gg Flashcards
SLIKOVNI SENZOR – BAYER SENZOR
Polje barvnih filtrov. Barvno informacijo dobimo z uporabo RGB filtra. Dejanska barvna informacija za
posamezno točko se določi z interpolacijo vrednosti vseh sosednjih tock. Najpogosteje uporabljamo
Bayerjev vzorec barvnih filtrov.
Mikroleče
Ker je samo del področja senzorja občutljivo na svetlobo se občutljivost lahko poveča z majhnimi lečami
na senzorju. Zmanjšamo šum.
CCD SVETLOBNI SENZOR
CCD (Charge Coupled Devices) – sensor je v velikosti točke na svetlobo občutljiv element, ki generira in
shrani el.naboj, ko je osvetljen.
Pretvornik vsebuje vezje, ki shrani in prenese naboj v pomični register, ki pretvori prostorko polje nabojev
v časovno spremeniljiv video el.tok.
Izvaja 4 funkcije: Vzorčenje, tipanje svetlobe, shranjevanje naboja, prenos naboja.
Za pridobivanje signala morajo usklajeno delovati: svetlobni senzorji, prekoračitvena in bralna vrata ter
vertikalni pomični register.
Prenos okvirja (FT – frame transfer)
Vsak stolpec pretvornika ima dvojno dolžino. Polovica stolpcev je izpostavljena svetlobi, druga polovica pa
je začasen spomin. Ko je slika zajeta, se naboji s senzorjev pomaknejo v začasen spomin. Iz začasnega
spomina se naboji vrstico za vrstico pomikajo v izhodni register, kjer se generira video signal.
Pomankljivost je prenos madežev. Ti nastajajo ko se naboji preko senzorjev prenašajo v začasni spomin.
Prenos znotraj vrstice - Naboj senzorjev se preko bralnih izhodnih vrat prenese v ločen stolpec CCD vrstic,
ki se imenujejo vertikalni bralni register. Tako se aktivni senzorji zelo hitro izpraznijo in lahko začno
sprejemati novo sliko. Z uvedbo IT senzorjev so v uporabi tudi presežna vrata, ki omogočajo praznjenje
odvečnega naboja s senzorjev. Omogoča enako funkcijo kot mehanski zaklop in zaslonka. Hkrati pa pri
močni osvetlitvi lahko služi za korekcijo. Ker je vertikalni bralni register zelo blizu senzorja, se pri velikem
nivoju svetlobe lahko del naboja nezaželeno prelije vanj.
CMOS SVETLOBNI SENZORJI
CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) senzor vsebuje še vezje, ki signal o svetlobni jakosti
za vsako na svetlobo občutljivo točko pretvori v napetostni signal. Vsako točko na senzorju je možno preko
matrike direktno odčitati.
Stroški izdelave CMOS manjši od CCD.
Poraba energije za CMOS manjša.
Pri CMOS je možno naslavljati posamezne pixle.
Faktor pokritja je celo pod 40%.
Slikovni senzor generira tudi več šuma, ki so posledica elektronskih komponent.
Pri CMOS tehnologiji sta dve vrsti šuma: trenutni šum in šum z fiksnim vzorcem.
Gostota tock v senzorju je razmerje med resolucijo in površino senzorja.
ŠUM NA SENZORJU
Šumni nivo. Vsaka točka senzorja pretvarja svetlobo (fotone) v električni signal. Če bi senzor večkrat
osvetlili z enako količino svetlobe, bi bil električni signal vedno nekoliko različen. Celo brez svetlobe se
generira električni signal, zaradi električne aktivnosti senzorja. Izhodni signal iz točke senzorja mora biti
večji od šumnega nivoja. Le ta je večji zaradi: večje temperature, večanja občutljivosti senzorja,
zmanjševanja velikosti točke senzorja.
Šum zaradi dolgih osvetlitvenih časov. Viden je kot svetlobni madeži (večji od slikovnih točk) in se pojavijo
pri daljših časih osvetlitev
DIGITALNA SLIKA
Digitalna slika je zgrajena iz osnovnih elementov, ki so sestavljeni na način, da ustvarijo digitalno sliko.
Osnovne enote slike: Slikovna točka (piksel) & Polje slikovnih točk & Plasti
DIGITALNA SLIKA
Digitalna slika je zgrajena iz osnovnih elementov, ki so sestavljeni na način, da ustvarijo digitalno sliko.
Osnovne enote slike: Slikovna točka (piksel) & Polje slikovnih točk & Plasti
SLIKOVNA TOČKA (PIKSEL)
Je najmanjši slikovni element, ki je obarvan z isto barvo – njegova opaznost je odvisna od velikosti.
Ima dva atributa (XY – koordinati)
Vsaka slikovna pika je podana s številsko vrednostjo (0-255)
polje točk tvori sliko.
Pri monokromatski sliki imamo samo eno polje (ali en kanal)
DIGITALIZACIJA SLIKE
Pri digitalizaciji slike se meri (vzorči) barva v pravilnih intervalih in izmerjene vrednosti so predstavljene v
obliki števil.
Slika je razdeljena na slikovne točke in vsaki je prirejena ena barva, odčitana iz slike.
Z digitalizacijo se informacije trajno izgubijo – pri tretji sliki je izguba pod mejo vidnosti.
Za prikazovalnike (tiskalnike) je ločljivost podana z DPI – (dots per inch); številom točk na 2,54 cm
Analogija s CMYK če tiskamo 150ppi sliko na 600dpi, bo vsak “piksel” vseboval 16 pik (600 pik/150
“pikslov” = 4 vrstice 4 pik za “piksel”).
Razmerje slike - je razmerje med širino in višino slike.
Pri 4000x3000 npr. je razmerje 1,33.
Bitna globina se podaja s koliko različnimi barvami lahko podamo sliko; pri 8 bitih je 256 različnih
odtenkov, pri treh kanalih s po 8 biti pa cca. 16,7 milijonov barv.
Od bitne globine so odvisni prehodi med odtenki barv.
Fotografske slike so „kompleksnejše“ - vrednosti slikovnih točk se močno spreminjajo.
Pri grafičnih slikah imajo večje površine enake vrednosti točk.
Za grafiko se uporablja brez izgubno stiskanje; stiskanje z izgubo jo precej pokvari. Pri fotografijah je
izguba manj opazna
KOMPRESIJA - STISKANJE
Brez izgub: RLE (Run Lenght Encoding); za računalniško generirane slike (CGI).
LZW (Lempel-Ziv-Welch); se uporablja v mnogih datotečnih formatih.
Stiskanje z izgubo JPEG; v osnovi odstrani fine podrobnosti. Zmanjša kakovost slike.
EXR DATOTEČNI FORMAT
EXR (OpenEXR); slikovni format v plavajoči vejici. Glavne značilnosti: - Visok dinamični razpon (za HDR
fotografijo) -Mnogo kanalov; za CGI so tipični
štirje kanali, EXR pa omogoča razširitev na poljubno kanalov.
- Stiskanje brez izgub; omogoča
zmanjšanje na polovico.
- Uporablja se v industriji
vizualnih učinkov.
BMP FORMAT
BMP zapis shranjuje neposredne podatke o slikovnih točkah.
Bitna globina je lahko 1, 8, 16, 24 ali več)
Prednosti : Enostavno zapisovanje in branje datoteke
Izvorna kakovost slike je ohranjena – ni kompresije
Ugoden za uporabo v programskem okolju
Slabosti : Datoteke so obsežne (ni kompresije)
RAW FORMAT
RAW format vsebuje neprocesirane podatke iz slikovnega senzorja fotoaparata.
Ni univerzalen – za prikaz je potrebna specifična programska oprema.
Slika je podana samo z enim kanalom
Bitna globina je 10, 12 ali 14 bitov
V slikovnem delu so zapisani odčitki iz senzorje, datoteka pa vsebuje tudi podatke o nastavitvah in so
nujni za pretvorbo v nek drug format (običajno JPEG)
JPEG FORMAT
JPEG format uporablja izgubno kompresijo
Kakovost slike je odvisna od stopnje kompresije
Med obdelavo kakovost pada – proces je nepovraten
Uporablja se za splet, prezentacije …(velika stopnja kompresije – preko 10)
Bitna globina 24 bitov (RGB) – trije kanali.
TIFF FORMAT
TIFF (Tagged Image File Format) za izpis in tisk visoke kakovosti.
20
Uporablja se lahko na vseh programskih platformah
Je standard v grafični industriji, lahko pa se uporablja tudi za zapis digitalnih slik v fotoaparatu.
Uporablja stiskanje brez izgube – datoteke so precej obsežne.
Bitna globina 8 ali 16 bitov
GIFF FORMAT
GIF format (Graphic Interchange Format) Uporablja 8-bitno barvno globino (indeksirana paleta)
Primeren za shranjevanje preprostih grafik (npr. diagrami)
Uporablja stiskanje brez izgub (LZW)
Uporablja se tudi za animacijo
PNG FORMAT
PNG (Portable Network Graghic) format s kompresijo brez izgub.
Narejen kot boljša alternativa GIF-u.
Omogoča 8-bitno indeksirano barvno paleto in 24-bitno barvno paleto z ali brez alfa kanala.
Stiskanje brez izgub
LOČLJIVOST
Majhna ločljivost lahko povzroči v digitalni sliki „vzorce“.
Lahko se pojavijo že pri zajemu slike, če je vzorčena s premajhno
ločljivostjo ali pa ob prikazu ali izpisu z zmanjšano resolucijo.
Efekt je posledica „prekrivanja“ (aliasing) in se odpravi s filtri.
TONSKI RAZPON
Dinamični razpon senzorja - Je razmerje med največjo in najmanšo možno vrednostjo signala slike.
Najmanjšo možno vrednost signala določa šum.
Tonski razpon senzorja - število tonov, ki opiše dinamični razpon
Majhen tonski razpon je lahko v sliki opazen. To je kvantizacijska napaka. Je rezultat omejenega števila
tonov digitalizirane slike.
Vzroki:
Lahko nastane pri zajemu slike
Pri zmanjševanju barvne globine
Pri stiskanju
Napako odpravljamo z ditherjem
VIDEO DATOTEČNI FORMATI
Je meta-datoteka, ki podaja kako so podatki in meta-podatki shranjeni – ne kako so kodirani. Video je
pakiran v datoteko, ki vsebuje še dodatne informacije
Naprednejši formati podpirajo več hkratnih avdio in video strujanj, podnapise, meta-podatke,
sinhronizacijske informacije
Eden od pomembnih elementov pri video datoteki je tudi stiskanje.
Kodek (compressor/decompressor) je nabor navodil, ki identificirajo uporabljeno metodo stiskanja
Izbira formata je odvisna od tega, v katerem procesu ga uporabljamo
Zajemanje videa; format izvorne datoteke iz video kamere
Montaža videa; kakšne vrste datotek sprejema program za montažo
Distribucija; najustreznejši format za distribucijo
Kriteriji za ocenjevanje ustreznosti formata
Dolžina datoteke
Za Internet so zaželene manj obsežne datoteke (manjše hitrosti strujanja)
Ločljivost in splošne značilnosti datoteke
Kompatibilnost datoteke
SPLOŠNI FORMATI ZA ZAJEMANJE VIDEA
DV
DVCPRO
MPEG4-AVC
AVCHD
HDV
DVCPRO HD
HD
XDCAM HD
MPEG2
AVCHD (ADVANCED VIDEO CODEC HIGH DEFINITIO)
HD format za domače video sisteme (uporablja ga precej novejših video kamer)
Datoteke so obsežene; za začetno fazo projekta in za montažo – ni primeren izmenjavo na spletu
Je razmeroma nov (razvila sta ga Sony in Panasonic) – problem podpore pri nekaterih programih za
montažo
Za predvajanje je potrebna precejšnja količina RAM-a in procesna moč.
Zagotavlja visoko kvaliteto.
SPLOŠNI FORMATI ZA PRETOČNI VIDEO
WMV (Windows Media Video)
Razvil ga je Microsoft za strujanje preko Interneta
Po stiskanju je datoteka ena najkrajših
Dober za majhne datoteke, vendar je slika lahko slaba
AVI (Audio Video Interlaced)
Razvil ga je Microsoft (je v uporabi od leta 1992)
Datoteke so obsežne (še posebej ne-stisnjene); primeren za začetek projekta - ni primeren za izmenjavo
na spletu
Primeren za montažo in kakovost ustreza tudi za uporabo kot izvorni posnetek (master clip)
Je univerzalni format, vendar so datoteke lahko kreirane različno (container format) in se lahko pojavi
problem kompatibilnosti.
23
MOV (datoteka za Apple Quick Time Movie)
Je eden kakovostnejših formatov za izmenjavo na spletu, vendar so datoteke velike.
FLV (Flash Video Format)
Je eden najbolj razširjenih formatov za izmenjavo na spletu
Praktično vsak uporabnik ima naložen Adobe Flash Player na spletnem brskalniku in je najbolj uporabljena
video platforma za ogled videa
Uporablja se množično za pretočni video (YouTube, Yahoo, mnogo TV hiš)
Po stiskanju dobimo eno najmanjših datotek, ki pa ohranja precej dobro kakovost
MPEG-4 (.MP4)
Je zelo ustrezen za izmenjavo na spletu.
Uporablja ga vse več video kamer
Vse več ponudnikov video vsebin na spletu prehaja na MP4 format (s kodekom H.264 za stiskanje) –
današnji univerzalni standard.
Podpira ga YouTube
Video za mobilne naprave
3GPP – .3gp most common mobile format
Flash Lite – .FLV Flash for mobile devices
MPEG-4 – .mp4
HTML 5
HTML 5 je prvič uredil prikaz videa na spletu. Do danes so se uporabljali plugin elementi (n.pr. flash).
Trenutno podpirata samo dva brskalnik video format za <video> OGG in MPEG – 4</video>
