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Infografia

Março 2015


A Infografia é o domínio da informática relativo à criação e a manipulação das imagens digitais. A Infografia agrupa numerosos conhecimentos, entre os quais a representação dos elementos gráficos (texto, imagem ou vídeo), bem como as suas transformações (rotação, tradução, zoom,...) através de algoritmos.

As tecnologias de visualização


A imagem aparece num ecrã (chamado também monitor), que é um periférico de saída que permite fornecer uma representação visual. Estas informações provêm do computador, mas de maneira "indireta". Com efeito, o processador não envia diretamente as informações para o monitor, mas trata as informações que provêm da sua memória viva (RAM), e seguidamente envia-as para uma placa gráfica encarregue de converter as informações em impulsos eléctricos que envia ao monitor.

Os monitores de computador são, na sua maioria, catódicos, ou seja, têm um tubo de vidro no qual um canhão de electrões emite electros dirigidos por um campo magnético para um ecrã no qual estão dispostos pequenos elementos fosforescentes (luminóforos) que constituem pontos (pixeis) que emitem luz quando os electrões chocam com eles.

A noção de pixel


Uma imagem é constituída por um conjunto de pontos chamados pixeis (o pixel é uma abreviatura de Picture Element), o pixel representa assim o mais pequeno elemento constitutivo de uma imagem numérica. O conjunto destes pixeis está contido num quadro bidimensional que constitui a imagem:






Como o ecrã efetua a varredura da esquerda para a direita e da parte superior para a inferior, designa-se geralmente pelas coordenadas [0,0] o pixel situado na parte superior esquerda da imagem, isto significa que os eixos da imagem são orientados da seguinte maneira:

  • O eixo X está orientado da esquerda para a direita.
  • O eixo Y está orientado de cima para baixo, contrariamente à notação convencional da matemática, em que o eixo Y é orientado para cima.

Definição e resolução


A definição é o número de pontos (pixeis) que constituem a imagem, isto é, a sua "dimensão informática" (o número de colunas da imagem multiplicado pelo número de linhas). Uma imagem que possua 640 pixels de largura e 480 de altura terá uma definição de 640 pixeis por 480, descrito da seguinte forma: 640x480.

A resolução, termo frequentemente confundido com "a definição", determina em contrapartida o número de pontos por unidade de superfície, expresso em pontos por polegada (PPP, em inglês DPI para Dots Per Inch); uma polegada representa 2.54 cm. A resolução permite assim estabelecer a relação entre o número de pixeis de uma imagem e a dimensão real da sua representação num suporte físico. Uma resolução de 300 dpi significa por conseguinte 300 colunas e 300 alinhamentos de pixeis numa polegada quadrada, o que dá por isso 90000 pixeis numa polegada quadrada. A resolução de referência de 72 dpi dá-nos um pixel de 1" /72 (uma polegada dividida por 72), ou seja 0.353mm, correspondente a um ponto pica (unidade tipográfica anglo-saxônica).




A codificação da cor


Uma imagem é representada por um quadro bidimensionalmente, onde cada compartimento é um pixel. Para representar informaticamente uma imagem,basta criar um quadro de pixeis em que cada compartimento contém um valor. O valor armazenado num compartimento é codificado em diversas bits que determinam a cor ou a intensidade do pixel, chama-se profundidade de codificação (às vezes, profundidade de cor). Existem vários padrões de codificação da profundidade:

  • bitmap preto e branco: armazenando uma bit em cada compartimento, é possível definir duas cores (preto ou branco).
  • bitmap 16 cores ou 16 níveis de cinzento: armazenando 4 bits em cada compartimento, é possível definir 24 possibilidades de intensidades para cada pixel, ou seja, 16 degradados de cinzentos que vão do preto ao branco, ou 16 cores diferentes.
  • bitmap 256 cores ou 256 níveis de cinzento: armazenando um byte em cada compartimento, é possível definir 28 intensidades de pixeis, ou seja, 256 degradados de cinzento que vão do preto ao branco, ou 256 cores diferentes.
  • paleta de cores (colormap): graças a este método, é possível definir uma paleta, ou tabela de cores, contendo o conjunto das cores que podem ser contidas na imagem, cada uma das quais associada a um índice. O número de bits reservado para a codificação de cada índice da paleta determina o número de cores que podem ser utilizadas. Assim, codificando os índices das 8 bits, é possível definir 256 cores utilizáveis, ou seja, cada compartimento do quadro bidimensional que representa a imagem vai conter um número que indica o índice da cor a utilizar. Chama-se assim imagem em cores indexadas a uma imagem cujas cores são codificadas de acordo com esta técnica.
  • "Cores verdadeiras" (True color) ou "cores reais": esta representação permite representar uma imagem definindo cada uma das componente (RGB, para vermelho, verde e azul). Cada pixel é representado por um número inteiro que comporta as três componente, cada uma codificada num byte, ou seja no total 24 bits (16 milhões de cores). É possível acrescentar uma quarta componente que permite acrescentar uma informação de transparência ou de textura, cada pixel é então codificado em 32 bits.

Peso de uma imagem



Para conhecer o peso (em bytes) de uma imagem, é necessário contar o número de pixeis que contém a imagem, isto é, calcular o número de compartimentos do quadro, ou seja a altura multiplicada pela largura. O peso da imagem é então igual ao seu número de pixeis, que multiplica o peso de cada um destes elementos.


Eis o cálculo para uma imagem 640x480 em True color

  • Números pixéis :
    640 x 480 = 307200
  • Peso de cada pixel :
    24 bits / 8 = 3 octets
  • O peso da imagem é assim igual :
    307200 x 3 = 921600 octets 
921600 / 1024 = 900 Ko



(Para conhecer a dimensão em Ko basta dividir por 1024).

Eis alguns exemplos (considerando que a imagem não está comprimida):


Definição da imagemPreto e branco
(1 bit)
256 cores
(8 bits)
65000 cores
(16 bits)

True color
(24 bits)
320x2007.8 Ko62.5 Ko125 Ko187.5 Ko
640x48037.5 Ko300 Ko600 Ko900 Ko
800x60058.6 Ko468.7 Ko937.5 Ko1.4 Mo
1024x76896 Ko768 Ko1.5 Mo2.3 Mo



Isto mete em evidência a quantidade de memória vídeo que necessita a sua placa gráfica em função da definição do ecrã (número de pontos afixados) e o número de cores. O exemplo mostra assim que é necessário uma placa que tenha no mínimo 4 Mo de memória vídeo para afixar uma resolução de 1024x768 em true color...

Transparência


A transparência é uma característica que permite definir o nível de opacidade dos elementos de uma imagem, ou seja, a possibilidade de ver através da imagem elementos gráficos situada atrás desta.

Existem dois modos de transparência :

  • A transparência simples aplica-se a uma imagem indexada e consiste em definir na paleta de cores uma das cores como transparente
  • A transparência por camada alfa (ou canal alfa, em inglês alpha channel), que consiste em acrescentar para cada pixel da imagem um byte que define o nível de transparência (de 0 a 255). O processo que consiste em acrescentar uma camada transparente a uma imagem chama-se geralmente alpha blending.
Para uma leitura offline, é possível baixar gratuitamente este artigo no formato PDF:
Infografia.pdf

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