Prof. Cláudio Henrique Albuquerque Rodrigues

Transcrição

1 Prof. Cláudio Henrique Albuquerque Rodrigues

2 O que é vídeo? Vídeo é uma coleção de imagens discretas exibidas periodicamente ao longo do tempo. Cada imagem é composta por N linhas. 2

3 3

4 Como não se percebem as imagens individuais? O estímulo causado por um sinal de luz não desaparece instantaneamente. Este fenômeno é conhecido como persistência visual. Nos seres humanos, o limite de persistência visual é de aproximadamente 50 ms (se as imagens não são muito diferentes). A persistência visual também é explorada no sistema elétrico, pois as lâmpadas pulsam 120 vezes por segundo. 4

5 Anatomia do olho humano Organização da retina: A retina capta os sinais luminosos e os transforma em impulsos nervosos. A retina contém dois tipos diferentes de fotorreceptores: cones e bastonetes. As células fotorreceptoras estão distribuídas de forma não homogênea. Os impulsos nervosos codificando sinais luminosos são transmitidos ao cérebro através das células ganglionais. 5

6 Células fotorreceptoras: Bastonetes visão photopic São sensíveis a quantidades relativamente pequenas de luz. Incapazes de diferenciar cores, apenas codificam intensidade luminosa em freqüência de impulsos nervosos. Extraem apenas informações sobre luminância. 6

7 Células fotorreceptoras: Cones visão scotopic São sensíveis a quantidades relativamente grandes de luz. Existem três tipos de cones, cada um capaz de detectar uma cor diferente: vermelho, verde e azul. 7

8 Interligações nervosas na retina. Rede Neural Multicamada? 8

9 Distribuição de bastonetes e cones na retina. A fovea é uma pequena depressão na retina com aproximadamente 1,5mm de diâmetro; Os cones estão concentrados na fovea enquanto os bastonetes ao seu redor; Ao focalizarmos um objetos estamos movimentando os olhos para que a imagem se forme na fovea. 9

10 B C 10

11 11

12 Traduzindo em números: Cones: varia de 6 a 7 milhões. Posicionados principalmente na região central da retina (fóvea). Altamente sensíveis a cores. Bastonetes: 75 a 150 milhões. Distribuídos na superfície da retina. Servem para dar uma visão geral do campo da visão e são sensíveis a baixos níveis de iluminação. 12

13 13

14 Contudo, no mundo eletrônico, uma conexão paralela requerendo milhões de ligações é impraticável. Uma conexão única, ou algumas poucas conexões, são fáceis de manusear. Um sensor de vídeo (câmera) implementa um esquema para converter uma imagem que é basicamente paralela, através de uma voltagem elétrica que gera um sinal de vídeo. 14

15 Luz: radiação eletromagnética que estimula nosso sistema visual. O Sistema Visual Humano não mede a quantidade de luz no ambiente e sim as variações, implicando que a percepção da luminância é não-linear. 15

16 Intensidade (apenas quantidade de luz) níveis de cinza; Luminância (intensidade medida): grandeza física; Brilho (intensidade percebida): grandeza psicofísica. 16

17 A luminância de um objeto não depende da sua vizinhança; O brilho de um objeto é a luminância percebida e depende da vizinhança; Dois objetos com com diferentes vizinhanças, mas com luminâncias idênticas podem ter brilhos diferentes. 17

18 Brilho (contraste percebido) depende do background da imagem. Nosso sistema visual é sensível à variação de intensidade de imagem. 18

19 Passe os olhos pela imagem e veja os pontos cinza nas intersecções. Os pontos cinza não estão ali. Esta ilusão foi descoberta por Ludimar Hermann em Ela é caracterizada pelos pontos fantasma cinza que desaparecem quando se olha diretamente para a intersecção. 19

20 As bandas de Mach são ilusões de óptica observadas numa imagem com diferentes tons de cinza, o olho humano percebe duas listras estreitas de diferente gradiente de luminosidade em cada fronteira, que não estão presentes na imagem verdadeira, e que aumentam o contraste entre as áreas. O nome desta ilusão faz referência a Ernst Mach. 20

21 É um fenômeno é provocado pela ação de um feixe de fótons sobre células especializadas da retina, as quais transmitem impressões para o sistema nervoso, permitindo diferenciar os objetos do espaço com maior precisão. 21

22 Em 1676 o físico inglês Isaac Newton demonstrou, utilizando um prisma de três faces, que a luz branca podia ser decomposta em 7 cores: violeta, azul, ciano, verde, amarelo, laranja, e vermelho. Na natureza essa decomposição origina o arco-íris. Ao incidir nas gotas de água da chuva, os raios da luz solar que atravessa sob as nuvens se decompõem nas várias cores. 22

23 A luz do sol contém vários tipos de radiação que constituem o espectro eletromagnético, sendo que cada comprimento de onda corresponde a um tipo de radiação. A cor é relacionada com esses diferentes comprimento de onda do espectro eletromagnético, do qual apenas uma parte, o espectro visível, pode ser percebida como uma sensação, pelas pessoas e por alguns animais, por meio dos órgãos de visão. Essa faixa varia entre 380 e 750 nanômetros. 23

24 24

25 Cor Espectro visível Comprimento de onda (nm) Freqüência (THz) violeta ~ ~ azul ~ ~ ciano ~ ~ verde ~ ~ amarelo ~ ~ laranja ~ ~ vermelho ~ ~

26 Importante o branco, é a ausência total de cor, ou seja, é a luz pura e o preto, é a ausência total de luz, ou seja é a não reflexão de cores. 26

27 Cor-Luz e Cor-Pigmento Deve-se distinguir duas linhas de pensamento: a cor-luz e a cor-pigmento. Mas, pensar em cor sem falar de luz é impossível, mesmo quando se trata da cor-pigmento, pois a luz é imprescindível para a percepção da cor. A cor-luz origina-se diretamente de corpos luminosos. Exemplos: luz do sol, das estrelas, de lâmpadas, de monitores (de computador)... A cor-pigmento é a luz refletida pelo corpo, fazendo com que o olho humano perceba esse estímulo como cor. Assim, a pintura e as outras artes plásticas baseiam-se na cor-pigmento. Já a fotografia, o cinema, a televisão e a arte eletrônica baseiam-se na cor-luz. 27

28 Cores Primárias, Secundárias e Terciárias Cor primária é uma cor que não pode ser decomposta em outras cores. E nunca é obtida a partir da mistura de outras cores. Entretanto, as cores primárias não são uma propriedade da luz, mas um conceito biológico, baseado na resposta fisiológica do olho humano à luz. O olho humano normal possui três tipos de receptores, chamados cones. Há três tipos de cones, que respondem a comprimentos de onda diferentes: vermelha e laranja, verde e amarelo e azul e violeta. O primeiro tipo é denominado R (red), o segundo G (green) e o último B (blue). Eles originaram o sistema RGB ( Red, Green, Blue = Vermelho, Verde, Azul). 28

29 Cores Primárias, Secundárias e Terciárias A retina apresenta os cones distribuídos de forma irregular: 94% são do tipo R e G, e só 6% são do tipo B. A presença do terceiro cone é uma característica dos primatas, ao qual pertence a espécie humana. A maioria dos mamíferos só possui dois cones. O terceiro cone que desenvolvemos, além de mais informação sobre cores, nos dá uma melhoria na percepção de contrastes, gerando uma vantagem na competição por alimentos e na vida nas copas das árvores. As cores vermelho, verde e azul são consideradas cores primárias em fontes de luz, pois cada uma delas pode estimular os cones de forma praticamente independente, proporcionando uma ampla gama de cores. 29

30 Cores Primárias, Secundárias e Terciárias Entretanto, tradicionalmente, nas artes plásticas usa-se o sistema RYB, que leva em conta os pigmentos existentes. Nesse sistema o Vermelho, o Azul e o Amarelo são tratados como cores primárias. Mas, é uma definição errônea pois, em se tratando de pigmentos, o correto é o sistema CMY, em que as cores primárias são Ciano, Magenta e Amarelo. Mas, como os pigmentos de cor ciano e magenta são raros na natureza, eles são substituídos respectivamente pelo azul e pelo vermelho nas artes plásticas. A teoria das cores diz que misturando cores primárias, pode-se obter qualquer cor. (Lembrar que para cor-luz as cores primárias são vermelho, verde e azul e para cor-pigmento são vermelho, amarelo e azul). 30

31 Situações diferentes sugerem formas diferentes de falar da cor: Standards da indústria CIE Programação para monitores RGB Televisão YIQ Impressoras CMY, CMY(K) Especificação de cor pelo utilizador HSV Escala de cores perceptualmente uniforme CIELab Etc. 31

32 Além de aumentar o realismo, a cor tem os seguintes benefícios: Pode facilitar a discriminação em displays complexos Pode aumentar a satisfação Pode enfatizar a organização lógica da informação Pode chamar a atenção para avisos Pode desencadear reações emocionais 32

33 Para que seja eficiente, o uso de cores precisa ser planejado. O motivo disso é a forma como os olhos veem as cores. Quando a luz é utilizada para produzir cores no monitor ou na TV, são usadas três cores primárias. Essas cores são vermelho, verde e azul (também conhecido como cores RGB). Tudo o que é impresso, como jornais, revistas, folhetos e, é claro, seus documentos, utiliza as cores ciano, magenta, amarelo e preto (conhecidas como cores CMYK). Como as cores são apresentadas ao olho de forma diferente, o que você vê no monitor pode parecer diferente quando impresso. 33

34 Quando vemos uma cor, na verdade estamos vendo a luz que atravessa ou que é refletida por um objeto. O que nossos olhos percebem como luz visível são comprimentos de onda. Nossos olhos são sensíveis a três cores específicas do comprimento de onda: vermelho, verde e azul. 34

35 35

36 Quando você olha para o monitor, vê a luz vermelha, verde e azul projetada nos seus olhos. Essa cor aditiva começa com preto e adiciona vermelho, verde e azul para produzir as cores que você pode ver. Se você adicionar quantidades iguais de vermelho, verde e azul, produz o branco. As imagens e cores vistas na tela são criadas utilizando quantidades variadas de vermelho, verde e azul. 36

37 Observe na figura as três cores aditivas primárias: vermelho, verde e azul. Observe que, quando essas três cores são combinadas, obtém-se o branco. No entanto, olhe para a área na qual duas cores se sobrepõem. Você vê ciano, magenta ou amarelo. Quantidades iguais de verde e azul produzem ciano. Quantidades iguais de azul e vermelho produzem magenta e quantidades iguais de vermelho e verde produzem amarelo. As cores do toner utilizadas para colocar cor no material impresso são ciano, magenta, amarelo e preto. 37

38 38

39 As cores nos jornais, revistas e nos documentos que você imprime são baseadas na luz refletida em seus olhos a partir do material impresso. A cor que você vê é subtrativa. A cor subtrativa começa com a luz branca. Partes do comprimento de onda da luz branca são subtraídas, com base nas cores presentes na página impressa. Isso significa que a luz que atinge o documento é parcialmente absorvida pelo toner colocado na página. Por exemplo, quando a luz branca encontra ciano, absorve o comprimento de onda vermelho da luz e reflete azul e verde para os seus olhos. Se você adicionar quantidades iguais de ciano, magenta e amarelo, cria o preto. Quando essa cores são combinadas por igual no material impresso, você cria o que é conhecido como preto processado. Quando impresso, o preto processado se parece com um marrom muito sujo ou lamacento. Por isso, a impressora tem um cartucho de toner preto para fornecer o preto verdadeiro de acordo com suas necessidades de impressão. 39

40 40