al nero e al bianco. La maggior parte degli scanner DeskTop a colori usa una profondità di 24 bit, ovvero 8 bit per ognuno dei tre canali Rosso, Verde e Blu. In questo modo, ogni colore primario può essere una delle 256 (28) combinazioni possibili, e ciò fornisce uno spazio cromatico RGB contenente circa 16,8 milioni di colori. Tanto maggiore è la profondità dei bit, tanto più realistica risulterà l immagine; a 24 bit per pixel, i file digitali sono in grado di rappresentare le immagini in modo fotograficamente realistico. I file dei colori separati in CMYK distinti usano 32 bit (8 bit per ciascun canale Cyan, Magenta, Giallo e Nero). Alcuni scanner e software per l elaborazione dell immagine, supportano colori a 48 e 64 bit, consentendo una straordinaria fedeltà del colore, ma creano anche file estremamente pesanti con grandi difficoltà nella loro gestione. La profondità del colore in funzione del numero di bit Introduzione al trattamento delle immagini digitali 9

10 Opzioni di ricampionamento È importante stabilire in fase di progettazione la dimensione, la risoluzione e la profondità dei bit della nostra immagine. Si ipotizzi di digitalizzare un immagine per pubblicarla nel Web: essa risponderà a requisiti qualitativi nettamente inferiori rispetto a quelli della stampa offset, e avrà l esigenza di essere ridotta al minimo in dimensione, al fine di velocizzarne, come già detto, il trasferimento sulla rete. Ora, se la stessa immagine deve apparire su uno stampato commerciale, saranno necessarie molte più informazioni. Se non si dispone dell originale, si è costretti a ricampionare (o rimappare) l immagine digitale, aggiungendo i pixel mancanti attraverso il processo d interpolazione. Durante questo calcolo, il software utilizzato cerca di ridurre la differenza tra i pixel di partenza e quelli che aggiunge, dando comunque, come risultato, un immagine sfocata che necessita dell applicazione di filtri correttivi. I software di elaborazione delle immagini bitmap per metono di modificare la dimensione e la risoluzione dell immagine con diverse interpolazioni. La retinatura L esigenza di tradurre grafismi a tono continuo di diversa opacità in grafismi a tono discontinuo di uguale opacità, è emersa puntualmente in quasi tutti i processi di stampa finora utilizzati. Sin dalle prime xilografie, per proseguire con le calcografie e le litografie, l uso di tratteggi variamente inclinati e di diverso spessore, di puntini generati con matite grasse o supporti con particolari superfici, è servito per riprodurre immagini con diversi valori tonali. L invenzione della retinatura segna una tappa fondamentale nei criteri di traduzione degli originali a tono continuo; questa tecnica prevede lo spezzettamento dell immagine in piccoli punti per mezzo 10 Istituto Pavoniano Artigianelli per le Arti Grafiche

11 di un processo fotografico o digitale. La luce che è indirizzata, per riflessione o trasparenza, dall originale opaco o trasparente verso il materiale fotosensibile, deve prima passare attraverso una griglia, tecnicamente chiamata retino. Il retino scompone la luce, trasformando sulla pellicola l originale a tono continuo di diversa opacità in un immagine al tratto della medesima opacità. La riproduzione in stampa offset di un immagine a tono continuo si basa sulla retinatura dell originale fotografico. I diversi toni di grigio che l occhio umano percepisce, sono in realtà dovuti alla diversa dimensione dei punti di retino che costituiscono l immagine e che si possono notare ingrandendo la stessa; in realtà, è sufficiente disporre di un lentino per riconoscere gli stessi punti nell immagine normale. Nel caso di un immagine policroma, oltre alla separazione nei colori necessari per la stampa (quadricromia), occorre variare l inclinazione dei retini al fine di creare la rosetta ed evitare il moiré (vedi - Inclinazione del punto di retino). Il punto di retino in un immagine in scala di grigio. Pixel e retino di stampa tradizionale a confronto. Generazione elettronica del punto di retino Sulla pellicola della fotounità il singolo pixel memorizzato viene trasformato in una griglia che, in base alla lineatura del retino e alla risoluzione della stampante, permette di ottenere un certo numero di livelli di grigio. Ad esempio, con una fotounità a 2400 punti per pollice e con una lineatura di retino di 150 lpi è possibile generare 256 livelli di grigio per punto di retino, sufficienti per ottenere un immagine simile a quella percepibile dal nostro occhio. I punti possono poi essere disposti diversamente all interno della cella di retino, determinando la geometria del punto: potremo creare l effetto ottico relativo al punto tondo, ellittico o quadrato, a seconda dell utilizzo prefissato. Quindi il tono continuo digitale non è altro che un effetto ottico, dato dal susseguirsi, secondo una lineatura legata al supporto di stampa finale, di mappe di punti disposti, come numero, posizione e grandezza, relativamente al numero di tonalità di grigio impostato, al tipo di punto scelto, alla risoluzione della stampante. Inclinazione del punto di retino Dall esperienza del passato emerge che, per quanto riguarda la stampa offset, la generazione della classica rosetta è il modo migliore per ottenere una quadricromia senza difetti in fase di stampa. Il moiré o marezzatura può essere considerato come la ripetizione di un certo disegno geometrico, percepibile anche ad occhio nudo, Introduzione al trattamento delle immagini digitali 11

12 con sensazione di disturbo. Per ottenere la rosetta è necessario orientare i retini con diverse inclinazioni; la norma UNI propone le seguenti: Cyan 15, Magenta 75, Giallo 0, Nero 45. Retino tradizionale a modulazione d ampiezza e retino stocastico a modulazione di frequenza. Retino a modulazione di frequenza La retinatura a modulazione di frequenza nasce da un primo studio del Vignold Group (Germania), che ha fissato come riferimento la riproduzione delle immagini con risoluzione fotografica, utilizzando il sistema di stampa offset. Questo è possibile grazie ad un sistema di riproduzione dei mezzitoni delle immagini che utilizza punti della stessa dimensione o anche di dimensione variabile, ma distribuiti in maniera più o meno fitta, a seconda della variazione tonale da riprodurre. Osservando un immagine stampata con questo sistema, si ha l impressione di vedere una fotografia a tono continuo e, con una lente d ingrandimento, sembra di scorgere la grana fotografica. È detta anche retinatura stocastica ; essa offre il grande vantaggio di eliminare il moiré permettendo più delle quattro inclinazioni di retino della retinatura tradizionale (a modulazione d ampiezza); per questo motivo si è resa indispensabile per la stampa che utilizza la separazione in esacromia. Digitalizzazione delle immagini La trasformazione dell originale fotografico in un file digitale è avvenuto per parecchi anni quasi esclusivamente attraverso l uso dello scanner, dispositivo hardware in grado di convertire un segnale analogico in un segnale elettronico-digitale. È opportuno analizzare brevemente le principali tipologie di scanner, valutando la loro differente applicazione, per poi introdurre la tecnologia che oggi è in forte diffusione, l uso cioè della fotocamera digitale, che permette di ottenere un flusso di lavoro totalmente digitale. Nel caso di originali con qualità scadente (come le stampe retinate), gli scanner di fascia bassa possono dare dei risultati poco accettabili: per migliorare la riproduzione, è possibile eseguire la digitalizzazione ad una risoluzione superiore, e poi ricampionare verso il basso applicando un filtro che ne aumenti il dettaglio. Scanner piani Sono i dispositivi più comuni per l acquisizione delle immagini per il DTP (DeskTop Publishing) e la prestampa professionale. Sono basati sulla tecnologia CCD (Charge Coupled Device) ed in genere possono funzionare utilizzando programmi standard per la riproduzione delle immagini. Essi consentono, con un minimo addestramento, di ottenere dei buoni risultati, in quanto il bilanciamento dei colori e l intervallo della densità, possono essere regolati automaticamen- 12 Istituto Pavoniano Artigianelli per le Arti Grafiche

13 te. È importante sottolineare che la mano, o meglio l occhio di un esperto può portare notevoli miglioramenti alla scansione. Esiste una vasta gamma di scanner, da quelli economici di piccolo formato, a quelli professionali ad alta qualità, che danno ottimi risultati sia con originali opachi che trasparenti; gli scanner piani permettono l acquisizione di immagini su supporto rigido di qualsiasi spessore, come libri o layout su cartoncino. Scanner per originali trasparenti Questi dispositivi, basati sempre su CCD, sono dedicati alla scansione ad alta risoluzione delle pellicole; vengono comunemente usati da service, fotolito ed editori, ma stanno avendo un buon impiego anche nell uso non professionale. In genere, è compresa una serie di portapellicole standard per i casi in cui il formato della pellicola non è limitato a 35 mm. Alcuni modelli supportano il caricamento automatico e la scansione batch o in serie di diapositive intelaiate. È possibile automatizzare anche la messa a fuoco, il controllo del colore e la calibrazione della densità dell immagine. Scanner a tamburo I fotomoltiplicatori (PMT) usati negli scanner a tamburo per leggere i valori RGB del colore sono in grado di produrre risultati di grande qualità. I primi scanner a tamburo erano dispositivi complessi, che per raggiungere il pieno potenziale avevano bisogno di operatori esperti; sono tuttora i dispositivi per l acquisizione delle immagini più costosi presenti sul mercato, anche se i prezzi sono profondamente diminuiti con l avvento del DTP. Gli originali vengono montati su un cilindro acrilico trasparente, pertanto devono essere flessibili e causano un certo impiego di tempo. Vengono utilizzati per riproduzioni di alta qualità da aziende specializzate. Utilizzo di immagini Photo CD Il processo Photo CD di Eastman Kodak, trasforma un rullino di pellicola in un CD-ROM contenente immagini digitalizzate. Ogni CD memorizzato nel formato Master standard Kodak può contenere fino a 100 immagini da 35 mm, in cinque dimensioni diverse (da128x192 pixel a 2048x3072 pixel). La qualità delle immagini Photo CD può risultare molto diversa a seconda del centro servizi che le produce. Archivi di immagini Se non si hanno esigenze specifiche e non si ha la necessità di acqui- Introduzione al trattamento delle immagini digitali 13

14 sire o fotografare direttamente immagini, sono disponibili numerosi archivi di immagini digitali su CD-ROM. Molte collezioni permettono un uso illimitato, alcune contengono immagini che sono state acquisite con scanner a tamburo di alta qualità con colori a 24 bit. Prima di acquistare foto d archivio, è bene controllare che dimensione e risoluzione delle immagini corrispondano alle nostre esigenze. Inoltre, conviene verificare se sono state compresse e, in questo caso, se è stato utilizzato un metodo di compressione distruttiva oppure no (vedi p La compressione); una compressione senza perdita di dati non pregiudica in nessun modo la qualità dell immagine. Molti produttori di foto d archivio digitali offrono un anteprima delle immagini nei propri siti Web, come ad esempio: oppure è possibile prelevare immagini direttamente tramite modem: il costo addebitato dipende dal tempo di collegamento e dal fornitore delle immagini. Macchine fotografiche digitali Alcune fotocamere digitali CCD vengono progettate esclusivamente per registrare dati digitali e non hanno la possibilità di caricare pellicole tradizionali; altre vengono adattate da macchine fotografiche standard aggiungendo un dorso digitale. Queste ultime tendono a leggere immagini con risoluzione più alta e trasferiscono i dati su dischi rigidi veloci via cavo, anziché ricorrere a registrazione su dischetti estraibili o flash-card. Un applicazione adatta è il giornalismo, dove le immagini digitali vengono immediatamente ritrasmesse via modem o satellite per la pubblicazione sui giornali, evitando due fasi produttive, sviluppostampa del rullino e successiva scansione. Il forte sviluppo tecnologico che in questi ultimi anni ha interessato il settore della fografia digitale ha portato a notevoli miglioramenti qualitativi con costi sempre più contenuti, permettendo a molti fotografi professionisti e non, di utilizzare un flusso di lavoro interamente digitale (realizzazione di foto aziendali, still-life, servizi di matrimonio,...) L avvento del Digital Imaging Il termine imaging è stato inventato qualche anno fa negli Stati Uniti, per definire al meglio l evoluzione dei processi di produzione e riproduzione dell immagine. 14 Istituto Pavoniano Artigianelli per le Arti Grafiche

15 Oggi in molti parlano di imaging pensando che, con questo termine, si identifichi inequivocabilmente un processo in qualche modo legato alla tecnologia digitale; nella realtà, l imaging è svincolato dalla tecnologia specifica, ed identifica l integrazione tra tutti gli elementi, prodotti, tecnologie e servizi che portano alla realizzazione di una comunicazione visiva. Il termine imaging, in definitiva, nasce per sopperire ai limiti che avevano ed hanno i termini settoriali legati all immagine: fotografia, informatica, grafica, sviluppo, stampa,... La sezione della grande sfera dell imaging che utilizza tecnologie digitali viene definita digital imaging ed è anche quell area che sta subendo la maggiore evoluzione. Ormai ogni settore della produzione dell immagine offre interpretazioni digitali: la fotografia, la grafica, il cinema, il fotolaboratorio, la stampa ad inchiostro, anche se non sempre il processo è tutto digitale. Perchè il Digital Imaging è così importante? La comunicazione visiva, di cui la fotografia fa ovviamente parte, diventa ogni giorno più digitale. Pur non sostituendosi completamente alle altre forme di comunicazione più fisiche, il digitale viene sempre più preferito perché offre l eccezionale vantaggio di un costo molto basso di distribuzione, una flessibilità elevatissima nell aggiornamento, un azzeramento delle distanze, la possibilità dell ottimizzazione (trasmettere all utente solo le informazioni che desidera ricevere), il quasi annullamento dell inerzia tra quando l informazione (o la comunicazione in senso più allargato) viene creata e quando viene fruita. L informazione, nella sua globalità, è uno dei prodotti più facilmente digitalizzabili: una fotografia, un testo dattiloscritto, un video, un disegno possono anche nascere fuori da un computer, ma con poca fatica è possibile trasformali in dati digitali; al tempo stesso - e questo è il fattore ancora più importante - sempre più sono alla portata di tutti strumenti per la produzione diretta in digitale: tutti ormai producono testi con un computer, e quindi questi dati sono già in formato digitale ; fotocamere e videocamere digitali sono sempre più alla portata delle tasche di tutti ed anche per il disegno è possibile usare con profitto opportuni software che generano illustrazioni paragonabili a quelle che potremmo realizzare su una tela, direttamente all interno di un computer. A fronte di questo scenario, fusione della facilità della digitalizzazione delle informazioni e dell immagine e la comparsa di strumenti Introduzione al trattamento delle immagini digitali 15

16 per la creazione diretta di immagini in digitale, si può dire che il processo della digitalizzazione sia riscontrabile molto più nel campo della comunicazione visiva che non in altri ambiti, e che quindi i mercati che si alimentano di tale settore (l editoria, la pubblicità, la televisione, il cinema, i giochi) hanno fatto negli ultimi due anni dei passi molto più consistenti verso l uso di comunicazione digitale, preferendola agli strumenti più tradizionali. Tutti coloro che operano, in qualità di fotografi o di specialisti dell immagine, debbono rispondere a queste esigenze del mercato fornendo alla clientela le strade più dirette verso il digitale, perché sempre più la competizione tra i media sarà relativa alla velocità nel fornire le informazioni, all ottimizzazione dei costi, alla creazione di automatismi (data base dinamici, motori di ricerca, personalizzazione dell informazione) che non possono essere rallentati da flussi di informazioni che giungono in formati non digitali. Digital Imaging in molte attività professionali Molte persone che lavorano, anche con successo, nel mondo della fotografia, spesso reputano che il digitale possa non essere determinante nell area di propria appartenenza. Tutti, o quasi, sono ormai concordi sul fatto che l immagine digitale sia molto utile laddove i minuti pesano di più (fotogiornalismo, fotografia sportiva, elevata produzione di immagini per cataloghi), ma che l efficacia del digitale sia molto più ridotta e che quindi non sia conveniente un maggiore coinvolgimento o investimento. In queste brevi note, viene segnalato quanto invece il digitale sia ormai entrato nel lavoro quotidiano di qualsiasi attività collegata alla fotografia. Non si tratta di un tentativo goffo di dichiarare indispensabile la tecnologia digitale in tutti i settori, ma la presa di coscienza di un evoluzione che non è più circoscritta ad alcune aree di sperimentazione, ma che ormai è diluita ovunque. 1. Fotografia di architettura: l uso di tecnologie digitali consente l integrazione diretta con software specifici per la correzione di prospettive (talvolta non correggibili nemmeno con i movimenti di macchina), per la misurazione di aree, di distanze, di perimetri, per la fusione di elementi fotografici a disegni tecnici, per inviare immediatamente le immagini via Internet o altre reti telematiche per ricevere in tempo reale approvazioni, commenti, valutazioni. Nel settore dell arredamento, sempre più potenti sono le integrazioni tra la fotografia digitale ed i programmi di rimappatura 3D che consentono di mostrare versioni non ancora prodotte di mobili, di divani, di 16 Istituto Pavoniano Artigianelli per le Arti Grafiche

17 poltrone, fondendo insieme le forme fotografate e il materiale di copertura (tessuto od altro). 2. Fotografia pubblicitaria: lavorare in pubblicità significa fornire immagini sempre più accattivanti dei prodotti che sono oggetto della pubblicità. Per ottenere questo risultato, il digitale è sempre più usato, per correggere, integrare, impreziosire, affascinare. Questa è una realtà da diversi anni, ma quella che oggi si vive, sempre più fortemente, è una riduzione dei tempi tra l ideazione e la commercializzazione del prodotto, e gli orizzonti del commercio elettronico renderanno sempre più breve questo tempo. Inoltre, l utilizzo di media sempre più digitali richiederà anche nella pubblicità un numero sempre crescente di immagini digitali. 3. Riproduzioni per musei, istituti, enti: tutte queste strutture stanno iniziando a richiedere riproduzionidigitali per poter creare archivi che possano al tempo stesso durare nel tempo e consentire unaconsultazione anche via Internet, o anche per creare prodotti multimediali per allargare la visibilità deibeni che conservano. 4. Fotografia scientifica: le applicazioni di telemedicina e di telepatologia sempre più fanno uso di strumentie soluzioni digitali, che stanno fornendo risultati spesso entusiasmanti dal punto di vista dellacollaborazione tra strutture dislocate geograficamente in luoghi distanti, della ricerca, del rendere disponibili esperti e strutture specializzate anche laddove non esistano fisicamente. 5. Fotografia per privati: la cattura istantanea dell immagine è un bene che viene percepito immediatamente da chiunque, e che diventa un punto di forza anche nei confronti del pubblico privato. Dalla fototessera, al ritratto, alla fotografia di matrimonio: tutti i settori sopra citati possono trarre il vantaggio dell immediatezza, della possibilità di correzione, dei giochi creativi che si possono realizzare grazie al digitale. La fotografia, visibile appena scattata, avvicina e rende complice il soggetto della fotografia con colui che l ha scattata, rendendo coinvolgente e diretta questa esperienza. La disponibilità di attrezzature in grado di realizzare fotografie digitali di elevatissima qualità in digitale consentono già oggi di fruire e di far fruire tutti questi vantaggi senza limiti. 6. Fotografia documentale: tutte le situazioni che prevedono l uso di un immagine per documentare un evento, per comprovare un fatto, per mostrare a distanza un determinato effetto, traggono vantaggio dal digitale. Pratiche assicurative (verifiche di danni, preventivi, perizie), riprese per location, casting, già oggi uti- Introduzione al trattamento delle immagini digitali 17

18 lizzano la ripresa digitale con profitto, e in prospettiva tali utilizzi si allargheranno ulteriormente. 7. Fotografia di cronaca: questa è l area che maggiormente ha tratto vantaggio del digitale. Riprese di eventi di interesse giornalistico, documentazione sportiva, sfilate di moda, reportage da luoghi distanti dai grandi centri. Ormai è consueta, in tutte queste aree, la ripresa diretta in digitale e la trasmissione via reti telematiche (connessione a cellulari, modem, satellite, onde radio). 8. varie ed eventuali: è praticamente impossibile pensare ad un applicazione fotografica che non tragga vantaggi considerevoli dal digitale. Ciò non significa che tutte le attività professionali in breve faranno uso esclusivo di ripresa digitale, ma bensì che non vi siano più settorialità nel suo uso; si tratta solo di una scelta, di una valutazione dei vantaggi e dei limiti, di opportunità. Ma che l interesse e l approfondimento verso la fotografia digitale dovrà coinvolgere tutti, è dato anch esso per scontato. 18 Istituto Pavoniano Artigianelli per le Arti Grafiche

19 Le immagini digitali Formati e compressione dei dati Introduzione Nell attuale panorama informatico, a cui il DeskTop Publishing è inscindibilmente legato, non esiste uno standard universale per il salvataggio di file grafici. Rispetto a qualche anno fa la situazione è notevolmente migliorata; infatti, la maggior parte dei software grafici, usavano dei formati proprietari, costringendo l utente a laboriose e costose conversioni di immagini. Negli ultimi anni sono stati fatti numerosi tentativi di standardizzazione dei formati grafici: l ANSI, per esempio, nel 1993 definì il NAPLPS (North American Presentation Layer Protocol Syntax), che codificava le immagini attraverso semplici forme geometriche. Era uno standard sufficiente solo per illustrazioni e non supportava il colore; ebbe pertanto scarso successo. Anche il fattore economico gioca un ruolo determinante: dietro ai formati più diffusi e conosciuti come, ad esempio, GIF e TIFF, esistono degli interessi che, di fatto, impediscono il prevalere dell uno sull altro. L unica soluzione diventa, quindi, la conoscenza delle caratteristiche principali di tutti i formati più diffusi, tenendo presente anche gli eventuali algoritmi di compressione. In questo modo si è in grado di scegliere per ogni situazione il formato ottimale; nel caso si collabori con service esterni, prima di iniziare il lavoro è opportuno verificare le esigenze specifiche e i formati ottimali richiesti. I formati grafici: concetti informatici di base Codifica binaria e codifica ASCII Dal punto di vista informatico, un file è definito come un insieme omogeneo e ordinato di informazioni, codificate secondo un preciso schema. La codifica può avvenire in formato binario o in formato ASCII. Nel primo caso ogni informazione viene codificata utilizzando la notazione binaria (1 e 0) con una notevole ottimizzazione della Introduzione al trattamento delle immagini digitali 19

20 memoria. Nel secondo, invece, le informazioni sono codificate in forma alfabetica secondo il codice standard ASCII, la cui tabella di riferimento è presente su ogni computer. Il vantaggio della codifica ASCII risiede nella possibilità di gestire e manipolare le informazioni attraverso un normale editor di testo e dalla facilità di trasporto verso altri sistemi e/o piattaforme. Prima di proseguire nella trattazione dei formati grafici, è bene ricordare che, in genere, tutte le immagini fotografiche digitalizzate, sono di tipo bitmap e non vettoriale. La struttura di un generico file grafico La struttura di un file bitmap, di qualsiasi formato esso sia, è quasi sempre la stessa. Una prima parte, denominata Header, contiene l identificatore del formato, che il più delle volte è un insieme di caratteri che ne indicano il nome, seguito dalle caratteristiche principali dell immagine (dimensione, profondità dei bit,...), e dalle informazioni che indicano la collocazione del file. Può succedere, però, che a causa di cattive o incomplete implementazioni, alcuni software incontrino difficoltà nel leggere determinati formati, pur supportandoli. È il caso di molti programmi che girano in ambiente Windows e che prima di procedere all interpretazione dell Header, portano a termine un test sull estensione del file (per estensione si intendono le tre lettere del nome del file che seguono il punto), la quale va modificata se non è corrispondente a quanto espresso dal formato. Il corpo del file, invece, è una sequenza ordinata di dati e determina la dimensione vera e propria del file; risoluzione e numero di colori sono i parametri fondamentali che, se sottovalutati, determinano lo spiacevole inconveniente di dover manipolare, trasportare e gestire file di grossissime dimensioni, spesso senza averne un evidente vantaggio dal punto di vista visivo. Si può affermare che, digitalizzando un immagine in RGB a 24 bit di profondità, il risultato sarà difficilmente distinguibile dall originale. Per tutti quegli usi in cui non è richiesta una qualità cromatica elevata, è consigliabile utilizzare una palette di colori inferiore ed una risoluzione che garantisca un compromesso accettabile tra impiego di memoria e qualità dell immagine. La compressione Come si è accennato, un grosso problema per chi si occupa di grafica digitale, è l elevato spazio richiesto per la memorizzazione delle 20 Istituto Pavoniano Artigianelli per le Arti Grafiche

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