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Capitolo I - I FORMATI GRAFICI
Sebbene esistano diverse centinaia di
formati grafici, possiamo subito individuare due grandi famiglie:
- formati orientati alle immagini (bitmap)
- formati orientati alla grafica (vector)
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Le immagini a
bitmap (o raster) si presentano come una matrice di punti
(pixel) a cui è associato uno o più valori per descriverne la
luminosità e/o il colore. Dal momento che spesso un'immagine
presenta milioni di pixel, è frequente l'utilizzo di algoritmi
di
compressione
per ridurre il "peso" delle immagini.
Il colore può essere determinato in vari modi. I più comuni sono
l'RGB, il CMYK, il LAB (YCrCb), la scala di colore. |
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- RGB: nell'RGB il colore è descritto mediante tre canali che indicano la
luminosità dei tre colori primari (rosso, verde e blu). A
questa luminosità è associato un numero che solitamente è formato da
8 o 16 cifre in codice binario (0 e 1). Si parla quindi di immagini a 8 o 16
bit/canale.Dal
momento che 8 cifre in codice binario possono rappresentare numeri compresi
tra 0 e 255, la profondità di colore è limitata a 256 livelli per ogni canale (le cui combinazioni offrono una tavolozza di 16.581.120 di colori), più
che accettabile per l'occhio umano ma insufficiente per elaborazioni
che prevedono una ridistribuzione dei valori sui vari livelli (di
cui parleremo nel capitolo 4). A questo scopo è possibile salvare
immagini utilizzando 16 bit (quindi 16 cifre in base 2), potendo
così disporre di 65536 livelli per canale e quindi 281.462.091.939.840 di colori.
- CMYK: nel CMYK il colore è descritto indicando
la quantità di inchiostro da utilizzare per la stampa. I canali sono
quattro (ciano, magenta, giallo e nero) e anch'essi possono essere
salvati sia utilizzando 8 bit sia 16. L'utilizzo di questo formato è
consigliato solo nell'ultima fase dell'elaborazione, quando cioè si
deve ottimizzare l'immagine per la stampa.
- LAB: LAB è la dicitura con cui photoshop indica lo
spazio di colore YCrCb, costituito da tre canali indicanti la
luminosità (Y), la differenza fra Y e il rosso (Cr) e la differenza
fra Y e il blu (Cb). Il vantaggio di questo formato è che,
possedento un canale di luminanza autonomo, è possibile gestirlo in
modo estremamente semplice senza alterare i colori. Di contro la
gestione del colore diventa assai meno intuitiva.
- Scala di colore: la scala di colore (o palette,
tavolozza) stabilisce in partenza quali colori saranno utilizzati
nell'immagine e associa a ciascuno di essi un numero a 8 bit. E'
quindi possibile disporre di soli 256 colori contro i milioni di
colori offerti dai tre metodi sopra citati. L'utilizzo di questo
metodo non è pertanto indicato alle fotografie e in campo
astronomico può essere sfruttato solo per alcune immagini in
falsi
colori.
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Le immagini
vettoriali sono invece costituite da forme geometriche astratte, descritte
da equazioni matematiche. Queste immagini sono perciò principalmente vuote,
non costituite da una matrice di punti tutti descritti, ma bensì dalle
istruzioni per creare al momento una bitmap da mostrare sullo schermo.
Questo tipo di immagini ha una risoluzione potenzialmente infinita e il
solo limite è imposto dalla complessità. Se si escludono grafici o altre
immagini particolari, i vector non trovano applicazione in astronomia.
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Per quanto
riguarda la fotografia puramente artistica, è possibile ricorrere ai vector
per aggiungere alle immagini scritte, cornici, ecc. L'immagine finale
sarà tuttavia rasterizzata (trasformata in bitmap) prima di essere salvata
in un formato orientato alle immagini.
Vedremo ora i principali formati orientati
alle immagini e le loro caratteristiche...
I formati grafici orientati alle immagini più diffusi sono i *.bmp, *.gif, *.jpg,
*.tiff, *.png, *.fit e molti formati raw (*.nef, *.crw, *.naf, ecc.)
- *.bmp: il formato bmp (bitmap) può utilizzare una palette
fino a 256 colori (comprimibile) oppure il metodo RGB limitato a 8 bit/canale
(non compresso). In ambito
astronomico è consigliabile solo quando non è possibile, per limitazioni
hardware, utilizzare formati a 16 bit/canale.
- *.jpg: il formato jpg (o jpeg, Joint Photographic Experts Group) è limitato a 8 bit/canale e presenta una
compressione di tipo non lossless capace di ridurre notevolmente lo spazio occupato in memoria. Il jpg è consigliato
solo in fase di stampa o pubblicazione sul web, quando cioè non sono più
necessarie ulteriori elaborazioni.
- *.gif: il formato gif (graphics interchange format) è compresso
mediante l'algoritmo lossless lxw e utilizza una palette limitata a 256 colori. Questo lo rende non utilizzabile in ambito astronomico. Un grande
utilizzo del formato gif è la grafica web, anche grazie alla possibilità di
avere trasparenze ed animazioni.
- *.tiff: il formato tiff (tag image file format) può avere
sia 8 sia 16 bit/canale e può includere livelli. Solitamente non è compresso, anche se è
possibile comprimerlo mediante l'algoritmo jpg (non lossless) oppure zip o lzw (lossless).
Tuttavia è consigliabile non comprimere un tiff in quanto elaborare immagini
compresse può impegnare eccessivamente il processore.
- *.png: il formato png (portable network graphics) è nato per la grafica web. Può includere
livelli, trasparenze, oggetti vettoriali e informazioni aggiuntive che possono
essere lette dai software per grafica web. Il png può avere sia 8 sia 16
bit/canale e presenta una compressione lossless. Questo formato non è
conveniente in ambito astronomico.
- *.fit: il formato fit (flexible image transport sistem) è quello più
usato in ambito astronomico. Possiede una dinamica definita nell'header (anche
se la più usata è 16 bit/canale) e può essere compresso
mediante l'algoritmo lossless gzip (fattore di compressione 1:3). L'header di un
fit può contenere una grande quantità di informazioni aggiuntive utilizzabili
dai software di elaborazione specifici.
- I formati RAW: i formati raw sono l'equivalente digitale del negativo di
una macchina fotografica tradizionale, ossia l'immagine vista dalla macchina,
grezza, senza alcun pretrattamento. Questi formati sono molto utili in
astrofotografia in quanto conservano tutta l'informazione catturata dalla
macchina. I formati raw si usano soprattutto nella fotografia astronomica con
fotocamere digitali, in cui sono validi sostituti del formato fit.
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