TRATAMENTO DE IMAGENS. Elisa Maria Pivetta

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1 TRATAMENTO DE IMAGENS Elisa Maria Pivetta

2 CATEGORIAS DE IMAGENS Distinguem-se geralmente duas grandes: Bitmap (ou raster) - trata-se de imagens "pixelizadas", ou seja, um conjunto de pontos (pixéis) contidos num quadro, cada um destes pontos possuindo um ou vários valores que descrevem a sua cor. Vetoriais: são representações de entidades geométricas como um círculo, um retângulo ou um segmento. Estes são representados por fórmulas matemáticas (um retângulo é definido por dois pontos, um círculo por um centro e um raio, uma curva por vários pontos e uma equação). É o processador que será encarregado de traduzir estas formas em informações interpretáveis pela placa gráfica. imagem vetorial imagem bitmap

3 RESOLUÇÃO GRÁFICA Resolução pode significar duas coisas: 1 - A capacidade que um sistema de captura/reprodução de imagens tem para reproduzir detalhes. Quanto maior a resolução, mais pormenores podem ser reproduzidos por um determinado sistema. Este conceito é utilizado para medir a resolução de equipamento fotográfico digital e permite avaliações como: o equipamento x é capaz de reproduzir 18 linhas por centímetro na vertical, 17 na horizontal A segunda definição se refere a resolução de uma imagem, que é o número de pixels impressos ou exibidos por unidade de medida, sendo a polegada utilizada com mais freqüência.

4 RESOLUÇÃO DE IMAGENS Os pixels de uma imagem não tem um tamanho definido, visto que um pixel é somente uma parte da memória do computador que armazena uma informação de cor. Os pixels só adquirem um tamanho quando são enviados para um dispositivo de saída, como o monitor, uma impressora, etc. Se o arquivo de imagem não especificar esse tamanho do pixel, o dispositivo de saída é que vai defini-lo. Ele simplesmente utilizará a menor unidade para cada pixel que ele pode suportar. Isso pode fazer com que o tamanho da imagem seja alterado de um dispositivo para outro.

5 RESOLUÇÃO DE IMAGENS A essa especificação do "tamanho do pixel" chama-se RESOLUÇÃO ESPACIAL DA IMAGEM, e é medida em DPI (dots per inch) pixels por polegada, ou ainda PPI (pontos por polegada). Nas impressoras se usa o conceito de LPI (linhas por polegada). Sendo assim, quanto menor o tamanho do pixel, melhor a qualidade da imagem, melhor a precisão dos detalhes e maior a quantidade de informações que serão exibidas. A fórmula da resolução é: Resolução = p/i Sendo: p: número de pixels da largura da imagem i: largura de impressão da imagem, em polegadas

6 RESOLUÇÃO DE IMAGENS Para cada sistema de impressão existe uma resolução ideal. Resoluções acima dela resultarão arquivos maiores sem ganhos de qualidade, menores resultarão em perda de definição de detalhes e pixelização (jaggies ou serrilhado). A lista abaixo apresenta resoluções comuns para cada dispositivo: Monitor comum: 72 dpi Impressora: Jato de tinta 1200 dpi, 2400 dpi, 4800 dpi Laser Mono 1200 dpi Laser Color 600 dpi

7 INTERPOLAÇÃO Recurso utilizado para aumentar artificialmente a quantidade de pixel que forma a imagem. Com esta técnica não se ganha mais detalhamento, mas evita-se o aparecimento de serrilhado.

8 MONITORES? CRT, Plasma, LCD, LED, OLED

9 LCDs já vem com a resolução padronizada. 15 possui 1024 x possui 1280 x 1024 Você pode alterar a resolução mas o resultado será manchado

10 RESOLUÇÃO DO MONITOR Um conceito estreitamente ligado ao tamanho da tela dos monitores, é a resolução, que descreve a quantidade de informações (pixels) que o equipamento consegue representar em um dado instante. A resolução de um monitor pode ser descrita pelo número de pixels apresentados nos eixos horizontal e vertical do monitor. Ex: 640 x x 768 Cada pixel em um monitor é formado por uma tríade de luz nas três cores RGB, vermelho, verde e azul.

11 RESOLUÇÃO DO MONITOR Um conceito importante neste sentido é a distância entre os pontos de fósforo da mesma cor em um monitor (DOT PITCH). DOT PITCH -> menor distância entre os pontos de uma mesma cor que um monitor pode apresentar. O Dot Pitch é medido em milímetros. Para uma imagem com qualidade, o mínimo recomendado é o uso de monitores com Dot Pitch igual ou menor que 0,28 mm. Monitor 14 -> 0,28mm Monitor 17 -> 0,25mm

12 RESOLUÇÃO DO MONITOR Um monitor de 14 polegadas, por exemplo, tem uma largura w = 11,2 polegadas e uma altura h = 8,4 polegadas. Podemos então fazer o cálculo da resolução máxima de um monitor baseado em seu dot pitch e seu tamanho em polegadas. Exemplo 1: Monitor de 14" (11,2pol X 8,4pol) -> dot pitch 0,28 1 pol = 2,54cm (28,44cm x 21,33cm) assim: 284 mm / 0,28 = mm / 0,28 = 760 RESOLUÇÃO MÁXIMA aproximadamente 1014 X 760 ou 1024 X 768

13 Exerc. 2: Monitor 17 (32cm X 25cm) -> 0,25mm

14 RESOLUÇÃO IMPRESSORAS A resolução de uma impressora proporciona uma medida do grau de detalhes que esta pode apresentar. Quanto maior a resolução, menor o ponto e, conseqüentemente, maior a qualidade da saída da impressora. A resolução das impressoras é normalmente especificada em pontos por polegada (1 polegada = 2,54 cm), ou dpi (dots per inch). Uma impressora com resolução de 720 x 720 dpi pode imprimir 720 pontos por polegada na horizontal e 720 pontos por polegada na vertical.

15 RESOLUÇÃO IMPRESSÃO DICA: Uma resolução bastante comum para impressão de arquivos em offset, e suficiente para 95% dos trabalhos de alta qualidade, é 254 dpi. Para saber que tamanho em centímetros imprimirá um arquivo nesta resolução, basta dividir o número de pixel por 100. Por exemplo, nessa resolução uma imagem de 1800 x 1200 pixels imprime um arquivo de 18 por 12 cm.

16 TAMANHO EM MEMÓRIA DAS IMAGENS BITMAP Assim podemos calcular o tamanho de memória ocupado pelas imagens matriciais. Imagem de 1024 X 768 X 16milhões de cores (16 milhões de cores = 24bits) Cálculo 1024 X 768 X 24 = bits / 8 = bytes /1024 = 2304 Kb /1024 = 2,25 MB

17 TAMANHO EM MEMÓRIA DAS IMAGENS BITMAP A partir deste cálculo temos o tamanho que uma imagem matricial ocupa de memória, podemos ver que estes valores são bastante altos. Visando reduzir o uso de memória pelas imagens, a maioria dos formatos de imagens usa os recursos de compressão, que visam reduzir este tamanho.

18 COMPRESSÃO Os programadores trabalham constantemente na elaboração de métodos que permitam utilizar menos memória do computador para realizar a mesma quantidade de trabalho. A compressão de dados é um processo que reduz o tamanho físico de um bloco de informação. Sempre que um programa de computador ou um algoritmo matemático é utilizado para reduzir a quantidade de memória que um arquivo de computador utiliza, o arquivo é dito comprimido.

19 COMPRESSÃO Qualquer arquivo de computador apresenta informações que se repetem. Existem vários métodos de compressão. Cada um deles funciona melhor com um determinado tipo de dados, mas todos baseiam-se na substituição de elementos repetidos. Por exemplo, se num dicionário contendo milhares de palavras, muitas repetidas, cada uma delas fosse numerada, o dicionário poderia ser armazenado como um vetor de números.

20 COMPRESSÃO DE IMAGENS Bitmaps A parte de dados é comprimida Vetoriais Geralmente não utiliza compressão TIPOS SEM perda A compressão seguida de uma descompressão leva ao mesmo arquivo inicial. é normalmente aplicada em imagens em que a qualidade e a fidelidade da imagem são importantes, como para um fotógrafo profissional, ou um médico quanto às radiografias. São exemplos deste tipo de compressão os formatos: PNG e TIFF. (GIF) COM perda Algumas informações do arquivo inicial são desprezadas para se chegar a uma melhor compressão (JPEG)

21 CODIFICAÇÃO RUN LENGTH (COMPRESSÃO RLE) RLE é um algoritmo de compressão de dados que é usado pela maioria dos formatos de arquivo de bitmap, como TIFF, BMP e PCX. Embora a maioria dos algoritmos de RLE não possa alcançar altas relações de compressão como a dos métodos de compressão mais avançados, RLE é fácil de implementar e de fácil execução.

22 RUN-LENGTH ENCODING (RLE)

23 COMPRESSÃO LZW Formato GIF TIFF - PDF Existem duas versões deste formato de ficheiro desenvolvidas respectivamente em 1987 e 1989: GIF 87a, suportando a compressão LZW, o entrelaçamento - possibilidade de ter imagens animadas (chamadas GIFs animados) armazenando várias imagens no mesmo arquivo. GIF 89a, acrescentando a possibilidade de definir uma cor transparente à paleta

24 COMPRESSÃO JPEG Esta forma de compressão de imagens gráficas permite chegar a taxas de compressão muito maiores do que as que se pode obter com outras formas de compressão, particularmente com bitmaps em estilo fotográfico. Este formato, desenvolvido pela Joint Photographic Experts Group, é chamado de JPEG e geralmente recebe a extensão JPG. JPEG é uma abreviação de "Joint Photographic Expert Group" e, como o nome sugere, foi desenvolvido especificamente para arquivar imagens fotográficas. A compressão utilizada pelo formato JPEG não precisa ser feita da mesma forma para todas as imagens, ou seja, há diversas opções diferentes que podem ser utilizadas ao se comprimir imagens diferentes (sempre levando-se em conta o resultado desejado).

25 COMPRESSÃO JPEG (LOSSY) O método JPEG tira proveito do fato do olho humano mais sensível a variações de brilho e intensidade, e menos sensível a variações de tom ou cor. Dessa forma, são armazenadas mais informações sobre alterações do brilho dos pixels do que sobre as alterações de cor. Como é pouco provável que os olhos percebam pequenas diferenças nas cores de pixels em uma escala de pixel a pixel, a imagem parece inalterada. Compressão 200%

26 A maioria das imagens coloridas vêm de câmeras digitais que têm 8-bits por canal Então elas podem usar um total de oito 0's e 1's para representar suas cores. Isso permite 2 8 ou 256 combinações diferentes -- isso dá 256 valores de intensidade diferentes para cada cor primária. Quando todas as três cores são combinadas em cada pixel temos 2 8*3 ou 16,777,216 cores diferentes, imagens com essa quantidade de cores normalmente são apelidadas de "true color" (cores reais). A isso chamamos 24 bits por pixel, já que cada pixel é composto por três canais de 8-bits (8*3=24).

27 A tabela a seguir ilustra diferentes tipos de imagens em termos de bits (profundidade de bits), total de cores disponíveis e a nomenclatura normalmente utilizada para designá-las. Bits Por Pixel Número de Cores Disponíveis Nome(s) Comum(ns) 1 2 Monochrome 2 4 CGA 4 16 EGA VGA XGA, High Color SVGA, True Color Transparência Trilhões JPEGs e TIFFs padrão só podem utilizar 8-bits e 16-bits por canal, respectivamente.

28 Formato BMP GIF JPEG PNG PCX TGA Compressão Nenhuma/RLE LZW JPEG RLE Nenhuma/RLE Nenhuma/RLE TIFF/TIF Packbits / CCITT g38.4 / RLR / JPEG / LZW / UIT-T O formato PCX foi uma das primeiras tentativas da indústria de PCs em produzir uma padrão para troca e armazenamento de imagens. Um formato padrão de imagens era necessário para atender às necessidades de troca de informação entre os aplicativos em desenvolvimento na época.

29 DICAS TIFF é uma abreviação de "Tagged Image File Format" e é um padrão nas indústrias de impressão e publicação. Arquivos TIFF são uma opção para arquivar imagens que possam vir a ser editadas no futuro Algumas câmeras têm uma opção para salvar as fotos em TIFF, mas ocupam mais espaço Só salve imagens utilizando compressão com perda (jpg)uma vez que todo o processo de edição da imagem tenha sido finalizado. Evite comprimir uma mesma imagens muitas vezes repetidamente, já que os artefatos de compressão podem se acumular a degradar a imagem progressivamente. Nesses casos, o JPG produz imagens cada vez maiores a cada vez que a mesma imagem é re-comprimida, mesmo que o nível de compressão seja o mesmo.

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38 REQUISITOS DE LARGURA DE BANDA - IMAGEM Requisitos Medido em taxa de bits - bits/s Exemplo: Se a imagem 864kb deve ser transmitida em 2s Largura de banda necessária é de: 864Kb x 8 / 2s = 3,456 Mbits/s

39 SISTEMAS DE REPRESENTAÇÃO DE CORES Dependem do tipo de dispositivo aditivos (dispositivos que emitem luz) subtrativos (dispositivos de impressão) Cores Os mais utilizados são: RGB (aditivos) e CMYK (subtrativo) 39

40 SISTEMA RGB (RED GREEN BLUE) 0 branco é obtido através da adição das três cores primárias Cores e a ausência de cor representa o preto. 40

41 SISTEMA RGB Uma cor é representada pela intensidade de três cores primárias (teoria Tristimulus): vermelho, verde e azul, com cada valor variando de 0 a 255. Exemplos: Vermelho 255,0,0 Verde 0,255,0 Azul 0,0,255 Branco 255, 255,255 Preto 0,0,0 Cores 41

42 SISTEMAS ADITIVO E SUBTRATIVO Cores 42

43 SISTEMA SUBTRATIVO DE CORES - CMYK Cyan, Magenta, Yellow e BlacK) Utilizado em dispositivos de impressão Ciano (Blue + Green) Magenta (Blue +Red) Amarelo (Green +Red) Cores 43

44 ESPECIFICAÇÃO DA COR As formas como a cor é codificada em imagens digitais: 1. Sistema RGB - Red Green Blue: produz a cor de um pixel através da adição de intensidades de cores primárias. vermelho (R): "#FF0000" 255,0,0 verde (G): "#00FF00" azul (B): "#0000FF" 2. Sistema CMYK - Cyan Magenta Yellow black: produz a cor de um pixel através da subtração de intensidades de cores complementares. ciano (C): "#00FFFF" magenta (M): "#FF00FF" amarelo (Y): "#FFFF00" Cores 44

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46 Em contraste, o papel reflete a luz. Por este motivo, as impressoras utilizam tintas correspondentes as complementares (CMY). Adicional no modelo de cor CMY existe o tom de preto que permite apresentar pretos e cinzentos mais puros do que a combinação de CMY. O sistema de cores CMYK é utilizado nas impressoras de 4 cores, como as impressoras a jato de tinta por exemplo. Na teoria, segmentos puros de ciano (C), magenta (M) e amarelo (Y) devem ser combinados para absorver todas as cores e produzir preto. Como as tintas de impressão contém algumas impurezas, essas três tintas, na verdade, produzem um marrom escuro e devem ser combinadas com tinta preta (K) para produzir um preto verdadeiro. 46 Cores

47 CORES QUENTES E FRIAS Cores para primeiro e segundo planos Usar pares complementares Não usar cores que sejam ambas claras ou escuras É recomendável colorir a superfície maior com a cor mais clara Cores 47

48 ferramenta para brincar com as cores Cores 48