O documento discute o processo de aquisição e tratamento de imagens digitais estáticas. Explica que as imagens são convertidas de analógicas para digitais através da amostragem, quantização e codificação dos pixels de uma imagem capturada por um sensor CCD. Também aborda conceitos como resolução de imagem, compressão, formatos de imagem e modos de cor no processo de digitalização de imagens.

1. FOLHA DE APOIO
ANO LECTIVO 2019/2020
TRIÉNIO 2019/2023
MÓDULO 3
TECNOLOGIAS DA INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO
Criação de página web
PDF
Apoio
-­‐
Bloco
1
Sumário
• como
se
processa
a
aquisição
e
o
tratamento
de
imagens
digitais
estáticas;
• o
que
é
a
resolução
de
uma
imagem;
• compressão
e
formatos
de
imagem;
• modos
e
modelos
de
cor
Compreendamos
o
fenómeno
digital
Não
adianta
só
perceber
bem
como
funciona
uma
aplicação
de
edição
de
imagem,
quando
não
compreendemos
verdadeiramente
o
que
se
passa
no
nosso
mundo,
analógico,
para
então
sim,
fazer
a
ponte
para
o
lado
mágico
da
imagem
digital.
A
luz
no
mundo
analógico...
a
cor
nasce
da
luz...
passos
a
explicar:
Numa
famosa
experiência
conduzida
num
quarto
da
casa
de
sua
mãe,
Newton
improvisou
uma
câmara
escura
isolando
todas
entradas
de
luz
à
exceção
de
um
pequeno
orifício;
Conduzida
por
um
estreito
feixe,
a
luz
era
constrangida
para
um
prisma
que
dividia
a
luz
num
pequeno
leque
de
cores
semelhante
ao
que
vemos
num
arco-­‐íris;
Newton
tinha
descoberto
que
a
luz
do
sol
é
composta
por
todas
as
cores
e
que
cada
cor
é
na
realidade
luz
O
que
é
a
cor?
Um
objecto
deve
a
sua
cor
à
capacidade
de
a
sua
matéria
absorver
determinadas
cores,
rejeitando
outras
num
fenómeno
a
que
se
chama
reflexão
É
precisamente
a
luz
refletida
pelo
objecto
que
chega
ao
sistema
ocular,
que
e
é
responsável
pela
sensação
da
cor
Após
o
decisivo
empurrão
de
Newton,
outros
cientistas
descobriram
que
a
luz
visível
faz
parte
de
um
vasto
conjunto
de
partículas
que
viajam
à
velocidade
da
luz
descrevendo
um
percurso
ondulatório
-­‐
ondas
hertezianas
O
que
distingue
uma
onda
de
luz
vermelha
de
uma
azul
é
o
mesmo
que
separa
as
ondas
rádio
das
de
luz
visível,
o
comprimento
de
onda.
O
nosso
sistema
ocular
apenas
é
sensível
a
uma
pequena
banda
em
todo
o
espectro
electromagnético.
Mais
precisamente
o
espectro
de
luz
visível
é
composto
pelas
partículas
de
luz
que
oscilam
em
ondas
que
medem
entre
0,0004
milímetros
e
os
0,0007
milímetros.
Ou
mais
usualmente,
a
luz
com
um
comprimento
de
onda
entre
os
400
e
os
700
nanómetros.

2. FOLHA DE APOIO
Ondas
hertezianas...,
mas
como
é
que
viajam
e
se
propagam
essas
ondas?
Analógico
vs
Digital
• A
informação
pode
ter
uma
natureza
analógica
ou
digital;
• Dizemos
que
um
relógio
de
corda
ou
o
negativo
de
uma
foto
é
analógico;
• Em
contrapartida
um
relógio
electrónico
ou
uma
foto
do
telemóvel
é
digital;
• No
primeiro,
é
impossível
conhecer
com
rigor
o
segundo
que
o
relógio
marca,
porque
o
ponteiro
desloca-­‐se
entre
dois
segundos
de
uma
forma
continua;
• No
mostrador
do
relógio
electrónico
apenas
pode
ser
mostrado
um
segundo
de
cada
vez;
• Então,
a
diferença
entre
a
natureza
analógica
e
a
digital
é
que,
na
primeira
todas
as
situações
são
intermédias,
na
última,
pelo
contrário
toda
a
realidade
mostra-­‐se
compartimentada
e
definida.
Assim,
no
digital
não
há
meio
termo,
apenas
se
admite
que
a
porta
esteja
aberta
ou
fechada,
mas
nunca
ambas.
No
analógico
podemos
dizer
que
a
porta
está
entreaberta.
Mundo
analógico
medidas
físicas
que
variam
continuamente
no
tempo
e/ou
no
espaço
contínuos
em
todo
o
espectro
de
medidas
exemplos
de
grandezas
analógicas
• intensidade
eléctrica
|
•
temperatura
|
•
pressão
|
•
humidade
Mundo
digital
sequência
de
valores
codificados
em
formato
binário,
dependentes
do
tempo
ou
do
espaço,
que
resulta
da
transformação
de
um
sinal
analógico;
variam
de
forma
discreta
(descontínua),
de
acordo
com
valores
binários,
ao
longo
do
tempo/espaço
Vantagens
do
digital
• Maior
precisão; • Replicação
absoluta
sem
restrições;
• Armazenamento
eficiente; • Compressão;
• Transferência
rápida; • ...

3. FOLHA DE APOIO
Aquisição
(digitalização)
da
informação
existem
3
fases
essenciais
no
processo
de
transformação
de
um
sinal
(imagem)
analógica
em
digital:
1. amostragem
2. quantização
3. codificação
O
CCD
Uma
matriz
de
CCD
(Charge
Coupled
Device)
é
constituída
por
pequenas
células
fotoeléctricas
que
retêm
informação
da
intensidade
de
luz
que
lhes
atinge
(número
de
fotões
integrado
no
tempo);
A
organização
em
matriz
rectangular
permite
identificar
a
localização
espacial
das
várias
células
e
posteriormente
quantificar
a
intensidade
de
luz
armazenada
individualmente;
Este
processo
transforma
cada
célula
em
unidades
de
imagem
ou
picture
elements
(pixels);
O
valor
atribuído
a
cada
pixel
da
imagem
final
está
diretamente
relacionado
com
a
intensidade
de
luz
que
a
respectiva
célula
fotoeléctrica
registou
durante
a
exposição
ao
elemento
a
registar.
Exercício
?
Como
representar
esta
linha
analógica
num
média
digital?
Criando
um
sistema
de
coordenadas
A
B
C
D
E
F
(X,Y),
esta
linha
poderia
ser
facilmente
armazenada
num
dispositivo
digital!
Ex.
A:1,0,0,0,0,0;
B:0,1,0,0,0,0
...

4. FOLHA DE APOIO
Representação
da
informação
Ao
desenharmos
num
papel
uma
diagonal,
estamos
perante
um
desenho
analógico.
Por
mais
que
ampliemos
a
diagonal
nunca
encontraremos
uma
unidade
que
forme
aquela
recta...
A
sua
correspondente
digital
possui
sempre
uma
unidade,
conduz-­‐nos
sempre
à
possibilidade
de
codificação
binária!
Pixel
|
O
elemento
mínimo
de
informação
Uma
imagem
digital
é
constituída
por
pontos,
ou
mais
correntemente,
por
pixels
(picture
element);
O
pixel
é
um
conceito
simbólico
mas
pode
assumir
a
forma
de
um
quadrado
(maior
ou
mais
pequeno)
para
melhor
compreensão;
Não
existe
na
imagem
qualquer
elemento
que
possua
um
maior
!
detalhe
do
que
ele;
Digamos
que
o
pixel
é
a
unidade
com
a
qual
todas
as
formas
da
imagem
se
formam!
Assim,
se
ampliarmos
consecutivamente
uma
imagem
digital
num
programa
de
tratamento
de
imagem,
iremos
ver
algo
semelhante
a
esta
figura:
A
resolução
A
qualidade
(em
termos
de
detalhe)
da
imagem
digital
depende
do
número
de
pontos,
pixels,
que
encontremos
numa
superfície
definida.
A
esta
medida
chamamos
de
resolução,
que
se
traduz
por
um
rácio
(uma
relação),
e
não
por
um
valor
absoluto.
Por
este
motivo,
deve
ser
definida
como
uma
densidade;
É
comum
a
resolução
ser
expressa
em
DPI
(dots
per
inch)
ou
em
português
PPP
(pontos
por
polegada);
Cada
imagem
possui
apenas
uma
resolução
para
toda
a
sua
área,
mas
diferentes
imagens
podem
e
têm
uma
resolução
diferente;
Podemos
então
definir
a
resolução
de
uma
imagem
como
o
número
de
pontos
ou
pixels
que
ela
contém
numa
polegada.
Por
inerência
quanto
maior
for,
maior
será
a
qualidade
da
imagem
e
o
seu
detalhe.
A
dimensão
do
pixel
será
por
sua
vez
mais
reduzido,
uma
vez
que
na
mesma
superfície
encontramos
mais
p
o
n
t
o
s
.
3
4
272
×
416
136
×
208
68
×
104
35

5. FOLHA DE APOIO
Validado por: Elaborado por: Rui Costa Macedo
IMP.ETPM.016-01 Página 5 | 10
tamanhos
standard
de
matrizes
de
pixels
Os
pixéls
dum
monitor
de
17
polegadas
com
resolução
800×600
são
maiores
que
os
de
um
monitor
do
mesmo
tamanho
com
resolução
1024×768!
Imagine
portanto
o
tamanho
de
cada
pixel
num
monitor
ou
televisão
FULL-­‐HD
(1920x1080)!
Eis
alguns
tamanhos
padrão
da
matriz
que
poderemos
usar
(largura
x
altura)
4
por
3
(ecrã)
16
por
9
/
wide
/
panorâmicos
(ecrã)
• 800x600
(4-­‐3); • 1280×720;
• 1024x768
(4-­‐3); • 1920x1080;
Dependendo
do
média
onde
a
imagem
será
apresentada,
deveremos
ter
o
cuidado
de
especificar
coerentemente
a
resolução:
• ecrã
de
computador
(apresentações,
webpages,
etc.)
>>
72
dpi
• impressão
em
papel
>>
300
dpi
37
Tamanhos
standard
de
matrizes
de
pixels
exercício
?
Imagine
que
um
amigo
seu
lhe
envia
uma
fotografia
das
férias
copiada
diretamente
da
máquina
fotográfica
digital...
como
agora
anda
entusiasmado(a)
com
os
conceitos
de
imagem
digital,
daí
a
ir
saber
mais
sobre
a
mesma
foi
um
ápice.
Com
base
na
informação
apresentada,
consegue
calcular
quantos
megapixels
teria
o
CCD
da
máquina
do
seu
amigo?
Imaginando
agora
que
o
ficheiro
era-­‐lhe
enviado
em
formato
bitmap
sem
qualquer
compressão,
e
sabendo
que
a
profundidade
de
cor
seria
de
24bit,
qual
seria
o
tamanho
aproximado
do
ficheiro
enviado?
(hipótese
meramente
académica!...)

6. FOLHA DE APOIO
ANO LECTIVO 2012/2013
TRIÉNIO 2012/2015
MÓDULO 3
Qualidade
da
imagem
Resolução
espacial
e
resolução
tonal
ou
de
cor
(ou
ainda
profundidade
de
cor),
são
os
dois
parâmetros
fundamentais
em
termos
de
identificação
de
qualidade
técnica
de
uma
imagem
digital:
• o
primeiro
dita
a
quantidade
de
pixels
que
é
utilizado
para
registar
morfologicamente
um
determinado
elemento
de
imagem
por
unidade
de
medida.
Quanto
maior
este
valor
mais
rigor
existe
no
registo
morfológico
digital
do
correspondente
elemento
analógico;
• o
segundo
parâmetro
está
associado
à
qualidade
com
que
é
registada
a
cor
em
cada
ponto
discreto
da
imagem
digital.
Quanto
maior
a
escala
de
representação
mais
rigor
existirá
na
representação
discreta
da
cor
específica
de
cada
ponto
de
imagem.
42
formatos
e
compressão
Parece
óbvio
agora
que
quanto
maior
for
a
resolução
de
uma
imagem
digital,
maior
será
o
tamanho
que
esta
ocupará
em
memória
ou
quando
armazenada
em
qualquer
suporte...
Para
dar
a
volta
a
este
fenómeno,
existem
diversos
algoritmos
de
compressão
que
vieram
de
forma
transparente
ao
utilizador,
facilitar-­‐lhe
a
vida
no
momento
de
armazenar
as
suas
fotos!
Imagine-­‐se
um
lindo
dia
de
céu
limpo.
Nós
sabemos
que
este
é
composto
por
dezenas
ou
centenas
de
variações
de
tons
de
azul
e
branco.
Mas,
se
nós
acreditamos
que
o
céu
é
limpo,
porquê
representar
TODOS
os
tons
de
azul
de
forma
completamente
exacta?
Então,
a
matriz
de
armazenamento
da
imagem
não
conterá
exatamente
todos
os
tons
desse
azul,
mas
apenas
o
principal,
e
os
que
apresentam
maior
contraste.
Os
que
ficam
demasiado
próximos
entre
si,
são
assumidos
pelo
algoritmo
como
sendo
iguais,
poupando-­‐se
assim
memória.
Tipologia
de
ficheiros
de
imagem
Existem
dois
tipos
de
ficheiros
de
imagem
essenciais
1. bitmap
ou
raster
2. vectoriais

7. FOLHA DE APOIO
bitmap/raster
Tratam-­‐se
de
imagens
formadas
por
pixels
(pontos)
de
uma
determinada
dimensão
(resolução)
e
com
um
determinado
valor
cromático.
As
imagens
bitmap
ou
raster
quando
comparadas
com
as
imagens
vectoriais:
• por
serem
baseados
na
informação
acerca
de
cada
pixel
que
compõe
a
imagem,
ocupam
mais
espaço
de
armazenamento;
• perdem
qualidade
ao
serem
ampliadas;
• não
têm
a
possibilidade
de
isolar
objetos;
Os
formatos
mais
conhecidos
deste
tipo
de
imagem
são:
• JPEG
-­‐
usado
extensivamente
em
fotografia;
usa
compressão
com
perda
de
informação;
a
qualidade
pode
variar
imenso
dependendo
das
definições
de
compressão;
• PNG
-­‐
bitmap
comprimido
sem
perdas
de
informação,
designado
para
substituir
o
uso
de
GIF
na
web;
• BMP
-­‐
Windows
Bitmap
(formato
predefinido
do
famoso
Paint);
• GIF
-­‐
usado
extensivamente
na
web;
suporta
imagens
animadas,
8
bits
de
cor
e
transparência
(alpha).
Vectorial
Uma
imagem
vectorial
é
composta
por
curvas,
elipses,
polígonos,
texto,
entre
outros
elementos,
utilizando
assim
vectores
matemáticos
para
a
sua
descrição.
As
imagens
vectoriais:
• por
serem
baseados
em
vectores,
esses
gráficos
são
geralmente
mais
“leves”
(ocupam
menos
espaço
de
armazenamento);
• não
perdem
qualidade
ao
serem
ampliadas;
• possibilidade
de
isolar
objetos
e
zonas,
tratando-­‐as
independentemente;
Os
formatos
mais
conhecidos
deste
tipo
de
imagem
são:
• SVG
–
Padrão
para
gráficos
vectoriais
recomendado
pela
W3C;
• CDR
-­‐
Formato
proprietário
da
Corel;
• AI
–
Formato
Adobe
Illustrator;

8. FOLHA DE APOIO
ANO LECTIVO 2012/2013
TRIÉNIO 2012/2015
MÓDULO 3
• EPS
–
Encapsulated
PostScript;
• WMF
–
Windows
Meta
File
(Meta-­‐arquivo
do
Windows).
O
contraste
Reflecte
a
capacidade
dos
sistemas
de
detecção
e
registo
de
imagem
conseguirem
distinguir
entre
a
intensidade
de
luz
de
dois
pontos
vizinhos;
Os
sistemas
de
captura
digitais
não
são
muito
bons
a
distinguir
vários
níveis
de
intensidade
de
luz.
Com
gamas
dinâmicas
baixas,
as
sombras
podem
perder
detalhe
e
as
zonas
saturadas
do
objecto
a
registar
transformam-­‐se
em
manchas
uniformes
na
imagem
digital
final.
Um
dos
instrumentos
de
análise
do
tratamento
de
imagem
é
o
contraste;
O
contraste
define
a
diversidade
de
tons,
e
como
se
distribui
a
luminosidade
numa
imagem;
Uma
imagem,
a
não
ser
que
o
pretendamos,
não
deve
ter
muito
nem
pouco
contraste;
Tanto
as
imagens
que
apresentam
muito
contraste
como
as
de
pouco
contraste
participam
de
uma
reduzida
diversidade
de
tons,
são
constituídas
por
um
número
de
pixels
diferentes
muito
reduzido.
Tipos
de
contraste
No
entanto
na
imagem
com
elevado
contraste
os
poucos
tons
que
a
definem
são
opostos
em
luminosidade,
próximos
do
branco
e
do
negro.
Ao
contrário
da
última,
na
imagem
com
pouco
contraste
os
pixels
que
a
definem
apresentam
tons
muito
próximos
e
semelhantes.
Deveremos
manipular
a
imagem
até
encontrarmos
um
bom
nível
de
contraste
(rico),
que
não
é
muito
elevado,
nem
muito
reduzido.
Apenas
essa
imagem
exibe
uma
grande
variedade
e
riqueza
de
tons
entre
as
formas
e
os
seu
elementos.
Sempre
que
aumentamos
o
contraste
a
uma
imagem,
o
número
de
pixels
próximos
do
negro
e
do
branco
aumenta.
Podemos
afirmar
que
os
pixels
que
assumiam
tons
intermédios
diminuem.
Por
outro
lado,
o
número
de
intermédios
aumenta
sempre
que
reduzimos
o
contraste
a
uma
imagem,
já
que
estaríamos
a
escurecer
tons
próximos
do
branco
e
a
tornar
mais
luminosos
os
tons
muito
escuros.
O
histograma
O
histograma
é
um
gráfico
que
cruza
o
número
de
pixels
com
os
níveis
de
luminosidade
de
uma
imagem;
Mostra
a
distribuição
dos
valores
de
pixels
numa
imagem;
é
a
medida
de
contraste
de
uma
imagem.
Vê
o
próximo
exemplo:

9. FOLHA DE APOIO
Validado por: Elaborado por: Rui Costa Macedo
IMP.ETPM.016-01 Página 9 | 10
A
profundidade
de
cor
/
resolução
tonal
A
profundidade
de
cor
é
independente
da
resolução
e
define-­‐se
pela
quantidade
de
cores
que
um
pixel
numa
imagem
pode
assumir.
Como
unidade
de
medida
usamos
a
memória
atribuída
a
cada
pixel
e
que
será
usada
para
lhe
conferir
uma
cor.
Sabemos
da
informática
que
um
byte
é
constituído
por
8
bits.
O
bit
(binary
digit)
só
pode
assumir
2
valores,
0
ou
1.
Com
8
bits
podemos
construir
256
combinações
de
0s
e
1s.
Desta
forma
um
byte
não
é
mais
do
que
um
número
entre
0
e
255.
2
níveis
(1
bit)
16
níveis
256
níveis
(8
bit)
64
16M
níveis
(24
bit)
Uma
imagem
que
use
1
byte
de
memória
para
definir
cada
um
dos
seus
pixels
terá
uma
profundidade
de
cor
de
1
byte.
Será
igualmente
correcto
dizer
que
a
sua
profundidade
de
cor
é
de
8
bits
ou
ainda
de
256
cores!
tipos
de
imagens
comuns
espaço
ocupado
preto
e
branco
(bitmap)
1
bit
256
escalas
de
cinza
1
byte
ou
8
bits
256
cores
1
byte
ou
8
bits
milhares
de
cores
2
byte
ou
16
bits
milhões
de
cores
4
byte
ou
24
bits
milhões
de
cores
+
máscara
(alpha)
5
byte
ou
32
bits

10. FOLHA DE APOIO
Formação
da
cor
Existem
DIVERSOS
modelos
de
cor...
os
mais
conhecidos
são:
• modelo
aditivo
(RGB)
• modelo
HSB
(ou
HSL)
• modelo
subtractivo
(CMYK)
aditivo
-­‐
RGB
red,
green,
blue
Cores
primárias
aditivas
uma
cor
particular
pode
ser
descrita
pelas
proporções
de
vermelho,
verde
e
azul
que
contêm;
produção
da
cor
pela
adição
de
intensidade
de
cores
primárias;
cada
cor
é
representada
por
3
valores
de
R,
G
e
B
por
exempo
(100%,
0%,
0%)
ou
(255,
0,
0);
modelo
mais
importante
de
representação
da
cor
no
contexto
do
multimédia;
corresponde
à
forma
como
a
cor
é
produzida
e
mostrada
nos
monitores
e
detectada
pelos
scanners
HSB
(ou
HSL)
Hue,
Saturation,
Brightness
Este
modelo
produz
a
cor
através
da
especificação
da:
hue:
espectro
cromático
(ou
roda
da
cor)
-­‐
medido
em
graus
(º);
saturation:
quantidade
de
cinza
na
cor
(concentração)
-­‐
medida
em
percentagem;
brightness:
nível
de
luminosidade
(do
preto
ao
branco)
-­‐
medida
em
percentagem.
CMYK
cyan,
magenta,
yellow
+
black
cores
subtrativas
O
K
adicional
no
modelo
de
cor
CMYK
permite
apresentar
pretos
e
cinzentos
mais
puros
do
que
a
combinação
de
CMY
(3
cores
juntas
nunca
dão
um
preto
puro);
a
cor
é
produzida
pela
subtração
de
intensidade
de
cor
complementares;
modelo
utilizado
na
impressão;
o
papel
reflete
a
luz
-­‐>
para
imprimir
uma
C
determinada
cor
numa
folha
de
papel
branca
deve-­‐se
aplicar
uma
tinta
que
subtraia
(absorva)
todas
as
cores
excepto
a
que
se
deseja
refletir.