1.15 Digitalizácia obrazu

Digitalizácia obrazu je vo všeobecnosti konverzia grafickej (analógovej) informácie do digitálneho tvaru (do zápisu pomocou čísel). Zosnímanému údaju sa priradí určitý počet bitov. Toto priradenie musí byť také, aby sa údaj z digitálnej podoby dal jednoznačne, alebo s určitým priblížením transformovať späť do analógového tvaru.

Podľa spôsobu vzniku a záznamu grafickej informácie, t.j. obrázka, kresby, fotografie a pod. v digitálnom tvare, poznáme rastrovú a vektorovú grafiku.

Analógový obraz - spojité spektrum farieb (sčernanie emulzie, elektrický náboj na fotocitlivej ploche kamery...)

Digitálny obraz- konečná matica bodov s konečným množstvom farieb

Digitálny obraz získame cez:

  • skener (digitalizátor)
  • fotoaparát, kamera s digitálnym čipom
  • vytvorenie obrázku v grafickom editore

Rozlíšenie obrazu, jeho veľkosť a farebné palety

Dots per inch (DPI, dpi) alebo počet bodov na palec je merná jednotka rozlíšenia používaná v počítačovej technike na vyjadrenie presnosti vstupných a výstupných zariadení napr. obrazoviek, skenerov, tlačiarní. Udáva počet vytlačiteľných (zobraziteľných, rozlíšiteľných) bodov (pixelov) v jednom riadku na jednotku dĺžky jeden palec (inch) čo je cca 2,54 cm.

Farebné palety:

  • RGB (Red Green Blue) – červená, zelená, modrá farby, z ktorých možno poskladať ľubovoľný odtieň skladanie farieb
  • CMYK (Cyan, Magenta, Yellow) – azúrová, purpurová, žltá odoberanie farieb (biela bez zelenej = azúrová, atď.) používa sa pri tlači

Kvôli uchovaniu v pamäti počítača, je výhodnejšie použiť až 256 odtieňov každej farby (čo zodpovedá 8 bitom, teda jednému bajtu). To nám umožní vytvoriť až 16 777 216 rôznych farieb.
To znamená, že každý farebný bod možno zakódovať (digitalizovať ) 3 bajtmi: Prvý bajt udáva odtieň červenej farby, druhý zelenej a tretí modrej. Hovoríme o modeli RGB. Napríklad :

  • 255 0 0 je sýta červená
  • 0 255 0 je sýta zelená farba
  • 0 0 255 je sýta modrá farba
  • 0 0 0 je čierna farba
  • 255 255 255 je biela farba

Teda každý farebný bod je digitalizovaný troma bajtmi – 3B (24 bitov).

Veľkosť súboru s obrázkom

To znamená, že pri rozlíšení 800 x 600 bodov – pixelov, bude mať farebný obrázok 480 000 x 24 bitov = 11 520 000 bitov, čiže 1 440 000 B (bajtov) informácií, čo je 1406,25 kB, teda 1,37 MB. To sme uvažovali pri rozlíšení na 800 x 600 pixelov.

Súčasné monitory (resp. grafické karty) dovoľujú bežné rozlíšenie 1280 x 800 pixelov: Takže farebný obrázok pri tomto rozlíšení bude mať: (1280 x 800) x 24 = 24576000 bitov = 3072000 B = 3000 kB = 2,929 MB.

Takýto spôsob digitalizácie má obrovskú nevýhodu. Jednou z nich je veľký objem dát, ktoré obsahuje digitálny súbor. Preto okrem rastrovej grafiky sa používa aj vektorová grafika.

Rozšírené učivo: 

Vzorkovanie (sampling)

  • Prvý stupeň digitalizácie obrazu
  • Obraz sa rozdelí na malé body (pixely)
    • pixely ležia v pravouhlej matici,
    • sú to rovnako od seba vzdialené body
  • Svetlocitlivý čip digitálnej kamery - matica fotodiód
  • Rozmer pixelu digitálnej kamery: 5 až 10 μm
  • Vzorkovací interval – vzdialenosť dvoch susedných pixelov
  • Vzorkovacia frekvencia – prevrátená hodnota vzorkovacieho intervalu

 

Kvantizácia farby - premena farby na číselný kód

  • Každý pixel má svoj farebný odtieň
  • V prípade grayscale (čiernobiely obrázok) sa mu priradí odtieň sivej
  • Farebný odtieň pixelu je priemer farby plochy, ktorú na obrázku zaberá
  • Číslo farebného odtieňa udáva farebný model, ktorý obrázok používa (Grayscale, RGB, CMYK, HSL a iné)
  • Farebná hlbka – množstvo farebných odtieňov na jeden pixel (v bitoch)