Presentazione di PowerPoint

Trattamento delle immagini
statiche

Teoria del colore
 L’acquisizione di immagini statiche
 Formati dei file
 Compressione di immagini
 Prove pratiche e regole di correzione
1
I segnali analogici e digitali

La forma dei segnali audio e video
 Concetti di analogico, discreto e digitale
 Il campionamento
2
Trattamento del suono

Il segnale audio digitale
 La post-produzione audio
 Il suono con Windows e Soundblaster (file .voc e
.wav, frequenze di campionamento, 8-16 bit,
mono/stereo, ecc.)
3
Trattamento delle immagini in
movimento






Principali componenti di un audiovisivo
I formati dei segnali (composito, RGB, Y/C,
YUV)
Principali componenti televisivi (Telecamera,
monitor, VCR e formati di registrazione)
L’editing video
Acquisizione e compressione video(coder e
decoder HW e SW: LZW, Cinepak, Mpeg, MJPEG, AVI, INDEO, Real Video e VDOLive online e off-line
Cenni di computer graphics
4
COMPRESSIONE FILE
5
Compressione file



Tramite Internet e la posta elettronica è possibile inviare
qualsiasi tipo di file a distanza. Sappiamo però che le
trasmissioni avvengono via modem, uno strumento che
sfruttando le linee telefoniche è in grado di ricevere, in linea
teorica, informazioni a 56.000 bit al secondo (cioè 7 KB al
secondo) e di trasmettere a 33.600 bit al secondo (4,1 KB al
secondo)
il tempo richiesto per prelevare 1 MB resta di due minuti e
mezzo circa, mentre, per inviarlo, sono necessari più di
quattro minuti
applicazioni e immagini sono dati voluminosi e capita non di
rado che si presenti la necessità di inviare file con le
dimensioni di qualche megabyte
6
Compressione file
La strada più immediata è quella di ricorrere a un
software di compressione che svolge una duplice
funzione:

raggruppare i dati in un unico file
 ridurli il più possibile di dimensioni
Intuitivamente, si può affermare che un programma
di compressione analizza la struttura del file e ne crea
una descrizione, eliminando tutte le ridondanze di
codice
7
Compressione file
11110000111111110000000
01100001111001100110011
11111100001111111100000
00011000011110011001100
11111111000011111111000
00000110000111100110011
00111111110000111111110
00000001100001111001100
11001111111100001111111
10000000011000011110011
0011001111
Header
11=A 0000=B 11111111=C
AABCBBABAA00A00A00
AAAABCBBABAA00A00A
00AAAABCBBABAA00A0
0A00AAAABCBBABAA00
A00A00AA
8
Compressione file






Microsoft Word
Microsoft Excell
File binario .EXE
Bitmap
GIF
Jpeg
74%
71%
55%
50%
4%
0%
9
Formati ed estensioni
La maggior parte dei documenti che incontreremo
possono contenere sia testo che grafica, audio, o
video. Alcuni saranno compressi, altri no. I tipi di
compressione più comune sono .ZIP, .ARJ, .RAR,
.ACE, .SIT e .TAR. Queste estensioni rappresentano
formati per il PC, Mac, o UNIX.
Possono rappresentare sia documenti singoli che
raggruppati in un archivio. Un archivio può
includere video o grafica; spesso include anche
programmi con relativa documentazione. Talvolta
troviamo documenti con estensioni multiple, quali
.tar.gz, indicanti che più di un tipo di software è stato
usato per comprimerli.
10
Formati dei documenti
compressi
11
Estensioni dei documenti
compressi







.arc
.arj
.gz/gzip
.sit
.tar/.tar.gz/.tar.Z/.tgz
.zip
.rar
12
.arc
Un formato ormai poco usato per l'archivio e
la compressione.
Se si deve comunicare con un sistema ormai
poco usato oppure si vuole leggere vecchi
documenti si può utilizzare ARC oppure
Stuffit Expander per Windows.
13
.arj
Un programma abbastanza frequente per MSDOS, specialmente in Europa.
È piuttosto lento, ma, in alcuni casi, può
servire meglio dei più tipici formati zip, rar o
ace. Per decomprimerlo si usa ARJ, WinAce
oppure Winzip.
14
.gz/gzip
Il programma di compressione del GNU
Project (Linux), usato comunemente per il PC
e UNIX.
Per il Mac, si può utilizzare MacGZIP.
Esistono diversi programmi di tipo GZIP
disponibili per Windows.
15
.sit
Un documento per il Macintosh che è stato
compresso utilizzando un programma
chiamato Stuffit.
Per estrarre un documento con un'estensione
.SIT si utilizza un programma chiamato
Stuffit Deluxe oppure Stuffit Expander sia per
il Mac che per Windows. Le tre versioni
possono estrarre anche altri formati.
16
.tar/.tar.gz/.tar.Z/.tgz
Un sistema d'archivio UNIX che è disponibile
anche per il PC.
Tar, che significa Tape Archive, può
archiviare ma non comprimere documenti,
cosicchè spesso documenti configurati con
.tar sono anche configurati con gzip. Talvolta
si trova il formato .tar.gz. Per scaricare
documento .tar su Pc si usa WinZip.
17
.zip
Un sistema di compressione per DOS e
Windows che utilizza un programma
chiamato PKZIP.
Questi documenti possono venire estratti su
PC utilizzando WinZip o Winace.
18
.rar
Altro sistema di compressione usato in
ambiente DOS e Windows.
Questi documenti possono venire estratti
utilizzando il programma Winrar oppure
Winace.
19
Formati Grafici
20
Estensioni Formati Grafici







.bmp
.gif
.jpg/jpeg
.png
.tiff
.tga
.pcx
21
.bmp
Questo è il formato grafico di tipo raster
nativo di Microsoft Windows e supporta
immagini fino a 24 bit. Formato molto
ingombrante generalmente non compresso.
Può al limite gestire la compressione RLE
(Run-Length-Encoding) che non è lossy.
22
.gif
Il Graphics Interchange Format (GIF) è un formato bitmap
a 256 colori dotato di un algoritmo di compressione non
deteriorante, detto LZW. Nato per altri scopi, è divenuto in
seguito uno standard usato per visualizzare grafica e
immagini in scala di colore in documenti HTML su World
Wide Web e altri servizi online. GIF è un formato compresso
sviluppato per ridurre al minimo il tempo di trasferimento dei
file sulle linee telefoniche. La prima specifica, detta GIF87a,
prevedeva già la possibilità di inserire immagini multiple in
uno stesso file e la nuova versione GIF89a migliora questa
caratteristica, dando la possibilità di creare vere e proprie
animazioni, comunemente chiamate "GIF Animate". Si
possono definire inoltre trasparenze (ottime per integrare
immagini e animazioni in pagine HTML) ed i formato è
dotato di altri parametri facilmente editabili.
23
Esempi di file Gif
Esempio di Gif trasparente
Le GIF trasparenti sono immagni in cui un
colore (di solito lo sfondo) viene reso
invisibile, e quindi lo sfondo acquisisce
il colore o la tessitura sottostante.
Esempio di Gif animato
Gif89a le gif animate sono dei gruppi di GIF
ciascuna delle quali cede il passo alla successiva
a intervalli pretederminati, e questo genera
un'animazione (un'immagine che si sostituisce all'altra).
24
.jpg/jpeg
Acronimo di Joint Photographic Experts Group.
Un programma di compressione usato comunemente per foto
e immagini statiche. Con JPEG si ottiene un elevato rapporto
di compressione, sebbene alcuni dati dell'immagine vengano
scartati e le immagini salvate in questo formato perdono in
qualità (da usare con moderazione).
Benche' possieda una compressione lossy, che arriva
diminuire le dimensioni del file sino a 10 volte il suo formato,
e' ottimo per immagini fotorealistiche in cui l'enorme
presenza di sfumature cromatiche (True Color) rende leggera
la perdita visiva. I documenti JPEG possono essere
visualizzati su qualsiasi piattaforma che possieda un
visualizzatore JPEG; i programmi più usati sono Paint Shop
Pro, AcdSee, Photo Shop, Imaging oppure il browser.
25
.png
Il formato PNG (Portable Network Graphics, si
pronuncia “ping”), venne sviluppato per sostituire il
formato GIF (il cui algoritmo di compressione LZW
è di proprietà della Unisys e non può essere incluso
nel software commerciale senza pagare i diritti ai
proprietari). Gestisce immagini da 1 a 48 bit ed è
lossless (cioè non perde informazioni se compresso
come il JPEG) e supporta la compressione, la
trasparenza e l’interlacciamento come il formato
GIF.
26
.tiff
Acronimo di Tag Image File Format.
Un formato molto voluminoso per immagini ad alta
risoluzione (24 bit) troppo grande e difficile da maneggiare
fino alla versione 6, con la quale venne supportata anche la
compressione. Ad ogni modo si tratta di un formato che
utilizza l’algoritmo di compressione LZW (di proprietà della
Unisys). Con la compressione LZW (Lempel-Ziv-Welch) i
dati non vengono scartati durante la compressione come nel
formato JPEG, viene quindi garantita l'esatta riproduzione
dell'immagine originale.
Per visualizzarlo si usa Paint Shop Pro, AcdSee, Photo Shop,
Imaging o il browser preferito.
27
.tga
TGA sta per Truevision Graphics Array.
Supporta immagini da 1 a 32bit e alcune
caratteristiche professionali come l’Alpha
Channel: L'alpha channel è una "seconda
immagine", a toni di grigio, con 8 bit di
profondità, che definisce le trasparenze
dell'immagine originale facendo corrispondere
al bianco la massima opacità e al nero la
massima trasparenza
28
.pcx
Il formato PCX, stabilito da Zsoft per il
proprio
software
PC
Paintbrush,
è
comunemente usato dai computer IBM PC
compatibili
29
Vantaggi e svantaggi
Una delle caratteristiche essenziali del
formato raster che ne hanno fatto per molto
tempo la fortuna è la velocità con cui le
immagini vengono lette o scritte su disco,
molto maggiore se paragonata a quella di altri
tipi di file, soprattutto sulle macchine più
lente.
30
Vantaggi e svantaggi
Nelle immagini raster non compresse la
rappresentazione dei dati nella memoria RAM
è in gran parte simile, spesso identica, a quella
dei dati su disco: il processore non è costretto
ad effettuare calcoli laboriosi durante le
operazioni di codifica e di decodifica e il
tempo di accesso ai dati è spesso limitato solo
dall'hardware del drive.
31
Dimensioni in byte dell’immagine a 128 colori in
diversi formati raster
BMP non compresso
24030
BMP compresso
8764
GIF
5365
PNG
4029
32
Formati Audio
33
Estensioni Formati Audio







.au/uLaw/MuLaw
.aiff
.ra
.wav
.mp3
.wma
.mid
34
.au/uLaw/MuLaw
Questo è il formato che si trova più spesso su
Internet.
Per ascoltarli si può utilizzare Sound forge,
oppure Wavelab che sono utili anche per
tradurre da diversi formati e per modificarne i
documenti.
35
.aiff
Un altro formato abbastanza comune nel Web.
Per quanto questo sia un formato per il
Macintosh, può venire utilizzato anche per
altre piattaforme. Richiede gli stessi
decodificatori che si usano per il formato .au.
36
.ra
Un nuovo formato chiamato Real Audio. Sviluppato da una
società chiamata Performance Technologies. Il formato Real
Audio, sviluppato da Performance Technologies, è una
tecnologia per la riproduzione dei suoni e per la trasmissione
via Internet degli stessi. È abbastanza simile a MP3, ma ha
tassi di compressione maggiori e questo ne pregiudica la
qualità audio, favorendo però la trasmissione in streaming.
Invece di dover scaricare completamente il file prima di
eseguirlo, il file in Real Audio può essere eseguito mentre
viene scaricato, senza lunghi tempi di attesa. È dotato di plug
- in per i programmi di navigazione in Internet.
37
.wav
E' il formato proprietario della Microsoft e certamente il più
utilizzato. Questa sua diffusione dipende da aspetti
commerciali e dal fatto che è il più supportato tra i suoi
concorrenti. Possiede varie compressioni ed è un formato
versatile ed altamente editabile e per questo e' indicato per il
digital video in generale, sia per Multimedia Publishing
(anche se certamente vi sono formati migliori) sia per
DeskTop Video (vero e proprio standard).
Un ottimo programma per l'elaborazione dei file wave (ma
anche di altri formati) è CoolEdit, Wavelab, SoudForge e
Audacity.
38
.mp3
Mp3 è l'abbreviazione di MPEG 1 layer 3, standard di
compressione / decompressione di file audio in grado di
diminuire le dimensioni di un file contenente un brano
musicale, lasciandone inalterata la qualità. Lo standard
MPEG 1, usato per la registrazione di file audio e video su
CD, è stato creato nel 1993; nel 1994 è arrivato lo standard
MPEG 2 per la televisione digitale, che è stato adottato anche
per i DVD. Quello attualmente indicato come MP3 è arrivato
nel 1998. MP3 è un protocollo di compressione capace di
mantenere intatte le proprietà del suono. Per dare un'idea del
tipo di riduzione che si riesce a ottenere, si pensi che
normalmente un brano di un minuto occupa su un CD lo
spazio di 11 Mbyte; dopo aver elaborato lo stesso brano con
MP3 la sua lunghezza sarà di solo 1 Mbyte.
39
.mp3
Il formato Mp3 sfrutta le caratteristiche dell'udito umano per
una quantificazione adattativa dei campioni di cui è costituita
la traccia audio. Gli studi, infatti, rivelano che il nostro
orecchio non è in grado di percepire frequenze deboli
adiacenti a frequenze forti, in quanto queste ultime coprono le
prime (effetto 'mascheramento'). Durante la fase di
compressione, le informazioni che riguardano le frequenze
più deboli (le frequenze inferiori ai 20 Hz e quelle superiori ai
20 KHz) vengono eliminate dall'MPEG, dato che non
sarebbero in ogni caso percepibili dall'orecchio umano. Lo
spazio fisico occupato dal nuovo file risulta per questo ridotto
di molto e senza perdita di fedeltà.
40
.wma
WMA (MS Audio 4.0), parte di Microsoft Windows
Media 4.0, è un formato compresso per i file audio.
Ha un'estensione pari alla metà di un MP3
contenente lo stesso brano, con una qualità del suono
superiore. I file WMA sono particolarmente indicati
per essere utilizzati con la tecnologia streaming, che
è una tecnologia che consente di ascoltare un brano o
vedere un filmato mentre lo si scarica da Internet,
senza dover attendere che sia del tutto arrivato a
destinazione
41
.mid
MIDI è il nome del protocollo standard di fatto nel campo
della comunicazione tra dispositivi musicali digitali:
sintetizzatori, sequencer, tastiere e computer dialogano tra
loro tramite connessione e protocollo MIDI, suonando
all'unisono grazie al reciproco scambio di dati e sincronismi.
In una catena MIDI uno dei dispositivi dà il tempo e dirige
(solitamente il computer o un sequencer) e gli altri dispositivi
eseguono (ciascuno suona la sua partitura con strumenti,
modalità e tempi assegnati). In tal modo, è piuttosto semplice
apportare delle modifiche ai brani registrati escludendo o
inserendo a proprio piacimento uno strumento piuttosto che
l'altro.
I file MIDI (Musical Instrument Digital Interface) si fondano
sulla memorizzazione dei timbri relativi a ciascuno strumento,
che vengono digitalizzati e organizzati in una sequenza di
42
'comandi‘.
Formati Video
43
Estensioni Formati Video




.avi
.mov/.movie
.mpg/mpeg
.qt
44
.avi
Microsoft Video for Windows è certamente il formato più
conosciuto e più utilizzato dagli utenti del PC. E' il primo
pacchetto che ha introdotto le funzionalità necessarie per il
trattamento del video su PC. Il suo nucleo centrale è un driver
MCI (Media Control Interface), interfaccia software che si
inserisce tra l'applicazione specifica e la scheda grafica,
permettendo a dispositivi hardware di dialogare con il
software senza problemi. Il formato annesso a questo
pacchetto risponde all'estensione AVI (Audio Video
Interlaced) e supporta moltissimi codec di compressione,
quali SuperMac Cinepak , MS Video 1 , MS RLE , Intel
Indeo , M-Jpeg tra i più noti. E' perfetto per il digital video sia
per la quantità e la versatilità dei codec supportati ma
sopratutto per la compatibilità praticamente assoluta con
software per l'editing non lineare.
45
.mov/.movie
Formato proprietario dell'Apple e principale estensione
multimediale del S.O. Mac, passato in seguito su PC, grazie
la sua grande diffusione. Esso integra tipi di dati, come audio
video e animazioni, in modo dinamico, su base temporale,
nelle applicazioni dedicate considerandole come"movies".
Gli algoritmi di compressione presenti in QuickTime sono di
varia natura e scopo; i tre principali sono il Jpeg (photo
compressor), il video compressor, proprietario Apple, e
l'animation compressor dedicato alla grafica e alle animazioni
generate al computer.
Questo formato risulta ottimo per prodotti multimediali (quali
CD ROM o video interattivi) ma può assolvere anche a
piccoli progetti di Digital Video, benché privo di una variante
hardware, praticamente indispensabile per il full motion.
46
.mpg/mpeg/dat
MPEG significa infatti Motion Picture Expert
Group, che sarebbe il gruppo di esperti delle
immagini in movimento. Un formato standard per
video su Internet, usando il formato MPEG. E’ nato
nel 1988 come un gruppo di lavoro all'interno
dell'ISO/IEC con l'intento di definire uno standard di
compressione di segnali digitali audio-video, mentre
gli ingegneri italiani sono stati i primi a formalizzare
i concetti di ridondanza spaziale e ridondanza
temporale (la base della compressione mpeg 1 e 2),
progettando una trasmissione in video digitale
compresso per i mondiali di calcio del 1990. Un
ottimo programma per Windows è Xingmpeg.
47
.qt
Questa è un'altra estensione che denota un
video QuickTime.
Impiega la versione più recente di QuickTime.
48
Trattamento delle immagini
statiche
49
Profondità colore delle
immagini

4bit
 8bit
 16bit
 24bit
16colori
256 colori
65.000 colori
16.000.000 colori
50
Precisazione
8 bit ci da 28 = 255 valori.
Ma noi sappiamo che otteniamo 255 tonalità
La 256 esima tonalità è lo zero.
51
Trattamento delle immagini
statiche
La maggior parte degli scanner e delle macchine fotografiche
salva i file in Rgb, e dal momento che questo è anche il
metodo usato dal monitor, sembra logico conservarlo durante
il lavoro. Quindi possiamo affermare senza sbagliare che il
metodo Rgb è quello che useremo di più nel nostro lavoro.
Se l'immagine è destinata a essere utilizzata sullo schermo del
computer (in una pagina Web, per esempio), Rgb sarà anche
il metodo definitivo; se invece il futuro del vostro file prevede
l'inserimento in un programma di impaginazione
(QuarkXPress o PageMaker con ogni probabilità) può essere
opportuno salvarlo definitivamente con il metodo Cmyk, i cui
quattro canali rappresentano le quattro pellicole necessarie a
creare le lastre per la stampa in quadricromia.
52
Metodi per salvare le immagini

RGB o metodo additivo

CMYK o metodo sottrattivo
(di solito 30% più ingombrante dell’RGB)
53
Il metodo RGB
Il metodo Rgb fa uso di tre colori primari: Rosso (Red), Verde (Green) e
Blu. È un metodo detto additivo perché più aumentano le percentuali dei
tre colori e più ci si avvicina al bianco. Mescolando luce di questi tre
colori si ottengono tutte le sfumature possibili, dal nero (buio o 0 % dei tre
colori) al bianco (100 % dei tre colori).
54
Il metodo CMYK
Il metodo Cmyk fa uso di quattro colori che rappresentano quattro
inchiostri di stampa non luci ma inchiostri: Ciano (Cyan), Magenta,
Giallo (Yellow) e Nero (blacK)
Con questo metodo il bianco è il bianco della carta e corrisponde allo zero
per cento dei quattro inchiostri, mentre il nero corrisponde al cento per
cento di tutti e quattro. È un metodo detto sottrattivo perché più si
riducono le percentuali dei tre colori e più ci si avvicina al bianco. In
teoria, basterebbero gli inchiostri CMY per produrre il nero, ma il risultato
è in genere poco soddisfacente
L'inchiostro nero (K), quindi, viene aggiunto per completare l'effetto.
55
Canali
Ciascuno di questi colori di base viene conservato in un livello indipendente (e a
ogni livello corrisponde in realtà un'immagine separata, a scala di grigi).
RGB: il bianco = 100% del colore
CMYK: il bianco = 0% del colore
56
RGB o CMYK quale usare?
Essenzialmente, Cmyk è un metodo meno preciso
del metodo Rgb; non è in grado di esprimere una
gamma di colori così completa come quella possibile
con Rgb. Perché farne uso, allora?
È l'intero processo tipografico, e non il metodo
colore in sé, a essere meno preciso. Userete Cmyk,
quindi, se dovete stampare in tipografia o sulle molte
stampanti da scrivania che usano i quattro colori.
Se la vostra immagine non è destinata alla carta (ma
per esempio a una diapositiva o a un pagina Web),
non farete mai uso del metodo Cmyk ma bensì del
metodo RGB.
57
LOSSY O NON LOSSY?
I sistemi di compressione si dividono infatti in
"lossy" (quelli che consentono la perdita di
dati) e "lossness", ovvero quelli che
compattano i dati senza che questi vadano
persi. Ma conservare tutti i dati vuol dire non
comprimere molto l'immagine.
58
Gif o Jpeg?
Lo standard GIF è nato per l'interscambio di immagini tra una
piattaforma e l'altra (es. tra PC IBM o Mac) ed è stato studiato
per comprimere opportunamente le immagini, in modo che
occupassero uno spazio ridotto nel passaggio tra un computer
e l'altro.
Questo è molto vantaggioso sia perché
• a parità di hard disc ci stanno molte immagini
• servono dischi o nastri meno capienti per il loro trasporto
• serve meno tempo per il loro trasferimento
• si risparmia tempo.
59
Gif o Jpeg?
Nell'esempio che segue abbiamo due piccole immagini di
70x70 pixel. La prima è in formato JPG (compression level:
10) e misura 5Kb. La seconda e' invece in formato GIF (16
colori) e misura soli 1,6Kb:
JPG da 5Kb
GIF da 1,6Kb
60
Gif o Jpeg?
In questo esempio sono riportate due immagini più grandi (320x248) e di
dettaglio fotografico. Si nota immediatamente la pessima qualità
dell'immagine in formato GIF (256 colori) e la buona tenuta del formato
JPG (compression level: 10). Oltre a questo il file in formato GIF e' il
doppio più grande del file in formato JPG.
JPG da 8Kb
GIF da 15Kb
61
Gif o Jpeg?
Il formato JPG a differenza del GIF non permette di diminuire il numero
di colori dell'immagine (che rimane di 16 milioni) per alleggerirne il peso,
ma da' la possibilità di usare, all'atto del salvataggio del file, una
compressione più o meno elevata. Naturalmente un'immagine fortemente
compressa può avere una qualità pessima (quella sorta di alone che
tempesta molte immagini presenti sul web).
compressione 10 - 6Kb
compressione 70 - 3Kb
62
Digitalizzazione
63
Analogico
Un cane abbaia. Il suono fa vibrare un diaframma (in una tromba acustica
o in un microfono) che fa vibrare a sua volta una puntina che incide un
solco su un disco rotante (a 78, 33 o 45 giri al minuto).
Fotografiamo una candela accesa. Una macchina fotografica
«tradizionale» cattura questa immagine su una pellicola. La pellicola è
ricoperta da innumerevoli particelle di sostanze chimiche le quali
reagiscono alla luce assumendo aspetti diversi a seconda della quantità di
luce che le colpisce.
Il solco del cane che abbaia varia da una forma perfettamente liscia
(silenzio totale) a uno zigzag molto accidentato nel momento più
assordante.
Le particelle sulla pellicola assumono un colore che va dal nero (quando
vengono colpite dalla luce più forte) al bianco (quando non arriva nessuna
luce).
Tra nero e bianco, tra muto e assordante, possiamo registrare su disco o su
pellicola ogni e qualsiasi sfumatura da zero all’infinito.
I procedimenti analogici di questo tipo sono importantissimi, perché i
nostri occhi e le nostre orecchie funzionano allo stesso modo.
64
Digitale
Con il sistema digitale non si usa più la pellicola nella
macchina fotografica ma una piastra coperta da migliaia di
recettori fotosensibili chiamata CCD (Charge coupled diode),
sulla quale viene proiettata l'immagine. Ogni recettore
trasmette al chip della fotocamera digitale una certa quantità
di informazioni, e il chip registra per ogni punto un valore
numerico preciso.
Mentre sulla pellicola il numero delle particelle chimiche era
molto alto, ma non le potevamo contare né ci interessava
farlo, la fotocamera sa con precisione quanti puntini ci sono e
registra nella sua memoria un valore preciso.
65
Digitale
A differenza dell'immagine ferma scattata con una macchina
fotografica, il suono ha una dimensione in più: quella del
tempo.
Una singola «istantanea» del suono non avrebbe nessun
significato per il nostro orecchio..
Anche se una singola «istantanea» del suono non avrebbe
significato, una rapida serie di istantanee, ciascuna
rappresentata da un numero, può averlo: ecco un altro
esempio di sistema digitale.
Un sistema audio digitale riceve dal microfono un flusso di
impulsi elettrici. Il chip assegna per ogni impulso un valore
numerico preciso, registrando anche un valore che indica
l'istante nel tempo in cui si è verificato l'impulso.
66
È meno preciso
La pellicola cattura un numero infinito di variazioni
della luce e il disco fonografico un numero infinito
di variazioni del suono, mentre il sistema digitale, in
entrambi i casi, cattura soltanto un numero finito di
variazioni.
Il sistema digitale, dunque, lavora con un numero
minore di informazioni, e dovrebbe offrire per
questo motivo una fotografia o una riproduzione
sonora di qualità inferiore.
67
È meno preciso
Questa osservazione è vera, eppure per certi motivi è come se
fosse falsa.
Se le informazioni sono abbastanza numerose, non importa
il fatto che non siano infinite, perché il nostro occhio e il
nostro orecchio non sono in grado di percepire la differenza.
L’orecchio sente (nelle migliori condizioni) dai 20hz ai
20Khz, mentre l’occhio vede soltanto una piccola porzione
dello spettro della luce, cioè dal blu al rosso.
Sull'altro
piatto della bilancia, poi, pesa il fatto che una
registrazione numerica (cioè digitale) si presta più facilmente
all'analisi e alla manipolazione da parte del computer.
68
Campionamento
La conversione analogica/digitale avviene con un
procedimento chiamato "campionamento". Ad intervalli
regolari, scanditi da un oscillatore (clock)
69
Campionamento di una
sinusoide
70
Campionamento di una
sinusoide
71
Campionamento di una
sinusoide
72
Differenze di campionamento
Con quanta frequenza dev'essere misurata una
curva?
Dipende quante informazioni ci servono per
approssimare il più possibile all’originale.
E' stato detto che la frequenza del campionamento
segue la legge di Shannon: occorre misurare con una
frequenza almeno doppia rispetto a quella della
massima frequenza da conservare.
73
LA QUALITA' DELL'
IMMAGINE
Non sempre l'immagine che ci pare più nitida
è quella con una risoluzione maggiore.
Ad esempio, quella letta a 300 dpi al posto
che a 75 dpi. Perche'?
E quali sono i metodi per rendere più nitide
le immagini a bassa risoluzione?
74
LA QUALITA' DELL'
IMMAGINE
Le immagini sopra hanno la stessa risoluzione ma hanno differente
numero di grigi, ovvero passaggi tra il bianco e il nero... Notate come (a
parità di risoluzione) la figura A sia meno nitida dell' altra, e non è solo
impressione soggettiva
A
B
75
LA QUALITA‘ DELL'IMMAGINE
Qui la risoluzione cambia in modo radicale, ma sull'immagine
non vi sono particolari tanto fini da incidere sul risultato
visivo. L’immagini A e' a 250 punti per pollice, l'altra 150.
A
B
76
LA QUALITA‘ DELL'IMMAGINE
La sensazione che molti attribuiscono alla definizione, in realtà è riferita
alla nettezza dei passaggi e dei contorni all'interno delle immagini.
Quindi, si ha una sensazione di grande nitidezza non se si arricchisce
l'immagine di dettagli, ma se si rendono più incisivi i contorni delle
immagini. I passaggi tra il bianco e il nero corrispondono al passaggio tra
un valore di luminanza e l'altro.
77
Conclusioni
Abbiamo dimostrato che variando la
risoluzione anche in modo importante può non
variare nulla per i nostro occhio.
Variando invece altri parametri a parità di
risoluzione le immagini sembrano più o meno
nitide!
78
L’audio
79
L’audio
Vi sono due elementi che definiscono un'onda
sonora: l'ampiezza e la frequenza. La prima è
collegata al volume del suono: maggiore è
l'ampiezza dell'onda, maggiore sarà anche il volume
del suono. Frequenze più elevate invece producono
suoni di tonalità più alta mentre frequenze più basse
producono suoni con tonalità più gravi. Tutto questo
vale per una singola onda sonora elementare: i suoni
reali sono interpretati come una somma di numerose
forme d'onda elementari e pertanto sono decisamente
più complessi di una singola onda sonora.
80
Campionamento audio
Un'onda sonora analogica è descritta da una linea continua con un numero
infinito di valori di ampiezza. Per convertire tale onda in un segnale
digitale, il computer deve misurare l'ampiezza dell'onda in determinati
punti. Ogni misura rilevata viene chiamata campione; pertanto la
conversione di un suono da analogico in qualche formato digitale viene
chiamata campionamento del suono.
81
Campionamento
Il numero di campioni presi per secondo è chiamato
frequenza di campionamento e viene normalmente misurata
in kHz (chilohertz). Attualmente vengono utilizzate varie
frequenze di campionamento ma le più diffuse sono 11 kHz,
22 kHz e 44,1 kHz. Analogamente a quanto detto circa i
colori, dove si passava dai 16 milioni di colori (corrispondenti
ad un livello di colore di 24 bit) ai 256 colori (livello di colore
a 8 bit), anche per il suono il campionamento può avvenire a
8 o a 16 bit. Campionamenti a 16 bit consentono di
raggiungere dettagli sonori più fini rispetto agli incrementi di
8 bit. Infine i suoni possono contenere informazioni relative a
più canali, normalmente utilizzati per creare effetti
stereofonici.
82
Differenze di campionamento
audio
Qualità audio
frequenza
risoluzione
canali
dimensione file (per 1 minuto)
qualità CD
44.100 Hz
16 bit
stereo
10.584.000 byte (10,584 Mb)
qualità radio
22.050 Hz
8 bit
mono
1,323 Mb
qualità telefonica
11.025 Hz
8 bit
mono
661,5 kb
83
I formati dei file audio
La digitalizzazione dell'audio richiede grandi
quantità di spazio fisico: per questo motivo i CD
possono contenere solamente sino a 74 minuti di
musica stereo (80 minuti con i nuovi supporti).
L'alternativa è quella di ridurre la frequenza di
campionamento ma ciò va a discapito della qualità
del suono. Dati questi presupposti sono stati proposti
numerosi modi di memorizzare la forma d'onda
quelli più diffusi: il formato WAV e il formato MP3.
84
WAVE
I file WAVE possono contenere campionamenti
eseguiti con qualsiasi frequenza, risoluzione e
numero di canali. WAVE pertanto non utilizza
nessun algoritmo di compressione: la sua struttura
è nient'altro che una successione dei dati ottenuti dal
campionamento della forma d'onda.
Appare evidente che file di tali dimensioni sono
difficilmente trasferibili se non su supporti quali cdrom.
85
MP3
Grazie alle ricerche condotte da un gruppo di esperti
(MPEG che significa Moving Picture Experts
Group) si è giunti quindi alla codifica di un
algoritmo di compressione audio, adottato come
standard a livello mondiale, che possiede prestazioni
qualitative eccezionali: MP3 (o MPEG3, MPEG di
livello 3) ha un rapporto di compressione altissimo
(anche 12 a 1) e contemporaneamente mantiene la
qualità audio di un CD: se un file WAV di quattro
minuti richiede oltre 40 Mbyte di spazio, MP3 della
stessa durata con compressione 1:12 a 64 kbit/s ne
occupa circa 3, con la qualità che rimane
praticamente inalterata.
86
MIDI
Il formato MIDI (Musical Instrument Digital Interface) che,
diversamente dai precedenti, richiede file di dimensioni
notevolmente inferiori, anche degli stessi MP3. Questi file
contengono in effetti una sequenza di comandi anziché una
rappresentazione digitale dei suoni. Tali comandi indicano a
un sintetizzatore di suonare una particolare nota per un certo
tempo e quindi il sintetizzatore produce l'onda sonora
appropriata. Il suono che in tal modo si ottiene dipende
strettamente dalle possibilità della scheda sonora di riprodurre
realisticamente i suoni dei diversi strumenti musicali: e, con
le normali schede sonore, il suono non sempre risulta di
qualità adeguata. Ben diverso il risultato se si dispone di
sintetizzatori di qualità, e prezzo, elevati.
87
Come introdurre un file audio
wav in una pagina HTML
<html>
<head>
<title>Prova file audio</title>
</head>
<body>
<EMBED SRC="Mio.wav" HEIGHT="0" WIDTH="0" AUTOSTART="TRUE"
LOOP="TRUE"></EMBED>
</body>
</html>
State attenti Netscape prima di riprodurre il file lo deve leggere tutto e se troppo
grande può bloccarsi, a differenza di Internet Explorer che lo riproduce appena
apperta la pagina.
88
mio.html
89
Video
90
Video
La televisione «normale» o «tradizionale»; funziona
seguendo uno schema essenzialmente analogico. La
telecamera esamina in sequenza un certo numero di punti
dell'immagine, rilevando per ciascun punto l'intensità della
luce. Nel ricevitore il tubo a raggi catodici fa volare attraverso
lo schermo un fascio di elettroni la cui posizione è
sincronizzata con quella della telecamera, facendo apparire
sullo schermo un punto la cui luminosità dipende
dall'intensità del segnale elettrico inviato dalla telecamera. La
definizione dell'immagine televisiva dipende dal numero dei
punti presi in esame. Questo numero dipende a sua volta dal
numero delle linee orizzontali percorse dal fascio di elettroni.
91
Standard

NTSC
 PAL
 SECAM
92
NTSC
NTSC
(National
Television
System
Committee). Lo standard televisivo americano
che prevede la generazione di un quadro
composto da 525 righe che viene trasmesso 30
volte al secondo. Viene utilizzato negli USA,
in Giappone, in Canada, nell'America
Centrale e in circa metà dell'America Latina.
93
PAL
PAL (Phase Alternation Line). Uno standard
europeo per la trasmissione televisiva che consiste
nel trasmettere un segnale analogico che rappresenta
625 linee sullo schermo alla velocità di 25
fotogrammi interlacciati al secondo Per ottenere una
maggiore stabilità dell'immagine e una migliore
persistenza, vengono scandite metà delle linee una
prima volta e l'altra metà in una seconda passata
(prima quelle pari, poi quelle dispari); quindi in un
certo senso la frequenza è il doppio di quella
specificata. La tecnica PAL è nata in Gran Bretagna
nel 1961 ed è stata adottata anche in Italia.
94
SECAM
SECAM (Sequential Couleur Avec Memoire).
e' usato in Francia, Russia e nell' est Europa.
Possiede 625 linee a 25 fps,le stesse
caratteristiche del PAL, ma codifica le
informazioni video in maniera differente.
95
96
Segnale B/N
Sulla televisione in bianco e nero arrivava solo il segnale che
indicava che tono di grigio (che luminosità) aveva ciascun
punto dell'immagine. Il segnale che indica la luminosità di un
punto viene chiamato segnale di luminanza, abbreviato con
"Y". Quando si decise di aggiungere il colore, si dovevano
aggiungere altre informazioni.
97
Segnale a colori
Siccome il colore dell'immagine sullo schermo è frutto della
somma di tre colori RGB questo poteva essere riprodotto non
inviando un gran numero di colori, ma solo la percentuale dei
tre colori primari. La loro somma dosata poteva generare gli
altri. Per motivi di banda passante non si spedirono tutti i tre i
segnali RGB, ma solo un segnale di differenza. In pratica, si
invia il segnale di luminanza (Y) e crominanza (C). La
crominanza è dato dal segnale R-Y ovvero il segnale del
rosso a cui è stata sottratta la luminanza e il segnale B-Y,
ovvero il segnale del blu a cui è stata sottratta la luminanza. Il
verde può essere estratto a casa dell'utente senza inviare nulla,
perchè sottraendo dalla luminanza (Y) il B e R, si ottiene il
verde G.
98
Sistemi di codifica video

COMPOSITO
 S-VIDEO
 RGB
99
Composito
Composito (YC) Sistema di codifica video in
cui tutte le informazioni relative ai livelli di
colore, alla luminosità delle immagini e al
sincronismo dei fotogrammi vengono
raggruppate in un singolo segnale. E' soggetto
al deterioramento della qualità dell'immagine
e per questo motivo è stato soppiantato, per
l'uso professionale, dal sistema S-Video.
100
S-Video
S-Video Segnale video televisivo convogliato
attraverso cinque fili che trasporta separatamente le
informazioni di colore e di luminanza (il livello di
luminosità da attribuire a ciascun punto, cioè
l'intensità dei colori). Evita la codifica delle varie
informazioni in un segnale singolo come avviene nel
canale video composito (quello che arriva
dall'antenna convenzionale). Conosciuto anche come
Y/C Video.
101
RGB
L'RGB invece trasporta segnale in termini di
porzioni di tre colori (RedGreenBlue) e
ottiene la migliore qualita'.
102
Montaggio video

Acquisizione
 Elaborazione
 Registrazione
103
Acquisizione
Acquisizione: trasferire informazioni audio e
video dal microfono, dalla telecamera o da un
nastro registrato, al computer. Può avvenire
direttamente, con il computer che riceve un
segnale già in forma digitale (per esempio con
un collegamento FireWire) o tramite una
scheda speciale di conversione analogicodigitale montata sul computer.
104
Editing
Editing:
cioè il ritaglio delle scene d'interesse, la
loro
sistemazione
nell'ordine
desiderato,
l'applicazione di transizioni tra una scena e un altra,
di altri effetti speciali, di titoli eccetera, nonché
l'aggiunta o la messa a punto della colonna sonora.
Conosciammo due tipi:
 lineare
 non lineare
105
Registrazione
Registrazione: salvare il filmato come file
leggibile dal computer, oppure registrarlo su
nastro video (naturalmente è possibile
registrare uno stesso filmato in entrambi
modi).
106
Editing lineare
Viene effettuato tramite dispositivi analogici
(centraline di montaggio, titolatrici, ecc...) che si
interfacciano con VCR e telecamere e consentono di
applicare effetti sul segnale video che passa. Questa
tecnica e' molto costosa e necessita di particolare
abilità ed esperienza poichè tagli, effetti ed altro
avvengono "in diretta". Noi intenderemo per
montaggio non lineare quello che potremmo
effettuare con due VCR collegati, al più ad una
centralina.
107
Editing non lineare
Venuto alla ribalta negli ultimi anni, si basa sul fatto che gli
spezzoni da montare vengono prima selezionati, tagliati,
rifiniti, ordinati e associati tramite software e solo alla fine
riversati. Questo e' possibile solo utilizzando un dispositivo
hardware (es: un PC) che consente di memorizzare le clip
grezze, applicare loro gli effeti e poi compilare tutto. Persino
le grandi televisioni stanno migrando verso sistemi non
lineari che consentono anche l'inserimento di effetti speciali
accurati e altamente configurabili. Per noi, editing non
lineare, significhera' quindi montaggio di una clip utilizzando
il computer.
108
Codec
Provate a pensare quanto occupa un'immagine a
colori di circa 800x600 pixel. Per poter visualizzare
25 al secondo (come la teoria dell'ottica afferma) e
salvarli sui nostri HD ci serve molto spazio.
E' qui che interviene il codec (COmpressore
DECompressore),
ovvero
il
procedimento
matematico attraverso il quale vengono compresse le
immagini (spesso in maniera lossy, ovvero con
perdite di informazione) per consentire una gestione
agile e una riproduzione corretta della clip. Una sorta
di Winzip velocissimo dedicato alle immagini
109
Codec
110
Codec

Hardware

Software
111
Codec hardware
Codec hardware: le schede di cattura sono quasi tutte dotate
di un chip proprietario che consente una cattura fluida e senza
perdite poiche' solleva il processore del computer dal lavoro
di compressione (e' questo chip che tiene alto il prezzo delle
schede). Il codec hardware e' comunque un software, ma si
interfaccia con questo chip facendo sapere al sistema che
esiste e che puo' fare il lavoro. Senza il codec installato, il
chip sulla scheda e' inutile e viceversa. E' chiaro che e' sempre
consigliata la scelta del codec hardware per la cattura. Una
cosa da ricordare e' che i filmati compressi con il codec
hardware possono essere riprodotti solo se sul sistema e'
presente il chip, quindi da voi o da chi possiede la vostra
stessa scheda.
112
Codec software
Codec software: se non si dispone di una
scheda con chip proprietario, ci si deve
accontentare di un codec software che
impegna il processore centrale nella
compressione. In questo caso un processore
veloce e' decisamente un grosso aiuto.
113
Tabella riassuntiva delle
compressioni







Mpeg
M-Jpeg
DVX;-)
MainConcept M-JPEG
Matrix M-JPEG
MS RLE
Indeo






Indeo4
Indeo5
MS Video 1
MS MPEG4
Morgan M-Jpeg
Cinepak
114
Rapporti di compressione

1:4 layer 1 384 kdps stereo
 1:6…1:8 layer 2 256..192 kbps stereo
 1:10…1:12 layer 3 128…112 kbps stereo
115
Morphing
116
=
117
=
118
=
119
=
120
=
121
Dulcis in fundo
=
122
THE END
123