IL TRATTAMENTO
DEL COLORE
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IL TRATTAMENTO DEL COLORE |
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| Proseguiamo
nell’analisi della struttura dell’immagine digitale, che fin ora era stata considerata solo in bianco e nero.... .
. .LA LA
CODIFICA IN SEGNALI DI DIFFERENZA . ALL'INIZIO: segnali 0-segnale di luminanza:
Y
1-segnale del rosso: R 2-segnale del verde: G 3- segnale del blù: B ELABORAZIONE R-Y= diff.rosso/lumin
TRASPORTO
1-segnale di luminanza
RICOSTRUZIONE (AD ES:NEL TELEVISORE) Y (=luminosità)
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Negli
articoli della parte III si era esaminato il passaggio tra un’immagine
(es. una fotografia) ad un segnale digitale. E’ stato accennato al campionamento,
e alle caratteristiche fondamentali: il numero di bit e la frequenza. Si
era fatto riferimento alla sola immagine in bianco e nero, accennando che
il colore “entrava” nei parametri fondamentali a livello del numero di
bit.
Si è detto che lo standard definitivo (che non ha bisogno di ulteriori incrementi qualitativi) era quello a 16 milioni di colori, ovvero quello che consentiva un numero di variazioni di colore superiori a quelli percepibili dall’occhio umano. Immaginiamo di avere una tavolozza di colori limitata: ad esempio, sette o otto colori. Noi vogliamo rappresentare una figura con quei colori. Dovremo approssimare i colori contenuti in ciascuna area della figura ad uno dei sette colori, e la resa finale sarà molto approssimativa, perchè non possiamo rendere tutte le sfumature, e dovremo accontentarci di un colore che assomiglia ma non è l’originale. Se abbiamo a disposizione 16 colori, potremmo rendere l’immagine ancora in modo molto approssimativo; ma inizia ad assomigliare ad un’immagine a colori, perchè possiamo giocare sulle variazioni di grigio. Possiamo insomma aggiungere più o meno grigio (=il segnale di luminanza di cui abbiamo parlato nelle puntate precedenti) allo stesso colore,e conferirgli una varietà che altrimenti non potrebbe avere. Se passiamo ai 250 colori circa, l’immagine inizia ad essere ragionevole, non buona ma passabile per una serie di impieghi. Infine, se si va a 65.000 colori, l’immagine è giudicata dalla generalità degli osservatori del tutto adeguata. Resta sempre il dubbio, ed ecco allora lo standard dei 16.000.000 di colori. Queste osservazioni sono state ottenute mettendo delle persone davanti a delle immagini, e chiedendo loro un giudizio qualitativo. Il numero massimo di colori che possono essere discriminati dall’occhio umano è stato ottenuto ricercando la minima variazione di crominanza apprezzabile. Ad esempio, si è spezzato il passaggio tra il giallo e il rosso in cinque caselle. Se ne sono prese due vicine, e si è chiesto: ce ne è una più gialla dell’altra? Tutti gli osservatori hanno risposto di sì. Si è sezionato il passaggio in dieci, e tutti hanno risposto esattamente. Si arriva ad un punto in cui tra due caselle contigue gli osservatori non notano la differenza, e a questo punto si è arrivati al capolinea: non servono più colori (in questo caso, compresi tra il giallo e il rosso) di quelli che sono stati selezionati nelle caselle, perchè l’occhio non è in grado di distinguerli. . la codifica
Torniamo alla nostra immagine digitale. A prima vista, la cosa più
ovvia per attribuire un colore ad un punto dell’immagine, sarebbe quella
di mettere in quel punto un numero che corrisponde ad un certo colore.
Si è detto che l’occhio è in grado di distinguere meno di
16.000.000 di colori: a questo punto basta attribuire a tutti questi colori
un numero, e riportarlo accanto a ciascun elemento dell’immagine. Sapremo
così che la prima area in alto a destra è l’azzurro 26, la
seconda (si incontra una nuvola) il bianco 13, e così via. In realtà
le cose non sono così semplici. I segnali che vengono trattati nel
sistema televisivo, nelle registrazioni su nastro, nelle trasmissioni via
etere, satellite, cavo, eccetera, utilizzano tutti dei sistemi di codifica
complessa del colore.
Il sistema di codifica del colore è dunque un po’ complesso, ma val la pena di perdere qualche minuto per comprendere come funziona: esso è infatti un’asse portante che caratterizza i vari sistemi televisivi (es. il PAL o il SECAM differiscono solo per la gestione del colore), e che a volte classifica addirittura gli apparecchi e i segnali (es. RBG, a componenti color-under, in videocomposito....) Nessuno riesce a parlare con proprietà di questi segnali se non comprende un po’ a fondo come viene strutturato il segnale video. Notate che questa struttura viene utilizzata anche nelle tecniche avanzate di compressione e nei più recenti standard televisivi terrestri o da satellite (il DVB digitale) e nelle compressioni JPEG e MPEG, nei nuovi videodischi DVDda 12" di diametro... . la storia
Dunque, partiamo dall' osservazione che la televisione era una volta in bianco e nero. Sullo schermo arrivava solo il segnale che indicava che tono di grigio (che luminosità) aveva ciascun punto dell'immagine. Il segnale che indica la luminosità di un punto viene chiamato segnale di luminanza, abbreviato con "Y". Quando si decise di aggiungere il colore, si dovevano aggiungere altre informazioni: in un punto dello schermo c'era una certa luminosità (bianco, nero, grigio...) ma oltre a questo, occorreva dire se quel tono era verde o rosso... Questo poteva essere detto non inviando un gran numero di colori, ma solo la percentuale dei tre colori primari. La loro somma dosata (come detto) poteva generare gli altri. Per risparmiare informazioni da spedire, occorreva spedire il numero minimo di informazioni. Per questo non si spedirono tutti i tre i segnali RGB, ma solo un segnale di differenza: risparmiando così la percentuale di segnale che era uguale. In pratica, si invia il segnale di luminanza (Y). Poi il segnale (R-Y) ovvero il segnale del rosso a cui è stata sottratta la luminanza, che è già inviata come segnale Y. E il segnale B-Y, ovvero il segnale del blu a cui è stata sottratta la luminanza. Il verde può essere estratto a casa dell'utente senza inviare nulla, perchè se si ha la possibilità di avere la luminanza (Y) il blu e il rosso, si possono sottrarre questi ultimi due alla prima, e la differenza è giusto il terzo mancante; ovvero il verde. B-Y e R-Y sono combinati in un unico segnale, chiamato Cb. "Crominanza". .
il digitale
Fin qui eravamo nel campo del segnale televisivo analogico. Cosa succede nel digitale? Si è visto nella puntata precedente che il segnale in bianco e nero viene campionato. Allo stesso modo si provvede al campionamento anche del segnale di colore Cb. L'occhio umano è meno sensibile all'estensione spaziale del colore che alla delimitazione dei contorni prodotti con la luminanza, e in genere si considera accettabile avere una risoluzione per il colore inferiore a quella della luminanza. In altre parole, serve per il colore una definizione inferiore che per la luminanza... Per questo, si usa di solito un numero di campionamenti inferiore.
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| LA
NATURA
DEL COLORE Il
colore è sostanzialmente
1. la sintesi additiva
Se
troviamo in natura dei colori
E’
il sistema utilizzato per
2.la
sintesi sottrattiva
Le
immagini che appaiono sullo
|
gli standard sono:
(Y) per una di colore C). Notate che le Y sono doppie rispetto alle C Qui
sopra sono in due
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| 2.l'iride
Indipendentemente
Le
onde più lunghe sono quelle |
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