Reprezentacje danych multimedialnych - grafika. 1. Terminologia 2. Obrazy czarno-białe 3. Obrazy kolorowe 4. Paleta 5.

Transkrypt

1 Reprezentacje danych multimedialnych - grafika 1. Terminologia 2. Obrazy czarno-białe 3. Obrazy kolorowe. Paleta 5. Formaty graficzne

2 Grafika - terminologia Wywietlanie monitor rastrowy Piksel najmniejszy element obrazu cyfrowego Rozdzielczo obrazu ilo pikseli Aspect ratio parametr okrelajcy geometri monitora stosunek iloci kolumn i wierszy. Zwykle równy :3. Nowe systemy TV wprowadzaj aspect ratio 16:9 Bitmapa reprezentacja obrazu w sposób odpowiadajcy jego reprezentacji w pamici video Bity/piksel parametr okrelajcy jako obrazu (determinuje ilo moliwych kolorów/odcieni szaroci).

3 Obrazy czarno-białe Monochromatyczny: Kady piksel jest opisany przez 1 bit (0 lub 1) Obraz 60x80 zajmuje 37.5 kb W odcieniach szaroci: Kady piksel jest opisany przez 1 bajt ( ) Obraz 60x80 zajmuje 300 kb Półtonowanie (mikrowzory)

4 Obrazy kolorowe 8-bitowe: Kady piksel opisany przez jeden bajt Konieczno uywania LUT (paleta) Moliwe 256 kolory Obraz 60x80 zajmuje 300 kb ( + rozmiar LUT) Moliwe półtonowanie wraenie zwikszenia iloci kolorów 2-bitowe: Kady piksel opisany przez 3 bajty (np. RGB) Pozwala na uycie 256*256*256=16,777,216 kolorów Obraz 60x80 zajmuje 900 kb

5 8-bitowy 60 kb gif 2-bitowy 30 kb jpeg

6 Paleta kolorów (LUT) 8-bitowe kodowanie koloru dla kadego piksela podajemy tylko indeks koloru w palecie W nagłówku pliku definicja palety (składowe RGB kadego koloru w palecie) Jak okreli palet? Podział przestrzeni koloru na równe kostki zwykle alokujemy do R i G po 3 bity, do B 2 bity

7 Paleta kolorów (LUT) Algorytm medianowy uwzgldnia faktyczny rozkład pikseli kolorowych w przestrzeni koloru. Przebieg: Sortujemy wartoci R, wyznaczamy median m1. Wartoci < m1 pierwszy bit = 0, > m1 pierwszy bit = 1 Powtarzamy proces dla G ustalenie drugiego bitu itd.

8 Równe kostki, bez półton. Alg. medianowy, bez półton. Równe kostki, półton. Oryginał

9 Formaty graficzne GIF (GIF87a, GIF89a) Rozwinity przez CompuServe i UNISYS Pozwala na prezentacj 8-bitowego koloru Uywa kompresji bezstratnej (LZW) Pozwala na wywietlanie z przeplotem GIF89a pozwala na zapis animacji JPEG Rozwinity przez Joint Photografic Expert Group Wykorzystuje ograniczenia wzroku ludzkiego dla uzyskania lepszej kompresji; kompresja stratna Pozwala na odwzorowanie koloru 2-bitowego Bardzo dobrze nadaje si do zapisu zdj i naturalnych obrazów Uytkownik okrela jako/stopie kompresji

10 Formaty graficzne c.d. TIFF (Tagged Image File Format) Opracowany przez Aldus Corp. (1986) póniej wspierany przez Microsoft, pomylany jako mechanizm wymiany danych rastrowych w sposób niezaleny od platformy Pozwala na zapis wielu rónych typów obrazów Bez kompresji lub kompresja bezstratna Postscript/PDF Produkt Adobe, specjalny jzyk opisu strony Pozwala na włczanie tekstu, grafiki wektorowej, bitmap Nie ma wbudowanej kompresji, czsto bardzo due pliki

11 Formaty graficzne c.d. PNG Powstał jako reakcja na wprowadzenie opłat za uywanie GIF Moe prezentowa wszystkie typy grafiki rastrowej Troch lepsza kompresja ni GIF (kompresja bezstratna) 2-wymiarowy przeplot Brak moliwoci animacji Formaty zalene od platformy: BMP Windows/OS PAINT, PICT Mac XBM X-Windows

12 Format GIF87a Ogólna posta formatu pliku: Sygnatura: napis GIF87a Opis ekranu: 7-bytowy zespół flag opisujcych ekran jako cało Paleta globalna (jeeli potrzebna) Jeden lub wicej zestawów opisujcych obraz (trzy czci: opis obrazu, paleta lokalna, dane rastrowe obrazu) Znacznik koca pliku: znak ;

13 Opis ekranu zestaw atrybutów wanych dla wszystkich obrazów ekranu

14 Paleta globalna Rozmiar palety = 2 (pixel+1) Kady kolor 3 bajty (R, G, B)

15 Opis pojedynczego obrazu GIF87a ignoruje dane pomidzy kocem jednego obrazu a pocztkiem drugiego (czyli znakiem, ) moliwo rozszerzenia standardu

16 Dane rastrowe Obraz seria pikseli (od lewej do prawej) składowanych liniami Dane kompresowane metod LZW Moliwo wywietlenia sekwencyjnego lub z przeplotem

17 Ogólna struktura pliku Format BMP Nagłówek pliku (header) O R Nazwa Znaczenie 1 2 bftype Napis BM 3 bfsize Rozmiar pliku w bajtach 7 2 bfres1 Nie uywane, bfres2 Nie uywane, 0 11 bfoffdata Offset od pocztku pliku do danych bitmapy

18 Nagłówek bitmapy (info header) O R Nazwa Znaczenie 15 bisize Rozmiar nagłówka bitmapy w bajtach (standard = 0) 19 biwidth Szeroko bitmapy w pikselach 23 biheigth Wysoko bitmapy w pikselach 27 2 biplanes Ilo warst, musi by = bibitcount Liczba bitów na piksel (dopuszczalne 1,, 8, 2) 31 bicompress Okrela kompresj (zwykle 0, brak kompresji) 35 bisizeimage Rozmiar bimapy w bajtach (bez kompresji moe by = 0) 39 bixplspm Ilo pikseli/metr w poziomie (zwykle = 0) 3 biyplspm Ilo pikseli/metr w pionie (zwykle = 0) 7 biclrused Ilo uytych kolorów; gdy 0 obliczone z bibitcount 51 biclrimprt Ilo wanych kolorów; gdy 0 wszystkie kolory wane

19 Paleta Jest, gdy bibitcount < 2 Rozmiar palety = 1 << bibitcount Struktura specyfikacji palety: dla kadego koloru podajemy bajty: Blue Green Red Reserved (=0) Dane rastrowe gdy bibitcount=1 poszczególne bity (0 pierwszy element palety, 1 drugi) gdy BiBitCount = jeden bajt danych rastrowych okrela indeksy kolorowe 2 pikseli ( starsze i młodsze bity) gdy BiBitCount = 8 jeden bajt danych rastrowych okrela indeks kolorowy jednego piksela gdy BiBitCount = 2 dane okrelaj wprost kolor: 3 bajty na piksel, w kolejnoci B G R

20 Uwagi Porzdek bajtów w słowie odwrotny (little endian) Liczba bajtów reprezentujcych 1 wiersz musi by woelokrotnoci gdy tak nie jest, dane s uzupełniane odpowiedni iloci bajtów zerowych Wiersze s składowane w kolejnoci przeciwnej do wystpowaniu w rzeczywistoci na rysunku Porzdek wywietlania na ekranie Porzdek składowania w pliku