Rappresentazione delle informazioni

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1 Testo di rif.to: [Congiu] (pg ) -1.h Rappresentazione delle informazioni Testi Immagini Suoni Video Testi: : lo standard ASCII 1 American Standard Code for Information Interchange 7 bit, 2 7 = 8 simboli diversi: (a z A Z 0 9!?,. ; # $ ) alcuni codici di controllo, per controllare la visualizzazione di un testo (capo riga, salto di pagina, ) o la sua trasmissione (XON, XOFF, ) I 7 bit sono memorizzati e trasmessi in un byte. Il bit in più può essere usato come bit di parità per rilevare eventuali errori di trasmissione.

2 Tabella dei caratteri ASCII 2 Da un documento del 1972 Oltre lo standard ASCII 3 Codifica ASCII estesa 256 simboli; i 8 aggiuntivi rappresentano caratteri di alfabeti nazionali (à, è, ô, ) e altro (½, ƒ,, ) Sviluppate varie estensioni tra loro incompatibili Standard ISO/IEC 8859 (a 8 bit): varie tabelle compatibili ASCII per soddisfare le esigenze di varie lingue nazionali. Standard UNICODE (a 16 bit): 2 16 = simboli per rappresentare i caratteri di tutte le principali lingue scritte del mondo.

3 Immagini: rappresentazione raster Dal latino rastrum ( rastrello ): sottolinea come l immagine sia costituita da una griglia di punti. I punti sono detti pixel ( PICture Elements ). 4 Il numero di bit usati per rappresentare un pixel definisce il tipo di immagine 1 bit/pixel: bianco e nero 8 bit/pixel: scala di grigi, a colori con palette 24 bit/pixel: colori ( true color ) Esempi di standard: BMP PNG JPEG Formati compressi (vediamo che significa) Rappresentazione raster: : dimensioni La qualità di un immagine raster aumenta con il numero di pixel che la compongono 5 Anche l occupazione in byte, però, aumenta! Immagine 640x480, 24 bit/pixel: 900 KiB Immagine 3648x2736, 24 bit/pixel: KiB (32x) Per ovviare al fenomeno si adotta la compressione

4 Compressione: lossless vs. lossy Compressione senza perdite (lossless) Preserva interamente l informazione originaria Fattore di compressione: 2 (tipico) Esempi: PNG (immagini), ZIP (documenti generici) 6 Compressione con perdita (lossy) Scarta alcune informazioni, valutate meno rilevanti Il documento originale non può essere ricostruito fedelmente. Fattore di compressione: 20 o più Esempi: JPEG (immagini), MP3 (suoni) Compressione lossy: : esempio (JPEG) 7 La nascita di Venere Botticelli.jpg ( 221 Kbyte) La nascita di Venere Botticelli.bmp (2.59 Mbyte)

5 Immagini: rappresentazione vettoriale Insieme di elementi geometrici bidimensionali (punti, linee, archi di curva, triangoli ) o tridimensionali (cubi, quadriche, ) 8 Esempi di standard: Postscript (immagini 2D) DXF (disegno tecnico) RISpec(immagini 3D) TrueType(caratteri)... /V /v ldef /y {_r 2 copy curveto} bdef /Y /y ldef /l {_r lineto} bdef /L /l ldef /m {_r moveto} bdef % path construction operators /_R {.25 sub round.25 add} bdef... Suoni: rappresentazione (1 di 2) 1. Il suono (vibrazione dell aria) tramite un trasduttore (microfono) viene trasformato in un segnale elettrico analogico (tensione elettrica che varia nel tempo in modo analogo al suono) 9 2. Tramite un convertitore analogico/digitale (A/D) il segnale analogico viene discretizzato nel TEMPO, raccogliendone campioni a una frequenza prestabilita nello SPAZIO, codificando ciascun campione con un numero finito di bit La sequenza dei campioni codificati èla rappresentazione digitale del suono. A/D

6 Suoni: rappresentazione (2 di 2) Il suono sonoro può essere ricostruito con la trasformazione inversa 10 D/A suono valori digitali segnale elettrico trasduttore La rappresentazione è tanto più fedele quanto maggiori sono la frequenza di campionamento (per riprodurre fedelmente un suono a frequenza f bisogna campionare a frequenza almeno 2f) il numero N di bit dei campioni (rapp. segnale/rumore) Esempio: il Compact Disc (1982) 11 Frequenza di campionamento: Hz (la massima frequenza udibile è ~20KHz). 16 bit per campione. Suono stereofonico: 2 canali. Una canzone di 3 minuti occupa ~ KiB! Anche per i suoni è importante la compressione. Esempio: 3 minuti di suono compresso (lossy) in MP3 a 8 Kbit/s occupano ~3 000 KiB.

7 Video Un video è una sequenza di immagini ( frame ) Cinema: 24 frame al secondo (fps) TV, standard europeo PAL: 25 fps TV standard USA NTSC: 30 fps La compressione è fondamentale: Un minuto di film alla risoluzione di 640x480 (true color) occupa KiB (~1.2 GiB). Un minuto di video ad alta definizione 1080p30 (1920x1080) occupa KiB (~10.4 GiB) Video: compressione La maggior parte dei formati sono lossy. Vengono ereditate le tecniche per le immagini, inoltre si effettua anche una compressione lungo l asse del tempo (predizione del moto, eccetera). 13 Standard più diffuso: MPEG MPEG-2: DVD, digitale satellitare e terrestre MPEG-4 AVC (detto anche H.264): Blu-ray Disc Esempi di altri standard: FLV (Macromedia/Adobe) DiVX (DivX, Incorporated) Windows Media Video (Microsoft)

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