Computer graphics

 

 

 

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Computer Graphics

 

Introduzione

"The process of pictorial communications between men and computers"
(Encyclopedia of Science and Technology - Mc Graw-Hill)

La Computer Graphics (CG) processa informazioni e consente di ottenere immagini.
Le immagini generate dalla CG non sono immagini visibili, cioè percepibili dall’occhio umano, non essendo tali immagini ne di tipo fisico ("figure", in quanto distribuzioni di proprietà fisiche misurabili: fotografie, dipinti, disegni) ne di tipo ottico (distribuzioni spaziali della densità luminosa, ottenibili tramite lenti, ologrammi, ecc.).
Le immagini generate dalla CG sono immagini fisiche non visibili, cioè realtà virtuali (descrizioni geometrico-matematiche, modelli interni di un elaboratore), presentabili come disegni su opportuni dispositivi (monitor, stampanti, ecc.) secondo diverse modalità (dal bianco e nero o B/N al colore, dalla rappresentazione bidimensionale o 2D a quella tridimensionale o 3D, ecc.).

Per una illustrazione si faccia riferimento alla slide CG01.

Si noti che possono considerarsi immagini fisiche non visibili (ma rappresentabili visivamente) anche grandezze quali la temperatura, la pressione, la densità di popolazione, ecc.
L'elemento base dei prodotti della CG (assimilabili a disegni) è il punto.
Congiuntamente alla CG si può considerare un'altra disciplina affine che con essa si interseca: il Digital Image Processing.
I prodotti del Digital Image Processing sono immagini, più precisamente rappresentazioni o imitazioni discretizzate (o digitalizzate) di oggetti reali.
L'image processing tratta una realtà monitorata, quindi tutta da interpretare, presentabile anch'essa tramite disegni.
Le immagini digitalizzate possono considerarsi come funzioni generate tramite metodi ottici che discretizzano l'oggetto in esame, sulla base di una griglia rettangolare e quantizzata di elementi chiamati Pixel, ciascuno dotato di indirizzo locazionale e di attributi di colore.

Il Digital Image Processing tratta dunque funzioni matematiche discrete capaci di restituire immagini digitali a partire da oggetti reali.
La CG inizia il suo percorso evolutivo a partire dagli anni 1960, con l'avvento del Tubo a Raggi Catodici (CRT - Cathode Ray Tube), delle prime periferiche grafiche e dei primi sistemi CAD/CAM, perseguendo l'ambizioso obiettivo di instaurare l'interazione globale uomo-macchina nello spazio tridimensionale (tra le varie iniziative: la Automatic Painting Machine, il progetto del MIT "Media Room", il progetto IDA, le sperimentazioni per implementare la "Wire City"), allargando i suoi orizzonti fino alla Computer Art (la Calcomp indice in tale periodo un concorso di computer art) ed all'integrazione sempre più spinta (anni 1980) tra computer, grafica interattiva, mezzi televisivi e telematici.
Il panorama attuale circa le applicazioni della CG è talmente esteso che possiamo solo limitarci, in questa sede, ad indicare sommariamente le principali aree di interesse: i progressi e le innovazioni che si registrano nel settore sono infatti tali da rivoluzionare tecniche e metodologie, fornendo al contempo nuovi strumenti, figure professionali e risorse nei campi più disparati.

 

Principali aree applicative della Computer Graphics

progettazione e modellizzazione
videoscrittura ed editoria elettronica
presentazione ed animazione
simulazione e previsione
business graphics
mappazione e fotogrammetria
pattern recognition
image processing e remote sensig
chimica e medicina
grafica pittorica e pubblicitaria
comunicazione audiovisiva ed education
AUTHORING ED IPERMEDIA
applicazioni telematiche
cinema e televisione
tempo libero e giochi

Input/Output

Le attrezzature o dispositivi di input/output (I/O) per la Computer Graphics (e più in generale per i sistemi multimediali) sono attualmente disponibili sul mercato anche a prezzi contenuti ed in varietà e tipologie largamente differenziate, distinguendosi a seconda delle parti anatomiche umane con cui esse interagiscono, delle tecniche di produzione e riconoscimento dei "segnali" da gestire (segnali "esterni" da trasferire al computer ed "interni" da trasferire all’utilizzatore), delle tecnologie realizzative, del tipo di connessione tra esse e l'elaboratore e via dicendo.

La slide CG02 raffigura alcuni dispositivi di I/O generali e per la grafica.

In particolare, nell'ottica della già citata interazione globale uomo-macchina, gli sforzi della ricerca e della tecnologia mettono già a disposizione dell'utenza ordinaria terminali grafici sensibili alla voce umana (sintetizzatori vocali), agli spostamenti nello spazio tridimensionale, al tatto ed ai movimenti dell'occhio, alla pressione ed alla grafia, terminali sempre più tendenti all'interpretazione interattiva del gesto umano e svincolati dalla connessione fisica col computer (p.es. utilizzando i raggi infrarossi).
In un certo senso, per quanto concerne le attrezzature di input, possiamo dire che il loro sviluppo tende ad "autoeliminarle", introducendo nel rapporto persona-macchina, quali dispositivi di input, gli strumenti (da riconoscere ed interpretare) della comunicazione umana: il dito, la mano, la voce, il movimento, ecc.
Sforzi analoghi si stanno compiendo per le attrezzature di output, le quali consentono attualmente di produrre lastre per la tipografia, filmati, stampe di livello artistico e proiezioni dirette di immagini in movimento nell’occhio umano (realtà virtuali, media room).
Non è molto azzardato prevedere che questa tendenza evolutiva dei dispositivi di I/O e dei sistemi di elaborazione successivi a quelli della (attuale) cosiddetta quinta generazione introdurrà un piccolo "Hal" nelle future famiglie degli studenti di oggi.

DVT – Display Video Terminal

Il terminale videografico (DVT) è la parte di un sistema di visualizzazione (di un elaboratore) che gestisce e mostra le immagini all'utente.
Schematicamente, un DVT è costituito da 3 componenti di base:

• Video (monitor)
• Il monitor visualizza l'immagine, in forma discretizzata per punti (pixel), in base al contenuto del frame buffer ed all'azione del display controller.
• Adattatore video (display controller)
• Il display controller, comunemente chiamato anche scheda grafica, è un’interfaccia che trasmette il contenuto del frame buffer al monitor adattandone i segnali, esso assolve alle seguenti funzioni di base:
• conversione del segnale digitale in segnale video;
• memoria tampone (date le diverse velocità tra CPU, memorie digitali e monitors);
• esso può inoltre essere dotato di funzioni e features varie (generazione di segmenti, curve e caratteri, scaling, zoom, rotazioni, ecc.).
• Memoria digitale (frame buffer)
• Il frame buffer è una memoria elettronica che contiene un modello digitale dell'immagine, registrata sotto forma di una matrice di digit: ogni elemento del frame buffer, costituito da un opportuno numero di bit, determina un punto dell'immagine a video (quindi può identificarsi col pixel) in quanto codifica valori di intensità (e di colore) utili per generare il segnale digitale che andrà a pilotare il monitor.
• La costituzione e l'interazione di questi tre componenti di base determina le caratteristiche dell'immagine e la sua gestione, ponendo diverse problematiche (che saranno sinteticamente esemplificate più avanti).
• La slide CG03 sintetizza talune caratteristiche generali dei DVT.
• L'utilizzazione del primo schermo grafico pilotato da un computer per generare semplici disegni risale agli anni 1950, da allora la computer graphics ha compiuto notevoli progressi e per realizzare i videoterminali si hanno diverse tecnologie:
• - Tubi a raggi catodici (CRT-Cathode Ray Tube)
• - Tubi a memoria (DVST-Direct View Storage Tube)
• - Pannelli al plasma
• - Schermi a scansione laser
• - Schermi a cristalli liquidi (LCD-Liquid Crystal Display)
• - Pannelli a fluorescenza
• - Sistemi scan-converter.
• Siccome ancora oggi il mezzo più diffuso per il display di output grafici è il tubo a raggi catodici (CRT), giova avere qualche idea circa il suo principio di funzionamento, anche allo scopo di introdurre alcuni concetti basilari di computer graphics.

• CRT - Cathode Ray Tube
•  
• La slide CG04 illustra in via generale un Tubo a Raggi Catodici (CRT).
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• Lo schema mostrato nella slide è relativo ad un CRT a deflessione elettrostatica, la tecnologia basata sul CRT fornisce comunque diversi tipi di videoterminali:
• - CRT stroke o raster, storage o refresh;
• - CRT a penetrazione;
• - CRT a shadow mask.
• Siccome per realizzare un'immagine su di un VDT (fascetti elettronici + fosfori) occorre prima produrla poi mantenerla, le tecniche per la realizzazione di tali sistemi si differenziano a seconda di come queste funzioni sono implementate.
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• Per produrre l'immagine si hanno due tecniche fondamentali:
• Raster (per punti o bit-map)
• Il pennello elettronico scansiona sistematicamente lo schermo, secondo righe orizzontali, eccitando i pixel costituenti l'immagine da costruire in funzione di una "matrice" di eccitazione (bit-map); ogni pixel costituente l'immagine è indirizzabile.
• Stroke (per vettori o line-draw)
• Il pennello elettronico può essere diretto in ogni punto dello schermo - sia orizzontalmente che verticalmente od obliquamente - ed una qualunque entità grafica (oggetto: carattere o disegno) dell'immagine è vista come un'entità unica (vettore) e creata come tale, senza cioè calcolare tutti i pixel che la costituiscono; ogni oggetto è indirizzabile ma non ogni pixel (si tenga presente che un vettore consiste in una relazione matematica). 
•  
• Per mantenere l'immagine si hanno due tecniche fondamentali:
• Refresh (a rinfresco di immagine)
• Il pennello elettronico "spazzola" periodicamente lo schermo, eccitandone i pixel, secondo scansioni di frequenza tale da far apparire l'immagine fissa; questa tecnica è simile a quella utilizzata negli schermi TV.
• Storage (a memoria di immagine)
• Una volta realizzato l'eccitamento dei fosfori sullo schermo, quindi l'immagine, esso viene continuamente mantenuto, o cancellato di colpo (l'immagine sparirà con un lampo); in questa tecnica, l'immagine non è direttamente creata a video ma su una griglia ad esso antistante poi "proiettata" interamente sui fosfori del video e mantenuta tramite l'applicazione di un flusso di elettroni gestito da un apposito sistema.
•  
• Sulla base della combinazione delle tecniche elencate, o tramite altre tecniche, si possono realizzare diversi tipi di terminali video-grafici.

Fosfori

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• I fosfori sono sostanze che possono anche essere prodotte utilizzando diversi composti di calcio, cadmio, zinco e tracce di terre rare, essi vengono identificati con sigle del tipo: P1, P4, P7, P31, ecc.
• Com'è noto, i fosfori sono materiali in grado di trasformare energia elettrica in energia luminosa (elettrofluorescenza): ricoprendo opportunamente uno schermo con uno strato di fosfori e dirigendo su di un suo punto un determinato fascetto elettronico i fosfori depositati nell'areola colpita si eccitano ed emmettono una certa luminosità (di breve durata al cessare della causa eccitante).
•  
• La scelta del tipo di fosforo con cui ricoprire lo schermo di un terminale video dipende da vari fattori:
• Persistenza
• Tempo di decadimento della luminosità ad 1/10 del suo valore iniziale.
• Cromaticità
• Qualità e tipo di luce emessa.
• Granularità
• Dimensioni della grana della sostanza.
• Efficienza
• Grado di conversione di energia elettrica in luce.
• Resistenza
• Grado di mantenimento della luminosità al persistere dell'eccitazione.
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• In base al tempo di decadimento dell'immagine i fosfori si suddividono in:
• Fosfori ad alta persistenza
• Più idonei per la produzione di immagini statiche ma causanti il cosiddetto effetto scia o cometa.
• Fosfori a bassa persistenza
• Dotati di tempi di risposta rapidi, quindi più rispondenti per applicazioni grafiche interattive od animate (ma presentanti dei problemi in modalità video interlacciata).
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• Tenuto conto delle proprietà dell'apparato visivo umano (in particolare della retina, in cui il tempo di permanenza dell'immagine è all'incirca di 1/20sec), si deduce che la persistenza dovrebbe risultare dell'ordine di 1/10sec e che occorrerà rinfrescare l'immagine prodotta a video (ciclo di refresh) con una frequenza non inferiore a 25-30Hz, affinchè questa sia visibile in modo stabile (soprattutto nel caso di immagini in movimento), al fine di annullare il flickering (effetto di sfarfallio o tremolio dell'immagine).

• Pixel
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• Il termine Pixel, abbreviazione di Picture Element (PEL), indica l'elemento primitivo dell'informazione video, cioè il punto di uno schermo grafico (a punti).
• Il pixel costituisce l'unità minima visualizzabile su di un monitor da parte di un elaboratore, accessibile (indirizzabile) in maniera digitale od analogica a seconda delle tecniche e tecnologie relative ai sistemi grafici.
• Su di uno schermo a punti l'immagine viene realizzata dall'unione di molti pixel, ognuno appositamente generato dall'elaboratore.
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• Si veda pure la slide CG04.
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• Per rappresentare il pixel si possono associare ad esso uno o più bit:
• Associando un bit ad ogni pixel si può realizzare un'immagine per punti in bianco e nero, ove il valore del pixel (acceso/spento) corrisponde al valore del segnale binario (1/0).
• Associando n bit ad ogni pixel allora sono possibili 2n rappresentazioni (codifiche) del pixel, utilizzabili per definire valori di intensità e/o di colore (immagini a colori o in scala di grigi).
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• Un pixel può dunque essere caratterizzato dai seguenti parametri:
• Valore - Intensità - Colore.
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• A seconda del numero di bit associati al pixel e del metodo di codifica adottato si ottengono tecniche di visualizzazione diverse ed immagini qualitativamente differenziate.
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• Il numero n viene chiamato Profondità di pixel.
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• Si intende col termine Rapporto di pixel il rapporto tra l'ampiezza e l'altezza di un pixel, rapporto che dipende dal numero di linee di scansione video sull'asse verticale e dal numero di punti tracciati sull'asse orizzontale, in corrispondenza della dimensione fisica dello schermo (se tale rapporto è di 1:1 allora si parla di Pixel quadrati).

• La struttura del pixel dipende fondamentalmente dalla tecnologia del monitor; orientativamente, possiamo schematicamente associare ai seguenti punti di vista i relativi fattori più direttamente collegati (tecnologie basate sul CRT):
• Fisico
• Granularità dei fosfori.
• Geometrico
• Numero e disposizione dei fosfori (tipicamente 3 disposti a triangolo equilatero, per implementare il colore mediante "tristimolo").
• Chimico
• Tipi di fosfori e loro persistenza (tipicamente RGB - Red Green Blu di persistenza opportuna).
• Cromatico   

Numero di bit associati al pixel e relativa codifica.

Tali fattori saranno variamente interdipendenti ai fini della resa finale dell'immagine prodotta a monitor, funzionalmente alle tecniche e tecnologie adottate per realizzarla.

Risoluzione

La Risoluzione è la misura del livello di dettaglio raggiungibile da un dispositivo o da un'immagine, espressa come numerosità di elementi discreti (punti per i dispositivi grafici di I/O, pixel per i videoterminali): la risoluzione è determinata dal più piccolo intervallo raggiungibile che separa due elementi discreti adiacenti distinguibili l'uno dall'altro.
Nella videografica la risoluzione spaziale dell'immagine è data dalla combinazione dei pixel e delle linee di scansione: per risoluzione di un sistema di visualizzazione si intende la quantità di pixel che il sistema è in grado di gestire e visualizzare, dato come PxL, ove P è il numero di pixel contenuti in una linea di scansione e L il numero di linee di scansione orizzontali.
Per risoluzione di un'immagine si intende pertanto la quantità di pixel e di linee di scansione presenti nell'immagine memorizzata.

Si veda pure la slide CG04.

Una risoluzione grafica attualmente ritenuta discreta potrebbe essere data da: PxL=1024x768 (1024 pixel per ciascuna delle 768 linee di scansione); assumendo, p.es., di codificare il pixel con 1 byte (8 bit, che consentono di gestire 28=256 colori o gradazioni di grigio) allora l'immagine bit-map prodotta occuperebbe (teoricamente) 1024x768=768Kbyte di spazio di memoria (grafica tipica delle schede tipo Super-VGA comunemente usate nei PC-IBM e compatibili).
La definizione di risoluzione non esprime in modo corretto la qualità di presentazione dell'immagine se non si tiene conto delle dimensioni del dispositivo di visualizzazione, del rapporto di quadro, della griglia dei pixel (pixel quadrati o rettangolari) nonchè della loro struttura (numero e disposizione dei fosfori puntiformi costituenti il pixel, nel caso delle tecnologie basate sul CRT).
La misura della risoluzione si esprime spesso, più correttamente, in dpi (dots per inch).
La risoluzione videografica va distinta dalla risoluzione concernente i dispositivi grafici di I/O (tablet, printer, plotter, fotounità, ecc.).
Una efficiente gestione della pagina di stampa, che consente di riprodurre un'immagine video su dispositivi di output alla massima risoluzione della periferica, si può ottenere tramite il Postscript (linguaggio sviluppato dalla società Adobe, inizialmente per le stampanti a tecnologia Laser).

Colore

Il metodo di codifica del colore per videoterminali a colori basati sul CRT è siglato RGB (dai colori primari utilizzati: Red-Green-Blu).

Si veda pure la slide CG04.

Il metodo è di Sintesi Additiva: il colore di un pixel dello schermo (elemento indirizzabile tipicamente costituito da tre fosfori puntiformi, Rosso-Verde-Blu, opportunamente disposti) si ottiene come risultante (in termini di: Brillanza - Tinta - Saturazione) dei livelli di eccitazione cui sono sottoposti i 3 fosfori colpiti da altrettanti fascetti elettronici pilotabili (dall'elaboratore).
Ciò che determina la varietà cromatica di un'immagine restituita a monitor, cioè il numero di colori (gradazioni di grigio nel caso monocromatico) visualizzabili è la Profondità di Pixel, intendendo con tale termine il numero di bit utilizzati per codificare il pixel.
Per esempio, ad una grafica caratterizzata dai parametri: 640x480x8 corrisponde una griglia rettangolare di 640x480=307200 pixel suscettibili di assumere ciascuno 28=256 colori distinti (una grafica attualmente ritenuta media); in termini tecnici ciò significa che per ottenere 256 colori (visualizzabili simultaneamente) occorrono 8 bit di codifica per il colore (e 640x480=300Kbyte teorici di spazio di memoria per l'immagine bit-map, se non compressa).
Una eccellente gestione del colore si ottiene associando 24 bit al pixel (oltre 16 milioni di colori in contemporanea), suddividendoli opportunamente nelle 3 componenti di base del colore (p.es., 1 byte per ciascuna delle componenti R-G-B).
La tecnologia del colore per videoterminali, basata sui fosfori, è notevolmente diversa da quella tipografica, basata su pigmenti o inchiostri: lo standard tipografico è siglato CMYK (dai colori primari utilizzati: Ciano-Magenta-Yellow+Black), tale modello di colore (Color Management System) è di Sintesi Sottrattiva e la produzione delle immagini avviene, di norma, tramite la Separazione in Quadricromia.
Nel modello CMYK, a livello tipografico, si distinguono inchiostri a tinte piatte ed inchiostri in quadricromia, colori di processo e colori a punti.
Date le differenze tra i due sistemi base, RGB per videoterminali (fosfori) e CMYK per l’ambiente tipografico (inchiostri), nei packages grafici più evoluti sono implementate apposite conversioni da uno standard all’altro.

Le conversioni tendono a garantire la fedeltà cromatica (e grafica) tra le immagini visualizzate sul videoterminale e gli output grafici prodotti sui vari dispositivi di riproduzione tipografica (printers, plotters, fotounità).
Tali implementazioni perseguono l’obiettivo di realizzare quello che in gergo viene indicato con l’acronimo WYSIWYG (What You See Is What You Get).
Allo scopo di raggiungere la suddetta fedeltà tra le immagini sono stati creati appositi sistemi di corrispondenza del colore (Color Matching Systems), cioè sistemi codificati di colori, quali PANTONE, TRUMATCH e FOCOLTONE, inoltre sono attualmente disponibili dispositivi di output tipografico (printers) che riescono a stampare secondo il modello RGB.
I moderni software grafici dispongono inoltre di altri modelli di colore, più rispondenti alle diverse esigenze di un’utenza sempre più vasta (architetti, ingegneri, pittori, illustratori, pubblicitari), nonchè di funzioni per effettuare conversioni, calibrazioni e personalizzazioni dei dispositivi, degli strumenti e degli ambienti grafici informatizzati.

Alcuni modelli di colore sono i seguenti:
HSV   Hue Saturation Value (o HSB - H. S. Brightness)
(Tonalità Saturazione Luminosità o Valore)
HLS   Hue Luminance Saturation
(Tonalità Illuminazione Saturazione)
YUV   Luminosità Colore
YIQ   Luminanza Cromaticità.

Giova infine notare che il discorso del colore, implicando considerazioni varie, da quelle teoriche (onde luminose, teoria del colore, ecc.) a quelle "reali" (percezione, ambiente, sistema di visualizzazione, psicologia della forma e del colore, ecc.), coinvolge aspetti sia di natura "oggettiva" (lunghezze d'onda) che di natura "soggettiva" (percezioni psico-fisiologiche).

A titolo di esempio, la seguente tabellina evidenzia le equivalenze tra i modelli di colore CMYK e RGB.

Adattatori Video

Adattatori Monocromatici
Producono un segnale video in B/N (o comunque a 2 colori, a seconda del tipo di fosforo), adatto a pilotare un monitor monocromatico. Se l'adattatore gestisce più di un bit per la codifica del pixel (Profondità di Pixel) allora si può utilizzare una Scala di Grigi.

Adattatori a Colori
Producono segnali video cui corrispondono diverse gradazioni di colori, come combinazioni dosate delle componenti primarie (tipicamente RGB). Il valore codificato del pixel determina la quantità di ogni colore primario concorrente alla produzione del colore del pixel.
In funzione del modo in cui tale valore definisce il colore del pixel si distinguono i seguenti tipi di adattatori:

Adattatori a colori reali
Il valore del pixel ne determina il colore (secondo un'opportuna assegnazione di bit ad ogni componente primaria).

Adattatori con Tavolozza (CLUT - Color Look-Up Table)
La CLUT è una memoria grafica che contiene la rappresentazione di tutti i colori contemporaneamente visualizzabili a video; la memoria grafica di immagine, invece di codificare i parametri dei singoli pixel, codifica l'indirizzo della CLUT corrispondente al pixel prescelto.
In altri termini, il valore del pixel determina una posizione di CLUT ove sono specificati i livelli dei colori primari RGB definenti il colore del pixel.
Il numero di bit associato ad ogni posizione di CLUT determina il numero di colori complessivamente visualizzabili, dei quali solo quelli corrispondenti al numero di bit associati al pixel sono visualizzabili contemporaneamente nella stessa immagine (p.es. con 4 bit/pixel e 8 bit/posizione-CLUT sono visualizzabili simultaneamente 24=16 colori distinti sulla stessa immagine scelti su un insieme di 28=256 colori  disponibili, pensabili come 16 tavolozze o Palette).
In tali sistemi il valore del pixel, che non si riferisce direttamente al suo colore bensì ad una posizione di tavolozza, è variabile a seconda del riferimento in tavolozza (palette selezionata) percui lo svantaggio di una limitata disponibilità di colori simultanei è parzialmente compensato dalla possibilità di cambiare istantaneamente il colore di tutti i pixel aventi un certo valore per semplice riassegnazione in tavolozza (p.es. per realizzare pseudo-animazioni basate sul ciclaggio dei colori).

Diverse schede grafiche evolute sono dotate di microprocessore grafico (display processor) e dispongono di più piani di memoria, consentendo di sviluppare in modo relativamente semplice applicazioni con immagini sovrapposte e/o in trasparenza, sfondi o primi piani mobili, presentazioni ed animazioni tridimensionali di notevole effetto realistico e via dicendo.

I sistemi moderni sono dotati della cosiddetta Porta Grafica Accelerata (in realtà un sottosistema di I/O a 32 bit) denominata AGP (Accelerated Graphics Port), in grado di velocizzare notevolmente le operazioni di trasferimento dati nelle moderne applicazioni grafiche o nelle attuali applicazioni basate sulle interfacce di tipo GUI (Graphics User Interface).

Grafica Bit-Map o Raster

La grafica di tipo bit-mapped consiste in una tecnica di disegno, memorizzazione, trattamento e visualizzazione delle informazioni grafiche (file grafici) basata sul punto o Pixel.

Si vedano pure le slide CG05 e CG06.

Dal punto di vista del sistema di visualizzazione, il termine si riferisce alla possibilità di accedere ed agire su ogni singolo pixel dell'immagine da visualizzare.
Dal punto di vista della memorizzazione e del trattamento dell'immagine, il termine si riferisce ad una rappresentazione della stessa in formato digitale codificato (bit-map), tramite stringhe ordinate di valori binari di lunghezza adeguata, ove ogni stringa di bit (locazione di memoria) rappresenta gli attributi di un pixel (interpretati dall'hardware di visualizzazione).
Tale formato deriva generalmente da package grafici di tipo Paint (grafica pittorica e creativa, fotoritocco, campionamento di immagini naturali) da scanner o da schede di acquisizione di immagini da video (immagini naturali).
Attualmente sono anche disponibili macchine fotografiche e videocamere digitali.
La grafica raster consente la modificabilità delle immagini a livello dei singoli pixel ma è praticamente a risoluzione fissa e resta dipendente dalle caratteristiche del device grafico.
Per la rappresentazione dei caratteri si utilizzano appositi pattern di pixel (mask raster) che ne descrivono la forma caratteristica.
Le immagini raster occupano solitamente parecchio spazio su disco, percui diversi formati raster prevedono appositi algoritmi di compressione.
La conversione di un’immagine dal formato raster a quello vettoriale presenta alcune difficoltà e non sempre può ottenersi con efficacia, in quanto implica il riconoscimento di forme (geometriche elementari) a partire dagli insiemi di punti costituenti l’immagine bit-map, cosa tra l’altro resa più complessa in presenza del colore (gli algoritmi di conversione si basano spesso sul riconoscimento dei contorni e sull’individuazione dei contrasti sfondo-figura).

Grafica Object-Oriented o Vettoriale

La grafica di tipo vettoriale consiste in una tecnica di disegno, memorizzazione, trattamento e visualizzazione delle informazioni grafiche (file grafici) basata sull'oggetto, cioè sulle definizioni geometriche degli oggetti.

Si vedano pure le slide CG07 e CG08.

Il contenuto di un file grafico vettoriale (metafile grafico strutturato) rappresenta immagini strutturate in oggetti, visti come singole entità ben definite (il programma non tiene conto dei punti relativi all'immagine, per tramite di una bit-map, bensì delle proprietà che caratterizzano l'immagine, per tramite di relazioni matematiche).
La grafica vettoriale consente la gestione delle immagini a livello dei singoli oggetti (traslazione, rotazione, deformazione, scala, ecc.) ma non a livello di pixel, rendendo possibile la massima risoluzione dell’immagine, cioè la sua traducibilità alla massima risoluzione consentita dal device di output grafico (indipendenza dal device grafico).
Le immagini vettoriali derivano da applicazioni di tipo Draw (CAD/CAM e similari), l'implementazione degli oggetti (entità geometriche) si ottiene ricorrendo a delle primitive grafiche (poligoni, cerchi, triangoli, ecc.) ed a particolari tecniche di disegno basate sugli oggetti (curve di Bézier, leggi della prospettiva, trasformazioni geometriche, ecc.).
La grafica vettoriale richiede notevoli capacità elaborative e la componibilità delle entità grafiche secondo primitive grafiche ma offre diversi vantaggi, quali il risparmio di spazio di memoria-disco (per immagini relativamente semplici), la stratificazione degli oggetti, la visualizzazione dell’immagine nel suo aspetto realistico o strutturale (wireframe), un miglior trattamento del rapporto di quadro, la gestione di testi e simboli complessi.
Esistono diversi standard per la grafica strutturata (GKS, IGES, CGM, NAPLIS, DGIS, PHIGS).
La conversione di formato vector-raster non presenta di norma particolari complicazioni, trattandosi di trasformare in punti forme geometriche di oggetti distinti.

File Grafici

I file grafici possono diversificarsi, anche notevolmente, sia per la loro struttura intrinseca (raster o vettoriale) che per il loro formato (dipendente dalle modalità software, cioè dal software grafico col quale si realizzano e memorizzano le immagini).
Al fine di garantire la compatibilità ed una efficiente gestione dei file grafici (ma non solo), in modo da renderli trasportabili tra aplicazioni diverse ed ottimizzarne le prestazioni, sono stati definiti e si vanno definendo alcuni standard grafici e sono disponibili diverse tecniche per la loro manipolazione.
La tabella seguente elenca alcuni formati grafici tra i più comuni (i Formati dei File sono trattati nella dispensa Dati paragrafo Files).

 

Formati Grafici

 

Compressione dell'Immagine

 

La compressione dell’immagine (più in generale di un file generico) è un processo di compattamento dei dati digitali rappresentanti l'immagine (il file) volto ad eliminare la ridondanza dei dati, ai fini di ottimizzarne la loro registrazione (spazio occupato).
Un'immagine (file) in forma compressa dovrà essere decompressa (processo inverso) prima di poter essere gestita o visualizzata.

Un algoritmo di compressione si dice invertibile se riproduce i dati originali in decompressione, non invertibile se non li riproduce esattamente (il vantaggio di questi ultimi consiste nella possibilità di ottenere fattori di compressione più alti).

Si hanno diverse codifiche di compressione (Run-Length, Delta, Huffman, per Facsimile).

In particolare, si hanno 2 tipi di compressione grafica:

 

Loss Less Compression

Si basa sulla codifica di pixel dello stesso valore come aree di pixel. Consente fattori di compattazione non elevati ma a vantaggio di una maggior garanzia di non perdita di dati in decompressione.

 

Lossy Compression

Consente fattori di compattazione piuttosto elevati ma a discapito della maggior garanzia di non perdita di dati in decompressione (le perdite sono comunque minime e spesso non significative).

Due tra i più noti programmi compattatori in ambiente Windows sono WinZip e WinRAR.

Conversione di Formati Grafici

La conversione di formato è un processo di trasformazione di un file grafico (o generico) da un formato ad un altro, volto a consentire l'utilizzabilità e l’interscambiabilità dei dati in contesti e/o applicazioni diverse.
Oltre alle già citate conversioni Vector-Raster e Raster-Vector, sono possibili conversioni tra i diversi formati (più o meno "standard") dei file grafici generati tramite i vari packages.
Non essendoci ancora un vero e proprio standard di riferimento, è buona norma prestare attenzione alle conversioni ed ai prodotti di conversione in commercio.

Computer Graphics: alcune problematiche

 
(Per i termini in Maiuscoletto-Grassetto vedasi Glossario di Computer Graphics)

Monitor
Talune problematiche (più evidenti) inerenti i monitors sono legate alle loro dimensioni (in genere date tramite la diagonale: 15”, 17”, 21”), al Rapporto di Quadro (aspect ratio), alla risoluzione (espressa in dpi), alla gestione del colore ed al fenomeno del Flickering.
In particolare, le tecnologie Trinitron e Multisync forniscono di norma buoni monitors, più o meno dotati di "features" (calibratura del colore, funzionamento digitale ma anche analogico per una migliore gestione del colore, scansione Interlacing o non interallacciata, ecc.).

Velocità di risposta interattiva e HW/Sw grafico
La velocità di generazione dell'immagine da parte della CPU a seguito di azioni dell'utente e la velocità di trasmissione della stessa al monitor, unitamente ai tempi di risposta del software e delle attrezzature grafiche, determinano la qualità dell'immagine ed il tipo di applicazione grafica possibile.

Precisione delle coordinate e risoluzione del terminale
La precisione di calcolo della CPU nel determinare le coordinate del punto ed il numero di bit di codifica del pixel influiscono sulla precisione e sulla varietà cromatica del disegno, tale precisione deve stare in rapporto congruo con la risoluzione del terminale.

Disegno dei punti per segmenti curve e caratteri
Gli algoritmi di disegno dei punti dovranno prevedere approssimazioni (correlate alla precisione delle coordinate ed alla risoluzione video) ed evitare quanto più possibilmente scalinature nei disegni, i quali consisteranno in sequenze di pixel per segmenti e curve ed in matrici di pixel (Pattern) per i caratteri (questo problema è praticamente inesistente nei terminali di tipo line-draw, i quali tracciano linee e curve in modo continuo).

Grafica Tridimensionale (3D) e Animazione
La grafica 3D e l’animazione (soprattutto in ambiente 3D) implicano l’uso di sistemi grafici dotati di elevata velocità ed interattività, notevoli capacità di calcolo e funzioni sofisticate, al punto da richiedere spesso sistemi dedicati.
Sia la grafica 3D (modellizzazione solida, Patches, Hidden surfaces, Shading, Rendering) che l'animazione (dalle semplici pseudo-animazioni di Desk Top Presentation a quelle foto-audio-video ed agli effetti speciali della moderna cinematografia) necessitano comunque di coprocessori matematici, adattatori video dotati di Display Processor, sufficiente memoria Vram (VideoRAM) e funzioni grafiche varie (trasformazioni geometriche implementate in Hw: scaling, stretch, skew, rotate, mirror, ecc.), nonchè di speciali Hw/Sw per applicazioni multimediali.

Interfaccia utente e resa finale dei lavori.
Le moderne interfacce utente devono essere di tipo grafico ed  "user-friendly" (Gui) mentre le applicazioni devono garantire la resa finale dei lavori gestendo un effettivo Wysiwyg.

Ergonomia e Sicurezza
Le tecnologie dei terminali video-grafici (e gli ambienti di lavoro) dovranno sempre più garantire l'adattamento del posto di lavoro alle condizioni dell'utilizzatore (Ergonomia) e rispondere ai requisiti di sicurezza e di medicina del lavoro, prevedendo appositi accorgimenti (basi basculanti orientabili, schermi antiriflesso, protezione dalle radiazioni e dall'elettricità statica, ecc.) atti a salvaguardare l'utilizzatore e prevenire disturbi o malattie professionali.
Da segnalare, al riguardo, la rigida normativa svedese Swedak MPR.
Inoltre, come avviene per gli altri dispositivi elettronico-informatici, anche nel settore video-grafico la ricerca è orientata verso soluzioni atte a minimizzare ed ottimizzare quanto più possibilmente ingombri, pesi e costi.

Tecnologie Video

crt a penetrazione
Un CRT a penetrazione consiste in un CRT a colori per il disegno a linee (line-draw), esso differisce da un normale CRT per il fatto di poter generare immagini, anzichè di un solo colore, di più colori (in genere in numero piuttosto limitato).
Realizzando più strati sovrapposti di fosfori diversi (in genere due, fosfori verdi e fosfori rossi) e facendo variare l'intensità del fascetto elettronico (potenziale di accelerazione, parametro normalmente costante) si può diversamente eccitare il fosforo multistrato "penetrandolo" più o meno intensamente ed ottenendo così un limitato controllo cromatico.
Il problema principale di tale tipo di CRT sta nella necessità di dover compensare le variazioni d'intensità del fascetto, che dovranno essere sufficientemente intense per la generazione dei colori, con corrispondenti variazioni del sistema di deviazione, percui l'hardware o il software dovranno essere progettati per introdurre adeguati ritardi fra i cambiamenti di colore, in modo da consentire nel tempo la precisa determinazione delle tensioni.
Per evitare ritardi troppo frequenti (e conseguente probabile flickering) possono essere visualizzati di seguito tutti gli elementi dell'immagine dello stesso colore tante volte quanti sono i colori da generare, cambiando l'intensità del fascetto tra una passata e l'altra soltanto.

 

crt a shadow mask

Il CRT a shadow mask consente di visualizzare una varietà di colori maggiore del CRT a penetrazione ed è più largamente impiegato nelle TV a colori e nei monitor.
Questo tipo di CRT dispone di 3 emettitori e lo strato di fosforo è organizzato in pixel di 3 fosfori diversi disposti secondo uno schema triangolare (pixel realizzato tramite 3 punti), corrispondenti ai colori primari: Red, Green, Blu (da cui la sigla RGB per tali tipi di monitor).
Ogni emettitore è associato ad un fosforo del pixel ed il sistema di deviazione controlla contemporaneamente i 3 fascetti elettronici regolandone la convergenza sul pixel in corrispondenza di ciascun foro della shadow mask, avente la funzione di "fare ombra" in modo che il fascetto di ogni emettitore colpisca solo il fosforo a lui associato.
Questa tecnologia consente una discreta gestione del colore ma riesce relativamente scarsa dal punto di vista della risoluzione e della qualità della luminosità, infatti, la granulazione dei buchi nella shadow mask viene a costituire una restrizione per la risoluzione ottenibile (unitamente al fatto che il pixel, in quanto realizzato con 3 punti, è più grande) mentre la stessa maschera, assorbendo parte dell'energia del fascetto elettronico, limita la luminosità globale dell'immagine (a meno che non si usino potenziali di accelerazione molto alti, anche delle migliaia di volt).
Inoltre, un altro problema è dato dalla non facile taratura tra i 3 emettitori ed il sistema di deviazione al fine di assicurare la convergenza esatta dei fascetti nei fori della maschera (senza la quale le 3 componenti di colore apparirebbero sbiadite).
I problemi suddetti hanno orientato l'uso del CRT a shadow mask verso i terminali con frame buffer piuttosto che verso i terminali grafici per il disegno a linee.

DVST (Direct-View Storage Tube)
Il DVST, o Tubo a Memoria, è una periferica a memoria intrinseca, nel senso che l'immagine viene immagazzinata per essere prodotta (tecnica storage), apparentemente simile al CRT ma diverso da questo soprattutto per quanto concerne l'impiego del fascetto elettronico scrivente (che non scrive direttamente sul fosforo) e l'introduzione di un diverso emettitore (emettitore di flusso).
Il DVST può classificarsi come un terminale video-grafico di tipo stroke-storage ed è stato sviluppato per consentire di superare i vincoli imposti dai CRT stroke-refresh (flickering e costi) all'aumentare della complessità del disegno da produrre.
Le diverse restrizioni di tale tecnologia (fastidioso lampo per cancellare l'immagine, persistenza troppo lunga, qualità cromatiche non molto buone, inutilizzabilità per la grafica animata) ne hanno decretato uno successo inferiore a quello del CRT.

 

Pannello al Plasma

Il pannello al plasma basa il suo funzionamento sul principio della ionizzazione dei gas (neon, argon) racchiusi tra appositi pannelli; questa tecnologia assicura una buona qualità dell'immagine, soprattutto dal punto di vista della stabilità, e ridotte dimensioni dello spessore del video (generalmente planare e di alcuni cm), tuttavia la bassa risoluzione ottenibile e la complessità realizzativa, oltre ad una scarsa flessibilità dovuta alla memoria diretta, ne hanno inizialmente orientato l'utilizzazione verso particolari applicazioni nel campo civile e militare (anche per la loro discreta funzionalità in situazioni ambientali difficili).
I pannelli al plasma, data la loro trasparenza e planarità, permettono la sovrapposizione di outputs grafici provenienti da computer con immagini proiettate otticamente sul pannello stesso e buone implementazioni dei pannelli sensibili al tatto (touch-screen).

Schermo a Scansione Laser

Lo schermo a scansione Laser (basato evidentemente sul Laser) è una tra le poche periferiche video di grandi dimensioni (dell'ordine del metro quadrato) ad alta risoluzione (dimensioni del punto dell'ordine di 0,01 inch), impiegabile per la visualizzazione di mappe, testi di alta qualità o diagrammi di circuiti complessi.

LCD (Liquid Crystal Display)
Questa tecnologia offre i vantaggi di bassa dissipazione di potenza, buona adattabilità alle condizioni di luce ambientali e display estremamente piatti ma fornisce caratteristiche grafiche povere e lente, percui è stata inizialmente impiegata soprattutto nei sistemi di visualizzazione per PC portatili, calcolatrici tascabili, orologi digitali e simili. 

Glossario di Computer Graphics

aliasing
Difetto nella rappresentazione delle linee diagonali o curve su di un video percui queste appaiono eccessivamente frastagliate ed ispessite. L’aliasing è un fenomeno di distorsione delle informazioni digitali dovuto ad errati campionamenti (frequenza di campionamento inferiore del doppio della max frequenza del segnale) e nel campo audio esso si manifesta producendo toni sfalsati. Si hanno tecniche di Antialiasing per ridurre o eliminare tale fenomeno.
autotrace
Funzione delle applicazioni grafiche che consente di creare automaticamente un tracciato su Templates.
bézier (Curva di)
Curva o superficie basata matematicamente sui polinomi di Bernstein (blending function): è definita da (4) punti di controllo e di direzione (detti Poli, Vertici o Nodi e Control Point) associati a (2) punti di ancoraggio (di inizio/fine); lavorando su tali punti si può modellare una curva o superficie adattandola alle condizioni al contorno. Per costruzioni geometriche complesse si utilizzano funzioni Spline ed allora si parla di Curve B-Spline.
blend
Funzione che consente di generare superfici per interpolazione di due curve parametriche di contorno: la superficie generata risulta conforme alla geometria delle due curve passando gradualmente da una forma all'altra (miscelamento).
broadcast
Termine indicante la trasmissione di tipo radiotelevisivo via spazio (antenna); riferito alle apparecchiature, il termine indica apparecchiature di tipo altamente professionale principalmente usate nelle stazioni televisive di livello nazionale.
cad (Computer Aided Design).
cae (Computer Aided Engineering).
cai (Computer Aided Instruction).
cam (Computer Aided Manufacturing).
case (Computer Aided Software Engineering).
cim (Computer Integrated Manufacturing).
clut (Color Look-Up Table)
Tavolozza cromatica digitale.
clipping
Tecnica di selezione delle parti di un'immagine cadenti all'interno dello schermo, alfine di evidenziare le sole parti visibili in modo corretto (p.es. eliminando effetti quali il Wraparound). Una tecnica affine al clipping è chiamata Windowing.
CMyk (Cyan Magenta Yellow Black)
Metodo di codifica del colore nella stampa tipografica (dai colori primari utilizzati: Cyan Yellow Magenta Black). Il metodo è di Sintesi Sottrattiva: la stampa a colori si ottiene traducendo l'immagine in un formato pre-stampa in cui si effettua la Separazione in Quadricromia (immagine tradotta in 4 "maschere" per generare le pellicole di stampa offset); il colore è ottenuto sottraendo dalla somma dei colori (luce bianca giungente sul supporto) i valori determinati dai 4 "inchiostri-filtro" (3 per le componenti cromatiche più il nero il quale, agendo uniformemente sui colori primari, non va a modificare il tono del colore risultante ma solo la sua intensità).
contouring
Effetto visivo di un'immagine dall'aspetto piatto e poco dettagliato; si verifica soprattutto nelle immagini digitalizzate dotate di un'insufficiente profondità di pixel. Indica pure la costruzione del contorno di una figura.
crt (Cathode Ray Tube).
dca (Document Content Architecture)
Formato di documento testuale convertibile (import/export) tra sistemi adottanti tale standard, in particolare tra sistemi Apple-Macintosh e IBM.
display file
Sequenza contigua di locazioni di memoria contenente i comandi relativi ad un file grafico.
display processor
Controller (CPU) generalmente indipendente dedicato e specializzato per la grafica.
dissolvenza
Effetto di graduale sovrapposizione di immagini diverse per passare dall'una all'altra tramite particolari modalità (basate su effetti di luce e di animazione di tipo cinematografico).
dithering
Tecnica di trattamento della grafica bit-map tesa a rendere le immagini più realistiche, agendo su gruppi di pixel trattati come un pixel composto; la migliore resa delle gradazioni di colore o di grigio va a scapito della risoluzione spaziale dell'immagine. Tale tecnica può pure essere usata al contrario, producendo effetti di appiattimento dei toni dell'immagine, e con delle varianti (Dithering Ordinato). Il dithering risulta utile per evitare l'effetto di Contouring in quelle immagini digitali a limitata scala di grigi e gioca un ruolo analogo a quello svolto dai Mezzitoni nei sistemi di stampa.
dll (Dynamic Link Library)
Libreria di moduli compilati linkati durante l’esecuzione di programmi sotto Windows. In genere alcuni file DLL devono essere inclusi quando si distribuiscono certe applicazioni (programmi, presentazioni, animazioni, ecc.).
dpi (Dot Per Inch)
Punti per pollice. Unità di misura della risoluzione grafica.
dpsi (Dot Per Square Inch).

dram (DynamicRAM)
Memoria RAM usata nelle schede grafiche; è simile alla RAM della CPU e le schede che la supportano offrono prestazioni grafiche relativamente modeste (la memoria dispone di una sola porta per l’I/O dei dati, percui le operazioni grafiche più impegnative devono essere ritardate per poter effettuare il refresh dello schermo).
driver
Dispositivo hardware o software avente il compito di controllare una funzione di I/O.
dvst (Direct-View Storage Tube).
eidomatica
Scienza del trattamento informatico delle immagini mediante elaboratore.
extrude
Funzione che consente di generare superfici a partire da una curva parametrica restituendo effetti di spazialità degli oggetti (estrusione).
FEEDBACK
Tecnica utilizzata nei terminali grafici interattivi per la quale si stabilisce un’interazione tra le azioni dell’utente dirette al terminale e le risposte di quest’ultimo.
flickering
Fastidioso lampeggio (tremolio) di un'immagine prodotta su monitor basati sul CRT; il fenomeno è particolarmente evidente se l'intera immagine non viene trasmessa (velocità di rinfresco) almeno 25 volte al secondo.
font
Serie completa di caratteri e simboli speciali in termini di disegno, dimensioni e stile (dicesi pure Typeface). Si parla di Font Scaling qualora sia disponibile una funzione che consenta di generare caratteri di ogni grandezza a partire da un singolo carattere. Si parla di Downloadable Fonts per intendere i caratteri (fonts) non residenti nella memoria di una stampante laser i quali possono essere da questa ricostruiti tramite la loro descrizione Postscript. I Built-in Fonts sono invece i caratteri residenti in una stampante laser, mentre gli Outline Fonts, o Laserfont, sono i caratteri disegnati per le stampanti laser (non sono di tipo bit-map ed approssimano molto lo stile tipografico). Gli Screen Fonts sono la versione bit-map dei font per la rappresentazione a video.
fotounità
Dispositivo di output su carta fotografica o pellicola utilizzato nelle moderne tipografie per la fotocomposizione; è capace di restituire immagini ad altissima risoluzione (anche oltre 3000 dpi).
FRAME
Intera immagine video facente parte di una sequenza di immagini.
frame buffer
Memoria grafica digitale (codificata in bit) dell’immagine.
frattale
Funzione matematica tradotta in immagini di particolare effetto visivo.
genlock
Interfaccia dei sistemi video per collegare telecamere e dispositivi di registrazione che consente di mescolare i segnali di un nastro registrato con quelli in diretta provenienti da una telecamera (attraverso un SEG o Mixer); i segnali di sincronizzazione registrati sul nastro vanno in input al Genlock come parte del segnale Videocomposito per essere forniti alla telecamera in modo che la sua scansione sia in sync col VTR, successivamente i 2 segnali (dal VTR e dalla Telecamera) escono dal Genlock per pilotare separatamente il monitor producendo sullo schermo immagini diverse e miscelabili (utili per produrre effetti speciali, titolazioni, ecc.).
giustificazione
Formattazione di un testo per allinearlo (in genere pareggiandolo a destra o a sinistra o centrandolo).
gks (Graphical Kernel System)
Primo standard internazionale di Computer Graphics (sviluppato dal DIN, 1976-79).
gnomon
Strumento grafico per variare automaticamente l'orientamento di una figura tramite rotazione degli assi.
GUI (Graphic User Interface)
Interfaccia grafica di tipo "user friendly" utilizzata per rendere trasparente il sistema all’utente, in modo da facilitarlo tramite l’uso di strumenti semplici ed istintivi (icone, menu, helps, ecc.).
hardcopy
Copia del video (o del contenuto di un file) su dispositivo di output.
hidden surface
Superficie di un oggetto 3D non visibile in una rappresentazione 2D dal punto di osservazione interessato.
highlight
Evidenziazione di una parte del display dello schermo (in genere resa più luminosa).
HiRes (High Resolution Graphics).
hsv (Hue Saturation Value)
Modello di colore per videoterminali basato sui concetti di Tonalità, Saturazione e Valore (luminosità).
hypertesto
Documento composito ipermediale (testo-immagini-foto-suoni-animazioni-filmati) usabile interattivamente e visitabile in modi diversi in funzione dei collegamenti associativi stabiliti tra le sue unità informative.
interlacing
(Interallacciamento). Tecnica di scansione video per la quale l'immagine viene generata in due "passate", una per le linee pari e l'altra per le linee dispari, percui il quadro d'immagine viene disegnato interallacciando due campi consecutivi (525 linee a 30 Hz in NTSC); è utilizzata in molti monitor TV per raddoppiare la risoluzione verticale di un'immagine televisiva e ridurre l'effetto di Flickering. Si hanno comunemente 2 tipi di Interlacing: scansione interallacciata 2:1 e Random; la prima, migliore, prevede che le righe pari e dispari siano intercalate con esattezza posizionandone ciascuna fra le 2 vicine tramite circuiti sincronizzati con la frequenza della corrente alternata (di rete).

kerning
Spaziatura tra i caratteri di un testo.
leading
Spaziatura verticale tra le linee di un testo.
mapping
Operazione per mettere in relazione ogni punto di una finestra video (window) con il corrispondente punto sullo schermo.
mastering
Processo di creazione di una registrazione originale nel suo formato finale (Master) alfine di riprodurla in quantità per la distribuzione commerciale (masterizzazione).
mci (Media Control Interface)
Protocollo standard per gestire la comunicazione tra dispositivi multimediali in ambiente Windows (device driver per applicazioni multimediali).
metafile
File pittorico (grafica e dati) di tipo "device independent" visualizzabile su workstation e condivisibile le cui informazioni (memorizzate in word da 32 bit) possono rappresentare oggetti di qualunque dimensione e complessità visualizzabili anche parzialmente senza perdita di precisione. Un Metafile Grafico è un file virtuale espandibile fino a 256Mbyte che gioca il ruolo di un'interfaccia standard per la memorizzazione ed il trattamento delle informazioni grafiche, cioè un protocollo per la memorizzazione di immagini di grafica strutturata sotto forma di descrizioni geometriche simboliche o di sequenze di chiamate a procedure grafiche.
mezzatinta
Tecnica di riproduzione delle immagini basata su combinazioni di punti in B/N per simulare tonalità di grigio.
midi (Musical Instrument Digital Interface)
Interfaccia per la gestione di suoni derivati da sintesi elettronica.
mscdex (Microsoft CD-ROM Extensions)
Software per la gestione del CD-ROM.
multisync
Tecnologia (sviluppata dalla società NEC) che consente di sincronizzare un monitor con diverse schede grafiche in modo automatico, garantendo così una certa indipendenza del video dall’adattatore grafico. Un monitor multisync (multisincrono) è generalmente pure multirisoluzione.
NTSC (National Television System Committee)
Sistema di codifica e trasmissione del colore, nonchè comitato nazionale per il sistema televisivo degli U.S.A. Nello standard il segnale ha una frequenza orizzontale di 15.75KHz, una frequenza verticale di 60Hz (262.5 linee al secondo), ampiezza di banda di 4MHz ed i 3 segnali relativi ai 3 colori primari vengono inviati simultaneamente.
odbc (Open Data Base Connection).
orfano
Dicesi del primo paragrafo di una pagina costituito da una sola riga.
PAL (Phase Alternation by Line)
Standard televisivo adottato in Europa occidentale basato su 625 righe ove i 3 segnali relativi ai 3 colori primari vengono inviati simultaneamente.
palette
Tavolozza dei colori disponibili.
panning
Scansione continua di un disegno ingrandito sul video.
pantone
Sistema di catalogazione dei colori secondo le diverse sfumature, ciascuna associata ad un numero e corrispondente ad un determinato mix di inchiostri atti a restituire lo stesso valore cromatico in stampa. I packages grafici che prevedono la gestione di questo standard di riferimento comune riescono a garantire un adeguato grado di allineamento tra immagini di stampa e immagini di videografica.
patch
Elemento di superficie di base utilizzato nella costruzione di superfici descrivibile da funzioni matematiche.
pattern
Vedi Texture.
pixel (Picture Element - PEL).
plug & play
Tecnologia che consente il riconoscimento automatico e l’autoconfigurazione dei componenti di un elaboratore.
postscript
Linguaggio di descrizione della pagina basato sull'oggetto sviluppato e commercializzato dalla società Adobe. Consiste in un linguaggio per rappresentare la pagina da stampare mediante un algoritmo invece che una bit-map, realizzando in tal modo una facile ed efficiente integrazione fra testo (manipolabile in forma grafica) ed immagine sulla pagina. Consente di sfruttare al meglio le potenzialità delle stampanti laser-compatibili (dotate di CPU e RAM adeguate per riconvertire i dati in formato bit-map ad alta risoluzione) e di interfacciare packages (DTP e CAD in particolare). Impostosi come standard "de facto" nel mercato delle periferiche a tecnologia laser, si sta estendendo anche alle unità di fotocomposizione ed alle interfacce grafiche per display.
Preview
Visualizzazione preliminare della pagina di stampa (anteprima).
profondità di pixel
Numero di bit di codifica per il pixel.
quickdraw
Routines di sistema operativo per l'ambiente Macintosh (create da Bill Atkinson) che, assieme alle procedure grafiche interne di sistema, forniscono una potente e versatile interfaccia grafica all'utente (finale o programmatore); è praticamente uno standard grafico nel mondo Macintosh.

rapporto di quadro
(Aspect Ratio). Rapporto tra ampiezza ed altezza di un oggetto. In NTSC e nei monitor per elaboratori tale rapporto vale B:H=4:3. In un sistema non avente pixel quadrati occorre effettuare una Correzione del Rapporto di Quadro per rendere congruenti i disegni rispetto alla struttra rettangolare del monitor.
rendering
Realizzazione finale al computer di un oggetto 3D.
retinatura
Tecnica di riproduzione delle immagini a Mezzatinta.
rgb (Red Green Blu)
Modello di colore per videoterminali.
rip (Raster Image Processing)
Speciale interfaccia delle fotounità per il trattamento di testi e immagini.
SECAM (Sequential Couleur A Memoire)
Sistema televisivo a colori adottato in Europa; i 3 segnali relativi ai 3 colori primari vengono inviati sequenzialmente.
seg (Special Effect Generator)
Generatore di effetti speciali (quali la Dissolvenza incrociata, la Sovraimpressione, l'uso di Tendine varie) usato con diverse combinazioni di telecamere, monitor e VTR per sostituire o miscelare tra loro le immagini; é anche chiamato Mixer (video o audio/video se previsto). In campo cine-TV è molto nota la Truka.
serifs
(Grazie). Consistono in piccoli tratti usati per conferire dettagli ai disegni dei caratteri alfine di abbellirli o migliorarne la leggibilità; i font senza grazie si dicono sans-serif.
shading
(Ombreggiatura). Funzione per operare varianti di luce e di colore, quali direzioni e fonti di luce, riflessività dei materiali, intensità dei punti luminosi ed effetti vari, di fondamentale importanza nella grafica 3D.
sillabazione
Suddivisione ortografico-sillabica del testo atta a fornire una spaziatura giustificata senza eccesso di spazi bianchi (equivale a Hyphenation).
spline
Funzione definita analiticamente valida in un certo intervallo costituita da un insieme di polinomi e agente su un vettore di nodi (Knot vectors). Le B-Spline consistono in curve (ideate da Boor - 1972) - che generalizzano le curve di Bézier - e superfici, a loro volta generalizzate dalle Beta-Spline.
SPRITE
Immagine indirizzabile individualmente (carattere, cursore, figura) che è possibile muovere sullo schermo tramite un dispositivo di input o a controllo di programma.
template
(Veline). Prove e preimpostazioni disegnate per facilitare le applicazioni grafiche. Indica pure il formato di registrazione per taluni programmi per documenti ripetitivi.
texture
Superficie a trame predisegnate utilizzabile come sfondo o riempimento di disegni o illustrazioni (equivale a Pattern).
trasformazione geometrica
Trasformazione raffigurante un'immagine secondo una data proprietà; le trasformazioni più comuni sono: Skew, Stretch, Mirror, Scale, Rotate.
trinitron
Tecnologia (sviluppata dalla Sony) di gestione del colore basata su videoterminali ad un solo emettitore elettronico ove i 3 segnali RGB si ottengono per decodifica del segnale principale (si parla anche di Videocomposito, come per i segnali TV teletrasmessi via spazio).
tsr (Terminate and Stay Resident)
Programma che rimane in memoria (in Background) dopo essere eseguito ed è riattivabile tramite appositi tasti o eventi.
twain
Standard per il trasferimento dati (immagini digitalizzate) tra l’hardware che li fornisce (scanners, schede acquisizione immagini, macchine fotografiche digitali) ed il software che li elabora.
vedova
Dicesi dell'ultimo paragrafo di una pagina costituito da una sola riga.
vesa (Video Electronics Standards Association).
video composito
Monitor a colori in cui un unico segnale di ingresso è decodificato per ottenere i tre segnali RGB.
vram (VideoRAM)
Memoria RAM usata nelle schede grafiche; le schede che la supportano offrono prestazioni grafiche professionali (la memoria dispone di 2 porte per l’I/O dei dati, percui può accettare dati dal coprocessore grafico e simultaneamente effettuare il refresh dello schermo).
vtr (Video Tape Recorder - Videoregistratore).
wdl (Windows Driver Library).
wire frame
Rappresentazione reticolare ("filiforme") di un modello grafico (di norma tridimensionale).
wram (WindowsRAM)
Memoria RAM usata nelle schede grafiche di nuova generazione; le schede che la supportano offrono prestazioni grafiche professionali (la memoria dispone di 2 porte per l’I/O dei dati come nelle VRAM ma è in grado di gestire autonomamente delle funzioni grafiche di Windows).
WRAPAROUND
Effetto prodotto dai terminali video, quando si tenta di disegnare una linea che esce dai confini dello schermo, percui i tratti eccedenti vengono fatti rientrare sul lato opposto del video.

wysiwyg
Acronimo di "What You See Is What You Get" indicante una esatta corrispondenza tra ciò che visualizza lo schermo e ciò che verrà prodotto in output (stampa).
YUV
Sistema a colori coordinato rettangolare in cui le informazioni di luminosità e colore sono separate (come nel modello RGB e contrariamente al modello HSV); sfrutta il modo in cui l'occhio umano risponde al colore ed offre vantaggi nella codifica monocromatica. L'asse Y rappresenta la luminosità mentre la posizione sul piano UV specifica il colore (U è l'asse di direzione blu-verde, V quello di direzione verde-rosso).

 

fonte: http://www.informamica.it/Area%20Studenti/Computer%20Graphics/Testi/CG.DOC

autore: prof. Felice Zampini                                            

 

 

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