Una
tecnologia che investe tutto il futuro
di
ogni genere di immagine. E non solo...
Il
trattamento delle immagini sembra tutto proteso verso la multimedialità:
verso il dialogo con i computer, con le immagini in movimento o ferme,
verso la telematica, l'audio Hi-Fi (magari mediato dal Surround) e così
via.
Il denominatore comune che hanno e che avranno
tutti questi sistemi, consiste nella parola magica: "digitale".
Il sistema digitale è ora il ponte che
consente l'interscambio di immagini da un punto all'altro del globo via
telefono, tra il videoregistratore e il computer, eccetera. Ma anche all'interno
di ciascuno di questi campi (il video, il computer...) la digitalizzazione
assume un ruolo sempre maggiore. In particolare, nella videoregistrazione
la digitalizzazione può venire impiegata per tre scopi principali:
la correzione delle immagini, il montaggio, l'aggiunta di immagini sintetiche
che possono interagire con quelle girate dal vero o accompagnarle (ad esempio)
con dei titoli molto elaborati. con le sigle di apertura delle trasmissioni,
le animazioni....
I "punti caldi" che si hanno nella gestione delle
immagini digitali sono : la sorgente, le caratteristiche della conversione,
l'algoritmo di compressione (sembrerebbe un optional ma in questi ultimi
mesi sta diventando un aspetto fondamentale per poter accedere a certi
supporti e certe vie di trasmissione) le macchine che trascodificano gli
standard, il software di gestione.
La sorgente in genere non è digitale,
ma a volte l'immagine "nasce" così: attraverso la creazione di un
disegno al computer, con il CAD, con dei titoli o immagini sintetiche.
Ma la maggior parte delle immagini e del suono proviene da strumenti analogici:
dalle immagini girate con la videocamera, con foto o diapositive, dalle
registrazioni su nastro.
La porta d'ingresso di questi programmi e immagini
nel mondo digitale è costituito in questo caso da un apparecchio
chiamato "campionatore" o meglio convertitore analogico/digitale. E' una
circuitazione che "scandisce" l'immagine, la percorre tutta, misurando
per ciascun punto la luminosità e il colore. L'immagine in bianco
e nero può essere considerata la somma di una certa quantità
di zone chiare e scure (figura 4). L'operazione di scansione consiste nell'attribuire
un certo valore di grigio o di colore all'immagine. In pratica, si "misura"
la distanza dal nero e dal bianco che è caratteristica di
ciascun punto dell'immagine.
Alla fine, non si ha più l'immagine, ma
una fila di numeri, che corrispondono all'immagine.Questa fila di numeri
rappresenta l'immagine digitalizzata. Attribuendo il colore grigio
a ciascuno di questi numeri, si può riottenere l'immagine originaria.
Le caratteristiche fondamentali di una digitalizzazione
dell'immagine in bianco e nero sono due: il numero di misurazioni e il
numero dei singoli valore di grigi che può assumere ciascuna
immagine. Più misurazioni si fanno, più accurata sarà
la conservazione dell'immagine. In figura 5 si mostra come una serie di
misurazioni troppo rade possano "tralasciare" delle piccole variazioni
di luminosità. Ne consegue che per trasportare un'immagine
con buone definizione, servono molte misurazioni. Se il numero di misurazioni
è troppo basso, si perde nitidezza e definizione. Da
qui l'importanza fondamentale di avere un grande numero di misurazioni
al secondo.
E' chiaro che sia il numero di misurazioni
al secondo che i singoli valori di grigio che possono assumere queste singole
misurazioni incrementano le dimensioni dell'immagine. Un'immagine con 10
righe e 10 misurazioni per riga dà 100 misurazioni, una con 625
righe e 820 misurazioni per riga (sono i valori massimi consentiti dal
PAL) si avrebbero oltre mezzo milione di misurazioni. Queste sono misurazioni,
e non valori. Ciascuno di questo mezzo milione di punti può infatti
assumere un certo numero di valori: nero, grigio scuro, grigio più
chiaro... Attribuendo 64 possibili valori ciascuno ( = una scala di grigi
di 64 tonalità) ecco che per ciascuna immagine occorrerebbe registrare
quasi 33 milioni di valori, relativi alla sola immagine in bianco e nero.
Per 25 immagini al secondo, siamo a circa 820 milioni di valori. Se si
considera che mancano i valori relativi al colore, e dei segnali come i
sincronismi ecc, già da questo si vede l'importanza della compressione
dei dati, di cui parleremo in seguito, e che oggi apre nuove prospettive
per l'immagine digitale. |
Fig. 1 a
Fig. 1 b
Fig.2a 2b 2c e
2d.
.
.
.
Fig.3
|
.
.
.
.
.
Una
immagine in bianco e nero è costituita da una serie di aree
di tonalità compresa tra il bianco e il nero.
.
.
.
.
Se
come in B "leggiamo" l'immagine lungo delle linee orizzontali (scansione)
possiamo vedere che vi è una variazione lineare di grigi. Ad esempio,
in corrispondenza delle freccia, si vede lo sfondo nero, poi il braccio
della ballerina che diviene sempre più chiaro, poi torna scuro e
si va verso il nero dello sfondo..
.
.
.
.
La
sezione indicata dalla freccia potrebbe essere quella "estratta" in Fig.2A.
La
curva in B descrive bene l'andamento della luminosità: quando nella
figura si va verso il bianco la curva sale, quando va verso il nero la
curva scende. Questo è un segnale ANALOGICO, perchè è
analogo all'andamento della luminosità. E' abbastanza facile
da ottenere: vi sono dispositivi che emettono un segnale più forte
quando vengono illuminati maggiormente e viceversa.
Per
ottenere il segnale digitale, si "misura" il segnale analogico, come in
C. Si ottengono dei numeri, che sono i valori che si incontrano quando
la curva "cade" in un momento in cui la si misura.
.
.
.
.
Questi
numeri (2.4.6...) sono portati per semplicità perchè in genere
si usa il sistema binario (qui a lato) che permette di registrare solo
una serie di 0 e di 1 (esemplificati da quadrati neri e bianchi).
|
IL NUMERO DI
MISURAZIONI
(=LA FREQUENZA
DI CAMPIONAMENTO)
.
.
. |
Notate
come la prima e la seconda misurazione sopra "vedono" lo stesso valore,
e si trasportano quindi i valori di una linea diritta anzichè
un'avvallamento.
Con
misurazioni più fitte Come sotto)si raccoglie invece ogni variazione
di luminosità in modo corretto...
Quindi,
un aumento della frequenza di campionamento (numero di misurazioni al secondo)
aumenta la precisione con cui si "lgge" l'immagine o il suono. |
|