bit, format, pixel, resolution, size

1. Η ψηφιακή εικόνα
Pixel – bit - Βάθος χρώματος –
Ανάλυση – Μέγεθος - Χρωματικά μοντέλα –
Τύποι αρχείων αποθήκευσης

2. Από πού μπορεί να προέρχεται η
εικόνα που έχουμε στην οθόνη μας;
• Ψηφιακή φωτογραφική μηχανή (ή κινητό τηλ.)
• Διαδίκτυο (προσοχή κατά την επιλογή της, να έχει
ικανοποιητικό μέγεθος)
• Κάποιο έντυπο μέσο, κατόπιν σάρωσής της από
επιτραπέζιο σαρωτή (scanner)

3. pixel
Οι ψηφιακές εικόνες αποτελούνται από στοιχειώδεις
μονάδες το σύνολο των οποίων αποτελούν την εικόνα. Οι
στοιχειώδεις αυτές μονάδες καλούνται εικονοστοιχεία
(picture elements – pixels). Κάθε εικονοστοιχείο περιέχει
μια συγκεκριμένη ποσότητα πληροφορίας η οποία
ανακαλείται από την μνήμη του Η/Υ προκειμένου να
απεικονιστεί ή να εκτυπωθεί η εικόνα. Η πληροφορία αυτή
έχει διαστάσεις bit.

4. bit
Το bit είναι το μικρότερο στοιχείο δεδομένων σε έναν
υπολογιστή. Μπορεί να λάβει μόνο μια ψηφιακή τιμή, 0 ή
1. Έτσι ένα εικονοστοιχείο ενός(1) bit έχει μόνο δύο τόνους
και η μορφή του μπορεί να είναι μία από τις παρακάτω
αντίστοιχα:
Για την επεξεργασία δεδομένων στους υπολογιστές
χρησιμοποιείται το δυαδικό αριθμητικό σύστημα, που
αποτελείται από τα στοιχεία 0 και 1. Έτσι η μικρότερη
δυνατή πληροφορία είναι ένα δυαδικό ψηφίo δηλαδή 1 bit
(με τιμή 1 ή με τιμή 0).

5. pixel - bit
Στην διπλανή εικόνα τα pixel
έχουν 1 bit πληροφορίας
(bit depth) και επομένως
μπορούν να είναι λευκά ή
μαύρα.
Κάθε pixel στην οθόνη του υπολογιστή ορίζεται από ένα ζεύγος
συντεταγμένων ακέραιων αριθμών και ονομάζεται διακριτό
σημείο. Αντίστοιχα διακριτό γραφικό, ονομάζεται και κάθε
ψηφιακό αρχείο που αποτελείται από pixel, δηλ. κάθε
ψηφιογραφική εικόνα.

6. βάθος χρώματος
Βάθος χρώματος είναι ο αριθμός των bits που
χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση της πληροφορίας
χρώματος που χρειάζεται να περιέχει κάθε pixel, για να μπορεί
να αναπαραχθεί σωστά
μια ψηφιακή εικόνα και
είναι χαρακτηριστικός
για την ποιότητα της
παραγόμενης εικόνας.
εικόνα:
1bit/2bit/4bit/24bit

7. βάθος χρώματος
Έτσι ενώ η εικόνα δύο τόνων χρειάζεται 1bit πληροφορίας, η εικόνα συνεχών
τόνων (grayscale) χρειάζεται τουλάχιστον 8bits (28=256>150). Αυτό συμβαίνει
γιατί το ανθρώπινο μάτι μπορεί να διακρίνει τις τονικές μεταβολές όταν
αυτές είναι μέχρι 150 περίπου μεταξύ λευκού και μαύρου, ενώ αδυνατεί να
αντιληφθεί περισσότερες και αντιλαμβάνεται την εικόνα ως συνεχών τόνων.
(Για το δυαδικό σύστημα ο αριθμός των bits είναι κάθε φορά ο εκθέτης του 2).
Στην έγχρωμη εικόνα χρειαζόμαστε περισσότερα bits (16, 24 ή 32). Αν ένα
pixel αποτελείται από R, G και Β υπο-pixel και για το κάθε ένα από αυτά
χρειάζονται 8 bit, τότε το pixel συνολικά θα έχει 3˟8=24 bits. Δεν χρειάζονται
όμως απαραίτητα 8 bits για όλα τα χρώματα, το ανθρώπινο μάτι δεν έχει την
ίδια ευαισθησία σε όλα. Έτσι μπορούμε να έχουμε μια έγχρωμη εικόνα με
συνολικά 16 bits ανά pixel. Τα 32 bits χρειάζονται όταν απαιτείται διαφάνεια
στην εικόνα.

8. ανάλυση εικόνας
• Ανάλυση μιας ψηφιακής εικόνας ορίζεται το μέγεθος που
δείχνει τον αριθμό των εικονοστοιχείων (pixel) ανά μονάδα
μήκους. Μονάδες ανάλυσης είναι το ppi και το ppcm. Η
ανάλυση μιας εικόνας είναι ενδεικτική για την ποιότητά
της. Όσο μεγαλύτερη είναι η ανάλυση τόσο μεγαλύτερη
ευκρίνεια και λεπτομέρεια έχει η εικόνα.
• Παρακάτω μια εικόνα με σταθερές διαστάσεις εμφανίζεται
με διαφορετικές αναλύσεις. Αν το πλάτος της εικόνας είναι
μία ίντσα, οι αναλύσεις που απεικονίζονται είναι 1, 2, 5,
10, 20, 50 και 100 ppi αντίστοιχα.

9. μέγεθος εικόνας
Για να γνωρίζουμε την ποιότητα μιας εικόνας εκτός από την ανάλυση
(ppi) είναι απαραίτητο να ξέρουμε και το φυσικό της μέγεθος. Τα δύο
αυτά στοιχεία, μετά από υπολογισμούς, μπορούν να μας δώσουν το
συνολικό αριθμό pixel της εικόνας.

10. μέγεθος εικόνας
• Έστω ότι έχουμε δύο εικόνες η μία έχει διατάσεις 3" x 5" και
η άλλη 9" x 15", σκαναρισμένες και οι δύο στα 300ppi. Αυτό
σημαίνει ότι αποτελούνται από τον ίδιο αριθμό pixels;
• Η πρώτη εικόνα έχει οριζόντια διάσταση 3"x300ppi= 900
pixels και κάθετη 5"x300ppi=1500 pixels, δηλαδή
αποτελείται από 900 x 1500= 1.350.000 pixels.
• Η δεύτερη εικόνα έχει οριζόντια διάσταση 9" x 300ppi= 2700
pixels και κάθετη διάσταση 15"x300ppi= 4500 pixels, δηλαδή
αποτελείται από 3000x4500= 121.500.000 pixels.

11. μέγεθος εικόνας
• Η πληροφορία στη δεύτερη εικόνα μας είναι 9 φορές μεγαλύτερη.
Και οι δύο θα έχουν ταυτόσημη ποιότητα. Η διαφορά θα γίνει
αντιληπτή μόνο στη περίπτωση που θα μεγεθύναμε την πρώτη
εικόνα στο μέγεθος της δεύτερης. Σε αυτή την περίπτωση όμως αυτό
που θα κάναμε θα ήταν να μειώσουμε την ανάλυση.
• Όταν δημιουργούμε ή
επεξεργαζόμαστε εικόνες, εκτός
από την ανάλυση, ιδανικό είναι
να ξέρουμε το τελικό φυσικό
τους μέγεθος (ειδικά αν
τυπωθούν) και το μέσο (στο
οποίο θα τις εκτυπώσουμε ή
προβάλουμε ή διανείμουμε).

12. μέγεθος εικόνας
• Ερώτηση: Γιατί να μην προτιμάμε τις όσο το δυνατόν
μεγαλύτερες αναλύσεις ώστε να είμαστε καλυμμένοι
σε κάθε περίπτωση;
• Απάντηση: Γιατί το μέγεθος των αρχείων των
ψηφιακών μας εικόνων αυξάνεται και σε μερικές
περιπτώσεις είναι δύσκολο να το διαχειριστούμε.

13. μέγεθος αρχείου
Για να υπολογίσουμε το μέγεθος του αρχείου μιας εικόνας
πρέπει να ξέρουμε το βάθος χρώματος (bit πληροφορίας
που περιέχει).
Θα υπολογίσουμε λοιπόν το μέγεθος των αρχείων των
εικόνων του προηγούμενου παραδείγματος, με βάθος
χρώματος 24 bit.
• Το μέγεθος της πρώτης εικόνας σε Bytes (1 Byte = 8 bit)
είναι: 900 pixels x1500 pixels x24 bit /8= 4.050.000 Bytes ή
3.86 MB (1 MB = 1.000.000 Bytes).
• Το μέγεθος της δεύτερης εικόνας είναι: 3000 pixels x 4500
pixels x 24 bit /8 = 40.500.000 Bytes ή 38.6 MB.

14. μέγεθος αρχείου
Γίνεται λοιπόν εύκολα αντιληπτό ότι όσο μεγαλύτερη είναι η
ανάλυση και το βάθος χρώματος της εικόνας μας τόσο
περισσότερη πληροφορία υπάρχει, κάτι το οποίο είναι καλό
αλλά:
• επιβαρύνει τον υπολογιστή μας γιατί πρέπει να
επεξεργαστεί πολύ περισσότερα δεδομένα – bits,
κάνοντας βραδύτερη την επεξεργασία.
• απαιτείται περισσότερος χώρος για την αποθήκευση των
αρχείων αυτών.
Χρειάζεται λοιπόν να αποθηκεύουμε τα αρχεία των
ψηφιακών μας εικόνων στο απολύτως απαραίτητο, για την
κάθε εργασία, μέγεθος.

15. το χρωματικό μοντέλο RGB
Στο χρωματικό μοντέλο υπάρχουν 3
βασικά χρώματα το κόκκινο (RED-R) το
πράσινο (GREEN-G) και το μπλε (BLUE-B).
Ο χρωματικός χώρος RGB καλύπτει ένα
αρκετά μεγάλο μέρος του ορατού
φάσματος. Όλα τα χρώματα του χώρου
αυτού καθορίζονται από τρεις μεταβλητές
με τιμές 0-255 οι οποίες συμβολίζουν την
ένταση του κάθε βασικού χρώματος. Το
RGB είναι ένα προσθετικό μοντέλο. Πάντα
δημιουργούμε χρώμα ξεκινώντας από το
μαύρο (0,0,0). Όταν τα βασικά του
χρώματα προστεθούν σε ίσες αναλογίες
στην μέγιστη τιμή τους τότε δημιουργούν
το λευκό =255,255,255.
Το μοντέλο RGB χρησιμοποιείτε σε
όλες τις τεχνολογίες που
χρησιμοποιούν ακτινοβολίες για την
απεικόνιση χρωμάτων όπως οθόνες,
βιντεοπροβολείς, αισθητήρες σαρωτών
και ψηφιακών φωτογραφικών
μηχανών. Βάσει αυτού λειτουργεί και η
ανθρώπινη όραση.

16. το χρωματικό μοντέλο CMY
Το χρωματικό μοντέλο CMY είναι άρρηκτα
συνδεδεμένο με τις εκτυπώσεις. Υπάρχουν 3
βασικά χρώματα το κυανό, το ματζέντα και το
κίτρινο, οι συνδυασμοί των οποίων δημιουργούν
όλα τα άλλα χρώματα. Όπως φαίνετε και στο
σχήμα η ανάμειξη των τριών δημιουργεί το μαύρο
χρώμα. Αυτό όμως στην πράξη δεν επαληθεύεται
και στην πραγματικότητα το χρώμα που
προέκυπτε στις εκτυπώσεις ήταν μεταξύ σκούρου
καφέ και μαύρου. Έτσι για να επιτύχουμε έντονα
γεμάτα μαύρα προστέθηκε και το μαύρο χρώμα
στο μοντέλο που τελικά έγινε CMYK όπου C =
Cyan, M=Magenta,Y=Yellow, K=Key (black).
Οι τιμές που μπορούν να δοθούν είναι 0%-100%. Στο CMYK τα διάφορα χρώματα
προκύπτουν αναμειγνύοντας τις χρωστικές των βασικών χρωμάτων στο λευκό
χαρτί. Κάθε χρώμα όταν εκτυπώνεται παίζει το ρόλο φίλτρου, αφαιρώντας κάποια
μήκη κύματος από το λευκό, γι’ αυτό ονομάζεται αφαιρετικό μοντέλο.

17. Απόχρωση-Κορεσμός-Φωτεινότητα
• Hue-Saturation-Lightness - Απόχρωση-Κορεσμός-Φωτεινότητα
Είναι οι 3 ιδιότητες που προσδιορίζουν επακριβώς ένα χρώμα.
Εφαρμόζοντας αυτές τις παραμέτρους στα bitmap, η απόχρωση
(hue) προσδιορίζεται σε μία κλίμακα από το 0 έως το 360, ο
κορεσμός (saturation) σε μια κλίμακα από το 0 έως το 50 και η
φωτεινότητα (lightness ή brightness) από το 0 έως το 100. Για τον
προσδιορισμό ενός χρώματος με αυτόν τον τρόπο
χρησιμοποιούνται τα χρωματικά μοντέλα HLS και HSB.
• Hue - Απόχρωση
Η ιδιότητα ενός χρώματος που μας επιτρέπει να το
χαρακτηρίσουμε με το όνομά του, πχ: μπλε, πράσινο, κόκκινο κ.α.
• Saturation - Κορεσμός
Η καθαρότητα ή ζωντάνια ενός χρώματος εκφρασμένη σαν την
απουσία λευκού. Ένα χρώμα με 100% κορεσμό δεν περιέχει
καθόλου λευκό. Ένα χρώμα με 0% κορεσμό είναι μια διαβάθμιση
του γκρίζου.
• Lightness - Φωτεινότητα
Η αντιστοίχιση ενός χρώματος σε μια διαβάθμιση από το πιο
σκούρο στο πιο ανοικτό.

18. τύποι αρχείων
Τι είναι ο τύπος αρχείου;
• Υπάρχουν διάφοροι τύποι μορφοποίησης αρχείων εικόνας (image file formats), ανάλογα
με τον τρόπο που γίνεται η συμπίεση και η καταχώρηση της πληροφορίας στο αρχείο. Ο
τύπος του αρχείου γίνεται αντιληπτός, κοιτώντας τα τρία τελευταία γράμματα του
ονόματος του αρχείου. Αυτά τα γράμματα ονομάζονται επέκταση ονόματος αρχείου. Τα
διάφορα προγράμματα χρησιμοποιούν διαφορετικές επεκτάσεις κατά την αποθήκευση
των αρχείων.
Ποιοι είναι οι πιο συνηθισμένοι τύποι αρχείων για εικόνες;
• Στους συνηθισμένους τύπους αρχείων γραφικών περιλαμβάνονται ο JPEG (.jpg), ο TIFF
(.tif) και ο bitmap (.bmp). Επιπλέον, ορισμένες ψηφιακές κάμερες έχουν τη δυνατότητα
να αποθηκεύσουν εικόνες σε μορφή RAW, η οποία είναι μη συμπιεσμένη και στην οποία
δεν έχει γίνει εφαρμογή εφέ, όπως η ισορροπία λευκού ή η ενίσχυση της οξύτητας.
Ποιον τύπο αρχείου πρέπει να χρησιμοποιήσω;
• Τις περισσότερες φορές, ο JPEG (.jpg) είναι ο καλύτερος τύπος αρχείου, διότι δημιουργεί
υψηλής ποιότητας εικόνες με μικρό μέγεθος αρχείου μέσω της συμπίεσης των
δεδομένων. Είναι ιδανικός για αποθήκευση και κοινή χρήση των εικόνων. Εάν απαιτείται
πολύ υψηλό επίπεδο οπτικής ποιότητας, τότε πρέπει να αποθηκεύετε σε μορφή TIFF
(.tif) ή να αποθηκεύετε τις εικόνες JPEG στη χαμηλότερη δυνατή συμπίεση.

19. τύποι αρχείων
Πλεονεκτήματα των αρχείων JPEG
• Τα περισσότερα προγράμματα έχουν τη δυνατότητα να
εμφανίζουν, να ανοίγουν και να αποθηκεύουν αρχεία JPEG.
• Τα αρχεία JPEG είναι ιδανικά για το ηλεκτρονικό ταχυδρομείο
εξαιτίας του μικρού μεγέθους τους.
• Χάρη στη δυνατότητα ρύθμισης του επιπέδου της συμπίεσης για
την αποθήκευση ενός αρχείου JPEG, μπορείτε να ελέγξετε το
μέγεθος του αρχείου και την ποιότητα της εικόνας.
Μειονεκτήματα των αρχείων JPEG
• Τα αρχεία JPEG συμπιέζουν αυτόματα τις εικόνες όταν τις
αποθηκεύετε, με αποτέλεσμα να μειώνεται κατά ένα μικρό
ποσοστό η οπτική ποιότητα. Εάν χρησιμοποιήσετε υψηλά επίπεδα
συμπίεσης, τότε η ποιότητα της εικόνας ενδέχεται να μειωθεί
σημαντικά.

20. τύποι αρχείων
Πλεονέκτημα των αρχείων TIFF
• Δεν υπάρχουν απώλειες στην ποιότητα της εικόνας.
Μειονεκτήματα των αρχείων TIFF
• Ορισμένα προγράμματα, συμπεριλαμβανομένων των
περισσότερων προγραμμάτων περιήγησης στο web, δεν έχουν τη
δυνατότητα εμφάνισης εικόνων με μορφή TIFF.
• Οι εικόνες της μορφής TIFF ενδέχεται να έχουν πολύ μεγάλο
μέγεθος (πολλές φορές μεγαλύτερο από την ίδια εικόνα που έχει
αποθηκευτεί σε μορφή JPEG). Ως αποτέλεσμα, οι εικόνες της
μορφής TIFF καταλαμβάνουν το χώρο του σκληρού δίσκου πολύ
πιο γρήγορα από ότι τα αρχεία JPEG.
• Σχεδόν όλες οι εικόνες της μορφής TIFF, ακόμα και οι μικρότερες,
είναι πολύ μεγάλες για να αποσταλούν μέσω ηλεκτρονικού
ταχυδρομείου.

21. τύποι αρχείων
Πρέπει να μας απασχολεί η απώλεια
οπτικής ποιότητας όταν αποθηκεύουμε
αρχεία σε μορφή JPEG;
Οι εικόνες JPEG είναι ένα ατελές αντίγραφο της αρχικής εικόνας που
εμφανίζεται στο σκόπευτρο της κάμερας. Κάθε φορά που αποθηκεύεται
ξανά μια εικόνα σε μορφή JPEG, η οπτική ποιότητα μειώνεται ελαφρά,
όπως συμβαίνει όταν βγάζουμε φωτοαντίγραφο από ένα
φωτοαντίγραφο. Το ποσοστό της μείωσης της ποιότητας εξαρτάται από
βαθμό συμπίεσης της εικόνας. Συνήθως, αυτή η μείωση της ποιότητας
είναι δύσκολο να γίνει αντιληπτή, εάν όμως γίνονται συνεχόμενες
αλλαγές στην ίδια εικόνα και αποθηκεύεται με ενδιάμεσο επίπεδο
ποιότητας, τότε κάποια στιγμή παρατηρούνται απώλειες στην ευκρίνεια
και την πιστότητα των χρωμάτων. Για την απόλυτα καλύτερη οπτική
ποιότητα, οι εικόνες JPEG πρέπει να αποθηκεύονται στο υψηλότερο
δυνατό επίπεδο ποιότητας.

22. για περισσότερες πληροφορίες
κάντε κλικ …
• http://digital-image-theory.blogspot.gr/
• http://hermes.di.uoa.gr/exe_activities/Polymesa/_5.html
• http://windows.microsoft.com/el-GR/windows-
vista/Understanding-picture-file-types
• http://digitization.hpclab.ceid.upatras.gr/index.php
• http://www.inkline.gr/inkjet/newtech/
Βιβλιογραφία: Δημητριάδης Σ.Ν., Πομπόρτσης Α.Σ., Τριανταφύλλου Ε.Γ.,
Τεχνολογία πολυμέσων θεωρία και πράξη, Εκδόσεις Τζιόλα, Θεσ/νικη 2004
Η παρουσίαση δημιουργήθηκε για εκπαιδευτική χρήση.

23. ας κλείσουμε με ένα μπούσουλα…
Μια αποδεκτή ανάλυση εικόνας για το διαδίκτυο και την
οθόνη είναι:
• 72 ppi
Μια αποδεκτή ανάλυση εικόνας για προβολή σε μεγάλο
μέγεθος είναι:
• 150 ppi
Μια αποδεκτή ανάλυση εικόνας για εκτύπωση είναι:
• 300 ppi
Ο καλύτερος τύπος αρχείου για να μοιραζόμαστε
φωτογραφίες είναι ο jpeg.