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Immagini e computer Immagini e computer Presentation Transcript

  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio Multimedia e tecnologia digitale L’immagine e la sua fruizione Acquisizione e rappresentazione di immagini Computer Graphics ContenutiContenuti
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio  Interattività.  Capacità di combinare le forme tecnologicamente più avanzate dei concetti base della comunicazione.  Possibilità di collegare testo suoni e immagini in base al significato. Caratteristiche delCaratteristiche del multimediamultimedia
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio  La didattica  La consultazione  La formazione  L’intrattenimento  I giochi  . . . L’applicazione delL’applicazione del multimediamultimedia View slide
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio  Per immagine si intende una qualsiasi rappresentazione in grado di fornire stimolazioni luminose e quindi potenzialmente in grado di evocare sensazioni visive.  L’immagine in genere consiste in una distribuzione di onde elettromagnetiche (intensità luminose e colori) emesse da una struttura a due dimensioni ed in grado di essere percepite da un sistema visivo.  Secondo le ipotesi fatte l’immagine sarà quindi il prodotto di un’interazione tra un ente che emette e/o riflette radiazioni elettromagnetiche spazialmente distribuite e un ente che le percepisce. L’immagineL’immagine e la sua fruizionee la sua fruizione View slide
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio  La rappresentazione eidetica è quel processo attraverso cui si passa dalla realtà, all’immagine della realtà (acquisizione di immagine).  Le principali aree tecnologiche interessate sono:  Hardware di acquisizione e visualizzazione.  Memorizzazione di immagini. L’immagineL’immagine e la sua fruizionee la sua fruizione
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio  L’acquisizione di un’immagine è il processo che la “ferma” sul supporto opportuno per gli usi successivi.  Le tecnologie per la rilevazione e registrazione di immagini possono essere divise in due classi principali:  foto chimiche (ex. pellicola fotografica).  foto elettroniche (ex. telecamera). Acquisizione diAcquisizione di immaginiimmagini
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio  I media digitali sono basati sul principio di fondo che qualunque cosa si percepisca con i propri sensi possa essere misurata e rappresentata numericamente.  Caratteristica della tecnologia digitale è la sua resistenza al rumore in trasmissione e duplicazione.  Un sistema di elaborazione digitale ignora i segnali di livello diverso dai due livelli tipici dei segnali logici di riferimento(0 e 1) eliminando, di fatto, il rumore. La tecnologiaLa tecnologia digitaledigitale
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio  Le forme usuali in cui si presentano le immagini sono analogiche (cioè sia le coordinate spaziali che le intensità luminose assumono valori continui).  Quindi nel contesto dell’elaborazione numerica delle immagini, l’acquisizione è preliminare alle tecniche vere e proprie di elaborazione e deve produrre come risultato un’immagine numerica su un supporto accessibile da parte di un calcolatore. Il processoIl processo di acquisizionedi acquisizione
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio  Facendo riferimento alle tecniche foto elettroniche le fasi in cui può essere scomposta l’acquisizione sono:  scansione  trasduzione  campionamento  quantizzazione  memorizzazione Il processoIl processo di acquisizionedi acquisizione
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio  Scansione, in cui vengono esplorate le diverse parti dell’immagine da acquisire.  Trasduzione da intensità luminosa ad altra grandezza generalmente elettrica.  Campionamento che misura tale grandezza in un insieme finito di punti.  Quantizzazione che converte tali misure in quantità numeriche che possono assumere un numero finito di valori.  Memorizzazione di tali valori su un opportuno supporto Il processoIl processo di acquisizionedi acquisizione
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio Gli scannerGli scanner  Tipologia : Palmari, Desktop (a letto piatto, a foglio alimentato)  Parametri:  Risoluzione in dpi (punti per pollice)  Livelli di grigio (per scanner monocromatici)  Numero di colori possibili (per scanner a colori)  Interfacce: generalmente SCSI,USB  Il documento sottoposto a scansione viene illuminato.
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio Gli scannerGli scanner  La luce riflessa passa attraverso una lente e raggiunge un serie di foto sensori strettamente ravvicinati.  La tensione di uscita di ogni sensore luminoso è proporzionale alla quantità di luce che lo colpisce.  Viene messa a fuoco una singola linea di scansione del documento e la tensione di uscita è convertita in un valore digitale.  Negli scanner a colori le luci rossa, verde e blu illuminano in sequenza ogni linea di scansione e ciò che si ottiene è un file d’immagine a colori.RGB
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio Il processo di acquisizioneIl processo di acquisizione Rilevatore Campionatore Memoria Immagine Segnale Analogico Quantizzatore Segnale discreto
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio  Nel mondo del computer l’immagine è un agglomerato di puntini, chiamati «pixel», disposti in una griglia rettangolare formata da righe e colonne.  Il numero dei colori che è possibile avere in un’immagine varia da 2 a 16,7 milioni. RappresentazioneRappresentazione delle immaginidelle immagini
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio Risoluzione di unaRisoluzione di una immagineimmagine  La risoluzione è il valore complessivo della qualità dell'immagine. Essa è espressa in punti o in pixel per pollice.  La risoluzione e la qualità sono direttamente proporzionali al numero di punti per pollice.  Maggiore è la risoluzione, maggiori sono le dimensioni del file.
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio  Le dimensioni delle immagini possono variare a seconda della memoria e delle risorse del sistema.  Il tipo di immagine determina la scala cromatica che l’immagine stessa può prevedere.  La «scala dei colori» specifica il numero massimo di colori disponibili. RappresentazioneRappresentazione delle immaginidelle immagini
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio  Sono possibili le seguenti scale di colori:  Monocromia  Scala di grigi  Indicizzazione a 16 e 256 colori  Colore originale ScaleScale didi coloricolori
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio  Le immagini a scala di grigi possono contenere il nero, il bianco ed una gamma di grigi.  Le immagini a 16 colori (4 bit per pixel) contengono 16 toni i cui grigi sono compresi fra il bianco puro ed il nero puro.  Le immagini a 256 colori (8 bit per pixel) contengono 256 toni i cui grigi sono compresi, e variano uniformemente, fra il bianco puro ed il nero puro. Scala di grigiScala di grigi
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio  Le immagini a mappa di colori contengono tinte specificate secondo una tavola rappresentante i valori di ciascun colore.  Tali valori possono essere scelti in una scala più ampia di colori a disposizione, ma nell’immagine appariranno soltanto i colori presenti nella tavola.  Le immagini indicizzate a 16 colori necessitano di 4 bit per pixel per essere rappresentate, mentre le immagini indicizzate a 256 colori impiegano 8 bit per pixel. ImmaginiImmagini indicizzateindicizzate
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio  Le immagini in colore originale impiegano il rosso, il verde ed il blu (sistema RGB).  Ciascun pixel può contenere 256 livelli di intensità combinati per ottenere il colore finale.  Per essere rappresentate, le immagini in colore originale necessitano di 24 bit per pixel, divisi in 8 bit per ciascun colore fondamentale.  Alcuni formati di file memorizzano immagini in colore originale a 32 bit, che includono 8 bit in più per la trasparenza. Immagini trueImmagini true colorcolor
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio  Il modello RGB è adottato dai monitor dove i colori sono ottenuti emettendo fasci di luce di diversa intensità che attivano i fosfori rossi, verdi e blu di ciascun pixel dello schermo.  Il numero reale di colori che appare sul monitor dipende dal tipo di hardware e di driver.  Il modello RGB è detto, appunto, additivo perché si basa sull'aggiunta di fasci di luce emessi dal tubo a raggi catodici (CRT). La visualizzazioneLa visualizzazione delle immaginidelle immagini
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio Esistono due metodi per memorizzare un’immagine:  Immagini vettoriali(draw) : un file vettoriale non memorizza l’immagine bensì contiene l’insieme di istruzioni necessarie a crearla.  Immagini bitmap (paint) : un file bitmap memorizza l’immagine usando informazioni relative a ogni pixel. Memorizzazione diMemorizzazione di immaginiimmagini
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio La compressioneLa compressione delle immaginidelle immagini  Tutti i sistemi di compressione richiedono due algoritmi: uno per comprimere i dati e uno per decomprimerli, generalmente asimmetrici.  Il processo di compressione rende l’immagine più compatta senza alterare le dimensioni sul video.  L’immagine:  occuperà meno spazio  sarà più facile da elaborare  richiederà meno tempo per essere trasferita in rete
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio I tipi diI tipi di compressionecompressione  Il processo di codifica/decodifica può essere non invertibile.  Fra gli schemi di compressione distinguiamo:  Codifica entropica (Lossy), che produce file molto compatti ma elimina delle informazioni e quindi la qualità potrebbe risultare scadente  Codifica sorgente (Lossless), che non produce degrado qualitativo nella immagine ma è meno efficiente dell’altra
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio Formati perFormati per immagini staticheimmagini statiche Molti formati di file immagine sono stati concepiti per applicazioni ed hardware specifici:  BMP, formato nativo per le immagini in Windows.  GIF, utilizzato per il trasferimento di immagini di grandi dimensioni tramite collegamenti via Modem.  JPEG, formato per la compressione dei dati.  WMF, metafile che memorizza un’ immagine tramite una serie di funzioni GDI di windows.  . . .
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio  Lo standard JPEG è stato è stato sviluppato per la compressione di immagini statiche a tono continuo.  Lo standard multimediale per le immagini in movimento, MPEG, è grosso modo ottenuto con la codifica JPEG di ciascuna immagine o fotogramma.  Si aggiungono alcune funzioni extra per la compressione di serie di immagini ed il rilevamento del movimento. Lo standardLo standard JPEGJPEG
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio Le operazioni effettuate da JPEG in modalità sequenziale infedele Preparazione blocco Trasformata DCT Quantizzazione Quantizzazione differenziale Codifica di stringa Codifica statistica OutputOutput InputInput Lo standard JPEGLo standard JPEG
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio Computer GraphicsComputer Graphics  Con il termine computer graphics si intende quel complesso di strumenti e realizzazioni software che non facciano esplicito riferimento all’elaborazione di testo o suono  Oggi quasi tutti i computer supportano sistemi grafici, e gli utenti utilizzano e accedono alle risorse del sistema attraverso interfacce grafiche (Graphics User Interface)  È possibile utilizzare Paint programs (per immagini digitali) e Draw programs (per immagini vettoriali) per creare e modificare immagini nei diversi formati
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio Computer GraphicsComputer Graphics In computer graphics una immagine è . . .  una fotografia, un disegno a mano libera, un documento di testo convertito in forma digitalizzata (di solito tramite scanner o una fotocamera digitale), una simulazione . . . ed ancora . . .  la rappresentazione di un oggetto che non esiste ancora (e che potrebbe non esistere) o di un luogo che non possiamo vedere direttamente, come una immagine medica di un organo interno del nostro corpo.
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio Computer GraphicsComputer Graphics  È possibile modificare il formato, il colore, la compressione e la risoluzione di un'immagine  Simulare scene del mondo reale  Per comprendere le potenzialità della computer graphics possiamo esaminare, attraverso le seguenti semplici immagini, quali sono le principali tecniche adoperate per la sintesi di scene del mondo reale
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio Object RenderingObject Rendering E’ possibile utilizzare diverse semplici tecniche di rendering per realizzare modelli tridimensionali di oggetti:
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio ShadingShading Le tecniche di Shading estendono e migliorano la reale rappresentazione di oggetti introducendo nuove caratteristiche (transparency and textures):
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio Ray TracingRay Tracing Le tecniche prima ricordate (insieme ad altre) rientrano nelle più generali tecniche di rendering chiamate ray tracing: riflessione e trasparenza.
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio RadiosityRadiosity
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio ColorColor Il computer tipicamente rappresenta i colori basandosi su tre componenti: Red, Green, and Blue. La combinazione di questi tre colori realizza, ad esempio, l’immagine full-color nel primo riquadro in alto a sinistra:
  • Formazione on line per la scuola del futuro IMMAGINI E COMPUTER di Calogero De Gregorio ColorColor Controllando la visualizzazione dei colori componenti, possiamo simulare differenti qualità dell’immagine: