Prof. Pagani corrado LA CODIFICA DELLE INFORMAZIONI FORMATI DEI FILE

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1 Prof. Pagani corrado LA CODIFICA DELLE INFORMAZIONI FORMATI DEI FILE

2 CODIFICA DELLE IMMAGINI Esistono numerose tecniche che vengono utilizzate per la memorizzazione digitale di un'immagine Tipicamente si riducono in due macrocategorie estremamente diverse tra loro: la prima più affine alle immagini fotografiche dal vero (tecnica raster) la seconda più affine al disegno geometrico (tecnica vettoriale)

3 GRAFICA RASTER O VETTORIALE Nella grafica vettoriale un'immagine è descritta mediante un insieme di figure geometriche (punti, linee, curve e poligoni) ai quali possono essere attribuiti colori e sfumature. Nella grafica raster (o bitmap) le immagini sono descritte come una griglia di pixel colorati. L'immagine è vista come una scacchiera e ad ogni elemento della scacchiera, chiamato pixel, viene associato uno specifico colore (combinazione di tre componenti principali: blu, rosso, verde).

4 RASTER E VETTORIALE: ESEMPI

5 GRAFICA VETTORIALE I principali vantaggi della grafica vettoriale rispetto alla grafica raster sono i seguenti: 1. possibilità di esprimere i dati in una forma direttamente comprensibile ad un essere umano (es. lo standard SVG); 2. possibilità di esprimere i dati in un formato che occupi (molto) meno spazio rispetto all'equivalente raster; 3. possibilità di ingrandire l'immagine arbitrariamente, senza che si verifichi una perdita di risoluzione dell'immagine stessa.

6 GRAFICA RASTER La grafica raster è perfetta per rappresentare immagini della realtà, per modificare contrasti e luminosità di queste, per applicare filtri di colore, etc Per contro una immagine raster solitamente occupa più memoria e perde qualità con l ingrandimento I principali programmi di fotoritocco lavorano in questa modalità. Un immagine raster (bitmap) è caratterizzata da due proprietà principali: 1. Risoluzione numero di pixel contenuti nelle 2 dimensioni 2. Profondità di colore dal numero di bit dedicati ad ogni pixel per descrivere il colore

7 PIXEL Abbiamo visto che le immagini raster sono suddivise uniformemente in piccole parti dette pixel (picture element) e a ciascuno è associata l informazione di colore. Essendo i pixel in numero discreto, l immagine spesso è creta in modo approssimato Risoluzioni tipiche sono 800x600, 1024x768, 1280x1024

8 COLORE Ogni pixel deve avere associata l informazione di colore L informazione di colore può essere codificata in diversi modi a seconda del tipo di immagine Immagini binare B/N ogni pixel può essere solo bianco o nero e occuperà un solo bit Immagini in scala di grigio si sfrutta una scala di valori tipicamente di un byte (256 sfumature) Immagini a colori RGB si sfruttano tre scale di valori, ciascuna di un byte, associate ai tre colori primari rosso (Red), verde (Green), blu (Blue). Il colore risultante sarà la somma dei tre colori sopra definiti Si ottengono oltre 16 milioni di colori

9 CODIFICA DEI COLORI Per la codifica dei colori si ricorre spesso alla codifica esadecimale. Per rappresentare un byte in esadecimale occorrono 2 cifre quindi un colore RGB è definito da 6 cifre (2 per ogni colore) #E

10 DIAGRAMMA DEI COLORI CIE Dalla combinazione dei tre colori primari ottengo tutti i colori possibili Attenzione RGB sono i colori primari per la luce emessa (monitor); per la luce riflessa (stampanti) i colori primari sono CMY (ciano magenta - giallo)

11 ESERCIZIO Riconoscere i seguenti colori #FF0000 #00FF00 # #FFFFFF # # #AFAFAF #00FFFF #FF00FF Determinare la codifica esadecimale RGB (esatta o approssimata) dei seguenti colori nero bianco giallo un grigio intermedio blu puro luminoso magenta

12 FORMATI FILE PER LE IMMAGINI Estensione.psd.bmp.gif.jpeg,.jpg.png.tif,.tiff.dwg.dwg.svg.ai Descrizione Documento di Adobe Photoshop File di tipo bitmap File di tipo bitmap (compresso lossless) in b/n a 256 colori RGB File di tipo bitmap compresso a risoluzione variabile (prevalentemente lossy) per immagini di tipo fotografico in b/n o colore (RGB e CYMK) File di tipo bitmap (compresso lossless), simile al gif ma senza limitazioni sui colori rappresentati in RGB. Libero da brevetti. File di tipo bitmap non compresso sviluppato da Microsoft e Aldus poi in Adobe. Permette di controllare calibratura colore e gamut nella stampa professionale Documento di Autodesk Autocad Documento di Autodesk Autocad Formato d interscambio vettoriale Documento di Adobe Illustrator

13 LA CODIFICA DEL SUONO Anche i suoni possono essere rappresentati in forma digitale Dal punto di vista fisico un suono è un'alterazione della pressione dell'aria (rispetto alla pressione atmosferica che viene usata come riferimento) che, quando rilevata, ad esempio dall'orecchio umano, viene trasformata in un particolare stimolo elettrico e, tramite complicati processi cognitivi, interpretata. La durata, l'intensità e la frequenza della variazione nel tempo della pressione dell'aria sono le quantità fisiche che rendono un suono diverso da ogni altro

14 LA CODIFICA DEL SUONO 2 L intensità di un suono descrive l ampiezza delle variazioni dell onda sonora e fornisce una misura dell energia trasportata dall onda sonora Si misura in decibel (db) L altezza di un suono è il parametro legato alla sensazione di gravità/acutezza che si percepisce di un suono. Dipende dalle frequenze di variazione delle onde elementari che compongono l onda sonora Le frequenze si misurano in Hertz (Hz)

15 LA CODIFICA DEL SUONO 3 Si effettuano dei campionamenti sull'onda sonora (cioè si misura il valore dell ampiezza dell onda a intervalli costanti di tempo) e si codificano in forma digitale le informazioni estratte da tali campionamenti t Quanto più frequentemente il valore di intensità dell'onda viene campionato, tanto più precisa sarà la sua rappresentazione

16 COMPRESSIONE SENZA PERDITA La compressione dati senza perdita (lossless) è una classe di algoritmi di compressione che non porta alla perdita di alcuna parte dei dati originali. E quindi possibile risalire al file originale nella sua interezza Un esempio di questo tipo di compressione è dato dai formati Zip, Rar, 7z, FLAC (specifico per tracce audio). I file per cui non è accettabile una perdita di informazione, come i testi o i programmi, utilizzano questo metodo. Per le immagini fotografiche, e per i file multimediali in genere (audio, video, ) generalmente non si usano algoritmi lossless in quanto risultano poco efficienti. In casi particolari anche i file multimediali (ad esempio immagini che contengano ampie aree con colori puri) spesso la compressione "senza perdita" si dimostra efficace.

17 COMPRESSIONE CON PERDITA La compressione dati con perdita (lossy), individua una classe di algoritmi di compressione dati che porta alla perdita di parte dell'informazione originale durante la fase di compressione. Questa perdita di dati implica un calo della qualità del file. ma permette una riduzione molto maggiore dello spazio occupato Decomprimendo un file compresso con un metodo "lossy" la copia ottenuta potrebbe ritornare alle dimensioni originali, ma rimarrà di qualità minore dell originale per livello di precisione delle informazioni che codifica. I Codec sono estensioni software che utilizzano tali algoritmi per ridurre e comprimere efficacemente la dimensione del file video e decomprimerlo quando necessario.

18 COMPRESSIONE CON PERDITA 2 Solitamente tali algoritmi sono specifici del media utilizzato in quanto lavorano bene solo con una certa struttura dati: IMMAGINI JPEG, GIF, PNG (non sempre), AUDIO MP3, VIDEO MPEG-4, DIVX, XVID, Si definisce container il formato del file che include al suo interno audio, video ed eventuali metadati, menu, sottotitoli. Si distinguono dall'estensione del file L audio e (soprattutto) il video possono essere in un opportuno formato compresso compatibile col container

19 FORMATI FILE MULTIMEDIALI Estensione.wav.mp3.flac.avi.mpeg.mp4.mkv.vob.mov Descrizione Formato audio non compresso Formato audio compresso con perdita Contiene formato audio compresso senza perdita Free Lossless Audio Codec Standard usato sui PC Windows, sviluppato da Microsoft - non tutti gli AVI sono uguali perché accetta video compresso con codec diversi Formato video per la codifica video DivX o XviD Il Contiene video con codifica MPEG-4 è il container più comune utilizzato per i video online E il container più adattabile, progettato per supportare quasi tutti i formati audio o video, molto efficiente dal punto di vista della qualità, compatibile con il codec H.264 e ottimo per i film in HD Fanno parte della struttura tipica dei DVD Video. Sono basati sullo standard di compressione MPEG-2 Formato video creato da Apple per il suo lettore Quicktime