Capitolo I

Capitolo I
Formati grafici

Capitolo II
Quando elaborare
Capitolo III
Ambiente e settaggi
Capitolo IV
Operazioni base
Capitolo V
Operazioni avanzate
Capitolo VI
Immagini grezze


Capitolo I - I FORMATI GRAFICI

Sebbene esistano diverse centinaia di formati grafici, possiamo subito individuare due grandi famiglie:
- formati orientati alle immagini (bitmap)
- formati orientati alla grafica (vector)

Le immagini a bitmap (o raster) si presentano come una matrice di punti (pixel) a cui è associato uno o più valori per descriverne la luminosità e/o il colore. Dal momento che spesso un'immagine presenta milioni di pixel, è frequente l'utilizzo di algoritmi di compressione per ridurre il "peso" delle immagini.
Il colore può essere determinato in vari modi. I più comuni sono l'RGB, il CMYK, il LAB (YCrCb), la scala di colore.


- RGB
:
nell'RGB il colore è descritto mediante tre canali che indicano la luminosità dei tre colori primari (rosso, verde e blu). A questa luminosità è associato un numero che solitamente è formato da 8 o 16 cifre in codice binario (0 e 1). Si parla quindi di immagini a 8 o 16 bit/canale.Dal momento che 8 cifre in codice binario possono rappresentare numeri compresi tra 0 e 255, la profondità di colore è limitata a 256 livelli per ogni canale (le cui combinazioni offrono una tavolozza di 16.581.120 di colori), più che accettabile per l'occhio umano ma insufficiente per elaborazioni che prevedono una ridistribuzione dei valori sui vari livelli (di cui parleremo nel capitolo 4). A questo scopo è possibile salvare immagini utilizzando 16 bit (quindi 16 cifre in base 2), potendo così disporre di 65536 livelli per canale e quindi 281.462.091.939.840 di colori.
- CMYK: nel CMYK il colore è descritto indicando la quantità di inchiostro da utilizzare per la stampa. I canali sono quattro (ciano, magenta, giallo e nero) e anch'essi possono essere salvati sia utilizzando 8 bit sia 16. L'utilizzo di questo formato è consigliato solo nell'ultima fase dell'elaborazione, quando cioè si deve ottimizzare l'immagine per la stampa.
- LAB: LAB è la dicitura con cui photoshop indica lo spazio di colore YCrCb, costituito da tre canali indicanti la luminosità (Y), la differenza fra Y e il rosso (Cr) e la differenza fra Y e il blu (Cb). Il vantaggio di questo formato è che, possedento un canale di luminanza autonomo, è possibile gestirlo in modo estremamente semplice senza alterare i colori. Di contro la gestione del colore diventa assai meno intuitiva.
- Scala di colore: la scala di colore (o palette, tavolozza) stabilisce in partenza quali colori saranno utilizzati nell'immagine e associa a ciascuno di essi un numero a 8 bit. E' quindi possibile disporre di soli 256 colori contro i milioni di colori offerti dai tre metodi sopra citati. L'utilizzo di questo metodo non è pertanto indicato alle fotografie e in campo astronomico può essere sfruttato solo per alcune immagini in falsi colori.
 

Le immagini vettoriali sono invece costituite da forme geometriche astratte, descritte da equazioni matematiche. Queste immagini sono perciò principalmente vuote, non costituite da una matrice di punti tutti descritti, ma bensì dalle istruzioni per creare al momento una bitmap da mostrare sullo schermo. Questo tipo di immagini ha una risoluzione potenzialmente infinita e il solo limite è imposto dalla complessità. Se si escludono grafici o altre immagini particolari, i vector non trovano applicazione in astronomia.


Per quanto riguarda la fotografia puramente artistica, è possibile ricorrere ai vector per aggiungere alle immagini scritte, cornici, ecc. L'immagine finale sarà tuttavia rasterizzata (trasformata in bitmap) prima di essere salvata in un formato orientato alle immagini.
 
Vedremo ora i principali formati orientati alle immagini e le loro caratteristiche...
I formati grafici orientati alle immagini più diffusi sono i *.bmp, *.gif, *.jpg, *.tiff, *.png, *.fit e molti formati raw (*.nef, *.crw, *.naf, ecc.)

- *.bmp: il formato bmp (bitmap) può utilizzare una palette fino a 256 colori (comprimibile) oppure il metodo RGB limitato a 8 bit/canale (non compresso). In ambito astronomico è consigliabile solo quando non è possibile, per limitazioni hardware, utilizzare formati a 16 bit/canale.

- *.jpg:
il formato jpg (o jpeg, Joint Photographic Experts Group) è limitato a 8 bit/canale e presenta una compressione di tipo non lossless capace di ridurre notevolmente lo spazio occupato in memoria. Il jpg è consigliato solo in fase di stampa o pubblicazione sul web, quando cioè non sono più necessarie ulteriori elaborazioni.

- *.gif: il formato gif (graphics interchange format) è compresso mediante l'algoritmo lossless lxw e utilizza una palette limitata a 256 colori. Questo lo rende non utilizzabile in ambito astronomico. Un grande utilizzo del formato gif è la grafica web, anche grazie alla possibilità di avere trasparenze ed animazioni.

- *.tiff:
il formato tiff (tag image file format) può avere sia 8 sia 16 bit/canale e può includere livelli. Solitamente non è compresso, anche se è possibile comprimerlo mediante l'algoritmo jpg (non lossless) oppure zip o lzw (lossless). Tuttavia è consigliabile non comprimere un tiff in quanto elaborare immagini compresse può impegnare eccessivamente il processore.

- *.png:
il formato png (portable network graphics) è nato per la grafica web. Può includere livelli, trasparenze, oggetti vettoriali e informazioni aggiuntive che possono essere lette dai software per grafica web. Il png può avere sia 8 sia 16 bit/canale e presenta una compressione lossless. Questo formato non è conveniente in ambito astronomico.

- *.fit:
il formato fit (flexible image transport sistem) è quello più usato in ambito astronomico. Possiede una dinamica definita nell'header (anche se la più usata è 16 bit/canale) e può essere compresso mediante l'algoritmo lossless gzip (fattore di compressione 1:3). L'header di un fit può contenere una grande quantità di informazioni aggiuntive utilizzabili dai software di elaborazione specifici.

- I formati RAW:
i formati raw sono l'equivalente digitale del negativo di una macchina fotografica tradizionale, ossia l'immagine vista dalla macchina, grezza, senza alcun pretrattamento. Questi formati sono molto utili in astrofotografia in quanto conservano tutta l'informazione catturata dalla macchina. I formati raw si usano soprattutto nella fotografia astronomica con fotocamere digitali, in cui sono validi sostituti del formato fit.
 

Responsabile corso: Andrea SOFFIANTINI