Trattamento delle immagini statiche

Presentazione sul tema: "Trattamento delle immagini statiche"— Transcript della presentazione:

1 Trattamento delle immagini statiche
Teoria del colore L’acquisizione di immagini statiche Formati dei file Compressione di immagini Prove pratiche e regole di correzione

2 I segnali analogici e digitali
La forma dei segnali audio e video Concetti di analogico, discreto e digitale Il campionamento

3 Trattamento del suono Il segnale audio digitale
La post-produzione audio Il suono con Windows e Soundblaster (file .voc e .wav, frequenze di campionamento, 8-16 bit, mono/stereo, ecc.)

4 Trattamento delle immagini in movimento
Principali componenti di un audiovisivo I formati dei segnali (composito, RGB, Y/C, YUV) Principali componenti televisivi (Telecamera, monitor, VCR e formati di registrazione) L’editing video Acquisizione e compressione video(coder e decoder HW e SW: LZW, Cinepak, Mpeg, M-JPEG, AVI, INDEO, Real Video e VDOLive on-line e off-line Cenni di computer graphics

5 COMPRESSIONE FILE

6 Compressione file Tramite Internet e la posta elettronica è possibile inviare qualsiasi tipo di file a distanza. Sappiamo però che le trasmissioni avvengono via modem, uno strumento che sfruttando le linee telefoniche è in grado di ricevere, in linea teorica, informazioni a bit al secondo (cioè 7 KB al secondo) e di trasmettere a bit al secondo (4,1 KB al secondo) il tempo richiesto per prelevare 1 MB resta di due minuti e mezzo circa, mentre, per inviarlo, sono necessari più di quattro minuti applicazioni e immagini sono dati voluminosi e capita non di rado che si presenti la necessità di inviare file con le dimensioni di qualche megabyte

7 Compressione file La strada più immediata è quella di ricorrere a un software di compressione che svolge una duplice funzione: raggruppare i dati in un unico file ridurli il più possibile di dimensioni Intuitivamente, si può affermare che un programma di compressione analizza la struttura del file e ne crea una descrizione, eliminando tutte le ridondanze di codice

8 Compressione file Header 11=A 0000=B =C AABCBBABAA00A00A00AAAABCBBABAA00A00A00AAAABCBBABAA00A00A00AAAABCBBABAA00A00A00AA

9 Compressione file Microsoft Word 74% Microsoft Excell 71%
File binario .EXE 55% Bitmap % GIF % Jpeg %

10 Formati ed estensioni La maggior parte dei documenti che incontreremo possono contenere sia testo che grafica, audio, o video. Alcuni saranno compressi, altri no. I tipi di compressione più comune sono .ZIP, .ARJ, .RAR, .ACE, .SIT e .TAR. Queste estensioni rappresentano formati per il PC, Mac, o UNIX. Possono rappresentare sia documenti singoli che raggruppati in un archivio. Un archivio può includere video o grafica; spesso include anche programmi con relativa documentazione. Talvolta troviamo documenti con estensioni multiple, quali .tar.gz, indicanti che più di un tipo di software è stato usato per comprimerli.

11 Formati dei documenti compressi

12 Estensioni dei documenti compressi
.arc  .arj .gz/gzip .sit .tar/.tar.gz/.tar.Z/.tgz .zip .rar

13 .arc Un formato ormai poco usato per l'archivio e la compressione.
Se si deve comunicare con un sistema ormai poco usato oppure si vuole leggere vecchi documenti si può utilizzare ARC oppure Stuffit Expander per Windows.

14 .arj Un programma abbastanza frequente per MS-DOS, specialmente in Europa. È piuttosto lento, ma, in alcuni casi, può servire meglio dei più tipici formati zip, rar o ace. Per decomprimerlo si usa ARJ, WinAce oppure Winzip.

15 .gz/gzip Il programma di compressione del GNU Project (Linux), usato comunemente per il PC e UNIX. Per il Mac, si può utilizzare MacGZIP. Esistono diversi programmi di tipo GZIP disponibili per Windows.

16 .sit Un documento per il Macintosh che è stato compresso utilizzando un programma chiamato Stuffit. Per estrarre un documento con un'estensione .SIT si utilizza un programma chiamato Stuffit Deluxe oppure Stuffit Expander sia per il Mac che per Windows. Le tre versioni possono estrarre anche altri formati.

17 .tar/.tar.gz/.tar.Z/.tgz Un sistema d'archivio UNIX che è disponibile anche per il PC. Tar, che significa Tape Archive, può archiviare ma non comprimere documenti, cosicchè spesso documenti configurati con .tar sono anche configurati con gzip. Talvolta si trova il formato .tar.gz. Per scaricare documento .tar su Pc si usa WinZip.

18 .zip Un sistema di compressione per DOS e Windows che utilizza un programma chiamato PKZIP. Questi documenti possono venire estratti su PC utilizzando WinZip o Winace.

19 .rar Altro sistema di compressione usato in ambiente DOS e Windows.
Questi documenti possono venire estratti utilizzando il programma Winrar oppure Winace.

20 Formati Grafici

21 Estensioni Formati Grafici
.bmp .gif .jpg/jpeg .png .tiff .tga .pcx

22 .bmp Questo è il formato grafico di tipo raster nativo di Microsoft Windows e supporta immagini fino a 24 bit. Formato molto ingombrante generalmente non compresso. Può al limite gestire la compressione RLE (Run-Length-Encoding) che non è lossy.

23 .gif Il Graphics Interchange Format (GIF) è un formato bitmap a 256 colori dotato di un algoritmo di compressione non deteriorante, detto LZW. Nato per altri scopi, è divenuto in seguito uno standard usato per visualizzare grafica e immagini in scala di colore in documenti HTML su World Wide Web e altri servizi online. GIF è un formato compresso sviluppato per ridurre al minimo il tempo di trasferimento dei file sulle linee telefoniche. La prima specifica, detta GIF87a, prevedeva già la possibilità di inserire immagini multiple in uno stesso file e la nuova versione GIF89a migliora questa caratteristica, dando la possibilità di creare vere e proprie animazioni, comunemente chiamate "GIF Animate". Si possono definire inoltre trasparenze (ottime per integrare immagini e animazioni in pagine HTML) ed i formato è dotato di altri parametri facilmente editabili.

24 Esempi di file Gif Esempio di Gif animato Esempio di Gif trasparente
Le GIF trasparenti sono immagni in cui un colore (di solito lo sfondo) viene reso invisibile, e quindi lo sfondo acquisisce il colore o la tessitura sottostante. Esempio di Gif animato Gif89a le gif animate sono dei gruppi di GIF ciascuna delle quali cede il passo alla successiva a intervalli pretederminati, e questo genera un'animazione (un'immagine che si sostituisce all'altra).

25 .jpg/jpeg Acronimo di Joint Photographic Experts Group.
Un programma di compressione usato comunemente per foto e immagini statiche. Con JPEG si ottiene un elevato rapporto di compressione, sebbene alcuni dati dell'immagine vengano scartati e le immagini salvate in questo formato perdono in qualità (da usare con moderazione). Benche' possieda una compressione lossy, che arriva diminuire le dimensioni del file sino a 10 volte il suo formato, e' ottimo per immagini fotorealistiche in cui l'enorme presenza di sfumature cromatiche (True Color) rende leggera la perdita visiva. I documenti JPEG possono essere visualizzati su qualsiasi piattaforma che possieda un visualizzatore JPEG; i programmi più usati sono Paint Shop Pro, AcdSee, Photo Shop, Imaging oppure il browser.

26 .png Il formato PNG (Portable Network Graphics, si pronuncia “ping”), venne sviluppato per sostituire il formato GIF (il cui algoritmo di compressione LZW è di proprietà della Unisys e non può essere incluso nel software commerciale senza pagare i diritti ai proprietari). Gestisce immagini da 1 a 48 bit ed è lossless (cioè non perde informazioni se compresso come il JPEG) e supporta la compressione, la trasparenza e l’interlacciamento come il formato GIF.

27 .tiff Acronimo di Tag Image File Format.
Un formato molto voluminoso per immagini ad alta risoluzione (24 bit) troppo grande e difficile da maneggiare fino alla versione 6, con la quale venne supportata anche la compressione. Ad ogni modo si tratta di un formato che utilizza l’algoritmo di compressione LZW (di proprietà della Unisys). Con la compressione LZW (Lempel-Ziv-Welch) i dati non vengono scartati durante la compressione come nel formato JPEG, viene quindi garantita l'esatta riproduzione dell'immagine originale. Per visualizzarlo si usa Paint Shop Pro, AcdSee, Photo Shop, Imaging o il browser preferito.

28  .tga TGA sta per Truevision Graphics Array. Supporta immagini da 1 a 32bit e alcune caratteristiche professionali come l’Alpha Channel: L'alpha channel è una "seconda immagine", a toni di grigio, con 8 bit di profondità, che definisce le trasparenze dell'immagine originale facendo corrispondere al bianco la massima opacità e al nero la massima trasparenza

29  .pcx Il formato PCX, stabilito da Zsoft per il proprio software PC Paintbrush, è comunemente usato dai computer IBM PC compatibili

30 Vantaggi e svantaggi Una delle caratteristiche essenziali del formato raster che ne hanno fatto per molto tempo la fortuna è la velocità con cui le immagini vengono lette o scritte su disco, molto maggiore se paragonata a quella di altri tipi di file, soprattutto sulle macchine più lente.

31 Vantaggi e svantaggi Nelle immagini raster non compresse la rappresentazione dei dati nella memoria RAM è in gran parte simile, spesso identica, a quella dei dati su disco: il processore non è costretto ad effettuare calcoli laboriosi durante le operazioni di codifica e di decodifica e il tempo di accesso ai dati è spesso limitato solo dall'hardware del drive.

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33 Formati Audio

34 Estensioni Formati Audio
.au/uLaw/MuLaw .aiff .ra .wav .mp3 .wma .mid

35 .au/uLaw/MuLaw Questo è il formato che si trova più spesso su Internet. Per ascoltarli si può utilizzare Sound forge, oppure Wavelab che sono utili anche per tradurre da diversi formati e per modificarne i documenti.

36 .aiff Un altro formato abbastanza comune nel Web.
Un altro formato abbastanza comune nel Web. Per quanto questo sia un formato per il Macintosh, può venire utilizzato anche per altre piattaforme. Richiede gli stessi decodificatori che si usano per il formato .au.

37 .ra Un nuovo formato chiamato Real Audio. Sviluppato da una società chiamata Performance Technologies. Il formato Real Audio, sviluppato da Performance Technologies, è una tecnologia per la riproduzione dei suoni e per la trasmissione via Internet degli stessi. È abbastanza simile a MP3, ma ha tassi di compressione maggiori e questo ne pregiudica la qualità audio, favorendo però la trasmissione in streaming. Invece di dover scaricare completamente il file prima di eseguirlo, il file in Real Audio può essere eseguito mentre viene scaricato, senza lunghi tempi di attesa. È dotato di plug - in per i programmi di navigazione in Internet.

38 .wav E' il formato proprietario della Microsoft e certamente il più utilizzato. Questa sua diffusione dipende da aspetti commerciali e dal fatto che è il più supportato tra i suoi concorrenti. Possiede varie compressioni ed è un formato versatile ed altamente editabile e per questo e' indicato per il digital video in generale, sia per Multimedia Publishing (anche se certamente vi sono formati migliori) sia per DeskTop Video (vero e proprio standard). Un ottimo programma per l'elaborazione dei file wave (ma anche di altri formati) è CoolEdit, Wavelab, SoudForge e Audacity.

39 .mp3 Mp3 è l'abbreviazione di MPEG 1 layer 3, standard di compressione / decompressione di file audio in grado di diminuire le dimensioni di un file contenente un brano musicale, lasciandone inalterata la qualità. Lo standard MPEG 1, usato per la registrazione di file audio e video su CD, è stato creato nel 1993; nel 1994 è arrivato lo standard MPEG 2 per la televisione digitale, che è stato adottato anche per i DVD. Quello attualmente indicato come MP3 è arrivato nel MP3 è un protocollo di compressione capace di mantenere intatte le proprietà del suono. Per dare un'idea del tipo di riduzione che si riesce a ottenere, si pensi che normalmente un brano di un minuto occupa su un CD lo spazio di 11 Mbyte; dopo aver elaborato lo stesso brano con MP3 la sua lunghezza sarà di solo 1 Mbyte.

40 .mp3 Il formato Mp3 sfrutta le caratteristiche dell'udito umano per una quantificazione adattativa dei campioni di cui è costituita la traccia audio. Gli studi, infatti, rivelano che il nostro orecchio non è in grado di percepire frequenze deboli adiacenti a frequenze forti, in quanto queste ultime coprono le prime (effetto 'mascheramento'). Durante la fase di compressione, le informazioni che riguardano le frequenze più deboli (le frequenze inferiori ai 20 Hz e quelle superiori ai 20 KHz) vengono eliminate dall'MPEG, dato che non sarebbero in ogni caso percepibili dall'orecchio umano. Lo spazio fisico occupato dal nuovo file risulta per questo ridotto di molto e senza perdita di fedeltà.

41 .wma WMA (MS Audio 4.0), parte di Microsoft Windows Media 4.0, è un formato compresso per i file audio. Ha un'estensione pari alla metà di un MP3 contenente lo stesso brano, con una qualità del suono superiore. I file WMA sono particolarmente indicati per essere utilizzati con la tecnologia streaming, che è una tecnologia che consente di ascoltare un brano o vedere un filmato mentre lo si scarica da Internet, senza dover attendere che sia del tutto arrivato a destinazione

42 .mid MIDI è il nome del protocollo standard di fatto nel campo della comunicazione tra dispositivi musicali digitali: sintetizzatori, sequencer, tastiere e computer dialogano tra loro tramite connessione e protocollo MIDI, suonando all'unisono grazie al reciproco scambio di dati e sincronismi. In una catena MIDI uno dei dispositivi dà il tempo e dirige (solitamente il computer o un sequencer) e gli altri dispositivi eseguono (ciascuno suona la sua partitura con strumenti, modalità e tempi assegnati). In tal modo, è piuttosto semplice apportare delle modifiche ai brani registrati escludendo o inserendo a proprio piacimento uno strumento piuttosto che l'altro. I file MIDI (Musical Instrument Digital Interface) si fondano sulla memorizzazione dei timbri relativi a ciascuno strumento, che vengono digitalizzati e organizzati in una sequenza di 'comandi‘.

43 Formati Video

44 Estensioni Formati Video
.avi .mov/.movie .mpg/mpeg .qt

45 .avi Microsoft Video for Windows è certamente il formato più conosciuto e più utilizzato dagli utenti del PC. E' il primo pacchetto che ha introdotto le funzionalità necessarie per il trattamento del video su PC. Il suo nucleo centrale è un driver MCI (Media Control Interface), interfaccia software che si inserisce tra l'applicazione specifica e la scheda grafica, permettendo a dispositivi hardware di dialogare con il software senza problemi. Il formato annesso a questo pacchetto risponde all'estensione AVI (Audio Video Interlaced) e supporta moltissimi codec di compressione, quali SuperMac Cinepak , MS Video 1 , MS RLE , Intel Indeo , M-Jpeg tra i più noti. E' perfetto per il digital video sia per la quantità e la versatilità dei codec supportati ma sopratutto per la compatibilità praticamente assoluta con software per l'editing non lineare.

46 .mov/.movie   Formato proprietario dell'Apple e principale estensione multimediale del S.O. Mac, passato in seguito su PC, grazie la sua grande diffusione. Esso integra tipi di dati, come audio video e animazioni, in modo dinamico, su base temporale, nelle applicazioni dedicate considerandole come"movies". Gli algoritmi di compressione presenti in QuickTime sono di varia natura e scopo; i tre principali sono il Jpeg (photo compressor), il video compressor, proprietario Apple, e l'animation compressor dedicato alla grafica e alle animazioni generate al computer. Questo formato risulta ottimo per prodotti multimediali (quali CD ROM o video interattivi) ma può assolvere anche a piccoli progetti di Digital Video, benché privo di una variante hardware, praticamente indispensabile per il full motion.

47 .mpg/mpeg/dat MPEG significa infatti Motion Picture Expert Group, che sarebbe il gruppo di esperti delle immagini in movimento. Un formato standard per video su Internet, usando il formato MPEG. E’ nato nel 1988 come un gruppo di lavoro all'interno dell'ISO/IEC con l'intento di definire uno standard di compressione di segnali digitali audio-video, mentre gli ingegneri italiani sono stati i primi a formalizzare i concetti di ridondanza spaziale e ridondanza temporale (la base della compressione mpeg 1 e 2), progettando una trasmissione in video digitale compresso per i mondiali di calcio del Un ottimo programma per Windows è Xingmpeg.

48 .qt Questa è un'altra estensione che denota un video QuickTime.
Impiega la versione più recente di QuickTime.

49 Trattamento delle immagini statiche

50 Profondità colore delle immagini
4bit 16colori 8bit 256 colori 16bit colori 24bit colori

51 Precisazione 8 bit ci da 28 = 255 valori.
Ma noi sappiamo che otteniamo 255 tonalità La 256 esima tonalità è lo zero.

52 Trattamento delle immagini statiche
La maggior parte degli scanner e delle macchine fotografiche salva i file in Rgb, e dal momento che questo è anche il metodo usato dal monitor, sembra logico conservarlo durante il lavoro. Quindi possiamo affermare senza sbagliare che il metodo Rgb è quello che useremo di più nel nostro lavoro. Se l'immagine è destinata a essere utilizzata sullo schermo del computer (in una pagina Web, per esempio), Rgb sarà anche il metodo definitivo; se invece il futuro del vostro file prevede l'inserimento in un programma di impaginazione (QuarkXPress o PageMaker con ogni probabilità) può essere opportuno salvarlo definitivamente con il metodo Cmyk, i cui quattro canali rappresentano le quattro pellicole necessarie a creare le lastre per la stampa in quadricromia.

53 Metodi per salvare le immagini
RGB o metodo additivo CMYK o metodo sottrattivo (di solito 30% più ingombrante dell’RGB)

54 Il metodo RGB Il metodo Rgb fa uso di tre colori primari: Rosso (Red), Verde (Green) e Blu. È un metodo detto additivo perché più aumentano le percentuali dei tre colori e più ci si avvicina al bianco. Mescolando luce di questi tre colori si ottengono tutte le sfumature possibili, dal nero (buio o 0 % dei tre colori) al bianco (100 % dei tre colori).

55 Il metodo CMYK Il metodo Cmyk fa uso di quattro colori che rappresentano quattro inchiostri di stampa non luci ma inchiostri: Ciano (Cyan), Magenta, Giallo (Yellow) e Nero (blacK) Con questo metodo il bianco è il bianco della carta e corrisponde allo zero per cento dei quattro inchiostri, mentre il nero corrisponde al cento per cento di tutti e quattro. È un metodo detto sottrattivo perché più si riducono le percentuali dei tre colori e più ci si avvicina al bianco. In teoria, basterebbero gli inchiostri CMY per produrre il nero, ma il risultato è in genere poco soddisfacente L'inchiostro nero (K), quindi, viene aggiunto per completare l'effetto.

56 Canali Ciascuno di questi colori di base viene conservato in un livello indipendente (e a ogni livello corrisponde in realtà un'immagine separata, a scala di grigi). RGB: il bianco = 100% del colore CMYK: il bianco = 0% del colore

57 RGB o CMYK quale usare? Essenzialmente, Cmyk è un metodo meno preciso del metodo Rgb; non è in grado di esprimere una gamma di colori così completa come quella possibile con Rgb. Perché farne uso, allora? È l'intero processo tipografico, e non il metodo colore in sé, a essere meno preciso. Userete Cmyk, quindi, se dovete stampare in tipografia o sulle molte stampanti da scrivania che usano i quattro colori. Se la vostra immagine non è destinata alla carta (ma per esempio a una diapositiva o a un pagina Web), non farete mai uso del metodo Cmyk ma bensì del metodo RGB.

58 LOSSY O NON LOSSY? I sistemi di compressione si dividono infatti in "lossy" (quelli che consentono la perdita di dati) e "lossness", ovvero quelli che compattano i dati senza che questi vadano persi. Ma conservare tutti i dati vuol dire non comprimere molto l'immagine.

59 Gif o Jpeg? Lo standard GIF è nato per l'interscambio di immagini tra una piattaforma e l'altra (es. tra PC IBM o Mac) ed è stato studiato per comprimere opportunamente le immagini, in modo che occupassero uno spazio ridotto nel passaggio tra un computer e l'altro. Questo è molto vantaggioso sia perché a parità di hard disc ci stanno molte immagini servono dischi o nastri meno capienti per il loro trasporto serve meno tempo per il loro trasferimento si risparmia tempo.

60 Gif o Jpeg? Nell'esempio che segue abbiamo due piccole immagini di 70x70 pixel. La prima è in formato JPG (compression level: 10) e misura 5Kb. La seconda e' invece in formato GIF (16 colori) e misura soli 1,6Kb: JPG da 5Kb GIF da 1,6Kb

61 Gif o Jpeg? In questo esempio sono riportate due immagini più grandi (320x248) e di dettaglio fotografico. Si nota immediatamente la pessima qualità dell'immagine in formato GIF (256 colori) e la buona tenuta del formato JPG (compression level: 10). Oltre a questo il file in formato GIF e' il doppio più grande del file in formato JPG. JPG da 8Kb GIF da 15Kb

62 Gif o Jpeg? Il formato JPG a differenza del GIF non permette di diminuire il numero di colori dell'immagine (che rimane di 16 milioni) per alleggerirne il peso, ma da' la possibilità di usare, all'atto del salvataggio del file, una compressione più o meno elevata. Naturalmente un'immagine fortemente compressa può avere una qualità pessima (quella sorta di alone che tempesta molte immagini presenti sul web). compressione Kb compressione Kb

63 Digitalizzazione

64 Analogico Un cane abbaia. Il suono fa vibrare un diaframma (in una tromba acustica o in un microfono) che fa vibrare a sua volta una puntina che incide un solco su un disco rotante (a 78, 33 o 45 giri al minuto). Fotografiamo una candela accesa. Una macchina fotografica «tradizionale» cattura questa immagine su una pellicola. La pellicola è ricoperta da innumerevoli particelle di sostanze chimiche le quali reagiscono alla luce assumendo aspetti diversi a seconda della quantità di luce che le colpisce. Il solco del cane che abbaia varia da una forma perfettamente liscia (silenzio totale) a uno zigzag molto accidentato nel momento più assordante. Le particelle sulla pellicola assumono un colore che va dal nero (quando vengono colpite dalla luce più forte) al bianco (quando non arriva nessuna luce). Tra nero e bianco, tra muto e assordante, possiamo registrare su disco o su pellicola ogni e qualsiasi sfumatura da zero all’infinito. I procedimenti analogici di questo tipo sono importantissimi, perché i nostri occhi e le nostre orecchie funzionano allo stesso modo.

65 Digitale Con il sistema digitale non si usa più la pellicola nella macchina fotografica ma una piastra coperta da migliaia di recettori fotosensibili chiamata CCD (Charge coupled diode), sulla quale viene proiettata l'immagine. Ogni recettore trasmette al chip della fotocamera digitale una certa quantità di informazioni, e il chip registra per ogni punto un valore numerico preciso. Mentre sulla pellicola il numero delle particelle chimiche era molto alto, ma non le potevamo contare né ci interessava farlo, la fotocamera sa con precisione quanti puntini ci sono e registra nella sua memoria un valore preciso.

66 Digitale A differenza dell'immagine ferma scattata con una macchina fotografica, il suono ha una dimensione in più: quella del tempo. Una singola «istantanea» del suono non avrebbe nessun significato per il nostro orecchio.. Anche se una singola «istantanea» del suono non avrebbe significato, una rapida serie di istantanee, ciascuna rappresentata da un numero, può averlo: ecco un altro esempio di sistema digitale. Un sistema audio digitale riceve dal microfono un flusso di impulsi elettrici. Il chip assegna per ogni impulso un valore numerico preciso, registrando anche un valore che indica l'istante nel tempo in cui si è verificato l'impulso.

67 È meno preciso La pellicola cattura un numero infinito di variazioni della luce e il disco fonografico un numero infinito di variazioni del suono, mentre il sistema digitale, in entrambi i casi, cattura soltanto un numero finito di variazioni. Il sistema digitale, dunque, lavora con un numero minore di informazioni, e dovrebbe offrire per questo motivo una fotografia o una riproduzione sonora di qualità inferiore.

68 È meno preciso Questa osservazione è vera, eppure per certi motivi è come se fosse falsa. Se le informazioni sono abbastanza numerose, non importa il fatto che non siano infinite, perché il nostro occhio e il nostro orecchio non sono in grado di percepire la differenza. L’orecchio sente (nelle migliori condizioni) dai 20hz ai 20Khz, mentre l’occhio vede soltanto una piccola porzione dello spettro della luce, cioè dal blu al rosso. Sull'altro piatto della bilancia, poi, pesa il fatto che una registrazione numerica (cioè digitale) si presta più facilmente all'analisi e alla manipolazione da parte del computer.

69 Campionamento La conversione analogica/digitale avviene con un procedimento chiamato "campionamento". Ad intervalli regolari, scanditi da un oscillatore (clock)

70 Campionamento di una sinusoide

71 Campionamento di una sinusoide

72 Campionamento di una sinusoide

73 Differenze di campionamento
Con quanta frequenza dev'essere misurata una curva? Dipende quante informazioni ci servono per approssimare il più possibile all’originale. E' stato detto che la frequenza del campionamento segue la legge di Shannon: occorre misurare con una frequenza almeno doppia rispetto a quella della massima frequenza da conservare.

74 LA QUALITA' DELL' IMMAGINE
Non sempre l'immagine che ci pare più nitida è quella con una risoluzione maggiore. Ad esempio, quella letta a 300 dpi al posto che a 75 dpi. Perche'? E quali sono i metodi per rendere più nitide le immagini a bassa risoluzione?

75 LA QUALITA' DELL' IMMAGINE
Le immagini sopra hanno la stessa risoluzione ma hanno differente numero di grigi, ovvero passaggi tra il bianco e il nero... Notate come (a parità di risoluzione) la figura A sia meno nitida dell' altra, e non è solo impressione soggettiva A B

76 LA QUALITA‘ DELL'IMMAGINE
Qui la risoluzione cambia in modo radicale, ma sull'immagine non vi sono particolari tanto fini da incidere sul risultato visivo. L’immagini A e' a 250 punti per pollice, l'altra 150. A B

77 LA QUALITA‘ DELL'IMMAGINE
La sensazione che molti attribuiscono alla definizione, in realtà è riferita alla nettezza dei passaggi e dei contorni all'interno delle immagini. Quindi, si ha una sensazione di grande nitidezza non se si arricchisce l'immagine di dettagli, ma se si rendono più incisivi i contorni delle immagini. I passaggi tra il bianco e il nero corrispondono al passaggio tra un valore di luminanza e l'altro.

78 Conclusioni Abbiamo dimostrato che variando la risoluzione anche in modo importante può non variare nulla per i nostro occhio. Variando invece altri parametri a parità di risoluzione le immagini sembrano più o meno nitide!

79 L’audio

80 L’audio Vi sono due elementi che definiscono un'onda sonora: l'ampiezza e la frequenza. La prima è collegata al volume del suono: maggiore è l'ampiezza dell'onda, maggiore sarà anche il volume del suono. Frequenze più elevate invece producono suoni di tonalità più alta mentre frequenze più basse producono suoni con tonalità più gravi. Tutto questo vale per una singola onda sonora elementare: i suoni reali sono interpretati come una somma di numerose forme d'onda elementari e pertanto sono decisamente più complessi di una singola onda sonora.

81 Campionamento audio Un'onda sonora analogica è descritta da una linea continua con un numero infinito di valori di ampiezza. Per convertire tale onda in un segnale digitale, il computer deve misurare l'ampiezza dell'onda in determinati punti. Ogni misura rilevata viene chiamata campione; pertanto la conversione di un suono da analogico in qualche formato digitale viene chiamata campionamento del suono.

82 Campionamento Il numero di campioni presi per secondo è chiamato frequenza di campionamento e viene normalmente misurata in kHz (chilohertz). Attualmente vengono utilizzate varie frequenze di campionamento ma le più diffuse sono 11 kHz, 22 kHz e 44,1 kHz. Analogamente a quanto detto circa i colori, dove si passava dai 16 milioni di colori (corrispondenti ad un livello di colore di 24 bit) ai 256 colori (livello di colore a 8 bit), anche per il suono il campionamento può avvenire a 8 o a 16 bit. Campionamenti a 16 bit consentono di raggiungere dettagli sonori più fini rispetto agli incrementi di 8 bit. Infine i suoni possono contenere informazioni relative a più canali, normalmente utilizzati per creare effetti stereofonici.

83 Differenze di campionamento audio
Qualità audio frequenza risoluzione canali dimensione file (per 1 minuto) qualità CD Hz 16 bit stereo byte (10,584 Mb) qualità radio Hz 8 bit mono 1,323 Mb qualità telefonica Hz 661,5 kb

84 I formati dei file audio
La digitalizzazione dell'audio richiede grandi quantità di spazio fisico: per questo motivo i CD possono contenere solamente sino a 74 minuti di musica stereo (80 minuti con i nuovi supporti). L'alternativa è quella di ridurre la frequenza di campionamento ma ciò va a discapito della qualità del suono. Dati questi presupposti sono stati proposti numerosi modi di memorizzare la forma d'onda quelli più diffusi: il formato WAV e il formato MP3.

85 WAVE I file WAVE possono contenere campionamenti eseguiti con qualsiasi frequenza, risoluzione e numero di canali. WAVE pertanto non utilizza nessun algoritmo di compressione: la sua struttura è nient'altro che una successione dei dati ottenuti dal campionamento della forma d'onda. Appare evidente che file di tali dimensioni sono difficilmente trasferibili se non su supporti quali cd-rom.

86 MP3 Grazie alle ricerche condotte da un gruppo di esperti (MPEG che significa Moving Picture Experts Group) si è giunti quindi alla codifica di un algoritmo di compressione audio, adottato come standard a livello mondiale, che possiede prestazioni qualitative eccezionali: MP3 (o MPEG3, MPEG di livello 3) ha un rapporto di compressione altissimo (anche 12 a 1) e contemporaneamente mantiene la qualità audio di un CD: se un file WAV di quattro minuti richiede oltre 40 Mbyte di spazio, MP3 della stessa durata con compressione 1:12 a 64 kbit/s ne occupa circa 3, con la qualità che rimane praticamente inalterata.

87 MIDI Il formato MIDI (Musical Instrument Digital Interface) che, diversamente dai precedenti, richiede file di dimensioni notevolmente inferiori, anche degli stessi MP3. Questi file contengono in effetti una sequenza di comandi anziché una rappresentazione digitale dei suoni. Tali comandi indicano a un sintetizzatore di suonare una particolare nota per un certo tempo e quindi il sintetizzatore produce l'onda sonora appropriata. Il suono che in tal modo si ottiene dipende strettamente dalle possibilità della scheda sonora di riprodurre realisticamente i suoni dei diversi strumenti musicali: e, con le normali schede sonore, il suono non sempre risulta di qualità adeguata. Ben diverso il risultato se si dispone di sintetizzatori di qualità, e prezzo, elevati.

88 Come introdurre un file audio wav in una pagina HTML
<head> <title>Prova file audio</title> </head> <body> <EMBED SRC="Mio.wav" HEIGHT="0" WIDTH="0" AUTOSTART="TRUE" LOOP="TRUE"></EMBED> </body> </html> State attenti Netscape prima di riprodurre il file lo deve leggere tutto e se troppo grande può bloccarsi, a differenza di Internet Explorer che lo riproduce appena apperta la pagina.

89 mio.html

90 Video

91 Video La televisione «normale» o «tradizionale»; funziona seguendo uno schema essenzialmente analogico. La telecamera esamina in sequenza un certo numero di punti dell'immagine, rilevando per ciascun punto l'intensità della luce. Nel ricevitore il tubo a raggi catodici fa volare attraverso lo schermo un fascio di elettroni la cui posizione è sincronizzata con quella della telecamera, facendo apparire sullo schermo un punto la cui luminosità dipende dall'intensità del segnale elettrico inviato dalla telecamera. La definizione dell'immagine televisiva dipende dal numero dei punti presi in esame. Questo numero dipende a sua volta dal numero delle linee orizzontali percorse dal fascio di elettroni.

92 Standard NTSC PAL SECAM

93 NTSC NTSC (National Television System Committee). Lo standard televisivo americano che prevede la generazione di un quadro composto da 525 righe che viene trasmesso 30 volte al secondo. Viene utilizzato negli USA, in Giappone, in Canada, nell'America Centrale e in circa metà dell'America Latina.

94 PAL PAL (Phase Alternation Line). Uno standard europeo per la trasmissione televisiva che consiste nel trasmettere un segnale analogico che rappresenta 625 linee sullo schermo alla velocità di 25 fotogrammi interlacciati al secondo Per ottenere una maggiore stabilità dell'immagine e una migliore persistenza, vengono scandite metà delle linee una prima volta e l'altra metà in una seconda passata (prima quelle pari, poi quelle dispari); quindi in un certo senso la frequenza è il doppio di quella specificata. La tecnica PAL è nata in Gran Bretagna nel 1961 ed è stata adottata anche in Italia.

95 SECAM SECAM (Sequential Couleur Avec Memoire). e' usato in Francia, Russia e nell' est Europa. Possiede 625 linee a 25 fps,le stesse caratteristiche del PAL, ma codifica le informazioni video in maniera differente.

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97 Segnale B/N Sulla televisione in bianco e nero arrivava solo il segnale che indicava che tono di grigio (che luminosità) aveva ciascun punto dell'immagine. Il segnale che indica la luminosità di un punto viene chiamato segnale di luminanza, abbreviato con "Y". Quando si decise di aggiungere il colore, si dovevano aggiungere altre informazioni.

98 Segnale a colori Siccome il colore dell'immagine sullo schermo è frutto della somma di tre colori RGB questo poteva essere riprodotto non inviando un gran numero di colori, ma solo la percentuale dei tre colori primari. La loro somma dosata poteva generare gli altri. Per motivi di banda passante non si spedirono tutti i tre i segnali RGB, ma solo un segnale di differenza. In pratica, si invia il segnale di luminanza (Y) e crominanza (C). La crominanza è dato dal segnale R-Y ovvero il segnale del rosso a cui è stata sottratta la luminanza e il segnale B-Y, ovvero il segnale del blu a cui è stata sottratta la luminanza. Il verde può essere estratto a casa dell'utente senza inviare nulla, perchè sottraendo dalla luminanza (Y) il B e R, si ottiene il verde G.

99 Sistemi di codifica video
COMPOSITO S-VIDEO RGB

100 Composito Composito (YC) Sistema di codifica video in cui tutte le informazioni relative ai livelli di colore, alla luminosità delle immagini e al sincronismo dei fotogrammi vengono raggruppate in un singolo segnale. E' soggetto al deterioramento della qualità dell'immagine e per questo motivo è stato soppiantato, per l'uso professionale, dal sistema S-Video.

101 S-Video S-Video Segnale video televisivo convogliato attraverso cinque fili che trasporta separatamente le informazioni di colore e di luminanza (il livello di luminosità da attribuire a ciascun punto, cioè l'intensità dei colori). Evita la codifica delle varie informazioni in un segnale singolo come avviene nel canale video composito (quello che arriva dall'antenna convenzionale). Conosciuto anche come Y/C Video.

102 RGB L'RGB invece trasporta segnale in termini di porzioni di tre colori (RedGreenBlue) e ottiene la migliore qualita'.

103 Montaggio video Acquisizione Elaborazione Registrazione

104 Acquisizione Acquisizione: trasferire informazioni audio e video dal microfono, dalla telecamera o da un nastro registrato, al computer. Può avvenire direttamente, con il computer che riceve un segnale già in forma digitale (per esempio con un collegamento FireWire) o tramite una scheda speciale di conversione analogico-digitale montata sul computer.

105 Editing Editing: cioè il ritaglio delle scene d'interesse, la loro sistemazione nell'ordine desiderato, l'applicazione di transizioni tra una scena e un altra, di altri effetti speciali, di titoli eccetera, nonché l'aggiunta o la messa a punto della colonna sonora. Conosciammo due tipi: lineare non lineare

106 Registrazione Registrazione: salvare il filmato come file leggibile dal computer, oppure registrarlo su nastro video (naturalmente è possibile registrare uno stesso filmato in entrambi modi).

107 Editing lineare Viene effettuato tramite dispositivi analogici (centraline di montaggio, titolatrici, ecc...) che si interfacciano con VCR e telecamere e consentono di applicare effetti sul segnale video che passa. Questa tecnica e' molto costosa e necessita di particolare abilità ed esperienza poichè tagli, effetti ed altro avvengono "in diretta". Noi intenderemo per montaggio non lineare quello che potremmo effettuare con due VCR collegati, al più ad una centralina.

108 Editing non lineare Venuto alla ribalta negli ultimi anni, si basa sul fatto che gli spezzoni da montare vengono prima selezionati, tagliati, rifiniti, ordinati e associati tramite software e solo alla fine riversati. Questo e' possibile solo utilizzando un dispositivo hardware (es: un PC) che consente di memorizzare le clip grezze, applicare loro gli effeti e poi compilare tutto. Persino le grandi televisioni stanno migrando verso sistemi non lineari che consentono anche l'inserimento di effetti speciali accurati e altamente configurabili. Per noi, editing non lineare, significhera' quindi montaggio di una clip utilizzando il computer.

109 Codec Provate a pensare quanto occupa un'immagine a colori di circa 800x600 pixel. Per poter visualizzare 25 al secondo (come la teoria dell'ottica afferma) e salvarli sui nostri HD ci serve molto spazio. E' qui che interviene il codec (COmpressore DECompressore), ovvero il procedimento matematico attraverso il quale vengono compresse le immagini (spesso in maniera lossy, ovvero con perdite di informazione) per consentire una gestione agile e una riproduzione corretta della clip. Una sorta di Winzip velocissimo dedicato alle immagini

110 Codec

111 Codec Hardware Software

112 Codec hardware Codec hardware: le schede di cattura sono quasi tutte dotate di un chip proprietario che consente una cattura fluida e senza perdite poiche' solleva il processore del computer dal lavoro di compressione (e' questo chip che tiene alto il prezzo delle schede). Il codec hardware e' comunque un software, ma si interfaccia con questo chip facendo sapere al sistema che esiste e che puo' fare il lavoro. Senza il codec installato, il chip sulla scheda e' inutile e viceversa. E' chiaro che e' sempre consigliata la scelta del codec hardware per la cattura. Una cosa da ricordare e' che i filmati compressi con il codec hardware possono essere riprodotti solo se sul sistema e' presente il chip, quindi da voi o da chi possiede la vostra stessa scheda.

113 Codec software Codec software: se non si dispone di una scheda con chip proprietario, ci si deve accontentare di un codec software che impegna il processore centrale nella compressione. In questo caso un processore veloce e' decisamente un grosso aiuto.

114 Tabella riassuntiva delle compressioni
Mpeg M-Jpeg DVX;-) MainConcept M-JPEG Matrix M-JPEG MS RLE Indeo Indeo4 Indeo5 MS Video 1 MS MPEG4 Morgan M-Jpeg Cinepak

115 Rapporti di compressione
1:4 layer kdps stereo 1:6…1:8 layer kbps stereo 1:10…1:12 layer …112 kbps stereo

116 Morphing

117 =

118 =

119 =

120 =

121 =

122 Dulcis in fundo =

123 THE END