Componente multimedia: Imaginea Fixa

Imaginile din documentele multimedia se regasesc ca animatii, background-uri, imagini texturate, imagini 3D sau grafice.

Dupa modul in care sunt create, imaginile fixe sunt de doua categorii:

 Imagini bitmap (matriceale) si

 Imagini vectoriale.

1 Imaginea bitmap (matriceala)

Reprezentarea bitmap se foloseste, in principal, pentru fotografii cu multe detalii, culori, emise de catre periferice care lucreaza in mod linie (raster), cum ar fi scannerul, camera foto sau camera video.

Fig. Matrice de pixeli

Crearea si includerea de imagini bitmap in scenele unui document multimedia tine de mai multi factori:

caracteristicile ecranului, adica rezolutia, numarul de culori, tipurile de ecrane;

dimensiunea imaginii si influenta rezolutiei (definitiei). Dimensiunea imaginilor este foarte importanta pentru a asigura un timp mic de descarcare si afisare.

mod de afisare a imaginii.

Caracteristici ale imaginii bitmap

In codajul bitmap semantica imaginii nu este luata in considerare, astfel imaginea este saraca in informatie, in sensul ca obiectele care compun imaginea nu se pot distinge in mod individual.

Datorita dimensiunilor mari obtinute pentru aceste imagini, reprezentarea matriceala cere, de cele mai multe ori, aplicarea unei metode de comprimare. Ca urmare a acestui proces, s-a constatat ca spatiul ocupat de o imagine necomprimata se poate reduce pana la 1:200. Reprezentarea imaginii sub forma de matrice are numeroase dezavantaje datorita pastrarii tuturor punctelor imaginii. Orice metoda de compresie a acestui tip de imagine duce la o degradare a acesteia proportionala cu rata de compresie.

Imaginile bitmap sau matriceale, regasite de obicei in fisiere de tip GIFsi JPEG pot deveni pixelate sau distorsionate daca li se schimba dimensiunea. Compunerea din puncte a imaginii face ca aceasta sa nu se poata adapta unei scari variabile de vizualizare. Astfel, orice modificare simpla a dimensiunii imaginii, prin latirea sau lungirea sa, este insotita de o degradare vizuala a detaliilor acesteia, prin repartizarea aceluiasi numar de puncte imagine pe o suprafata mai mare sau mai mica decat cea pentru care a fost creata imaginea. Pentru a mentine proportia si calitatea necesara acestora, trebuie sa se foloseasca un program special de editare a imaginii, care va determina si o reducere a fisierului odata cu reducerea dimensiunilor, cum ar fi: Adobe PhotoShop, PaintShopPro, Corel Photo, Macromedia Fireworks si altele.

Imaginea in culori numerizata si afisata pe ecran este descompusa dupa modelul de culoare RGB (Red Blue Green). Ea poate fi redata si cu niveluri de gri. Cele trei culori de baza se combina pentru a da o anumita nuanta unui punct din imagine. Preluarea prin scanare de pe o foaie de hartie sau imprimarea imaginii presupune folosirea modelului de culoare CYMN. Trecerea de la un model culoare la altul se produce cu alterarea imaginii si sunt necesare operatii de retus electronic care sa redea calitatea dorita.

O imagine bitmap are rezolutia ei fixa, care impune un periferic de iesire corespunzator, pentru a-i reda calitatea dorita.

O imagine se poate afisa in mod progresiv, adica treptat de la o rezolutie slaba la una maxima, cu afisarea intregii imagini pe ecran sau imaginea se poate afisa secvential, pe parti, de sus in jos, cu o calitate maxima, pana cand este redata integral.

Culoarea in imaginile bitmap

Fiecare imagine bitmap are asociata o paleta de culori. Fiecare culoare dintr-o paleta este o valoare hexazecimala.

Ajustarea paletei de culori prin optimizare afecteaza culorile din imaginea exportata. Cateva palete de culori des intalnite sunt:

Culorile din paleta de culori se obtin prin folosirea unor modele de culoare, cum ar fi, modelul: hexazecimal, RGB, CMY, HSB sau Grayscale. Orice culoare poate fi vizualizata si exprimata in fiecare dintre aceste modele culoare. Valorile componentelor culoare se modifica cu fiecare nou model. In general, culorile RGB sunt identificate in hexazecimal, afisand valorile componentelor Red, Green si Blue.

Culorile unei imagini se pot ajusta prin aplicarea de filtre de contrast, luminanta, saturatia culorii sau domenii tonale. Filtrele se regasesc in programele de editare a imaginii, cum ar fi Adobe Photoshop.

Formate de fisiere ce stocheaza imaginea bitmap   

Exista numeroase formate de fisiere care pastreaza imaginea sub forma unei matrici de puncte si pot fi incluse in documentele multimedia.

Formatul GIF (Graphics Interchange Format)

este creat de Compuserve, contine o metoda de compresie fara pierderi, adica fiecare parte de imagine este pastrata in mod identic cu originalul, prin culoare si intensitate. Imaginea este analizata linie cu linie. O imagine GIF este limitata la o paleta de maximum 256 de culori sau mai putin pe un punct imagine (pixel). Formatul GIF este un format compresat, cunoscut pentru timpul de transmisie redus si care permite tratarea imaginii in culori sau in nivele de gri.

Acest format are caracteristici care il fac foarte bun pentru imaginile de tip interlacing (cu afisare intertesuta) si pentru background-uri transparente. Imaginile interlaced se afiseaza in reprize repetate, vizualizandu-se din ce in ce mai puternic detaliile imaginii. O imagine in format GIF se poate salva cu afisare intretesuta sau nu. Un background transparent salvat ca GIF permite vizualizarea prin el si suprapunerea cu alte elemente.

Intrucat folosesc o paleta mica de culori, fisierele GIF sunt bune pentru afisarea imaginilor in tonuri necontinue, pentru imaginile cu zone mari de o anumita culoare sau pentru imagini ce au culori si tonuri uniforme, cum ar fi: bari de navigare, butoane, icon-uri, logo-uri.

• Formatul JPEG (Joint Photographics Expert Group)

contine o metoda de comprimare cu pierdere si este avantajos pentru imaginile cu un numar mare de culori si cu nuante diferite. Exemplele cele mai bune sunt fotografiile scanate sau transparente, obtinute ca imagini in tonuri continue cu milioane de culori. Acest format tinde sa fie mai mare decat formatele GIF si PNG, dar si calitatea, dimensiunea si timpul de descarcare a acestor fisiere este mai mare. Pentru acest format trebuie tinut echilibrul intre calitatea imaginii si dimensiunea fisierului obtinuta prin comprimare. Fisierele JPEG sunt intotdeauna salvate in culori pe 24 de biti. Reducerea informatiilor in formatul JPEG se bazeaza pe compresia tranzitiilor de culoare si a gradientelor. Compresia care este selectiva, adica permite tratarea diferita a partilor imagine la diferite niveluri. Astfel, zonele de interes deosebit pot fi compresate la un nivel mai mare, zonele de importanta mai mica, cum ar fi backgroundurile, pot fi compresate la un nivel mai scazut, reducand dimensiunea totala a imaginii.

Formatul JPEG are avantajul ca detine rate de compresie diferite, definite chiar de utilizator, in functie de calitatea imaginii ce se doreste a fi obtinuta. Aceste rate de compresie pot fi foarte mari fara a pierde din calitatea imaginii. Formatul JPEG s-a dorit a fi in acelasi timp un standard al unui tip de compresie si a unui format de fisier.

Formatul PCX (PC PaintBrush File Format)

este recunoscut pe platforma Windows si el poate trata imaginea codificata pe 8 biti (256 de culori), de dimensiune maxima 64000 * 64000 pixeli.

Formatul TIFF (Tag Image File Format)

este cunoscut pentru stocarea si transferul imaginilor scanate. Acest format este foarte puternic in ceea ce priveste codificarea imaginilor si foloseste mai multi algoritmi de compresie. Majoritatea programelor pot gestiona acest tip de format de fisier nu si browserii, in mod direct. Formatul TIFF detine avantajul de a fi recunoscut pe toate tipurile de platforme, ceea ce face posibil transferul lui fara dificultati precum si citirea lui.

Formatul BMP (Microsoft Windows Bitmap)

este formatul traditional care stocheza imaginea bitmap, definit de Microsoft pentru interfata sa grafica. Imaginea stocata poate fi comprimata RLE (Run Length Encoding), poate fi monocroma sau in culori pe 24 sau 32 de biti. Acest format este recunoscut si in mediul OS/2.

Formatul ICO (Icon Resource File)

este un format bitmap, pentru imagini de dimensiune mica si este folosit de Windows pentru reprezentarea icon-urilor program. Acest tip de fisier accepta definitia unei imagini in numeroase rezolutii si in culori diferite.

Compresia / decompresia imaginilor matriceale

Reducerea volumului de date pentru stocare si transfer se datoreaza tehnicilor de comprimare si decomprimare. Compresia se aplica tuturor tipurilor de date: textuale, grafice, vectoriale, imagini bitmap, imagini fixe sau animate si sunet. In conformitate cu specificul fiecarui tip de data, se aleg algoritmi potriviti, specifici sau normati.

Metodele folosite la comprimarea imaginilor pot fi grupate dupa urmatoarele criterii:

a) volumul de informatii obtinute in procesul de comprimare / decomprimare:

- metode fara pierderi de informatie la comprimare,

- metode cu pierderi; informatia recuperata nu este in totalitate identica cu cea initiala.

b) dupa raportul timp de compresie – timp pentru decompresia datelor:

- algoritmi simetrici; timpii  de comprimare si de decomprimare sunt egali,

- algoritmi asimetrici; timpul necesar comprimarii este mult superior timpului de decompresie.

O tehnica recunoscuta si un standard in compresia imaginii fixe bitmap este JPEG (Joint Photographic Experts Group Acesta este si un format foarte recunoscut pe Web creat la initiativa ISO a CCITT. Standardul se incadreaza in clasa metodelor de comprimare cu pierdere de informatie. Principiul sub care functioneaza JPEG este stabilirea de relatii intre pixelii unei imagini si codificarea lor, iar prin aplicarea sa se poate obtine o imagine comprimata intr-un raport de pana la 75:1, fara o degradare vizibila a calitatii acesteia.

Standardul poarta in clar denumirea de “compresie numerica a imaginilor fixe de natura fotografica”.

Reducerea cantitatii de date se bazeaza pe eliminarea acelor aspecte din imagine care nu afecteaza perceptia vizuala a acesteia. In acest sens, imaginea RGB este codificata intr-un semnal de chrominanta si de luminanta. Apoi, ea este descompusa in blocuri de cate 8 * 8 pixeli, 64 pixeli, carora li se aplica diferiti algoritmi. Compresia JPEG poate functiona in mai multe moduri, determinate de procesele de codaj a imaginii, moduri care influenteaza si modul sau de afisare:

- codificarea secventiala, in care blocurile de pixeli sunt codificate unul dupa altul, de la stanga la dreapta si rand de blocuri dupa rand de blocuri; este si cel mai simplu. Acest mod de codificare are ca rezultat construirea definitiva si pe portiuni, de sus in jos, a imaginii finale pe ecran, la afisare.

- codificarea progresiva, in care blocurile de informatie supuse codificarii sunt tratate in mod egal, in aceeasi ordine, dar prin mai multe baleieri ale imaginii. Imaginea rezultata din acest tip de codaj se construieste si se afiseaza prin adaugarea de noi detalii de culoare cu fiecare nou bloc codificat, pana cand se obtine imaginea finala.

- codaj progresiv fara pierdere in care se face o predictie a unei valori pornind de la alte trei esantioane vecine. Acest codaj se foloseste, in special, pentru imaginile de calitate fotografica. Afisarea imaginii se face prin adaugarea repetitiva de detalii si culori.

- codaj progresiv ierarhic in care imaginea este codificata ca intr-o urzeala. Se porneste cu o linie de urzeala de referinta, dupa care se face o predictie asupra liniilor de urzeala urmatoare. Diferenta constatata intre urzelile sursa si urzelile reconstruite se codifica printr-un algoritm de tip diferential.

Rata de comprimare obtinuta in fiecare din aceste moduri de codificare depinde si de caracteristicile imaginii tratate.

2 Imaginea vectoriala

Formatele de tip vectorial sunt foarte bine adaptate reprezentarii obiectelor grafice (descrierea geometrica a obiectelor si cu descrierea atributelor lor).

Caracteristicile imaginii vectoriale

Codificarea vectoriala a imaginilor tine seama de semantica lor, iar din punct de vedere informational, reprezentarea imaginilor vectoriale este mult mai bogata in comparatie cu reprezentarea in format matriceal.

Structura vectoriala este mult mai compacta decat cea matriceala, ea retinand doar punctele caracteristice fiecarui obiect. Acest format devine foarte complex atunci cand contine un numar mare de obiecte de dimensiune mica.

Dimensiunea fisierelor ce contin imagini vectoriale este foarte mica in comparatie cu cele matriceale.

Spre deosebire de imaginea matriceala, stocarea imaginilor vectoriale este independenta de scara de afisaj, ceea ce permite o modificare a dimensiunii acesteia fara a-i deteriora calitatea.

Datorita bogatiei lor semantice, imaginile vectoriale presupun procese de tratare complexe realizate numai in programe de editare specializate, cum ar fi: AutoCAD, Corel Draw etc.