Digitális képek és az információmennyiség – jegyzet

Színek

Egy tárgy színét 2 dolog határozza meg: a fényforrásban lévő színek és a tárgy azon tulajdonsága, hogy mely színeket veri vissza, illetve melyeket nyeli el. Ha a fényforrás fehér (ez minden színt tartalmaz) akkor a tárgy látható színe csak a tárgyról visszaverődő színektől függ. Ha a fényforrásból hiányzik egy olyan szín, melyet a tárgy visszaverne, akkor a tárgynak “hamis színe” lesz. Ha a fényforrásból hiányzik az összes olyan szín, melyet a tárgy visszaverne, akkor a tárgy fekete lesz (minden más színt elnyel).

Alapszínek (világítástechnikában használatos): piros (Red), zöld (Green), kék (Blue)

A másodlagos alapszínek a türkiz (Cyan), a bíbor (Magenta) és a sárga (Yellow). Ezek ebben a sorrendben a kék-zöld, a kék-piros és a zöld-piros színek egyenletes keverékei.

A monitor, kivetítő (és más techniai eszközök) színeit az alapszínek keverésével hozza létre. Ez az additív színkeverés, amiben a fény-színek  keverednek, újabb szín bekeverése a színerőt növeli. Az alapszínek (RGB) egyforma keveréke a fehér színt eredményezi. A színek hiánya tökéletesen fekete színt eredményez. A színek keverését úgy lehet elképzelni, mintha újabb és újabb lámpákat kapcsolnánk be.

A tárgyak (pl. festékek) színkeveredésére a szubtraktív színkeverés jellemző. Ekkor az elnyelt színek keverednek, újabb szín bekeverése a színerőt csökkenti. A fekete a színek összességét, a fehér a színek hiányát jelenti. A színek keverését úgy lehet elképzelni, mintha újabb és újabb színű áttetsző fóliát helyeznénk egymásra.

Végtelen sok szín létezik, ezek közül az ember csak bizonyos tartományban lát és csak bizonyos mértékben tudja megkülönböztetni őket egymásról (az ember 2-7 millió színt tud megkülönböztetni).

A digitális képek

Forrása lehet

  • átmásolás (digitálisról digitálisra, pl. internetes letöltés, fájlcsere, pendrive…)
  • digitalizálás (analóg képről digitális kép létrehozása, mintavételezéssel – pl. szkennelés vagy digitális kamera)
  • készítés (pl. rajzolás, szerkesztés)

Digitalizálás, felbontás

Az analóg fénykép (minden két közeli képpont közt található egy harmadik, eltérő színű képpont) végtelen sok képpontot tartalmaz, és minden egyes képpont végtelen sok színnel rendelkezhet. A számítógép nem képes végtelen sok információ tárolására (csak ha valamilyen eljárással ki tudná számolni az egyes helyeken lévő képpontok színét, de fotók esetén nem létezik ilyen eljárás), ezért az eredeti képnek csak egy olyan másolatát tudja tárolni, ami a kép megadott helyein lévő képpontjainak megközelítő színinformációit tartalmazza. Azt a mintavételezési eljárást, amiben meghatározzuk, hogy a képről milyen sűrűséggel és milyen színközelítéssel történjen a kép másolása, képdigitalizálásnak nevezzük. A digitalizálás eszköze a szkenner.

Szkenneléskor meg kell határozni a termék felbontását, tehát a színbeolvasási gyakoriságot, hogy megadott távolságegységen (inch = 2,54 cm) hány képpontot (dot) olvasson le a szkennelő program. A felbontás mértékegysége a dpi (dot per inch). A nagyobb felbontás jobb minőségű, de nagyobb méretű képet eredményez. Meghatározható vízszintes és függőleges felbontás, mivel ezek az értékek eltérhetnek (bizonyos esetben a kép minőségét nem befolyásolja jelentősen, ha például a függőleges felbontása kisebb a vízszintesnél, de a kép méretét csökkentheti). Általános esetben a vízszintes és függőleges felbontás értéke azonos, ilyenkor csak felbontásról beszélünk. A képen szereplő képpontok száma kiszámítható, ha a vízszintes méretét (inchben) és függőleges méretét megszorozzuk, majd megszorozzuk a felbontás négyzetével (azért a négyzetével, mert a felbontást egy vonalon határozzuk meg, így a vízszintes és függőleges méretet is külön-külön meg kell szorozni vele). Ha a képet csak monitoron akarjuk viszontlátni (pl. weboldalon jelenítjük meg), akkor nem érdemes 70-90 dpi-nél nagyobb felbontást használni. Ha ki akarjuk nyomtatni a képet, a minősége elérheti a 300 dpi-t. Nyomdatermék előállításánál (pl. színes magazin címlapja) ennél sokkal nagyobb felbontásérték is szerepelhet.

Szkenneléskor ugyancsak meg kell adni a használandó színpalettát. Egy képpont színének beolvasásakor a szkennelő program a beolvasott színt hozzárendeli a használt színpaletta legközelebbi színéhez és ezt az értéket tárolja. Színgazdagabb színpaletta használatakor a kép jobban fog hasonlítani az eredeti képhez, de nagyobb lesz a mérete.

A bitkép sorokba rendezett képpontokból épül fel, a képmanipulációt is képpontokként végezhetjük el. A bitkép fotorealisztikus képábrázolásra alkalmas. A kép mérete és a minősége függ a képpontok számától (a felbontás “finomságától”), a használt színpalettától és a tömörítés mértékétől.

Az analóg másolásnál a minőség folyamatosan romlik (elveszik információ, bekerül oda nem való információ, azaz zaj)
Digitális másolásnál azonos minőség jön létre (bitről bitre másolás).

Az információ mérése

Az információ mérésének alapegysége a bit. 1 bit tárolóhelyen 2 információt lehet tárolni (0 vagy 1).
Az előzőhöz képest egyel több bit tárolóhely a tárolási kapacitást kétszerezi meg.
Így 2 biten 4 információ (00, 01, 10, 11), 3 biten 8, 4 biten 16 darab információ tárolható.
n biten 2n darab információ tárolható.

A számítógép kettes számrendszerben dolgozik (0-val és 1-gyel, ezeket tárolja, továbbítja)

1 Byte = 8 Bit

1 Byte az 1 karakter tárolási egysége az ASCII-kódrendszerben. 1 Byte-on tehát 256 féle karaktert lehet tárolni.

1 Kilobyte (Kb) = 1024 Byte
1 MB = 1024 KByte = 1048576 Byte ~ 1 millió Byte
1 GB = 1024 MB ~ 1 milliárd Byte

(átváltási arány 1024 = 210)