Cor e Imagem. Luz. ! Visão = percepção da energia electromagnética. ! O espectro eletromagnético inclui diversos tipos de radiações:

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1 Cor e Imagem Computação Gráfica Luz! Visão = percepção da energia electromagnética! O espectro eletromagnético inclui diversos tipos de radiações:! Gamma! X-ray! Ultraviolet! Visible (pequena porção)! Infrared! Terahertz! Microwave! Radio waves 1

2 Visão! Olho humano é uma câmara biológica dinâmica, que possui:! uma lente! uma distância focal! o equivalente a uma película Retina Lente! A lente deve focar directamente na retina para uma visão perfeita Visão! O olho filma! Possui células sensíveis à luz;! Estas células convertem a luz em impulsos electroquímicos.! O olho possui dois tipos de células:! Cones têm a capacidade de reconhecer as cores (R,G,B)! Bastonetes têm a capacidade de reconhecer a luminosidade 2

3 Cor! Acromática! Cromática Cor (cont.)! As sensações visuais causadas pela luz cromática são mais ricas que as causadas pela luz acromática.! As discussões sobre a percepção de cor normalmente envolve três quantidades, o tom, a saturação e a luminosidade.! Tom: indica uma determinada cor! Saturação: indica a puricidade da cor! Luminosidade: indica se tem mais ou menos brilho 3

4 Cor (cont.)! A cor está interligada à fisiologia do olho humano que parece responder em separado aos três comprimentos de onda como se vê na figura. Teoria psico-fisiológica dos 3 estímulos Cor (cont.)! O maior problema da cor coloca-se quando a queremos reproduzir e ver.! Duas cores especificadas em sistemas diferentes podem parecer a mesma à vista mas, isto só será verdade se:! elas são reproduzidas com uma calibração cuidadosa dos écrans e! são vistas em condições idênticas (ex: iluminação). 4

5 Cor (cont.)! Foi definido um standard, diagrama CIE, onde se definiram as três cores primárias que permitem obter qualquer cor através da adição de quantidades positivas desses primários. G R! Espectro visível varia entre os 400 e 700 nanómetros. B Diagrama CIE 5

6 Modelos de cor! RGB. Representa a cor natural como uma combinação de 3 canais: RED, GREEN e BLUE.! CMYK. Emprega 4 canais para criar cor: CYAN, MAGENTA, YELLOW e BLACK.! HSB. A cor HSB é definida por 3 valores distintos: HUE, SATURATION e BRIGHTNESS.! HLS. A cor HLS é definida por 3 valores distintos: HUE, LIGHTNESS e SATURATION! YIQ e YCbCr Modelo RGB imagem RGB canal RED! RGB. Representa a cor natural como uma combinação de 3 canais de cor: RED, GREEN e BLUE.! É um modelo aditivo. As cores são criadas por adição e mistura das cores: RED, GREEN e BLUE.! Funciona muito à semelhança do olho humano. canal GREEN (semelhante à imagem de tons de cinzento) canal BLUE 6

7 Modelo RGB imagem RGB! Os monitores e os scanners seguem o modelo RGB.! Zonas claras denotam elevadas concentrações de tinta ou pigmentação, ao passo que zonas escuras denotam baixas concentrações de tinta.! Formatos RGB, também conhecidos por true-color, usam 8- bits por canal. A paleta de pixéis é, pois, de 24-bits, ou seja, 16.7 milhões de cores (224= cores).! Imagens JPEG de 16, 24 e 32 bits são imagens RGB. canal RED canal GREEN (semelhante à imagem de tons de cinzento) canal BLUE Modelo RGB! Cubo RGB 7

8 Modelo CMYK canal CYAN imagem CMYK canal YELLOW! CMYK. Emprega 4 canais para criar cor: CYAN, MAGENTA, YELLOW e BLACK.! As cores CYAN, MAGENTA, YELLOW existem na natureza, e a cor BLACK indica ausência de cor. canal MAGENTA canal BLACK Modelo CMYK imagem CMYK! A cor BLACK foi adicionada ao modelo devido às necessidades das indústrias de edição de documentos em papel.! O modelo baseia-se na forma como a natureza cria as suas cores, reflectindo parte do espectro de luz e absorvendo outras.! É um modelo subtractivo. As cores são criadas pela redução do efeito de outras, muito à semelhança de processamento analógico de fotos.! É utilizado em impressoras. As zonas em branco indicam inexistência de tinta ou pigmentação. As zonas escuras indicam concentração de tinta. canal CYAN canal YELLOW canal MAGENTA canal BLACK 8

9 Modelo HSB (Modelo HSV)! HSB. A cor HSB é definida por 3 valores distintos: HUE, SATURATION e BRIGHTNESS. HUE SATURATION BRIGHTNESS / VALUE! Baseia-se na percepção humana da cor (modelo de cor dos artistas plásticos).! É representado por um sistema 3D de coordenadas polares. Modelo HSB HUE SATURATION BRIGHTNESS! HUE. É o tom ou cor. O seu valor varia entre 0 (vermelho), passando pelo laranja, amarelo, verde, azul, púrpura, e 359 (novamente vermelho).! SATURATION. Fornece a vivacidade da cor. O seu valor é percentual entre 0 e 100%. O valor 0% indica inexistência de cor (ou branca) e o valor 100% indica cor normal (ou muito viva).! BRIGHTNESS. Fornece o brilho da cor. O seu valor é também percentual, O valor 0% indica que a cor é muito escura (ou preta) e o valor 100% indica que é normal. 9

10 Modelo HLS! Hue (cor ou tom)! Lightness (luminosidade)! Saturation (saturação) Modelos YIQ e YCbCr (YUV)! Os modelos de cor YIQ e YCbCr foram criados para permitir que as emissões dos sistemas de televisão a cores fossem compatíveis com os receptores a preto e branco.! O sistema NTSC (National Television Standards Committee), criado em 1953, emprega o modelo YIQ.! Os sistemas SECAM (Séquence Electronique Couleur avec Mémoire) e PAL (Phase Alternating Line), de 1961, empregam o modelo YCbCr. 10

11 Modelo de cor indexada! COR INDEXADA: É um submodelo RGB.! As cores de cada imagem são armazenadas numa paleta (palette), também chamada tabela de cores (color lookup table).! A escolha duma paleta pode alterar substancialmente o aspecto e o tamanho dos objectos gráficos da imagem. paleta de 256 cores paleta de 256 cores Técnicas de Meios Tons! Como podemos representar um número razoável de intensidades num dispositivo com dois níveis de cor (1 bit/pixel)?! Existem várias técnicas designadas como técnicas de meios tons:! dithering! padrões! modulação 11

12 Meios Tons / Dithering! Processo de fazer parecer muitas cores com poucas cores.! Dithering - um processo em que pixéis adjacentes de cores diferentes são usados para simular cores e sombras que, de facto, não existem na paleta de cores da imagem. Na realidade, dithering engana o olho" ao fazer ver cores que não estão lá.! É utilizado quando uma imagem true color é reduzida a uma imagem indexada, por forma a compensar a perda de cor. Meios Tons / Dithering 25! Com dois níveis de cor (1 bit/pixel)! Matriz de dithering 2x2 Obtemos 5 níveis de intensidade (5 tons) 12

13 Dithering! Meios Tons! Padrões para 3x3 D 3 = D(i,j) dá a cor do ponto X,Y i= X mod n j= Y mod n onde n é a dimensão da matriz Dithering (cont.)! Atenção à construção de padrões! Podem introduzir efeitos indesejados 13

14 Tipos de ficheiros de imagem (raster)! GIF (Graphics Interchange Format)! PNG (Portable Network Graphics)! JPEG (Joint Photographics Experts Group)! TIFF (Tagged Image File Format) Moving Picture Experts Group - JPEG, MPEG Imagem JPEG - RGB! A cor de um pixel é formada por três componentes: vermelho, verde e azul! No ficheiro jpeg tem-se algo do tipo: r1 g1 b1 r2 g2 b2 r3 g3 b3 r4 g4 b4 r5 g5 b5 r6 g6 b6... P1 P2 P3 14

15 Tipos de ficheiros de imagem (vectorial)! SVG (Scalable Vector Graphics)! Um formato vectorial para documentos XML! EPS (Encapsulated PostScript File)! É um formato que normalmente é muito utilizado pois permite que a imagem seja impressa directamente numa impressora que suporte PostScript.! DXF (Formato usado pelos sistemas de CAD)! CDR (CorelDRAW)! Fh e Fla (Macromedia Freehand e Flash) Imagens vectoriais! São compostas de instruções que permitem desenhar linhas, arcos, polígonos, etc.. Isto é, contêm um conjunto de objectos agrupados que formam a imagem e a forma como são desenhados.! Este tipo de imagens são escaláveis sem por isso perder a resolução da imagem! Normalmente podemos decompor uma imagem vectorial nas suas componentes, modificá-las ou mesmo remover algumas partes da imagem.! As imagens vectoriais produzem normalmente ficheiros mais pequenos que as imagens raster. 15

16 Imagens vectoriais (cont.) 100% 50% 150% Imagens raster! Escaláveis mas com perda de resolução! 150% 100% 50% 200% 16