L informazione grafica. Le immagini digitali. Esempi. Due grandi categorie. Introduzione

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1 1 2 L informazione grafica Le immagini digitali grafica a caratteri grafica vettoriale Introduzione grafica raster 3 4 Due grandi categorie Esempi Immagini reali: acquisite da una scena reale mediante telecamera, scanner, Immagini artificiali o di sintesi: generate all interno del calcolatore Non necessariamente oggetti reali Possono simulare scene reali 1

2 5 6 Definizione di immagine Intensità luminosa in immagini di sintesi Superficie bidimensionale di dimensioni finite con una determinata distribuzione di intensità luminosa e di colori X d Y x c a b B(x,y) = intensità luminosa in (x,y) y B(x,y) = 1 a x b, c y d 0 altrimenti 7 8 I punti dell immagine Digitalizzazione Ogni punto dell immagine è caratterizzato da intensità luminosa e colore L immagine deve essere tradotta in un insieme di numeri Due fasi Campionamento spaziale Quantizzazione 2

3 9 10 Esempio di digitalizzazione Campionamento spaziale Campionamento 15 x Quantizzazione 3 valori {0,1,2} Suddivisione della superficie dell immagine in un determinato numero di rettangoli Pixel = picture element x Pixel (x,y) x = numero pixel (orizzontale) y = numero linea (verticale) (0,0) y Punti di campionamento Aspect ratio di un immagine matrice rettangolare righe e colonne di campioni matrice rettangolare righe sfasate di metà periodo (copertura più uniforme) 1:1 CCTV 1,33 : 1 (4:3) NTSC (3:2) PAL (5:4) 1,78 : 1 (16:9) HDTV 2,35 : 1 Panoramico (DVD) 3

4 13 14 Pixel aspect ratio Dimensione/risoluzione delle immagini Rapporto larghezza/altezza del pixel pixel rettangolari su alcuni dispositivi pixel 1:1 per elaborazione Con differenti PAR, immagini distorte Altezza e larghezza di un'immagine bitmap sono espresse in numero di pixel Dimensioni sullo schermo dimensioni in pixel dell'immagine + grandezza del monitor + impostazione del monitor Risoluzione delle immagini: esempio immagine 800 x 600 monitor da 15 pollici impostazione 800 x 600 Dimensione delle immagini: esempio immagine 800 x 600 monitor 20 pollici impostazione 800 x 600 riempie tutto lo schermo riempie tutto lo schermo singoli pixel più grandi 4

5 17 18 Dimensione delle immagini: esempio Dimensione delle immagini: riassumendo immagine 800x600 monitor 20 pollici impostazione 1024 x 768 singoli pixel più piccoli Ancora un riassumendo: immagine 620 x 400 La risoluzione (?) di scansione ottica delle immagini del monitor di output finale della stampante 5

6 21 22 Due misure Risoluzione di input dpi = dots per inch (punti per pollice) per le periferiche (scanner, stampanti, ) Esempio: risoluzione di scansione ppi = pixel per inch (pixel per pollice) misura riferita all immagine digitale Esempio: risoluzione di immagine pronta per una periferica Densità delle info catturate nella digitalizzazione di un immagine Scanner a letto piano = risoluzione di scansione Fotocamera digitale = numero totale di pixel sulla griglia CCD (1680 x 1200) Unità di misura: ppi = dpi Risoluzione di output finale Risoluzione delle immagini (ppi) Densità di info richieste per l output finale (su più dispositivi di stampa o display) Dipende da risoluzione stampante (frequenza di retinatura) risoluzione del monitor Unità di misura: ppi = dpi Numero di pixel visualizzati per unità di lunghezza di un'immagine Dipende dal dispositivo su cui si opererà Unità di misura: ppi 6

7 25 Dimensioni e risoluzione 26 Confronto tra due risoluzioni Dimensioni in pixel determinano il livello di dettaglio (620 x 431 pixel) Risoluzione determina la superficie su cui vengono impressi tali pixel (72 ppi) 300 ppi 72 ppi 27 Confronto tra due risoluzioni 28 Risoluzione del monitor 72 ppi 300 ppi pixel (o punti) visualizzati per ciascuna unità di lunghezza del monitor (unità di misura dpi) dipende da grandezza del monitor (in pollici) e dalle impostazioni (es x 768) Standard: 72 dpi, 96 dpi 7

8 29 30 Dimensione immagini sul monitor Risoluzione della stampante Pixel dell'immagine convertiti in pixel del monitor Se risoluzione immagine > risoluzione monitor, immagine monitor > immagine stampata Il numero di dpi di inchiostro prodotti da tutte le stampanti laser, comprese le fotounità Tipiche risoluzioni stampanti a getto di inchiostro: supportano risoluzioni di 300 o 600 dpi garantiscono stampa di qualità per risoluzione max 150 ppi Esempio immagine 1x1 pollici, risol. 144 ppi, monitor 72 dpi immagine occupa 2 x 2 pollici sullo schermo immagine occupa 1 x 1 pollici sulla stampa stampanti laser: 300 o 600 dpi fotounità: 1200 dpi o superiore (2400 dpi) 31 Oltre il dettaglio e effetto pixel x ppi 300 ppi 10 ppi 8

9 x x x 26 Quantizzazione Occorre assegnare ai pixel dei valori finiti di intensità luminosa I valori dipendono dal numero di bit: con N bit, 2 N valori 9

10 37 38 Gamma dinamica (livelli di grigio) Esempio 12dB 24dB 36dB Z db 2 bit 4 bit x bit 4 bit Livelli di grigio 8 bit 4 16 Y 2 bit Errore di quantizzazione Just Noticeable Difference Quanto il valore quantizzato differisce dall intensità reale Si riferisce alla regione di quantizzazione (ne è al più la metà) JND all incirca al 2% (per scale di grigio) In un monitor standard, l occhio distingue circa 50 livelli di grigio Minima gamma dinamica tra 6 e 7 bit (64 and 128 livelli) Per elaborazione di immagini, non meno di 8-10 bit (contrasti aumentati) 10

11 41 42 Posterization ai livelli bassi Quanti pixel e quanti livelli di grigio Dipende dalle proprietà fisiche della scena Basso contrasto e alta risoluzione richiedono molti livelli di grigio e pixel Alto contrasto e bassa risoluzione richiedono pochi livelli di grigio e pixel Occupazione di memoria di un immagine Palette, Tavolozza, Look-Up-Table Stampa 10x15 cm Risoluzione 300 dpi Profondità colore 24 bit R 0 R 1 R 2 G 0 G 1 G 2 B 0 B 1 B 2 10 x 15 cm = 3,94 x 5,91 inch 300 x 3,94 = 1182 x 1773 punti pixel x 3 byte = byte quasi 6 MB (5,9958 ) 255 R 255 G 255 B

12 45 46 Dithering Dithering in rosso e blu Dithering di Floyd-Steinberg (1975) Retinatura (Fox Talbot 1852) Pixel in celle Differenti pattern di punti neri P 7/16 3/16 5/16 1/16 Ernesto Pini - 30 Maggio