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T EORIA DA C OR M ODELOS DE COR F ORMATOS DE I MAGEM Aplicações Informáticas B Fevereiro de 2012 Professor Artur Freitas U NIDADE 4 – U TILIZAÇÃO DOS SISTEMAS.

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1 T EORIA DA C OR M ODELOS DE COR F ORMATOS DE I MAGEM Aplicações Informáticas B Fevereiro de 2012 Professor Artur Freitas U NIDADE 4 – U TILIZAÇÃO DOS SISTEMAS M ULTIMÉDIA 1

2 C ONCEITO DE COR O conceito de cor está associado à perceção, pelo sistema de visão do ser humano, da luz emitida, difundida ou refletida pelos objetos. A cor é um fenómeno físico gerado pela luz. A luz que provem do sol é branca e é emitida através da radiação eletromagnética. A cor de um objeto depende das características das fontes de luz que o iluminam, da reflexão da luz produzida pela sua superfície, das características sensoriais do sistema de visão humano (os olhos) ou de câmaras digitais. 2

3 A luz contém uma variedade de ondas eletromagnéticas com diferentes comprimentos de onda. O ser humano consegue ver entre os 380 a 780 nm (nanómetro). 3

4 Os diferentes comprimentos de onda constituem o espectro de luz visível do ser humano e estão associados a diferentes cores. 4

5 A interpretação das cores é feita pelo cérebro humano depois de a luz atravessar a íris e ser projetada na retina. Os olhos são os sensores de toda a visão e esta pode ser do tipo escotópica e fotópica. A visão escotópica é assegurada por um único tipo de bastonetes existentes na retina. Estes são sensíveis ao brilho e não detetam a cor. Isto quer dizer que são sensíveis a alterações da luminosidade, mas não aos comprimentos de onda da luz visível. Este tipo de visão é utilizado durante a noite (ou em ambientes escuros), onde o olho passa a ser mais sensível ao azul. A visão fotópica é assegurada por um conjunto de três tipos diferentes de cones existentes na retina. Estes são sensíveis à cor e, portanto, aos comprimentos de onda da luz visível. O número de cones da retina distribuem- se da seguinte forma: 64% são do tipo vermelho (Red), 32% do tipo verde (Green) e 2% do tipo azul (Blue). 5

6 Como os bastonetes e os cones constituem dois tipos de sensores diferentes que apreendem a intensidade da luz e as diferenças de cor, é usual associá-los, respetivamente, aos conceitos de luminância e crominância. Uma imagem é formada por 3 componentes, Luminância Y (luma - preto e branco) e Crominâncias Cb (chroma - azulada) e Cr (chroma - avermelhada). 6

7 Como são geradas, armazenadas, manipuladas e reproduzidas as imagens pelos diferentes dispositivos físicos que utilizam a cor? Antes de mais, é necessário representar as cores através de modelos que se aplicam a diferentes situações reais. Os modelos de cor fornecem métodos que permitem especificar uma determinada cor, quando se utiliza um sistema de coordenadas para determinar os componentes do modelo de cor, está-se a criar o seu espaço de cor onde cada ponto representa uma cor diferente. 7

8 M ODELOS ADITIVO E SUBTRATIVO O modelo utilizado para descrever as cores emitidas ou projetadas é considerado aditivo e para as cores impressas é considerado subtrativo. Exemplos de aplicação dos modelos: Modelo aditivoModelo subtrativo Luz emitida e projetada num ecrã Luz refletida Mistura de cores emitidas por fontes de luz Mistura de cores de pintura ou impressão 8

9 M ODELOS ADITIVO E SUBTRATIVO Num modelo aditivo a ausência de luz ou de cor corresponde à cor preta, enquanto que a mistura dos comprimentos de onda ou das cores vermelha (Red), verde (Green) e azul (Blue) indicam a presença da luz ou a cor branca. Assim se explica a mistura dos comprimentos de onda de qualquer luz emitida. 9

10 M ODELOS ADITIVO E SUBTRATIVO Num modelo subtrativo, ao contrário do modelo aditivo, a mistura de cores cria uma cor mais escura, porque são absorvidos mais comprimentos de onda, subtraindo-os à luz. A ausência de cor corresponde ao branco e significa que nenhum comprimento de onda é absorvido, mas sim todos refletidos. Assim se explica a mistura de pinturas e tintas para criarem cores que absorvem alguns comprimentos de onda da luz e refletem outros. Assim, a cor de um objeto corresponde à luz refletida por ele e que os olhos recebem. 10

11 M ODELO ADITIVO RGB (Red, Green, Blue) Exemplos de aplicações: monitores, televisores M ODELO SUBTRATIVO CMYK (Ciano, Magenta, Yellow, blacK ) HSV (Tonalidade (Hue), Saturação (Saturation), Valor (Value)) Exemplos de aplicações: impressoras, plotters 11

12 M ODELO RGB Modelo aditivo com as cores primárias (não resultam da mistura de nenhuma cor): Red (vermelho), Green (verde) e Blue (azul). Qualquer cor, num sistema digital, é representada por um conjunto de valores numéricos (decimal de 0 a 1; inteiro de 0 a 255; percentagem de 0 a 100% e hexadecimal de 00 a FF). Combinadas em quantidades iguais formam o branco, mas combinadas em proporções diferentes obtém-se uma grande variedade de cores. Este modelo é utilizado sempre que a luz é projetada para formar cores, como nos ecrãs, onde cada píxel é composto por um grupo de três pontos, cada um com uma cor – vermelha, verde e azul. 12

13 R ESOLUÇÃO E TAMANHO, P ROFUNDIDADE DE COR Uma imagem digital é uma representação constituída por píxeis. O píxel (picture element) normalmente um quadrado é a unidade elementar do brilho e da cor que constitui uma imagem digital. Resolução de uma imagem é a quantidade de informação, que a imagem contém por unidade de comprimento (número de píxeis por polegada ppi). Pode também ser definida, pelo seu tamanho, ou seja, pelo número de píxeis por linha e por coluna. Quanto maior for a resolução de uma imagem maior será o tamanho do ficheiro de armazenamento. A resolução de uma impressora ou scanner é dada pelo número de pontos (e não de píxeis) por polegada (ppp ou dpi - dots per inch). A profundidade de cor - indica o número de bits usados para representar a cor de um píxel numa imagem, este valor é também conhecido por profundidade do píxel e é definido por bits por píxel (bpp). Tamanho do ficheiro = profundidade x resolução. Profundidade do píxel (Nº de bits) Nº de cores produzidasModelo de cores 12 1 = 2Preto e branco 82 8 = 256Escala de cinzas ou cores de 8 bits = (High Color)Cores de 16 bits = (True Color)Cores de 24 bits 13

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15 I NDEXAÇÃO DE COR, P ALETA DE CORES E C OMPLEMENTARIDADE DE CORES A indexação de cor – consiste em representar as cores dos píxeis por meio de índices de uma tabela e que, em alguns formatos de imagem, é armazenada juntamente num único ficheiro. As cores desta tabela são conhecidas como cores indexadas, porque estão referenciadas pelos números de índice que são usados pelo computador para identificar cada cor. Uma paleta de cores é a designação utilizada para qualquer subconjunto de cores do total suportado pelo sistema gráfico do computador. Uma paleta de cores pode também ser chamada de mapa de cor, mapa de índice, tabela de cor, tabela indexada ou tabela de procura de cores (LookupTable-LUT). Cada cor dentro da paleta é identificada por um número. Uma cor complementar de uma determinada cor primária é a cor que se encontra quando é efetuada uma rotação de 180 graus num anel de cor. No modelo RGB, estas cores complementares são também chamadas cores secundárias ou cores primárias de impressão. 15

16 M ODELO CMY Modelo subtrativo Modelo em que a composição da cor é semelhante à do modelo RGB, porém utiliza as cores complementares – Ciano (Cyan), Magenta (Magenta), Amarelo (Yellow) (CMY). As cores complementares atuam na luz incidente, subtraindo desta as componentes RGB e criando cores equivalentes às produzidas por dispositivos emissores de luz. Este modelo é normalmente utilizado para definir as cores nos dispositivos de impressão. As folhas de impressão são brancas, por isso este é o modelo mais adequado para impressão, não há a necessidade de tinta branca. 16

17 M ODELO CMYK Modelo constituído a partir do modelo CMY em que foi acrescentada a cor preta (blacK). Este modelo é chamado de modelo subtrativo de cores porque os pigmentos produzem cor refletindo determinados comprimentos de onda de luz e absorvendo outros, tal como acontece na Natureza. Os pigmentos mais escuros absorvem mais luz, assim as percentagens mais elevadas de cor resultam em cores mais escuras. Aplicação: As cores do monitor são reproduzidas numa impressora através dos pigmentos CMYK que é a abreviatura do sistema de cores subtrativas formado por Ciano (Cyan), Amarelo (Yellow), Magenta (Magenta) e Preto (BlacK). É utilizado em meios que têm fundo branco, como as impressões em papel. O resultado da sobreposição das três cores, na impressão gráfica, é uma cor intermédia entre o cinzento e o castanho; por isso mesmo considera-se o preto a quarta cor primária. 17

18 M ODELO HSV HSV é a abreviatura para o sistema de cores composto pelas componentes tonalidade (Hue), saturação (Saturation) e valor (Value): Tonalidade: é a cor pura com saturação e luminosidade máximas, por exemplo, amarelo, laranja, verde, azul, etc. A tonalidade permite fazer a distinção das várias cores puras e exprime-se num valor angular entre 0 e 360 graus. Saturação: Quanto menor este valor, mais cinzento aparece a imagem. Quanto maior o valor, mais saturada é a imagem. Pode ter valores entre 0 (inexistência de cor) e 100% (cor pura). Valor: Define a luminosidade ou o brilho de uma cor. Pode ter valores entre 0 (cor muito escura) e 100%. Tonalidade e saturação referem-se à crominância pois fornecem informação relativa à cor, enquanto que a luminosidade e brilho referem-se à luminância. O modelo HSV baseia-se na perceção humana da cor do ponto de vista dos artistas plásticos, que para obterem as várias cores combinam a tonalidade com elementos de brilho e saturação, porque é mais fácil manusear as cores em função de tons e sombras do que apenas como combinações de vermelho, verde e azul. 18

19 Modelo HSB (Hue, Saturation, Brightness) Modelo HLB é uma variação do modelo HSB e é definido pelos valores: Hue (tonalidade), Lightness (luminosidade) e Brightness (brilho) M ODELO HSB E HLB M ODELO YUV Os modelos anteriores apresentam objetivos específicos (RGB para exibir imagens de cor em monitores, CMYK na impressão, HSV para misturar cores do ponto de vista artístico). Este modelo YUV procura responder à caraterística da visão humana, ser mais sensível às mudanças de intensidade da luz (luminância) do que da cor (crominância). Sistema de cores utilizado pelos sistemas de televisão. Diferencia-se do RGB pois quer a cor quer o brilho são tratados separadamente. De forma a reduzir a informação transmitida só são transmitidas as intensidades do azul e do vermelho, sendo a intensidade do verde calculada a partir da luminosidade total. A componente Y corresponde ao brilho enquanto o U e o V correspondem à cor (U=blue-Y eV=red-V). 19

20 U TILIZAÇÃO DE VÁRIOS MODELOS DE COR POR DIFERENTES EQUIPAMENTOS E AS RESPETIVAS CONVERSÕES 20

21 P ÁGINAS HTML USAM NORMALMENTE O M ODELO RGB O modelo RGB é a forma utilizada para se reproduzir diversas cores através das cores básicas iniciais vermelho (Red), verde (Green) e azul (Blue). Monitores e placas gráficas permitem através do RGB usar um Byte para o vermelho, um Byte para o verde e um Byte para o azul. Um Byte permite 256 combinações possíveis de 0 a 255 para cada canal R, G e B, ou seja 2^8x2^8x2^8= Cores (24 bits de profundidade). Nas páginas HTML, continua a ser recomendado o uso de uma paleta de 216 cores (6x6x6) seguras definidas a partir da combinação de R,G e B com 6 códigos hexadecimais. 21 s/Dreamweaver/Cores.htm -de-cor-seguras-websafe-reallysafe.html

22 P ROGRAMAS BITMAP VS P ROGRAMAS VETORIAIS Programas Bitmap (imagens) As imagens são constituídas por uma grelha de pequenos quadrados chamados píxeis. Também conhecida como imagem do tipo raster. Normalmente fotografias ou trabalhos artísticos. Imagens com resolução fixa. Qualquer tipo de alteração ao seu tamanho, seja uma ampliação ou uma redução, distorce-a. Qualquer imagem pode ser guardada em bitmap. Recursos de fácil manipulação e tratamento. Produzem imagens realistas. Não é fácil alterar partes da imagem. As imagens bitmap de alta resolução geram ficheiros de tamanho muito grande. Microsoft Paint, Adobe Photoshop, Corel Paint Shop Pro, The Gimp. 22

23 P ROGRAMAS BITMAP VS P ROGRAMAS VETORIAIS Programas vetoriais (gráficos) Baseado em fórmulas matemáticas que dizem respeito a linhas e características geométricas próprias. Este formato de imagem é, normalmente, utilizado em logótipos ou em imagens compostas por elementos simples. Uma imagem vetorial pode ser aumentada para o tamanho que se pretenda sem que perca qualidade (grande vantagem relativamente aos bitmap). São construídas através de fórmulas matemáticas aplicadas a linhas. Não permitem a reprodução de imagens fotográficas. A qualidade da imagem não depende da resolução. Ficheiros de menores dimensões. Para se reproduzir uma imagem vetorial num monitor ou numa impressora, é utilizada uma operação designada por rendering que transforma os dados gráficos em dados de imagem, isto é, interpreta as equações matemáticas, que descrevem os objetos e os gráficos, e gera os píxeis da imagem bitmap correspondente. CorelDraw, Macromedia Freehand, Adobe Illustrator, AutoCAD. 23

24 F ORMATOS DE F ICHEIROS DE IMAGENS BITMAP BMP BitMap Os ficheiros ".bmp" são um formato de gráficos do tipo bitmap (funciona utilizando o mapeamento de pixéis), utilizados geralmente no ou pelo sistema operativo Windows. GIF Graphics Interchange Format Os ficheiros ".gif" são um formato bitmap muito utilizado na Web devido ao seu suporte e portabilidade, bem como a capacidade de reproduzir animações. Uma desvantagem deste modelo é a palete de cores ser reduzida (apenas 256 cores). Não perdem qualidade quando é alterado o seu tamanho original. JPEG Joint Photographic Experts Group Os ficheiros ".jpg" ou ".jpeg" são um formato muito utilizado em dispositivos de fotografia que permite encontrar um compromisso entre a qualidade da imagem e o nível de compressão. PCX Pc Paintbrush Os ficheiros ".pcx" (Personal Computer eXchange) é um formato de arquivo de imagem muito usado pelas aplicações da empresa ZSoft Corporation. Este formato utiliza a compressão tanto com como sem perdas, e que é lido por vários programas. PNG Portable Network Graphic Os ficheiros ".png" são um formato de imagem bitmap que emprega compressão sem perda de dados, tendo sido criado com o objetivo de transferir imagens pela Internet. Suporta apenas o modelo RGB e é capaz de lidar com transparência. PDF Portable Document Format Os ficheiros ".pdf" são um formato de documentos que pode armazenar imagens. Quando há necessidade de enviar para outros computadores basta terem p Adobe Reader. TIFF Tagged Image File Format Os ficheiros ".tiff" (Tagged Image File Format) é um formato de armazenamento de imagens muito popular entre utilizadores Macintosh, artistas gráficos e fotógrafos. É o maior em tamanho e o melhor em qualidade de imagem. É o formato ideal para o tratamento da imagem antes de esta ser convertida para qualquer outro formato. 24

25 F ORMATOS DE F ICHEIROS DE IMAGENS VETORIAIS SVG (Scalable Vector Graphics) Um formato livre de imagem vetorial especificado pela W3C, definido sob o XML. SXD (OpenOffice.org DRAW) O formato SXD do OpenOffice.org DRAW permite de forma simples o desenho vetorial em trabalhos. PS EPS (PostScript e Encapsulated PostScript) Reconhecido por quase todos os programas de edição (Texto ou Imagem) que suportam imagem vetorial. CDR (CorelDRAW) Formato utilizado na aplicação CorelDRAW. WMF (Windows Meta file) Reconhecido pela maioria dos programas de edição (Texto ou Imagem) do Microsoft Office. 25

26 Q UAL DAS IMAGENS É VECTORIAL ? 26

27 Q UAL DAS IMAGENS É VETORIAL ? 27

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31 C OMPRESSÃO DE IMAGENS As técnicas de compressão de imagem podem ser de dois tipos: Compressão sem perdas, quando a compressão seguida pela descompressão preserva integralmente os dados da imagem; Compressão com perdas, quando a compressão seguida da descompressão leva à perda de alguma informação da imagem. As técnicas de compressão com perdas, por exemplo, a codificação através de transformadas, eliminam alguma informação da imagem original, para obterem uma representação desta mais compacta. Uma vez eliminada esta informação, nunca mais poderá ser recuperada. A imagem descomprimida terá pois, uma qualidade inferior à da imagem inicial, que aumenta a cada compressão e descompressão que se faça a mais. Mas, por outro lado permite taxas de compressão muito mais elevadas do que na compressão sem perda. Esta técnica é suportada pelo formato de imagem JPG. 31

32 R ETOQUES DE IMAGEM Alteração da resolução Alteração das dimensões Alteração do modelo de cor Alteração da profundidade de cor Alteração do formato do ficheiro Alteração de brilho, contraste e saturação A LTERAÇÃO DOS ATRIBUTOS DA IMAGEM AO TIPO DE DOCUMENTO Na criação de imagens e gráficos para a Web vários aspetos devem ser observados, como: a resolução, o tamanho e o formato do ficheiro; A forma, a cor e os efeitos que se pretendem obter; A interatividade e a navegação rápidas existentes através das ligações. 32

33 C APTURA DE IMAGENS A imagem digital é uma quantidade de informação codificada, ou seja, armazenada e organizada segundo um determinado código – código binário. Podemos digitalizar: fotografias, imagens de arte, diapositivos, documentos, etc… utilizando scanners ou máquinas digitais, que podem, depois, ser editados por programas bitmap. A gravação de imagens pode ser feita em diversos suportes óticos de memória. 33

34 B IBLIOGRAFIA Fonseca, D., Pacheco, D., Marques, F., & Soares, R. Aplicações Informáticas B 12.º Ano. Porto Editora. 34


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