{{ A digitális kép neve minden olyan képet ( rajz , ikon , fénykép stb.) Jelöl , amelyet bináris formában szereztek , hoztak létre , dolgoztak fel és tároltak :
Több dimenziós pontokból álló mátrixból ( táblázat ) áll, amelyek mindegyike térbeli dimenziót (magasság, szélesség, mélység), időbeli (időtartam) vagy más (például a felbontás szintjét) képvisel.
2D képekKétdimenziós képek esetén (a leggyakoribbak) a pontokat pixeleknek nevezzük . A matematika szempontjából a képet függvénynek tekintik , amelyben a bemeneti verset térbeli helyzetnek, a kimeneti szingulettet kódolásnak tekintik.
Ez a képtípus jól alkalmas számítógépes képernyőn történő megjelenítésre (szintén pixelorientált); másrészt nem túl alkalmas nyomtatásra , mert a számítógép képernyőinek felbontása, általában 72–96 dpi („pont per hüvelyk”, angol pont per hüvelyk vagy dpi ) jóval alacsonyabb, mint amit a nyomtatók elértek, mínusz 600 dpi ma. Ha a kinyomtatott kép nem nagy felbontású, akkor többé-kevésbé elmosódott lesz, vagy látható négyzet alakú képpontokat mutat.
2D + t képek (videó), 3D képek, többfelbontású képekEzek az esetek a 2D eset általánosítása, az idő, a térbeli dimenzió vagy a felbontási skála szerinti kiegészítő dimenzió.
Matematikai szempontból az in függvénye .
Sztereoszkópikus képekEz egy különleges eset, amikor az egyik képpárral működik, amelyek az előző típusok bármelyikére képesek.
Sokféle sztereoszkópos kép létezik, és még többféle módon lehet őket megkönnyebbülten megtekinteni , de a nemzetközi sztereoszkópos szervezetek által ajánlott kódolást "jps" -nek nevezik , vagyis egy JPG formátum, amelyben a két bal és jobb nézet ugyanazon fájlban kerül egymás mellé, leggyakrabban 2048 × 768, a két nézetet mind egy téglalapba beírva 1024 × 768, és ha annak képaránya értéke nem 4/3-a, mindegyik nézetet ebben a téglalapban két szimmetrikus fekete sáv egészíti ki, akár fent és alul, akár balra és jobbra.
Az elv az, hogy a kép adatait geometriai képletekkel ábrázolják, amelyek matematikai szempontból leírhatók . Ez azt jelenti, hogy az elemi pontok mozaikjának memorizálása helyett a cselekményhez vezető műveletek egymás után kerülnek tárolásra. Például egy rajzot a számítógép megjegyezhet úgy, hogy "egy vonal húzódik az (x 1 , y 1 ) és (x 2 , y 2 ) pontok között ", majd "egy kört rajzol a középpontból (x 3 , y 3 ) és a 30 sugarú vörös ”.
Az ilyen típusú kép előnye a végtelen nagyítás lehetősége a kezdeti minőség elvesztése nélkül, valamint egy kis lábnyom. Az ilyen típusú kép előnyös használata olyan diagramokat érint, amelyeket bizonyos CAD (Computer Aided Drawing) szoftverekkel, például az AutoCAD vagy a CATIA segítségével lehet előállítani . Ezt a típusú képet Flash- animációkhoz is használják , amelyeket az interneten használnak reklámszalagok készítéséhez, weboldalak , sőt teljes weboldalak bevezetéséhez.
Mivel a jelenlegi képmegjelenítési eszközök, például a számítógép képernyője, elsősorban a raszterképekre támaszkodnak, a vektorleírásokat (Fájlok) előbb raszterleírásokká kell konvertálni, mielőtt képként megjelennek.
A raszteres képeket meghatározása és felbontása is meghatározza .
A meghatározás a kép határozza meg a pontok száma azt alkotó. Digitális képen ez megfelel a kép magasságában (függőleges tengely) és szélességében (vízszintes tengely) alkotó képpontok számának: például 200 x 450 képpont , rövidítve: „200 × 450”.
A kép felbontását a digitalizálandó szerkezet egységnyi hosszúságú pixelek száma határozza meg (általában dpi-ben ). Ezt a paramétert a digitalizálás során határozzák meg (a kép átvitele bináris formában ), és főleg a digitalizálás során felhasznált anyag jellemzőitől függ. Minél nagyobb a pixelek száma a digitalizálandó szerkezet egységnyi hosszúságánál, annál nagyobb az információmennyiség, amely leírja ezt a struktúrát, és annál nagyobb a felbontás. A digitális kép felbontása határozza meg a kép részletességének mértékét. Így minél nagyobb a felbontás, annál jobb a reprodukció.
Ugyanazon képméretnél azonban minél nagyobb a felbontás, annál nagyobb a kép képpontjainak száma. A képpontok száma arányos a felbontás négyzetével, tekintettel a kép kétdimenziós jellegére: ha a felbontást kettővel szorozzuk meg, akkor a pixelek számát megszorozzuk néggyel. A felbontás növelése hosszabb megtekintési és nyomtatási időt eredményezhet, ami túl nagy méretűvé teheti a képet tartalmazó fájlt és túl sok memóriaterületet eredményez.
Számos számítógépes színkódolási mód létezik , a képek kezeléséhez a piros, zöld, kék ( RGB vagy RGB - piros zöld kék ) színtér a leggyakrabban használt . Ez a tér a színek additív szintézisén alapul, vagyis hogy a három R, G és B komponens keveréke a legnagyobb értéken fehéret ad, mint a fény . E három szín különböző arányú keveréke lehetővé teszi a látható spektrum nagy részének a képernyőn történő reprodukálását anélkül, hogy meg kellene adni a fényfrekvenciák sokaságát.
A színek megjelenítésének más módjai is vannak:
A színes bittérképeket vagy egy képpel lehet ábrázolni, amelyben a képpontérték a három színkomponens értékének lineáris kombinációja, vagy három képpel, amelyek mindegyike egy-egy színkomponentust képvisel. Az első esetben, a pixel színének tárolására kiosztott bitek (elemi információs egység, amely két különböző értéket vehet fel) számától függően általában a következő képtípusokat különböztetjük meg:
Ez félrevezető név, mert a digitális világ (véges, korlátozott) nem képes teljes mértékben elszámolni a (végtelen) valósággal. A színkódolást három bájton végezzük , mindegyik bájt egy színkomponens értékét képviseli 0 és 255 közötti egész számmal. Ez a három érték általában a színt kódolja az RGB térben. Az így ábrázolható különféle színek száma 256 × 256 × 256 lehetőség, vagyis körülbelül 16,7 millió szín. Mivel ebben az ábrázolási módban két nagyon közeli, de különböző szín közötti árnyékkülönbség szinte észrevehetetlen az emberi szem számára, kényelmesen úgy tekinthető, hogy ez a rendszer lehetővé teszi a színek pontos reprodukcióját, ezért "igaz színekről" beszélünk .
R | V | B | Szín |
---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | fekete |
255 | 0 | 0 | piros |
0 | 255 | 0 | zöld |
0 | 0 | 255 | kék |
128 | 128 | 128 | közepesen szürke |
255 | 255 | 255 | fehér |
Az ezen az ábrázoláson alapuló bitképek gyorsan jelentős helyet foglalhatnak el, minden egyes pixelhez három bájt szükséges a szín kódolásához.
A színinformációk által elfoglalt hely csökkentése érdekében a képhez "csatolt" színpalettát használunk . Ezután indexelt színekről beszélünk: a pixelhez társított érték már nem a pixel effektív színét adja tovább, hanem az értéknek megfelelő bejegyzésre vonatkozik egy színtáblázatban (vagy palettán), amelyet angolul keresési táblának vagy LUT - nak hívnak . , amelyben a figyelembe vett szín teljes ábrázolása megvan.
A képen megjelenő színek számától függően így jelentős mennyiségű helyet lehet megtakarítani: a gyakorlatban úgy vélik, hogy a 16 millió 24 bites szín közül 256 szín elegendő. Kódolásukhoz tehát egy paletta foglal helyet, amely 24 bit × 256 bejegyzést vagy 3 × 256 bájtot foglal el, és a kép képpontjai egy bájton kódolt indexekhez társulnak. Egy ilyen kép foglalása tehát 1 bájt pixelenként, plusz a LUT, amely a 24 bites színes kép által elfoglalt terület valamivel több mint egyharmadát képviseli (minél többet tartalmaz a kép pixeleket, annál nagyobb a nyereség tér) , a határ az igazi színes kép által elfoglalt tér egyharmada).
Egy másik létező módszer abból áll, hogy palettáról adagolunk, és a három színt közvetlenül kódoljuk egy bájt használatával: mindegyik színkomponens két bitre van kódolva, a fennmaradó bit felhasználható az egyik komponens több színének kezeléséhez, vagy az egyik komponens kezeléséhez pixel átlátszóság. Ezzel a módszerrel bitmap képeket kapunk, amelyek színkódolása gyakorlatilag 8 bitre korlátozódik, bár a lehetséges színek tartománya nagyon kicsi ahhoz képest, amelyet a paletta segítségével végzett módszer kínál.
Indexelt színes képek esetén megadható, hogy a paletta egyik színét használó pixelek ne jelenjenek meg a képadatok olvasásakor. Ezt az átlátszósági tulajdonságot széles körben használják (és hasznosak) a weboldalak képeihez , így a kép háttérszíne nem akadályozza az oldal hátterének megtekintését.
Itt csak a fényintenzitás szintjét kódoljuk, általában egy bájton (256 érték). Megállapodás szerint a nulla érték fekete színt (nulla fényintenzitás) és 255 értéket fehér (maximális fényintenzitás) jelent:
000 | 008 | 016 | 024 | 032 | 040 | 048 | 056 | 064 | 072 | 080 | 088 | 096 | 104 | 112 | 120 | 128 | 136 | 144 | 152 | 160 | 168 | 176 | 184 | 192 | 200 | 208 | 216 | 224 | 232 | 240 | 248 | 255 |
Ezt a folyamatot gyakran használják fekete-fehér fotók vagy szöveg reprodukálásához bizonyos feltételek mellett (szűrő alkalmazásával a simább karakterek körvonalai lágyulnak).
Az egyszerű fényintenzitásnak ezt a kódolását a színes képek kódolására is felhasználják: a képet három fényintenzitású kép képviseli, amelyek mindegyike a színtér (például a vörös, a zöld és a kék intenzitása) külön elemében helyezkedik el.
A képhez további csatornát, alfacsatornak nevezhetünk , amely meghatározza a kép átlátszóságát. Ez egy olyan csatorna, amely hasonló a hagyományos csatornákhoz, amelyek meghatározzák a színösszetevőket, fix pixel / pixel (általában 8 vagy 16) kódolással. A pixel áttetszősége tehát lineárisan skálázódik, a teljes átlátszatlanságtól az átlátszóságig.
Más eredeti formátumokat használtak:
A képformátum a kép számítógépes ábrázolása, amely a kép kódolásának módjával kapcsolatos információkhoz kapcsolódik, és esetleg útmutatást nyújt a dekódoláshoz és a manipuláláshoz.
A legtöbb formátum egy fejlécből áll, amely attribútumokat tartalmaz (képméretek, kódolási típus, LUT stb.), Majd adatok (maga a kép) következik. Az attribútumok és az adatok strukturálása minden képformátum esetében eltérő.
Ezenkívül a jelenlegi formátumok gyakran tartalmaznak metaadat- területet ( angolul metaadatokat ), amelyek a képre vonatkozó információk megadására szolgálnak , például:
Ezeket a metaadatokat például széles körben használják az Exif formátumban (a JPEG formátum kiterjesztése ), amely a digitális fényképezőgépekben használt formátum .
Néhány óvintézkedés a képformátumokkal kapcsolatban:
Típus (mátrix / vektor) |
adat tömörítés |
Színek száma támogatott |
Progresszív kijelző |
Élénkség | Átláthatóság | |
Jpeg | mátrix | Igen, állítható (veszteséges) |
16,1 millió | Igen | Nem | Nem |
JPEG2000 | mátrix | Igen, veszteséggel vagy anélkül |
4,4 milliárd | Igen | Igen | Igen |
GIF | mátrix | Igen, veszteségmentes |
Max. 256 (raklap) | Igen | Igen | Igen |
PNG | mátrix | Igen, veszteségmentes |
Raklapos (256 vagy kevesebb szín) vagy 16 millió |
Igen | Nem | Igen (alfa réteg) |
TIFF | mátrix | Sűrítés vagy veszteség nélkül vagy anélkül |
monokrómtól 16 millióig | Nem | Nem | Igen (alfa réteg) |
SVG | vektor | lehetséges tömörítés | 16 millió | * Nem alkalmazható * | Igen | Igen (természeténél fogva) |
A TIFF formátum tulajdonosi formátumnak számít, a szabadalmat az Aldus cég ellenőrzi, amely 1994-ben egyesült az Adobe -val.
Korábban a GIF formátumra a CompuServe társaság által irányított Unisys szabadalom vonatkozott , tehát saját formátumú volt. De az Unisys szabadalmai lejártak. Ezért ez a formátum azóta jogdíjmentes formátum lett.
A szerzői jogok (Franciaországban) és a szerzői jogok (szinte az összes többi országban) érvényesítésének megkísérlésére vannak technikák a kép digitális megjelölésére. Ezeket a technikákat, amelyeket ujjlenyomatnak hívunk, egyre inkább alkalmazzák. Az impresszumnak állítólag látható vagy láthatatlan aláírás formájában kell igazolnia a kép eredetét, amelynek ellen kell állnia a képen alkalmazott kezeléseknek. Ez a „vízjel” két módszerrel végezhető el, amelyeket általában ugyanazon vízjel kifejezéssel jelölünk .
Ez a technika abból áll, hogy integrálják a képen egy jelzést, például a szervezetet vagy a szerzőt, amelyhez a kép tartozik, annak érdekében, hogy megakadályozzák a kalózokat annak használatától. Ennek a módszernek az a hátránya, hogy nagyon könnyen eltávolítható az ilyen típusú tetoválás képfeldolgozó eszközzel, mivel a tetoválás látható.
Ez a technika a vízjel elrejtéséből áll a képadatokban. Ennek a megközelítésnek az az előnye, hogy nem akadályozza a kép egyszerű olvasó általi olvasását, miközben lehetővé teszi a könnyű azonosítást. A szerző további előnyt szerez: az esetleges figyelmetlen hacker nem fogja megkísérteni az aláírás visszavonását vagy módosítását; az akaratosabb kalóz látja illegális tevékenységét egy kicsit megnehezíteni vagy könnyen bizonyíthatóvá tenni (pusztán a tetoválás jelenlétével).