Le immagini digitali. Le immagini digitali. Immagini grafiche. Trattamento di immagini digitali. immagini raster.

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1 Le immgini digitli Le immgini digitli Università IUAV di venezi Trttmento di immgini digitli immgini grfiche immgini rster immgini vettorili cquisizione formti trttmento geometrico trttmento rdiometrico stmp immgini rster Dette pittoriche o pixel oriented dividono l immgine in un grigli uniforme. Ciscun cell dell grigli h ugule dimensione. Per ogni pixel è registrt un informzione di colore che dipende d qunti bit per pixel sono usti per immgzzinre il dto colorimetrico immgini vettorili dette object oriented generte d softwre per il disegno. Le unità bse sono oggetti (linee, punti, curve) combinti insieme per crere immgini più complesse. L informzione è registrt su file secondo funzioni mtemtiche. 1

2 vntggi e svntggi Le immgini rster possono essere uste per riprodurre in modo rlistico immgini di tipo fotogrfico. Le immgini vettorili possono essere sclte senz distorsione senz modificre l qulità, mentre ingrndendo quelle di tipo rster si ottiene l effetto sclintur digit = cifr o numero Informzione digitle = informzione in formto numerico in bse d un codific binri (bit è l contrzione di binry digit, numero binrio) Come si ottiene un immgine digitle? Si ottiene dll operzione di digitlizzzione Quest si può suddividere in due fsi: cmpionmento spzile quntizzzione cromtic Elemento dell reltà Cmpionmento Quntizzzione DIGITALIZZAZIONE digit = cifr o numero Informzione digitle = informzione in formto numerico in bse d un codific binri (bit è l contrzione di binry digit, numero binrio) Digitlizzzione = 1 - cmpionmento spzile: suddivide l immgine in ree rettngolri. Il numero di rettngoli pixel in cui ess viene suddivis ne determin l risoluzione spzile pixel rtio = rpporto tr lrghezz e ltezz del pixel; tle rpporto è spesso ugule 1, ossi il pixel è qudrto digit = cifr o numero Informzione digitle = informzione in formto numerico in bse d un codific binri (bit è l contrzione di binry digit, numero binrio) Digitlizzzione = 2 - quntizzzione cromtic: ffid ciscun pixel uno o più vlori numerici che ne definiscono il colore Il colore è un grndezz compless crtterizzt dll intensità dell rdizione elettromgnetic emess in corrispondenz delle frequenze dello spettro visibile Immgini digitli Con cos si ottiene un immgine digitle? Scnner Fotocmere digitli 2

3 Immgini digitli Immgini digitli Cos è un immgine digitle? Un immgine digitle è un mtrice di pixel Pixel= picture element Ogni pixel è crtterizzto d: posizione x,y o i,j vlore rdiometrico i Y j X Dimensione di un immgine digitle Un mtrice di pixel è formt d N colonne M righe L dimensione di un immgine è definit dl numero di pixel orizzontli e d quelli verticli N M : il pixel Crtteristic di un immgine digitle è l risoluzione dt in numero di pixel per unità di lunghezz: inch o cm. Per esempio: 300 dpi = 300/2.54 = pcm L risoluzione mi permette di clcolre l dimensione del pixel Per esempio: 300 dpi 1 pixel = cm = mm = micron Il pixel è l unità più piccol ttrverso l qule è possibile misurre le informzioni di un immgine digitle Ciscun pixel contenuto in un immgine rster possiede 3 crtteristiche fondmentli che contribuiscono definire l risoluzione, ciscun in modo diverso: dimensione profondità di colore posizione Considerimo immgine con un dto numero di pixel (per esempio 633 x 969) Se l su risoluzione è definit 100 dpi le sue dimensioni in stmp sono (633/100*2.54=)16.20 cm x (969/100*2.54) cm Se l su risoluzione è definit 200 dpi le sue dimensioni in stmp sono (633/200*2.54=) 8.1 cm x (969/200*2.54) cm 3

4 Dto il numero di pixel 633 x 969 si otterrno differenti dimensioni in stmp in rgione dell risoluzione Se l su risoluzione è definit 100 dpi cm x cm Dimensione Tutti i pixel di un immgine hnno un identic dimensione determint dll risoluzione Risoluzione di scnsione 600dpi > dimensione pixel 1/600 di pollice L quntità di informzioni è determint dll dimensione e dl numero di pixel È possibile modificre l dimensione ttrverso l vrizione dell risoluzione. In tl cso si modificherà nche l dimensione dell immgine in fse di stmp Se l su risoluzione è definit 200 dpi: 8.1 cm x cm 600dpi 300dpi 600dpi A ciscun pixel può essere ssegnto un solo vlore, m è l profondità di bit o di colore del dispositivo che determin qunti potenzili colori possono essere ssegnti i pixel. Ciscun bit ggiuntivo richiede mggior spzio di memorizzzione L intervllo compreso tr l minim e l mssim intensità di ogni colore viene suddiviso in un certo numero di livelli. Mggiore è tle numero, migliore è l precisione con cui il colore è definito. Solitmente si us un numero di livelli che si un potenz di 2. Un vlore tipico di livelli e 256 (2 8 ) : il colore Il numero di colori contenuto in un immgine dipende d qunti bit per pixel sono usti per immgzzinre l informzione di colore del singolo pixel. Modlità RGB(24bit) Modlità Scl di colore (8bit) Modlità scl di grigi (8 bit) Modlità Bitmp (1 bit) Scl di grigio Immgini scl di grigio sono composte d 8 bit di informzioni per pixel e utilizzno 256 tonlità di grigio per simulre grdzioni in colore. Bitmp Immgini bitmp sono composte d 1 bit di colore (binco e nero) per pixel e richiedono l minim quntità di spzio su disco. 4

5 Il numero di colori contenuto in un immgine dipende d qunti bit per pixel sono usti per immgzzinre l informzione di colore del singolo pixel. Bitmp (1bit) Bitmp dithering Bitmp sogli Modlità Bitmp (1 bit) Bitmp dithering diffusione Bitmp retino mezzetinte Bitmp sogli 50% Binco e nero Le immgini in binco e nero o bitmp sono le più elementri e nche le più leggere. Ad ogni pixel viene ssegnt l informzione legt d un bit. Sppimo che un bit può ssumere due vlori: 0 o 1. Cioè o binco o nero, senz lterntive. Quel bit dirà quel pixel se deve essere binco o nero. Il numero di colori contenuto in un immgine dipende d qunti bit per pixel sono usti per immgzzinre l informzione di colore del singolo pixel. Il numero di colori contenuto in un immgine dipende d qunti bit per pixel sono usti per immgzzinre l informzione di colore del singolo pixel. Modlità scl di grigi (2-8 bit) Scl di grigio Ipotizzimo di destinre ll descrizione di un pixel due bit. Qunti colori si possono descrivere con due bit? In ltre prole, qunte combinzioni diverse di due bit possimo ottenere? Modlità scl di grigi (2-8 bit) Con 3 bit? sono le diverse combinzioni che possono essere ottenute d due bit. Il pixel potrà ssumere uno dei colori A, B, C, D in bse ll divers combinzione dei vlori dei due bit. Con 2 bit possimo descrivere 4 colori. Ogni pixel cioè potrà ssumere 4 colori diversi. Con 3 bit possimo ottenere 8 diverse combinzioni di vlori. Il pixel potrà ssumere uno dei colori A, B, C, D, E, F, G, H in bse ll divers combinzione dei vlori dei 3 bit con n bit si possono ottenere 2 n combinzioni, e cioè con 2 bit vremo 2 2 = 4 diverse combinzioni con 3 bit vremo 2 3 = 8 diverse combinzioni con 4 bit vremo 2 4 = 16 diverse combinzioni con 8 bit vremo 2 8 = 256 diverse combinzioni Le immgini in scl di grigio utilizzno un tvolozz di 256 diverse grdzioni di grigio, descritte ognun dll divers combinzione di 8 bit. Le immgini in scl di grigio sono inftti immgini d 8 bit. Ad ogni pixel vengono cioè ssegnti 8 bit dell memori del nostro computer Se or ssegnimo d ogni pixel 24 bit (8 per il Rosso + 8 per il Verde + 8 per il Blu) possimo determinre l quntità di ognuno dei 3 colori primri che miscelndosi insieme drnno origine d un vstissim vrietà Modlità RGB(24bit) Modlità Scl di colore (8bit) cromtic. Se combinimo insieme 256 vribili di ognuno dei tre colori primri ottenimo inftti 256 x 256 x 256 = colori diversi, che svelno quell cifr misterios che compre nelle impostzioni dei nostri monitor qundo sceglimo il tipo di visulizzzione 16,7 milioni di colori. Modlità scl di grigi (8 bit) Modlità Bitmp (1 bit) 5

6 : il pixel : il pixel Più elevto è il numero di bit usti per registrre l informzione del colore tnte più tinte e sfumture possono essere rppresentte nell immgine. Aumentndo il numero di bit per pixel ument nche l dimensione del file. 8bit=1byte 1024 byte=1kb Bit per pixel Numero colori Dimensione immgine Memori x kb 16 milioni di colori (24 bit) 256 colori (8 bit) x kb x kb x kb (true color) 800 x kb : il pixel : il pixel 16 milioni di colori (24 bit) 16 colori (4 bit) 16 milioni di colori (24 bit) 8 colori (3 bit) scnner cmere digitli videocmere digitli funzioni comuni: convertono informzioni nlogiche in dti digitli utilizzbili l computer generno immgini rster nlizzno o cmpionno gli originli intervlli regolri, controllndo i vlori dei colori o delle tonlità di grigio ogni punto cmpionto Pixel Densità di informzione che un periferic può ctturre per ogni pollice (risoluzione di scnsione) Quntità di informzioni digitli contenute in un immgine rster (risoluzione dell immgine) Numero di elementi visibili su un monitor in senso orizzontle e verticle (risoluzione del monitor) Risoluzione di input: Indic l densità ll qule l periferic cmpion le informzioni ll interno di un determinto spzio (generlmente espresso in pollici o centimetri) durnte il processo di digitlizzzione ppi=pixel per pollice dpi=punti per pollice umentndo l indice di cmpionmento, si riduce proporzionlmente l dimensione dei pixel 6

7 Risoluzione di input 300 dpi Risoluzione di input 150 dpi Scnner Risoluzione di input 75 dpi risoluzione ottic descrive l quntità di informzioni che il sistem ottico dello strumento può cmpionre. risoluzione interpolt rppresent l quntità pprente di informzioni che lo scnner può cquisire con l iuto di progrmmi o processori che si bsno su lgoritmi di interpolzione. Questi non ggiungono nuovi dettgli m eseguono clcoli per generre pixel che vengono ggiunti quelli esistenti. Solitmente l risoluzione interpolt è doppi di quell ottic Scnner Scnner risoluzione ottic risoluzione interpolt 7

8 Scnner Scnner risoluzione ottic risoluzione interpolt Scnner Cmere digitli Sensore CCD/CMOS Immgine digitle oggetto nell reltà Sensore 3-shot = espone 3 volte ttrverso filtri colorti Sensore 1-shot = 3 sensori per ogni pixel non interpolto Sensore 1-shot = 3 sensori per ogni pixel interpolto Cmere digitli Cmere digitli 8

9 pulsnte otturtore effetto occhi rossi Cmere digitli sched memori conttto cldo btterie obiettivo lente mirino CCD 9