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SistemasSistemas e e AplicaçõesAplicaçõesM lti ídiM lti ídiMultimídiaMultimídia

•• ImagensImagens

Prof. Rodrigo Rochaprof.rodrigorocha@yahoo.com http://www.bolinhabolinha.com

Representação digital de imagens.

•Pixel e Resolução Espacial.

•Resolução Espacial da Visão, é o parâmetro que mede quantos pontos (pixels) diferentes o olho pode distinguir em uma imagem.

•O campo de visão humano corresponde a uma matriz de cerca de 3000 x 3000 pixels.

•Os filmes cinematográficos apresentam resolução maiores para a ilusão de participação (visão periférica e movimentação da cabeça)

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Representação digital de imagens.

•Pixel e Resolução Espacial.

•Televisão comum aproximadamente 512 x 480 pixels no formato 4:3 .

•Televisão HDTV apresenta 1366 x 768 (HD ready) e 1920 x 1080 (FullHD) no formato 16:9.

•No computador a resolução é configurável de acordo com a placa de vídeo e o monitor.

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ISO 13406-2 – LCD

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Representação digital de imagens.

•Modelos de cores.

•A quantidade de bits requerida por um pixel depende da representação adotada para as cores.

•A visão humana enxerga a luz de comprimento de onda entre 400 a 700 nanômetros.

•São as cores espectrais que vão do violeta ao vermelho.

•A maior sensibilidade é para o verde (centro) depois vermelho e por fim azul (extremos)

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azul (extremos)

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Cores espectrais

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Modelos de cores.

•Sistema Aditivo ou RGB:

•São baseados na propriedade perceptual deSão baseados na propriedade perceptual de que quase todas as cores podem ser representadas por uma soma ponderada das luzes vermelha, verde e azul.

•Utilizadas por dispositivosi ã

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que operam com emissãode luz (monitores, TV).

Modelos de cores – Sistema Aditivo – RGB.

•O modelo é geralmente apresentado por um cubo.•As novas cores são obtidas pela adição das cores básicas em uma escala entre 0 e 1.

•Apenas cores espectrais puras muito saturadasnão podem ser imitadas

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pelo sistema RGB.

•Essas cores são muitoraras em objetos naturais ePodem ser ignoradas

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Modelos de cores – Sistema Aditivo – RGB.

•Nos monitores CRT (Cathode Ray Tube) há um canhão que dispara elétrons em uma tela de fósforo.

•Bobinas geram um campo magnético que causam o desvio horizontal e vertical dos elétrons.

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Modelos de cores – Sistema Aditivo – RGB.

•A tela retém a luminosidade por um pequeno tempo de persistência do fósforo.

•A imagem deve ser refrescada constantemente a partir da memória.

•Uma tela completa é um quadro (frame).

O i i h i t l

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•O sincronismo horizontal controla as linha, e o sincronismo vertical controla os quadros.

•Esse é o sistema de varredura progressiva.

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Modelos de cores – Sistema Aditivo – RGB.

•A frequência de varredura vertical deve ser maior que 50 Hertz para evitar “cintilação” na imagem.g

•A varredura entrelaçada, com alternância entre as linhas pares e impares, também diminui o problema.

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Modelos de cores – Sistema Aditivo – RGB.

•Monitores CRT em cores possuem controle direto de três canhões de elétrons (1).( )

•A varredura horizontal e vertical é fixa (2).

•O adaptador gráfico retira cada pixel da imagem no momento certo e controla a tensão elétrica do canhão correspondente.

C d hã ti t l (4 5) i t

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•Cada canhão ativa na tela (4 e 5) os pigmentos de fósforo correspondente a uma das três cores básicas (5).

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Monitor CRT

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Modelos de cores – Sistema Aditivo – RGB.

•Nos monitores LCD (Liquid Crystal Display) tubos fluorescente iluminam de forma homogênea um gpainel de difusão atrás do LCD.

•Moléculas de um cristal líquido, denominado “Temáticos torcidos” são distribuídas entre duas lâminas transparentes polarizadas.

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•Cargas elétricas fazem com que oas moléculas alterem seu ângulo e, permitam ou não a passagem da luz.

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Modelos de cores – Sistema Aditivo – RGB.

•Uma LCD colorida deve ter três subpixels com filtros de cor vermelho, verde e azul para criar cada pixel de cor.

•Por meio do controlena variação da voltagem aplicada, a intensidade de cada subpixel pode

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variar em 256 tons.

•A matriz é controlada porpequenos transistores e capacitores .

Modelos de cores – Sistema Aditivo – RGB.

•Nas LED TVs, um diodo emissor de luz é usado para iluminar a tela de fundo.

•Os inúmeros bulbos de luz podem ser ligados e desligados de acordo com a intensidade de cor necessária em uma determinada imagem.

•Isso proporciona mais claridade contraste e

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claridade, contraste e reprodução de cores

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Modelos de cores – Sistema Aditivo – RGB.

•Nas Telas de plasma cada pixel cria sua própria fonte de luz.

•A imagem da tela de plasma é muito nítida e não possui problemas de distorção nas extremidades da tela.

•Para gerar a luz em cada pixel, são usados elétrodos carregados entre painéis de cristal que

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elétrodos carregados entre painéis de cristal, que originam pequenas explosões de gás xenônio.

•As explosões reagem com luz ultravioleta, fazendo o fósforo vermelho, verde ou azul de cada pixel brilhar.

Modelos de cores – Sistema Aditivo – RGB.

•A OLED usa compostos orgânicos que se autoiluminam, dispensando bulbos ou lâmpadas fluorescentes para iluminar a tela.

•São constituídas de três a cinco camadas de compostos orgânicos (baseados em carbono), que são colocadas em uma camada de vidro acrílico.

•O material emite luz vermelha verde e azul em

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O material emite luz vermelha, verde e azul em resposta a uma corrente elétrica.

•Tudo isso é 200 vezes mais fino que um fio de cabelo.

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Modelos de cores – Sistema Aditivo – RGB.

•Como cada pixel contém todos os elementos necessários para produzir cada cor do espectro, a informação é reproduzida mais precisamente.

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Modelos de cores.

•Sistema Subtrativo ou CMY:

•A soma da luz de uma determinada cor comA soma da luz de uma determinada cor com sua cor complementar produz o branco.•As complementares das cores primarias sãoas cores secundárias:

•Ciano (turquesa). (R)•Magenta (púrpura). (G)

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g ( ) ( )•Amarelo. (B)

•São chamadas tambémde cores subtrativas

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Modelos de cores – Sistema Subtrativo - CMY.

•São as bases da impressão e fotografia.•Cada pigmento reflete apenas a cor que nãoCada pigmento reflete apenas a cor que não absorve.•Um pigmento vermelho reflete a cor vermelha e absorve o azul e o verde.•O pigmento básicos absorvem uma cor cada:

•Ciano absorve a luz vermelha

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•Magenta absorve a luz verde•Amarelo absorve a luz azul•Branco refrete todas as cores•Preto não refrete nenhuma.

Modelos de cores – Sistema Subtrativo - CMY.

C-VM

M-VD A-AZ

•CMYK - Com a mistura dos três pigmentos é obtida a cor preta, para facilitar isso adiciona se o preto como quarto pigmento.

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Modelos de cores.

•Sistema HLS:

•RGB e CMYK são técnicas físicas de produçãoRGB e CMYK são técnicas físicas de produção de cor, nada intuitiva para o humano.

•O sistema HLS é baseado na percepção mais relevante do ponto de vistada percepção humana.•Qualidades distintas:

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Qualidades distintas:•Hue - matiz•Luminance - Luminância•Saturation - Saturação

Modelos de cores – Sistemas HLS.

•Matiz (Hue) - 4 bits – Qualidade que distingue o azul do verde, do vermelho, etc. Para cores espectrais, é a frequência da vibração luminosa.

Luminância - 8 bits – Amplitude da vibração luminosa, ou seja a energia..

Saturação - 4 bits– Grau de pureza em relação a

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de pureza em relação a contaminação por outras cores. Quantidade de branco presente.

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Modelos de cores.

•Sistemas CIE

•Definido em 1931 pela CommissionDefinido em 1931 pela CommissionInternationale d’Eclairage. (Viena, Áustria).

•É um sistema com base em propriedades físicas e não na percepção humana.

•Utiliza três cores imaginárias i i í i ( )

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e invisíveis (x,y e z).

•Qualquer cor visível pode ser expressa por uma soma ponderada de valores positivos.

Modelos de cores – Sistemas CIE.

•As cores espectrais são a curva em ferradura.

•A reta são as cores saturadas não espectraisA reta são as cores saturadas não espectrais, (existem na percepção, mas sem realidade física).

•O branco é representado pelo ponto.

•O espaço é representadopor um sólido complexo.

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•As figuras representam um corte no sólido em um plano de luminância Constante.

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Compressão de Imagens

•Compressão sem perdas.

•Mantém toda informação contida na imagemMantém toda informação contida na imagem original.

•Utiliza técnicas de codificação que varia a quantidade de bits utilizada para representar determinados padrões de informações repetidosno material a comprimir

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no material a comprimir.

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Compressão de Imagens

•Compressão sem perdas.

•Código de HuffmanCódigo de Huffman.

•Utilizados pelas técnicas mais simples.

•Sequência de bits mais curtas para símbolos mais frequentes.

•Mais eficiente que usar 8 bits para todos,

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q p ,como na codificação ASCII.

•Ex: sequência curta para ‘a’ ou ‘e’ e sequência mais longa para ‘x’ ou ‘z’ (português).

Compressão de Imagens

•Compressão sem perdas.

•RLE (run-length encoding)RLE (run-length encoding).

•Codificação em tiras de cor constante na imagem.

•Para cada tira é necessário guardar o valor da cor e o comprimento da tira.

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•Indicada para imagens artificiais produzidas por editores bidimensionais.

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Compressão de Imagens

•Compressão sem perdas.

•LZW (Lempel-Ziv-Welsh)LZW (Lempel-Ziv-Welsh).

•Buscam repetições de padrões de bits e não de valores de cor.

•É uma técnica adaptativa que se adequa ao material comprimido.

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•É a base do formato GIF.

•O formato PNG é mais avançado, suporta canais alfa, mas não imagens animadas.

Compressão de Imagens

•Compressão com perdas.

•Usadas em casos que a perda de algumaUsadas em casos que a perda de alguma informação é tolerável, porque a visão humana não percebe, ou percebe com dificuldade.

•A taxa é fixada durante a compressão.

•Quanto maior a perda maior a compressão.

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•Um dos formatos mais difundidos é o JPEG

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1 – O que é resolução espacial da visão e qual sua área?2 – Qual a base do sistema aditivo e onde é utilizado?3 – Quais cores não podem ser representadas pelo sistema aditivo? Esse fato invalida o sistema?4 – Como funciona o monitor CRT Monocromático? Qual a diferença entre çum CRT mono e um colorido?5 – Como funciona o monitor LCD? Qual a diferença entre um LCD mono e um colorido?6 – Como funciona o Sistema RGB nas telas de plasma?7 – Qual a diferença entre as tecnologias LED e LCD.8 – Como funciona a tecnologia OLED?9 – Explique o Sistema de cores subtrativo (CMYK).10 Os sistemas RGB CMYK e HLS são int iti os ao ser h mano?

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10 – Os sistemas RGB,CMYK e HLS, são intuitivos ao ser humano?11 – Defina Matiz, luminância e saturação. 12 – O que é o sistema de cores CIE?13 – Descreva a técnica de compressão sem perdas.14 – Como funciona o código de huffman, e as técnicas RLE e LZW.15 – Quando podem ser utilizadas as técnicas de compressão com perdas.

Bibliografia

Livro texto

• 1) PAULA FILHO, Wilson de Padua. Multimídia : Conceitos e Aplicações. 1ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 20112011.

• 2) Material prof. Ivair Teixeira