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
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