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Codifica immagini e unità misura

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Last updated 2 years ago

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Rappresentazione delle immagini

L'immagine è suddivisa in pixel

Ad ogni pixel associamo una rappresentazione binaria

  • Assegnando un bit ad ogni pixel si possono rappresentare solo immagini in bianco e nero

  • Per rappresentare immagini a diversi livelli di grigio o a colori: a ogni pixel `e associata una sequenza di bit

    • con 8 bit per pixel: 2^8 = 256 livelli di grigio

    • con 24 bit per pixel: 2^24 = 16777216, 16.7 milioni di colori

Nei monitor è utilizzato lo standard RGB: ogni colore è ottenuto mescolando tre diverse gradazioni dei colori primari (rosso, verde e blu)

Per ogni pixel bisogna specificare quali sono i livelli dei tre colori.

Esempio: un byte per ogni livello. Un pixel è rappresentato con 24 bit (3 byte).

Rappresentazione RGB (Red, Green, Blue)

La retina dell'occhio umano ha cellule a forma di bastoncino, sensibili alla luce, e cellule a cono di tre tipi: sensibili alla luce rossa, alla verde e alla luce blu. Quindi ecco perché i tre colori primari: Rosso (RED), Verde (GREEN) e Blu (Blue) o RGB. Tutti i colori visibili sono dovuti all'eccitazione a vari livelli di questi tre tipi di cellule.

In RGB ogni colore è rappresentato come un punto all'interno del cubo dei colori con assi ortogonali R, G, B.

Da notare che i livelli di grigio sono sulla diagonale del cubo che congiunge il bianco con il colore nero, lungo la linea, r = g = b.

Risoluzione

La risoluzione è un attributo di una bitmap che è necessario per vedere o stampare un'immagine perché di per sé i pixel non hanno una dimensione fissa. La risoluzione è stabilita in pixel per Inch (indice = 2,54 cm circa).

Si parla di DPI, pixel per Inch.

Il concetto di risoluzione è indipendente dall'informazione contenuta nella bitmap, data una certa profondità di colore (numero di bit utilizzati per esprimere il colore di un pixel) e il numero dei pixel in orizzontale e verticale. La qualità, quando l'immagine è mostrata o stampata dipende dalla risoluzione. Poiché la risoluzione determina la dimensione dei pixel, modifica anche la dimensione dell'immagine.

Quando un'immagine è mostrata sul monitor di un computer, la risoluzione è importante. Molti monitor di computer hanno una risoluzione che va da 60 DPI per risoluzioni basse a 120 DPI per risoluzioni alte. Per la stampa, più alta è la risoluzione e meno apparente sarà la natura a pixel della bitmap.

Come ulteriore esempio la due seguenti immagini sono identiche nel contenuto di informazione, esse hanno differente risoluzione e quindi differente dimensione dei pixel. La più piccola è a 80 DPI e la più grande a 30 DPI. I pixel sono più evidenti nella versione grande.

Esercizio 1

Domanda: quanti byte occupa un’immagine di 100 × 100 pixel in bianco e nero?

Risposta: l’immagine è composta da 100 × 100 = 10.000 pixel. Per ogni pixel, in bianco e nero, serve 1 bit quindi servono in totale 10.000 bit e cioè 10000/8 = 1250 byte.

Esercizio 2

Domanda: quanti byte occupa un’immagine di 100 x 100 pixel a 256 colori?

Risposta: l’immagine `e composta da 10.000 pixel. Per ogni pixel, con 256 colori, serve 1 byte (8 bit), quindi servono in totale 10.000 byte.

Esercizio 3

Domanda: se un’immagine a 16,7 milioni di colori occupa 2400 byte, da quanti pixel sarà composta?

Risposta: con 16,7 milioni di colori un pixel occupa 3 byte, quindi l’immagine occupa 2400/3 = 800 pixel.

Formato immagini

  • Immagini bitmap

    • rappresentate pixel per pixel

    • tipicamente in file con estensione .bmp

    • hanno elevate dimensioni

  • Immagini bitmap compresse

    • GIF (Graphics Interchange Format), JPEG (Joint Photographic Experts Group)

    • Per esempio, se k pixel lungo la stessa riga hanno lo stesso colore, si memorizza il colore una volta sola e il numero k

  • Immagini vettoriali

    • sono rappresentate specificando gli elementi geometrici (punti, segmenti, poligoni,. . . ) che le compongono

    • SVG (Scalable Vector Graphics)

    • dimensioni ridotte

Unità di misura

Di solito si usano i multipli del byte​​

KiloByte

KB

2^10 (circa un migliaio, 1024)

MegaByte

MB

2^20 (circa un milione, 1KB * 1024)

GigaByte

GB

2^30 (circa un miliardo, 1MB * 1024)

TeraByte

TB

2^40 (circe un migliaio di miliardi, 1GB * 1024)

Esercizi conversioni

Esegui le seguenti equivalenze:

a) 1240 byte = _____________________ KB;

b) 1240 KB = ______________________ MB;

c) 4320 MB = ______________________ GB;

d) 4320 MB = ______________________ TB;

Esegui le seguenti equivalenze:

a) 12 KB = _____________________ byte;

b) 24 MB = ____________________ KB;

c) 43 MB = ____________________ byte;

d) 13 TB = _____________________ GB;

Rappresentazione di video

  • Un filmato è una sequenza temporale di immagini, dette frames;

  • Per rappresentare un filmato si digitalizzano i suoi frames;

  • Vari formati

    • .avi (Audio Video Interleave, Microsoft)

    • .mov (anche detto QuickTime, Apple)

    • .mpeg (anche detto QuickTime, Apple)

    • DivX ;-)

  • Compressione: rappresentare solo differenze tra frame successivi

RIFERIMENTI

Riferimento: .

A Beginners Guide to Bitmaps
Stessa immagine con risoluzioni differenti
Example: A color slider
Colors and Images
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