A.F.S.I. di Antonino Fleres - Servizi Informatici Torino - Lezioni informatica

Concetti base - Lezione 3

 

Vediamo adesso come vengono memorizzati i dati che rappresentano le immagini. Ovvero, come viene tradotta in linguaggio binario un'immagine. Quale è la tabella che permette la conversione del dato analogico in digitale. Per esempio: quanti e quali "0" e "1" servono per "inserire" una fotografia in una memoria informatica.

Per rendere la lezione il più comprensibile possibile, tratteremo il caso di una immagine RASTER (o BITMAP, cioè mappa di bit, insieme di puntini).

Per tradurre in digitale una immagine bitmap, per prima cosa occorre scomporre l'immagine in tante piccole particelle. Le particelle vengono chiamate "pixel" (oppure "punti" oppure "bit") e sono il frutto della divisione (intersezione) della immagine stessa in tante parti (righe) orizzontali ed altre parti (colonne) verticali. Da notare che i pixel sono dei quadrati perfetti e non dei cerchietti o dei rettangoli, anche se, siccome sono in genere molto piccoli, senza un opportuno ingrandimento, sembrano dei puntini.

Per esempio, possiamo considerare questa immagine che rappresenta il Duomo di Chivasso (TO). Per capire cosa e dove sono i pixel che rappresentano i tantissimi puntini (quadratini) di cui è composta l'immagine stessa, abbiamo ingrandito più volte un particolare del campanile che vediamo nei cerchiolini rossi. Alla fine l'immagine è abbastanza ingrandita e si vedono benissimo i "quadratini", frutto dell'intersezione tra le righe e le colonne menzionate prima.

Ognuno di questi piccolissimi quadratini (nella quarta figura li viediamo grandi perché abbiamo "zoommato" l'immagine) rappresentano la parte più piccola e non maggiormente frazionalbile dell'immagine, da qui il nome pixel, acronimo in lingua anglosassone di picture element. Ogni pixel è pieno di un colore, ed è proprio il codice del colore di ogni pixel che sarà memorizzato nella memoria grazie ad una apposita tabella di conversione.

C'è quindi una analogia con quanto detto nelle scorse lezione per il testo: ogni carattere del testo (elemento unitario del testo) viene memorizzato grazie ad una tabella di conversione (tabella ASCII), ogni pixel dell'immagine (meglio dire il colore di ogni pixel) viene memorizzato utilizzando una tabella di conversione (tabella RGB).

Ricordiamo che il colore è dovuto alla riflessione della luce sulle superfici, infatti, in scarsità di luce i colori tendono a sparire e, se l'assenza di luce è totale, non vediamo più nulla oppure vediamo tutto nero, ovvero, ogni oggetto (ed anche l'osservatore) viene immerso nel buio assoluto.

In presenza di luce, lo spettro dei colori che l'occhio umano riesce a percepire va dall'ultravioletto all'infrarosso passando attraverso i tre colori primari (rosso, verde e blu) e i tre secondari (ciano magenta e giallo, ottenuti dalla fusione dei colori primari, per es: luce rossa + verde = luce gialla; luce rossa + blu = luce magenta; luce blu + verde = luce ciano), che, mischiandosi tra di loro, producono una molteciplità quasi infinita di gradazioni e sfumature diverse.

La tabella di conversione RGB è molto utilizzata per le immagini in "True color" (colore vero) ovvero quelle immagini formate da milioni e milioni di pixel colorati con tutte le sfumature di colore che i nostri occhi possono percepire: circa 12/13 milioni di sfumature di colore diverse.

Ma torniamo al bit e al byte. Una serie di 8 bit permette 256 combinazioni diverse (2⁸), quindi, se i colori di una immagine fossero al massimo 256, potremmo utilizzare una tabella di conversione utilizzando un singolo byte per ogni colore (quindi per ogni pixel dell'immagine).

Dato che le possibili combinazioni, cioè i possibili colori (che ogni pixel può ospitare) sono, nelle immagini True color, molto più di 256, dobbiamo utilizzare pi ù byte per organizzare una tabella di conversione. Utilizziamo perciò un byte per ognuno dei tre colori primari RGB (Red, Green e Blue, in italiano rosso, verde e blu). Tre byte vuol dire una serie di 24 bit (2²⁴) cioè 16.777.216 combinazioni per tutte le sfumature di colore visibili dai nostri occhi.

In pratica, abbiamo la possibilità, con la tabella RGB, di mescolare 256 gradazioni diverse di luce rossa con 256 gradazioni diverse di luce verde e con 256 gradazioni diverse di luce blu. La gradazione massima corrisponde al massimo della luce abbinata al colore, la gradazione minima corrisponde al buio totale (totale mancanza di luce), ovvero al colore nero. Se tutti e tre i canali sono al massimo della loro luce otteniamo il bianco, se tutti e tre sono a zero, avremo il buio cioè il nero. Questo metodo si presta per visualizzare le immagini sui monitor o sulle TV.

Per esempio, se volessimo rappresentare il colore rosso secondo la tabella di conversione RGB, dovremmo dare 256 frazioni di luce (luce massima) al colore rosso, 0 frazioni di luce (luce assente) al colore verde e 0 frazioni di luce (luce assente) al colore blu. Potremmo anche dire: il colore rosso è illuminato al massimo, mentre gli altri due non lo sono affatto, perciò non si vedono. Il codice del colore rosso sarà quindi (in decimale, utilizzando tre bit, tre cifre numeriche per colore) "256000000". Se vogliamo tradurre il codice decimale in binario ecco il risultato: "111111110000000000000000". Spesso, in informatica, si usa il valore esadecimale; ecco il codice esadecimale (utilizzando 2 bit, 2 caratteri esadecimali per colore) del rosso: "FF0000"

Altro esempio: se illuminiamo il colore rosso per 39/255esimi (cioè pochissimo, infatti vediamo il secondo cerchio quasi nero), il colore verde per 164/255esimi ed il colore blu per 136/255esimi, il risultato sarà il colore che vediamo nel primo cerchio. Il codice decimale del colore del primo cerchio sarà: "039164136", il codice esadecimale sarà: "27A488", ed infine, il codice binario sarà: "001001111010010010001000". Se il colore raffigurato nel primo cerchio fosse il colore del primo pixel della nostra immagine, i primi 3 byte (o i primi 24 bit) utilizzati nella memoria informatica per rappresentare l'immagine sarebbero esattamente come sopra scritto, cioè: "001001111010010010001000".

Non dobbiamo confondere la luce che permette alle superfici di riflettere i colori con gli inchiostri colorati che servono per stampare le immagini (per esempio gli inchiostri della stampante). In questo caso si utilizza la codifica CMY (Cyan, magenta, yellow, cioè ciano, magenta e giallo). In questo caso il colore finale si ottiene con la sovrapposizione dei tre colori (inchiostri colorati) principali. Utilizzando nessuno dei tre colori avremo il bianco (supponendo che si stampi su carta bianca), utilizzando il massimo della percentuale dei tre colori avremo il nero. Nella figura si vede lo stesso colore di cui prima abbiamo ottenuto il codice RGB, vediamo che in questo caso, se volessimo stampare quel colore (quello del primo cerchio) dovremmo utilizzare il 77% di colore ciano, il 9% di colore magenta e il 57% di colore giallo sovrapponendoli l'uno sugli altri.

 

Antonino Fleres

 

 

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