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.  
  

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Fig.3  

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Una immagine in bianco e nero è  costituita da una serie di aree di tonalità compresa tra il bianco  e il nero.  

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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.. 
 

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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.  
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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)  

 
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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.

 
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