1.1. A
számítógépes képfeldolgozás
elvi alapjai. A színlátás,
színkódolás.
Témák:
A színlátás, színkódolás |
A fény |
A
színlátás,
színkódolás.
Számítógéppel
megoldható
feladatokhoz szükséges elemeket négy
csoportban érdemes tárgyalni.
1. Bármely
feladat megoldásához
eszköz kell, ezt hardvernek
nevezzük.
A
képfeldolgozással kapcsolatos
hardverelemek az alapgépen a megjelenítok (monitorok),
nyomtatók.,
ezen kívül a képdigitalizálók:
Szkennerek, fényképezo gépek, kamerák,
tabletek.
Speciális megjelenítok, nyomdai
levilágítók. Fotónyomtatók
A
képfeldolgozással kapcsolatos
szoftverelemek:
A megjelenítok és digitalizáló
eszközök vezérlő szoftverei (driverei),
képmegjelenítő és bemutató szoftverek,
képmódosító szoftverek
3. A
számítógép adatokat készít,
vagy fogad és a feldolgozás eredménye is adat
lesz.
A képek
esetében képfájlok kódja
az adat, amelyet a digitalizálók kódolnak, a
képfeldolgozók átkódolják és
a
megjelenítők dekódolják.
4. Kell, aki
mindhárom csoport
lehetőségeit jól ismeri, a felhasználó.
Speciális
feladatunk a
számítógépes képfeldolgozás,
ehhez szükséges hardverekkel, szoftverekkel,
adattípusokkal ismerkedünk meg, hogy biztos kezû
felhasználókká váljunk.
A
látáshoz és a fényképezéshez
fényre van szükség.
A fény elektromágneses hullám.
A hullám két legfontosabb jellemzoje az amplitudó
és a hullámhossz.
Az amplitudó a fény erõsségét,
intenzitását fejezi ki.
A hullámhossz pedig az alapvetõ
tulajdonságát, a színét.
Az emberi szemmel
látható fény
380 nm-tol 780 nm-ig terjed.
A nm
(nanométer) 10 -9 m
azaz a méternél ezer milliószor kisebb (a mm a m
ezredrésze, a mikron a mm
ezredrésze, a nm a mikron ezredrésze.).
A fenti képet
prizmával lehet
eloállítani, de a természetben is láthatunk
szivárványt.
2006 június
3.-án Budatétényben
készült felvétel.
Ezen a képen még javító
módosításokat fogunk végezni.
Nem
látható az ultraibolya,
amely magas hegyekben több, mint a tenger szinten, a
fényképezogépek azonban
„látják”, erre tekintettel kell lenni pl. UV
szuro alkalmazásával.
UV fényben
világítja meg a pénzt
a pénzvizsgáló is.
Nem
látható az infravörös, ezzel
találkozunk a távkapcsolókban.
A digitális
fényképezõ gépek egy
része érzékeli a távkapcsoló
fényét.
A fény lehet
természetes (pl.
napsütés) és mesterséges
(izzólámpa).
Mind a
látásnál, mind a
fényképezésnél az az
általános, hogy a fényforrás
megvilágítja a tárgyat, arról
visszaverődik a fény, a szemlencsén, ill. a
fényképezőgép objektívjén
keresztül vagy a szemfenékre, vagy a
fényképezőgépben lévő filmre,
ill. a digitális érzékelőre jut.
A digitális
eszközöket az emberi
szem működése alapján fejlesztették ki.
Nézzük
meg hogyan is látunk?
A szemünkbe
érkezõ vegyes
színeket tartalmazó fény a szem optikai
rendszerén át a szemfenékre érkezik.
Ott a csapoknak és pálcikáknak nevezett sejtekben
elektromos impulzusok
keletkeznek, amelyek az agy látóközpontjába
érkeznek.
A csapok
egyrésze a
hosszúhullámokra érzékeny. Ha ilyen
fény érkezik, ezek a csapok olyan
információt küldenek az agynak, amelyet mi
vörösnek, narancsnak érzékelünk.
A
középhullámok csak a megfelelõ
cspokat ingerlik, az ezekbõl érkezõ jeleket
zöldként éljük meg.
A rövidebb
hullámok a csapok
harmadik fajtáját ingerlik.
A szemfenéken
csapok és pálcikák
milliói vannak és amint láttuk, más
más hullámtartományra érzékenyek.
Ezek
érzékelik a fényt és
elektromos ingerek formájában
továbbítják az agy felé az adatokat, ott
áll
össze képpé.
Ha valamilyen
keverékszín
érkezik a csapokhoz, akár mind a három fajta
termel elektromos impulzust, Az
agyunk az összeadó színkeverés
szabályai szerint értékel és
fehérnek
látjuk a világot.
A
fényképezõ gépek és szkennerek
érzékelõi is hasonlóan mûködnek.
Az érzékelõ csak a fény
intenzitását érzékeli.
Minél több fény éri, annál több
elektron szabadul ki. Színes képpontokat úgy
érzékel, hogy egy pixel felületét négy
részre osztják egy vörös, egy kék
és
kettõ negyed zöld szûrõvel van ellátva.
Egy egy cellában összegyûlt
elektronokat elvezetik, és kiértékelik. Egy
szín általában egy bájt helyet
foglal el, némelyik gépnél ennél
többet is. A három (RGB) szininformációt
tárolja a gép.
Ennek
igazolására nézzük meg a
Windows BMP formátumában tárolt képek
kódjait!
A kódok
bár a kettes
számrendszerrel írhatók le, praktikus
okokból a 16 os számrendszerben lehet
megjeleníteni. A 16-os számrendszerben a 0-9 ig
számjegyeken túl A, B, C, D, E
és F képezik a számjegyek egyedi
értékét, sorban 10, 11. 12. 13, 14, 15. Egy
bájt értékeit két számjegy
írja le. Az elsõ jegy 16-szor annyit ér, mint az
egyedi értéke, a második pedig 1- szeres. Egy
szinkód alakja pl. A9, akkor az
decimálisan 10x16+9, azaz 169. Ez egy világos
színkomponens.
Az első sorokban
kettes, a
másodikban tizenhatos, a harmadik sorban tizes
számrendszerben kódszámok vannak
az egyes színmintákhoz. Az utolsó minta egy
konkrét kép egy eleme alapján
született, (lásd alább)
Egy fekete
téglalap 
és kódja
Egy vörös
téglalap 
és kódja
Egy zöld
téglalap 
és kódja
Egy fehér
téglalap 
és kódja
Egy
fénykép részlete 
és kódja
Könnyû
belátni, hogy a
számítógépes képfeldolgozás
alapja az, hogy a kódokkal végez
manipulációkat.
A sötét
színek alacsony kóddal,
a világos részek magasabb kóddal rendelkeznek. Egy
sötét képet úgy lehet
világosabbá tenni, hogy minden
kódértékhez hozzáadunk valamennyit. Persze
ezt
egy csúszka elhúzásával érjük
el.
A
színekkel
való ismerkedés céljából majd
tegyük
tálcára ezt a szöveget és nyissuk meg a szin.exe fájlt!
Ebben a kis
programban a 3 szinkomponens
értékeit egyenként
lehet állítani, gyakoroljuk!
Az egyes csúszkák elmozdításával lehet az egyes színkomponenseknek értéket adni. Elõször egyenként, azután különbözõ kombinációban állítsuk be a színeket.
Összesen
több,
mint 16 milló
árnyalat állatható be.
Az alábbi
mintaszínt egy
kép egy pontján
olvastuk le és állítottuk be az
értékeket.
Leolvashatjuk a konkrét színárnyalat kódhármasát is. Nos ezekkel fog manipulálni a képfeldolgozó szoftverünk is.
Ebben a mintában a zöld komponens a legvilágosabb (181 a maximális 255-ből),
a piros komponens 156,
a kék komponens a lagsötétebb, (37)
Folytassuk
a munkát a kép megjelenítésének
megismerésével, az additív
színkeverés
szabályíaival.
http://hu.wikipedia.org/wiki/szin
http://brasko.csillagaszat.hu/reading/articles/LRGB/l-layer.htmlhttp://www.sony.hu/product/sdh-hi-8/ccd-trv218e