Formatos Imagem. Apontamentos CG + Edward Angel, Sec Instituto Superior Técnico Computação Gráfica 2009/2010

Transcrição

1 Formatos Imagem Apontamentos CG + Edward Angel, Sec. 8.2 Instituto Superior Técnico Computação Gráfica 2009/2010 1

2 Na última aula Ray-Tracing Ferramentas Utilizadas: POV-Ray 3.6 (modelling, texturing, rendering); Megapov 0.7 (cloth mesh generation) Wings3D (mesh modeling); VIM (text editing); GEdit (text editing); The gimp (map painting, cropping views, conversion to jpg). Office By Jaime Vives Piqueres

3 Sumário Formatos de Imagem Generalidades Formatos PBM DIB (BMP) GIF PNG JFIF (JPEG) Considerações sobre uso

4 Computação Gráfica Formatos de Imagem Conceitos Genéricos

5 Representação Directa Para cada pixel Representar valor do canal correspondente Triplos <R,G,B> Máxima Fiabilidade Depende apenas da profundidade da cor Requisitos de memória elevados Representação Imagem

6 Mapa de Cores Pixéis representados por índice de cor em vez de 3 componentes de cor Ficheiros de menor dimensão Bom até 256 cores Inviável para mais do que 256 cores , CG&M/IST e Figuras Representação Addison Wesley Mapa de cores Imagem

7 Compressão de Imagem Reduz o tamanho da imagem Dois tipos Com perda JPEG: Joint Photographic Experts Group (ISO ) Transformada do co-seno aplicada a grupos de pixéis (8x8 ou 16x16) Sem perda RLE: Run Length Encoding Sequências de pixéis da mesma cor LZW (e LZ77) Lempel-Ziv Welch Sequências iguais de pixéis (podem ser de cores diferentes)

8 Entrelaçamento (1/3) Codificação permite visualização mais rápida Também conhecido como Codificação progressiva Pode ser usado em diversos formatos GIF Armazena as linhas intercaladas 0, 8, 16,... / 4,12,... / 2, 6, 10, 14,... / 1, 3, 5, 7, 9, PNG Algoritmo Adam7 Imagem dividida em 7 sub-imagens Usa padrão 8x8 para armazenar a imagem JPEG Algoritmo Progressivo Usa os coeficientes da Transformada do Co-seno Complexo, mas eficiente

9 Entrelaçamento (2/3) ADAM7 GIF

10 1/32 1/64 1/2 1/4 Completa! 1/8 1/16 PNG GIF

11 Computação Gráfica Formatos de Imagem Formatos

12 Siglas PBM: Portable Bitmap PPM: Portable Pixmap PGM: Portable Graymap DIB: Device Independent Bitmap windows BMP: Windows Bitmap GIF: Graphics Interchange Format PNG: Portable Network Graphics JFIF: JPEG File Interchange Format

13 Número Mágico (Magic Number) Usado para identificar formatos de ficheiros Apareceu pela 1ª vez na versão 7 do UNIX (1979) Para identificar executáveis Um conjunto de bits no início do ficheiro Exemplos: PDF: (%PDF) MS-OFFICE DOC: D0 CF 11 E0 ( docfile0 ) Classes JAVA compiladas: CA FE BA BE ( cafe babe ) 13

14 Número Mágico (Magic Number) No caso dos ficheiros de imagem PBM: P4 [em ASCII] BPM: 42 4D (BM) GIF: (GIF8) PNG: E 47 ( PNG) JPEG/JFIF: FF D8 FF E0 TIFF Big endian (motorola): 4D 4D 00 2A (MM *) Little endian (intel): A 00 (II* ) 14

15 Formatos PBM (1/2) Cores: 2 (PPM), 256 cinzentos (PGM) (PBM) Modelo de cor: RGB Compressão: não suporta Mapa de cores: não suporta Entrelaçamento: não suporta Transparência: não suporta

16 Formatos PBM (2/2) Vantagens Fácil de gerar Três subtipos para diferentes tipos de imagem Desvantagens Ficheiros de grande tamanho Não permite compressão

17 Formato DIB (BMP) (1/2) Cores: 2, 16, 256 e Modelo de cor: RGB Compressão: RLE 4 e RLE 8 Mapa de cores: só com 2, 16 e 256 cores , cores, 1,37 Mb Entrelaçamento: não suporta Transparência: não suporta RLE , 251 cores, 530 kb

18 Formato DIB (BMP) (2/2) Vantagens Cores reais Múltiplos subtipos para diferentes tipos de imagem Desvantagens Ficheiros de grande tamanho Compressão limitada a subtipos Compressão inadequada Para imagens de qualidade fotográfica Porquê? 18

19 Formato GIF (1/3) Cores: 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 e 256 Modelo de cor: RGB Compressão: LZW sem perda (sempre) Mapa de cores: Obrigatório , 144 cores, 94 kb Entrelaçamento: Opcional, por linhas Transparência: uma cor , 255 cores, 57 kb

20 Formato GIF (2/3) Vantagens Canal de dados GIFs animados Ficheiros de pequeno tamanho Desvantagens Limite de 256 cores Formato e algoritmo de compressão proprietários Impróprio para imagens de qualidade fotográfica Transparência de uma única cor

21 Formato GIF (3/3) Limite de 256 cores

22 Formato PNG (1/2) Cores: 2, 4, 16, 256, e 2 48 Modelo de cor: RGB Compressão: LZ77 sem perda Mapa de cores: só com 2, 4, 16 e 256 cores Entrelaçamento: opcional, por pixéis Transparência: por canal alfa

23 Formato PNG (2/2) Vantagens Suporta todos os tipos de imagem Algoritmo de compressão do domínio público Transparência por canal alfa Permite sequências de imagens Guarda a correcção gama (opcional) Desvantagens Algoritmo de compressão impróprio para imagens com qualidade fotográfica

24 Formato JFIF (JPEG) (1/2) Cores: Modelo de cor YCbCr Compressão: JPEG (com perda) Mapa de cores: não suporta , cores, 68,9 kb Entrelaçamento: não suporta Transparência: não suporta , cores, 60,9 kb

25 Formato JFIF (JPEG) (2/2) Vantagens Recomendado para imagens de qualidade fotográfica Algoritmos de compressão normalizados Desvantagens Há sempre perda (mas a visão não detecta) Impróprio para imagens com variações súbitas de cor Original JPEG

26 Artefactos JFIF (JPEG) JPEG Original

27 Degradação Progressiva em JFIF Escala de qualidade 1 (mín.) 100 (máx.)

28 Computação Gráfica Formatos de Imagem Considerações sobre o uso

29 Imagem de Qualidade Fotográfica Exemplo de Imagem 512 x 512 pixéis cores

30 Imagem Fotográfica Dimensão de Imagem MS Photo Editor Paint Shop Pro Adobe Photoshop DIB/BMP GIF normal entrelaçado (136) (256) (256) (256) (256) PNG normal entrelaçado JFIF máx. méd. mín ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) PPM binário ASCII Comprimento em bytes (número de cores)

31 Imagem de um Gráfico Simples Exemplo de Imagem 717 x cores

32 Gráfico Simples Dimensão de Imagem MS Photo Editor Paint Shop Pro Adobe Photoshop DIB/BMP GIF normal entrelaçado (18) PNG normal entrelaçado red. 256 cores (18) (18) JFIF máx. méd. mín (111) (27.550) (29.756) (2.764) (28.097) (30.223) (444) (21.443) (26.423) PPM binário ASCII Comprimento em bytes (número de cores)

33 Formatos de Imagem Considerações Usar GIF se número de cores for pequeno (<256) Considerar o formato PNG para estes casos e para outros se a imagem não for de qualidade fotográfica Usar JPEG/JFIF sempre que a imagem seja de qualidade fotográfica apresente tons contínuos Imagens JPEG/JFIF Guardar imagem original sem perda ou com pouca perda Reduzir tamanho antes de comprimir com perda