Introduzione al trattamento delle immagini digitali

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1 Introduzione al trattamento delle immagini digitali Istituto Pavoniano Artigianelli Trento Classe terza Marco Franceschini

2 L avvento del Digital Imaging La sfera dell Imaging include processi di produzione e riproduzione dell immagine Molti settori propongono oggi interpretazioni digitali: Fotografia (pubblicitaria, per architettura, scientifica, di cronaca, documentale, museale, per uso dilettantistico), Informatica, Grafica, Stampa, Cinema Di conseguenza moltissime attività professionali sono coinvolte Perché è così importante considerare oggi il digitale? Tempi di lavorazione brevi, costi accessibili, alta qualità, portabilità, sviluppo,... 2

3 Digitalizzazione delle immagini Trasformazione dell originale fotografico (analogico) in un file digitale. La digitalizzazione è possibile utilizzando: MACCHINE FOTOGRAFICHE DIGITALI Sfruttano la tecnologia CCD Progettate per registrare solo dati digitali Adattate da macchine standard con dorso digitale Utilizzate inizialmente nel giornalismo, oggi diffusione Nuove tecnologie a costi inferiori 3

4 SCANNER PIANI Sfruttano la tecnologia CCD Software fortemente automatizzati Costi ridotti e velocità in fase di scansione Qualità solitamente proporzionata alla fascia di mercato che occupano Permettono di acquisire originali su supporto rigido SCANNER PER ORIGINALI TRASPARENTI Dedicati per l acquisizione delle pellicole (diapositive) SCANNER A TAMBURO Sfruttano la tecnologia PMT Alta qualità ma costi elevati Necessitano di originali flessibili 4

5 IMMAGINI PHOTO CD Processo brevettato da Kodak Un rullino analogico viene digitalizzato a diverse risoluzioni ARCHIVI DI IMMAGINI Si possono acquistare archivi di immagini su CD con relativo catalogo Attraverso internet si possono visualizzare e scaricare le anteprime 5

6 Classificazione degli originali ORIGINALI TRASPARENTI - diapositive e dianegativi Generalmente gli originali trasparenti sono in grado di dare i risultati migliori Pellicole di marche differenti possono dare risultati diversi ORIGINALI OPACHI Fotografie e disegni ORIGINALI A TONO CONTINUO Fotografie con gradazione di grigio o di colori Generalmente non presentano grandi difficoltà 6

7 ORIGINALI AL TRATTO - disegni in bianco e nero senza grigi Fondamentale impostare un corretto livello di soglia ORIGINALI RETINATI Foto stampate attraverso il sistema tradizionale Per ottenere dei risultati accettabili è necessaria la deretinatura 7

8 Le immagini vettoriali Sono create da una sequenza di informazioni matematiche Sono indipendenti dalla risoluzione A video sono visualizzate come pixel Quali immagini si riproducono? 8

9 Immagini bitmap Sono rappresentate da una griglia di pixel (Picture Element) Vengono chiamate anche immagini raster Qualità in base alla risoluzione Maggior risoluzione significa anche file più grande Quali immagini si riproducono? Con quali software? 9

10 Dimensione delle immagini bitmap Dimensione intesa come larghezza per altezza Dimensione digitale del file proporzionale al numero di pixel presenti nell immagine 10

11 Risoluzione delle immagini bitmap Indica il numero di pixel per pollice per unità di lunghezza (ppi - dpi) Si calcola in funzione dell output Alcune risoluzioni che possiamo definire standard: Comunicazione multimediale (Internet, presentazioni video, CD interattivi,...) È sufficiente che corrisponda alla risoluzione tipica del monitor (dai 72 ai 96 pixel per pollice) Stampa digitale e tradizionale (offset) È determinata da parecchi fattori (processo di stampa, tipo di carta, frequenza del retino,...) 11

12 La retinatura delle immagini Necessità di convertire i pixel in punti di retino La lineatura varia in funzione di molti aspetti Risoluzione delle immagini in funzione del retino di stampa (fattore 2) es. 150 lpi x QF2 = 300 dpi 12

13 La profondità dei bit Indica il numero di bit usati per memorizzare le informazioni per ogni pixel 1 bit descrive due valori 2 bit permettono di ottenere quattro livelli 8 bit permettono di ottenere 256 gradazioni 24 bit permettono di ottenere circa 16,8 milioni di colori (RGB) 13

14 Opzioni di ricampionamento Consiste nell aggiungere o togliere pixel attraverso interpolazione Perché diminuire o aumentare le dimensioni di un file? Quanta qualità si perde? 14

15 Principali software in uso nel settore Immagini bitmap Illustrazioni vettoriale Impaginazione documenti Ottimizzazione per Internet Animazioni Creazione siti Internet ADOBE PhotoShop Illustrator PageMaker Indesign ImageReady LiveMotion GoLive MACROMEDIA FreeHand FireWorks Flash DreamWeaver COREL Paint Draw MICROSOFT PhotoDraw Publisher FrontPage QUARK xpress 15

16 Alcuni termini tecnici riferiti alle immagini: Alte luci/luci La parte più chiara di un immagine Mezzi toni I toni intermedi di un immagine. Quarti di tono I toni tra le zone scure e i mezzi toni vengono definiti 3/4 di tono e quelli tra le zone chiare e i mezzitoni 1/4 di tono. Ombre La parte più scura di un immagine 16

17 Densità È il grado di opacità di un immagine fotografica su carta o pellicola Luminosità È il grado di luce che viene riflesso da un immagine o trasmesso attraverso di essa Contrasto È la differenza tra le parti più chiare e quelle più scure di un immagine Istogramma Rappresenta graficamente la distribuzione dei toni di grigio in un immagine Illustra visivamente l intervallo di tonalità attraverso barre verticali. Livelli e curve di gradazione Sono strumenti che ci permettono di intervenire e modificare la distribuzione tonale in un immagine. 17

18 I formati grafici: concetti informatici di base Un file digitale consiste in un insieme di informazioni codificate secondo un preciso schema Codifica binaria Le informazioni vengono codificate utilizzando la notazione binaria (1 e 0) Si ottiene una notevole ottimizzazione della memoria Codifica ASCII Le informazioni vengono codificate in forma alfabetica La tabella di riferimento ASCII è presente su tutti i computer È possibile gestire e manipolare le informazioni attraverso un editor di testo 18

19 Struttura di un generico file grafico Una prima parte denominata Header Il corpo del file che determina la dimensione La compressione dei file Perché comprimere le immagini? Quali sono le nuove esigenze della comunicazione multimediale? È importante conoscere il tipo di compressione che si utilizza: Algoritmi non distruttivi lossless (LZW, RLE, ZIP) Algoritmi distruttivi lossy (JPEG, MPEG) 19

20 Principali formati della fotografia digitale EPS (Encapsulated PostScript) Sviluppato da Adobe Formato standard per la rappresentazione di file sia vettoriali che raster Ottima qualità di stampa su dispositivi PostScript Possibilità di scegliere tre differenti codifiche DCS (Desktop Color Separation) Sviluppato da Quark Versione del formato EPS DCS 1.0 e DCS 2.0 La Soluzione Professionale per il Fotoritocco, il Disegno Vettoriale e l Impaginazione per la Stampa e per il Web. Pubblicate direttamente sul Web disegni, animazioni e collegamenti ipertestuali grazie alla funzione di esportazione in formato Macromedia Flash SWF oppure importate i file in Flash per aggiungere ancora più interattività e suoni. Disegnate utilizzando griglie di prospettiva tridimensionale, trasparenze vettoriali e layout su più pagine. Pubblicate direttamente sul Web disegni, animazioni e collegamenti ipertestuali grazie alla funzione di esportazione in formato Macromedia Flash SWF oppure importate i file in Flash per aggiungere ancora più interattività e suoni. Disegnate utilizzando griglie di prospettiva tridimensionale, trasparenze vettoriali e layout su più pagine. 20

21 TIFF (Tagged Image File Format) Sviluppato da Aldus Compatibile con moltissime applicazioni DTP Profondità del colore fino a 32 bit (RGB e CMYK) Accetta compressioni lossless e lossy Ha avuto moltissimi sviluppi (oggi supporta anche i livelli) BMP (Windows) Standard per l ambiente Windows Profondità del colore fino a 24 bit (RGB) Non sempre efficiente PICT (Macintosh) Standard RGB per l ambiente Macintosh 21

22 WBMP (Wireless Bitmap) Standard per l ottimizzazione delle immagini destinate a dispositivi mobili Immagini ad 1 bit PDF (Portable Document Format) Creato da Adobe È indipendente dalla piattaforma e dall applicazione che lo ha generato Supporta informazioni sia raster che vettoriali Utilizza compressioni Standard per la comunicazione on-line Forte sviluppo anche nei flussi di lavoro tradizionale (dalla versione 1.3) Acrobat è il pacchetto software per creare, distribuire, modificare i file PDF 22

23 GIF (Graphic Interchange Format) Sviluppato dalla Compuserve Memorizza fino a pixel e 256 colori Utilizzato molto nella comunicazione multimediale GIF interlacciato GIF animato GIF trasparente GIF87a - Animazioni e interlacciamento GIF89a - Animazioni, interlacciamento e trasparenze 23

24 JPEG (Joint Photographics Experts Group) Utilizza un algoritmo di compressione lossy La decompressione avviene durante l apertura del file Mantiene 16,8 milioni di colori Utilizzato nella comunicazione multimediale Viene integrato anche in altri formati TIF PNG (Portable Network Graphics) Nuovo standard grafico derivato da JPEG e GIF Fortemente compresso con algoritmi lossless Profondità del colore fino a 48 bit (con trasparenza) Utilizzato per la comunicazione multimediale Formato nativo di Fireworks Quando conviene utilizzarlo? GIF JPG 24

25 FLA (Flash) Formato nativo di Macromedia Flash Permette di creare animazioni destinate al Web Ottimale per elaborare informazioni vettoriali Supporta anche le immagini bitmap SWF (Shockwave Flash) Standard per l esportazione di animazioni Include tutti gli elementi dell animazione, compresi caratteri, effetti audio ed interattività generando file molto leggeri 25

26 Nozioni di colorimetria Il colore esiste grazie a tre entità - Fonte luminosa - Materia - Apparato sensore Fonte luminosa - Teoria corpuscolare e ondulatoria - È una radiazione elettromagnetica - Lunghezza d onda (lambda) - Spettro visibile (luce) - Luci calde e luci fredde - Le luci primarie: ROSSO VERDE E BLU 380 nm 770 nm Raggi X Ultravioletti Infrarossi Radar Radio Spettro visibile 26

27 Materia Interazione fra materia e luce in due principali modi: - Trasmissione - Riflessione Apparato sensore - Percezione del colore attraverso l occhio - La retina e i fotorecettori - Visione scotopica: bastoncelli - Visione fotopica: tre tipi di coni Rosso = 670 nm Verde = 540 nm Blu = 430 nm 27

28 Modelli per la rappresentazione del colore MODELLO DI COLORE CIE L*a*b* CIE - Commision Internationale dell Eclariage Necessità di un modello matematico indipendente dalle periferiche Scala di riferimento assoluta Distanze geometriche = distanze sensoriali 1931: CIE XYZ 1976: CIE L*a*b* L* Luminosità o brillanza a* asse rosso - verde b* asse giallo - blu 28

29 MODELLO DI COLORE CIE L*C*H L* Lightness luminosità) C* Chroma (saturazione) H Hue (tinta) 29

30 MODELLO DI COLORE RGB Si creano i colori partendo dai primari RGB Colori secondari Monitor Con 8 bit otteniamo 256 valori 30

31 MODELLO DI COLORE CMYK Sottrazione di luce Colori primari cyan, magenta e giallo Funzione del nero I valori vanno da 0 a 100% per ogni colore 31

32 MODELLO DI COLORE HSB MODELLO PIÙ INTUITIVO - Hue da 0 a Saturation da 0 a Brightness da 0 a Tonalità: dipende dalla lunghezza d onda - Saturazione: quantità di grigio presente in un colore - Luminosità: intensità della luce in un colore 32

33 Lo spazio colore Gamma di colori riproducibili da un sistema Sistemi diversi hanno componenti fisiche ed elettroniche diverse Le variazioni sono continue Gamma RGB e CMYK: differenze Colori fuori gamma 33