CENTRO UNIVERSITÁRIO ANHANGUERA DE CAMPO GRANDE UNIDADE 1

REPRESENTAÇÃO DIGITAL DE IMAGENS

CAMPO GRANDE - MS

ABRIL – 2014

CENTRO UNIVERSITÁRIO ANHANGUERA DE CAMPO GRANDE UNIDADE 1

BRUNO CESAR KOEY SUETAKE DOS SANTOS

HÉLIO APARECIDO DE OLIVEIRA JUNIOR

JÚNIOR ANTÔNIO DA SILVA

NEAN LUCAS VIEIRA FIGUEIREDO

RODRIGO LÔBO ANDRÉ

Artigo pesquisas do sistema de cores

e das técnicas de compressão de

imagem, apresentado ao 1º semestre

do curso de graduação em Ciências

da Computação, disciplina Sistemas e

Aplicações Multimídia sob orientação

do professor Sidney Maldonado.

CAMPO GRANDE - MS

ABRIL – 2014

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO...........................................................................................................4

2. SISTEMA ADITIVO (RGB).........................................................................................5

3. SISTEMA SUBTRATIVO............................................................................................6

4. INCLUSÃO DO PRETO.............................................................................................8

5. SISTEMA HLS...........................................................................................................8

6. SISTEMA CIE............................................................................................................9

7. GAMAS E CODIFICAÇÃO DAS CORES.................................................................11

8. TÉCNICAS DE COMPRESSÃO DE IMAGEN:........................................................13

9. CONCLUSÃO..........................................................................................................15

10. REFERÊNCIAS.......................................................................................................16

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1. INTRODUÇÃO

O aparecimento das imagens digitais é resultante do processo de desenvolvimento

das ciências da informação. As primeiras imagens digitais surgiram na área da

astronomia e progressivamente foram-se expandindo para outras áreas, tal como a

medicina até que finalmente chegaram ao público em geral.

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2. SISTEMA ADITIVO (RGB):

RGB é a abreviatura do sistema de cores aditivas formado por Vermelho (Red), Verde

(Green) e Azul (Blue). O propósito principal do sistema RGB é a reprodução de cores

em dispositivos eletrônicos como monitores de TV e computador, "datashows",

scanners e câmeras digitais, assim como na fotografia tradicional. Em contraposição,

impressoras utilizam o modelo CMYK de cores subtrativas.

O modelo de cores RGB é baseado na teoria de visão colorida tricromática, de Young-

Helmholtz, e no triângulo de cores de Maxwell. O uso do modelo RGB como padrão

para apresentação de cores na Internet tem suas raízes nos padrões de cores de

televisões RCA de 1953 e no uso do padrão RGB nas câmeras Land/Polaroid, pós

Edwin Land.

Quando falamos em cor, estamos na verdade falando de luz, pois, sem a luz não

existiriam o que chamamos "cores".

Na natureza encontramos dois sistemas cromáticos: o sistema Aditivo e o sistema

subtrativo.

O sistema aditivo é aquele formado pelas três cores primárias da luz

(Azul-violeta/vermelho e verde), decompostas a partir da luz branca solar que é a fonte

natural de luz no planeta terra. As lâmpadas elétricas, velas e outros aparatos

luminosos, nos fornecem iluminação sintética. Chama-se aditivo porque a adição das

três cores primárias forma a luz branca.

A decomposição das cores primárias da luz branca num prisma acontece devido às

diferenças de comprimento de onda de cada cor, que vão do vermelho ao violeta.

O olho humano consegue perceber cores que possuem comprimentos de onde que vão

de 380nm (nanômetros - que é a milionésima parte do milímetro) a 780nm. Abaixo de

380 estão os raios ultravioleta e acima de 780nm a radiação infravermelha.

Quando misturamos essas cores primárias entre si temos os seguintes resultados:

Vermelho + azul = Magenta

Vermelho + verde = Amarelo

Verde + azul = Ciano

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Essas cores resultantes são chamadas de cores secundárias da luz e são ao mesmo

tempo as cores primárias do sistema subtrativo.

3. SISTEMA SUBTRATIVO:

CMYK é a abreviatura do sistema de cores formado por Ciano (Cyan), Magenta

(Magenta), Amarelo (Yellow) e Preto (Black).

O CMYK funciona devido à absorção de luz, pelo fato de que as cores que são vistas

vêm da parte da luz que não é absorvida. Este sistema é empregado por imprensas,

impressoras e fotocopiadoras para reproduzir a maioria das cores do espectro visível, e

é conhecido como quadricromia. É o sistema subtrativo de cores, em contraposição ao

sistema aditivo, o RGB.

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Ciano é a cor oposta ao vermelho, o que significa que actua como um filtro que absorve

a dita cor (-R +G +B). Da mesma forma, magenta é a oposta ao verde (+R -G +B) e

amarelo é a oposta ao azul (+R +G -B). Assim, magenta mais amarelo produzirá

vermelho, magenta mais ciano produzirá azul e ciano mais amarelo produzirá verde.

Todos os objetos do mundo possuem cor. Essa cor é formada pelos elementos naturais

ou sintéticos que se encontram na sua camada externa.

Os pigmentos podem também ser naturais ou sintéticos. Esses pigmentos em contato

com as cores-luz vão absorver determinadas faixas de onda cromática e refletir outras,

que serão captadas pelo olho humano.

O sistema subtrativo leva esse nome tendo em vista que a mistura de suas cores

primárias tendem ao preto, ou seja, ausência de luz.

A mistura entre as cores primárias do sistema subtrativo (ciano/magenta e amarelo)

resultam no seguinte:

Ciano + magenta = azul

Ciano + Amarelo = verde

Amarelo + magenta = vermelho

Note bem a beleza e a harmonia natural do sistema. As cores secundárias do sistema

aditivo são as cores primárias do sistema subtrativo e as cores secundárias do sistema

subtrativo são as cores primárias do sistema aditivo.

O preto e o branco não são cientificamente consideradas cores. O branco é o resultado

da soma de todos os comprimentos de onda e o preto é a ausência completa da luz,

portanto da cor.

O sistema aditivo é chamado também de sistema RGB (red/green e blue) e o sistema

subtrativo de CMYK, onde "k" representa o preto que é adicionado aos pigmentos para

obtenção de maior ou menor saturação, visto que, não encontramos pigmentos puros

na natureza.

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4. INCLUSÃO DO PRETO:

O preto pode ser produzido misturando os três pigmentos primários, mas por várias

razões, é preciso adicionar tinta preta ao sistema:

O preto que se cria misturando os três pigmentos primários não é puro, devido

às impurezas encontradas neles;

Empregar o 100% das tintas ciano, magenta e amarelo produz uma camada que,

dependendo do tipo de papel, pode não secar ou ainda romper a folha se muito

fina;

Os textos imprimem-se geralmente no preto pois incluem detalhes muito finos

que seriam complicados de conseguir mediante a superposição de três tintas;

O pigmento preto é o mais barato de todos, razão pela qual criar preto com três

tintas seria muito mais caro.

5. SISTEMA HLS:

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HLS é um sistema de cores derivado dos conceitos definidos por Albert Munsell na

primeira década do século XX.

É usado na área de agronomia e pedologia. Utiliza os conceitos de matiz (hue), pureza

de cor e luminosidade (L). O Sistema presta uma descrição muito precisa da cor, dando

suporte à comunicação de cor.

O HLS, associado ao HSV, são duas representações relacionadas de pontos em um

espaço de cores RGB, que tenta descrever a percepção das cores de forma mais

acurada que no sistema RGB e ainda deixando-as computacionalmente simples. HLS

representa matiz, saturação e luminância, enquanto que HSV representa matiz,

saturação e valor. HLS ou HSL é um modelo comumente usado em aplicações de

computação gráfica por causa da forma como as cores são emuladas neste modelo,

que se aproxima mais de como o ser humano produz a percepção da cor. Algumas

aplicações práticas do HSL são: a especificação CSS3, Inkscape a partir da versão

0.42, Macromedia Studio, sistema de cores do Microsoft Windows, Paint Shop Pro,

ImageMagick.

6. SISTEMA CIE:

As cores podem ser percepcionadas diferentemente, de acordo com os indivíduos e

podem ser afixadas diferentemente de acordo com os periféricos de afixação.

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A Comissão Internacional da Iluminação (CIE) definiu por isso padrões que permitem

definir uma cor independentemente dos periféricos utilizados. Para este fim, o CIE

definiu critérios baseados na percepção da cor pelo olho humano, graças a um triplo

estímulo.

Em 1931, o CIE elaborou o sistema colorimétrico xyY, que representa as cores de

acordo com a sua cromaticidade (eixos x e y) e a sua luminância (eixo y). O diagrama

de cromaticidade (ou diagrama cromático), com origem numa transformação

matemática, representa na periferia as cores puras, ou seja as radiações

monocromáticas que correspondem às cores do espectro (cores do arco-íris),

localizadas pelo seu comprimento de onda. A linha que fecha o diagrama (que fecha as

duas extremidades do espectro visível) chama-se direita do púrpuros, porque

corresponde a cor púrpura, composta das duas radiações monocromáticas azuis (420

nm) e vermelhas (680 nm):

Representa-se geralmente o gamut de um dispositivo de afixação traçando no diagrama

cromático um polígono que contém todas as cores que é capaz de produzir.

Contudo, este modo de representação meramente matemático não tem em conta

factores fisiológicos de percepção da cor pelo olho humano, o que resulta num

diagrama de cromaticidade que deixa, por exemplo, um espaço demasiado largo para

os verdes.

Em 1960 o CIE criou o modelo Lu*v*.

Por último, em 1976, para remediar as lacunas do modelo xyY, o CIE desenvolve o

modelo colorimétrico La*b* (também conhecido sob o nome de CIELab), no qual uma

cor é localizada por três valores:

L, a luminância, expressa em percentagem (de 0 para o preto a 100 para o

branco)

a e b duas gamas de cor que vão respectivamente do verde ao vermelho e do

azul ao amarelo com valores que vão de -120 a +120.

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O modo Lab cobre assim a integralidade do espectro visível pelo olho humano e

representa-o de maneira uniforme. Permite por conseguinte descrever o conjunto das

cores visíveis, independentemente de qualquer tecnologia gráfica.

Desta maneira, compreende a totalidade das cores RGB e CMYK, é a razão pela qual

softwares como o PhotoShop utilizam este modo para passar de um modelo de

representação a outro.

Trata-se de um modo muito utilizado na indústria, mas pouco usado na maior parte dos

softwares, já que é difícil de manipular.

Os modelos do CIE não são intuitivos, contudo o facto de os utilizar garante que uma

cor criada de acordo com estes modelos será vista da mesma maneira por todos!

7. GAMAS E CODIFICAÇÃO DAS CORES:

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O olho humano pode distinguir aproximadamente entre 7 e 10 milhões de cores. Devido

a isto a vista é para nós o principal sentido que nos une com o exterior, de tal forma que

sobre 80% da informação que recebemos do mundo exterior é visual.

Pintores e designers gráficos utilizam esta capacidade humana de apreciar cores para

criar obras que aprofundem na alma e que inspirem sentimentos nos seres que as

contemplam. Porém, o que podemos fazer quando devemos nos expressar com um

número limitado de cores?

Os computadores trabalham com três cores básicas, a partir das quais constroem todas

as demais, mediante um processo de mistura por unidades de ecrã, denominadas

pixels. Estas cores são o vermelho, o azul e o verde, e o sistema definido é conhecido

como sistema RGB (Red, Green, Blue).Cada pixel tem reservada uma posição na

memória do computador para armazenar a informação sobre a cor que deve

apresentar. Os bits de profundidade de cor marcam quantos bits de informação

dispomos para armazenar o número da cor associada segundo a paleta usada. Com

esta informação, o cartão gráfico do computador gera uns sinais de voltagem

adequados para representar a correspondente cor no monitor.Quanto mais bits por

pixel, maior número de variações de uma cor primária podemos ter. Para 256 cores

precisam-se 8 bits (sistema básico), para obter milhares de cores necessitamos 16 bits

(cor de alta densidade) e para obter milhões de cores falta 24 bits (cor verdadeira).

Existe também outra profundidade de cor, 32 bits, porém com ela não se conseguem

mais cores, e sim que as que usarmos se mostrarão mais rápido, já que para o

processador é mais fácil trabalhar com registros que sejam potência de 2 (lembremos

que trabalha com números binários).

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8. TÉCNICAS DE COMPRESSÃO DE IMAGENS:

Compressão de imagens, em Ciência da Computação, é a aplicação de compressão de

dados em imagens digitais. Como efeito, o objectivo é reduzir a redundância dos dados,

de forma a armazenar ou transmitir esses mesmos dados de forma eficiente.

O tipo de compressão aplicado pode ser com ou sem perda de dados:

A compressão sem perda de dados é normalmente aplicada em imagens em que

a qualidade e a fidelidade da imagem são importantes, como para um fotógrafo

profissional, ou um médico quanto às radiografias. São exemplos deste tipo de

compressão os formatos: PNG e TIFF (apesar de algumas variantes deste terem

perda de dados).

A compressão com perda de dados é utilizada nos casos em que a portabilidade

e a redução da imagem são mais importantes que a qualidade, sem no entanto

menosprezar esta. É o caso das máquinas fotográficas digitais em geral, que

gravam mais informação do que o olho humano detecta: alguns sistemas de

compressão usam este fato, com vantagem, podendo por isso desperdiçar dados

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"irrelevantes". O formato JPEG usa este tipo de compressão em imagens. O

formato GIF também tem uma compressão com perdas, mas diferente do JPEG,

usa uma compressão "burra", que prejudica muito a qualidade da imagem.

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9. CONCLUSÃO

Usando as cores primarias,podemos fazer outras cores com a mistura entre elas,usando as tecnicas podemos ver passo a passo dessa misturas em ação com os proprios olhos. Na ciência da computação usamos isso para transmitir dados de forma mais eficiente.

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10.REFERÊNCIAS

http://www.iar.unicamp.br/lab/luz/dicasemail/dica16.htm

http://aplicacoesinformaticas.weebly.com/1/post/2010/04/sistemas-de-cores.html

http://www.maxwell.lambda.ele.puc-rio.br/9324/9324_3.PDF

http://pt.kioskea.net/contents/712-a-codificacao-cie-lab-l-a-b

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/vision/imgvis/cie4.gif

http://pt.kioskea.net/contents/717-a-representacao-informatica-da-cor

http://www.criarweb.com/artigos/751.php

http://static.commentcamarche.net/pt.kioskea.net/pictures/video-images-hsl.gif

http://static.commentcamarche.net/pt.kioskea.net/pictures/video-images-nuancier.gif