GRAFICA, SUONO E APPROFONDIMENTI SUL SISTEMA OPERATIVO Pablo Genova gallini.genova@gmail.com I. I. S. Angelo Omodeo Mortara Indirizzo Tecnico-Economico A. S. 2016 2017
Il mondo dei pixels I principali modi per rappresentare un'immagine in formato elettronico sono: mediante pixel o grafica raster (raster = reticolo, griglia, trama dal latino rastrum) mediante grafica vettoriale la lettera a Nella grafica raster si utilizzano dei reticoli di pixels per rappresentare un'immagine (tra cui i fonts ovvero i caratteri di scrittura). Il pixel, picture element è un singolo elemento di pittura, tipicamente un quadratino nero, bianco o colorato (nelle immagini a colori). Un pixel è caratterizzato dalle coordinate fisiche nel piano (o nello spazio) e dall'intensità di inchiostro (nero o colorato a seconda dei casi) Nella grafica vettoriale invece l'immagine è scomposta in opportune primitive geometriche come punti, cerchi triangoli, poligoni, segmenti, altre figure geometriche, e costruita matematicamente a partire da essi. Un vantaggio è che ingrandendola non diventa sgranata come quella a pixels, vedi esempio qui d'altra parte è più complicata da gestire e può richiedere più risorse di calcolo per essere visualizzata A questo ingrandimento si vedono i pixels
Il mondo dei pixels (2) La risoluzione di un'immagine a pixels è ovviamente legata al numero di pixels utilizzati. Più pixels si usano e maggiore è la risoluzione e la capacità di visualizzare bene l'immagine anche ingrandendola, ovviamente occuperà più spazio su disco. Questa immagine qui a fianco evidenzia bene l'importanza del numero di pixel e delle loro dimensioni al fine di avere un'immagine finale nitida, non sgranata Il quadrato a sinistra utilizza 5x5 (25) pixels, quello a destra 9x9 (81) pixels, l'occhio umano riesce ad apprezzare la differenza nei due casi
Formati grafici di uso comune (1) bitmap: formato molto comune nel mondo Windows, con estensione.bmp Il termine bitmap può anche essere usato genericamente per intendere una mappa di bit, nel caso specifico dei files.bmp si intende un preciso formato di file. tiff: Tagged Image File Format, con estensione.tiff o.tif E' un altro formato molto comune di grafica a pixels gif: Graphics Interchange Format, con estensione.gif L'immagine è di tipo raster, ma opportunamente compressa usatissimo nei siti web anche perché è possibile salvare più immagini in un'unico file, creando delle animazioni (anche di piccole dimensioni). Queste animazioni possono diventare delle vere e proprie opere d'arte al computer ad esempio guarda questi gif geometrici/matematici (ognuna è un gif, la prima è una figura geometrica impossibile nello spazio normale): http://www.gifart.org
Formati grafici di uso comune (2) jpeg/jpg: Joint Photographics Expert Group, con estensione.jpg o.jpeg comunissimo formato di grafica a pixels. E' compresso con tecniche di compressione lossy ovvero che perdono risoluzione: l'immagine è di dimensione ridotta, ma con minore risoluzione. png: Portable Network Graphics, con estensione.png E' un formato di grafica a pixel con compressione lossless (senza perdita di risoluzione), migliore di quella del gif e del jpeg. Ha anche una elevata portabilità. svg: Scalable Vector Graphics, con estensione.svg E' un formato di grafica vettoriale, tra i più usati I files di Autocad (disegno tecnico) sono in formato.dwg e sono di grafica vettoriale
Il suono è un'onda di pressione Il suono è un fenomeno fisico dovuto alla propagazione di un'onda di pressione. Le particelle oscillano periodicamente nel tempo e la perturbazione si propaga nello spazio. Spazio oppure pressione tempo Questa è una particolare oscillazione, detta oscillazione armonica Questo segnale è chiaramente ANALOGICO E NON DIGITALE La frequenza è il numero di oscillazioni in un secondo si misura in Hz Hertz 1 Hz = 1 s-1 f = 1 T frequenza = 1 periodo
Dall'analogico al digitale Per ottenere il nostro file audio occorre digitalizzare il segnale analogico. Ciò viene fatto campionando il segnale analogico, ovvero registrando solo una parte degli infiniti segnali analogici. I pallini neri in figura sono i campioni di suono digitalizzato. Più pallini = più qualità! I due parametri fondamentali per la qualità del suono digitale sono: 1) la frequenza di campionamento o sample rate 2) la profondità di bit o bit depth. Numero di bit usati per rappresentare un singolo campione valori tipici 8 bit, 16 bit, 24 bit, 32 bit Numero di campioni al secondo si misura in Hz (Hertz) valori tipici 22.05 khz ovvero 22050 Hz 44.1 khz ovvero 44100 Hz
Files audio più comuni Naturalmente più alto è il bitrate ovvero più alta è la frequenza di campionamento e più grande è la bit depth ovvero più grande è la profondità di bit maggiore sarà la qualità del suono. Nessuno svantaggio con tutta questa qualità? Il file creato sarà ovviamente più grande! Occuperà più spazio su disco (osservazione a margine: se poi ascolto il suono di grande qualità con casse scadenti oppure non ho un buon orecchio... la mia alta qualità andrà persa e non potrò apprezzarla... giusto? ;-) ) Tra i formati di files musicali ricordiamo almeno: MIDI, WAV e il comunissimo MP3 (come per la grafica ci sono algoritmi di compressione) MIDI Musical Instruments Digital Interface estensione.mid o.midi WAV WAVeform audio file format estensione.wav MP3 Moving Picture Expert Group (versione3) estensione.mp3 mp3 utilizza un algoritmo di compressione lossy: qualità minore, ma accettabile = buon compromesso qualità/spazio per uso comune!
Suono + Grafica = Video ;-) Data la complessità accenniamo soltanto alla logica che porta alla creazione del video digitale. L'occhio umano è capace di distinguere circa 20 immagini al secondo. Così, visualizzando più di 20 immagini al secondo, è possibile indurre in inganno l'occhio e fargli credere di vedere un'immagine animata faccio tanti fotogrammi e li ripeto ottengo il video Naturalmente bisogna poi gestire anche il suono (altrimenti è cinema muto). La fluidità di un video è caratterizzata dal numero di immagini al secondo o frame rate espressa in fps frames per second / fotogrammi per secondo, valore tipico 24 fps (24 fotogrammi per secondo) Formati video di uso comune MPEG Moving Picture Experts Group estensione.mpeg o.mpg AVI Audio Video Interleave estensione.avi Questi formati utilizzano opportuni CODEC, programmi che permettono di codificare e decodificare i dati audio e video. Senza il codec giusto non si può vedere il video.
ESTENSIONI E TIPI DI FILE DA SAPERE Un po' di files che potete incontrare è che è bene sapere riconoscere.doc o.docx Microsoft Word.xls o xlsx Microsoft Excel.ppt o.pptx Microsoft Power Point.mdb o.accdb Microsoft Access (Data Base).exe Eseguibile Microsoft Ora sappiamo.zip o.rar.gif,.jpeg,.jpg,.bmp,.tif,.svg.mpg.avi.mpeg File o cartella compressa File di tipo grafico File di tipo video Ora sappiamo qualcosa in più di questi files.mp3,.wav,.midi.txt o.dat.pdf File di tipo audio File di testo/dati File Acrobat Reader/Writer Portable Document Format qualcosa in più di questi files
Approfondimento S. O. i permessi dei files Ne avevamo già parlato in precedenza sia nelle slides del sistema operativo sia sulla sicurezza OGNI FILES HA ALMENO TRE TIPI DI PERMESSI per ogni utente: 1.LETTURA READ abbreviato r 2.SCRITTURA WRITE abbreviato w 3.ESECUZIONE o EXECUTE abbreviato x Per gestire i permessi si può accedere dal menu Proprietà, Finestra Sicurezza, sono previste anche le opzioni Controllo completo, Modifica e Autorizzazioni speciali
Approfondimento S. O. la shell di Linux Per farvi provare un po' come funziona il mondo Linux, potete provare ad andare su https://www.tutorialspoint.com/execute_bash_online.php un sito che vi permette di simulare la shell di linux senza avere installato Linux. L'utente linux modifica i files usando la shell ;-) Questo è l'editor programma per modificare i file Questa è la shell linux
Comandi principali della shell di Linux La potenza di questo metodo è che con pochi comandi posso fare operazioni complesse e controllo perfettamente quello che sto facendo, senza dover dipendere dalle interfacce grafiche. L'interfaccia grafica è più semplice da usare, ma in generale meno potente della shell Vai sulla shell e digita i comandi, fai invio e prova a vedere cosa succede ls fa l'elenco di tutti i file contenuti in cartella ls -l fa l'elenco con dettagli (opzione -l) PROVARE PER CREDERE! e buon divertimento! cp main.sh main2.sh copia il file main.sh in main2.sh cat main.sh visualizza il contenuto del file main.sh chmod +x main2 rende eseguibile il file main2.sh./main2 eseguiamo il file main2.sh mv main2.sh main3.sh rinomina il file (main2 main3.sh) rm main3.sh rimuove il file main3.sh Comando pericoloso! Rimuove PER SEMPRE IL FILE!
Prova ad esercitarti Qui puoi trovare la spiegazione di altri comandi che puoi provare come pwd, top, less, more, mkdir, rmdir, df, cd e tanti altri ;-) http://www.ecommunication.it/ubuntu/principali-comandi-linux-riga-d i-comando I comandi si possono anche concatenare o ripetere e con poche istruzioni si posso fare operazioni complesse (che non vediamo) Naturalmente si possono usare i caratteri jolly ls *.txt fai la lista dei files con estensione txt Puoi anche modificare con l'editor il file main.sh cambiando la parte echo Hello World! e vedere cosa succede (eseguendo il file).