Testo di rif.to:
[Congiu] - 1.2 (pg. 17–22)
Rappresentazione delle informazioni
-1.h
Testi
Immagini
Suoni
Video
Testi: lo standard ASCII
1
American Standard Code for Information Interchange
12
7 bit, 27 = 128 simboli diversi:
• (a… z A…Z 0 … 9 ! ? , . ; : @ # $ …)
• alcuni codici di controllo, per controllare la
visualizzazione di un testo (capo riga, salto di pagina, …)
o la sua trasmissione (XON, XOFF, …)
I 7 bit sono memorizzati e trasmessi in un byte.
Il bit in più può essere usato come bit di parità per
rilevare eventuali errori di trasmissione.
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Tabella dei caratteri ASCII
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Da un documento del 1972…
12
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Oltre lo standard ASCII
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• Codifica ASCII estesa
● 256 simboli; i 128 aggiuntivi rappresentano caratteri 12
di alfabeti nazionali (à, è, ô, …) e altro (½, ƒ, ®, …)
● Sviluppate varie estensioni tra loro incompatibili
• Standard ISO/IEC 8859 (a 8 bit): varie tabelle
compatibili ASCII per soddisfare le esigenze di varie
lingue nazionali.
• Standard UNICODE (a 16 bit): 216 = 65536 simboli
per rappresentare i caratteri di tutte le principali lingue
scritte del mondo.
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Immagini: rappresentazione raster
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Dal latino rastrum (“rastrello”): sottolinea come
l’immagine sia costituita da una griglia di punti.
I punti sono detti pixel (“PICture Elements”).
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Il numero di bit usati per rappresentare un pixel
definisce il tipo di immagine
• 1 bit/pixel: bianco e nero
• 8 bit/pixel: scala di grigi, a colori con palette
• 24 bit/pixel: 16’777’216 colori (“true color”)
Esempi di standard:
• BMP
• PNG
Formati compressi (vediamo che significa)
• JPEG
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Rappresentazione raster: dimensioni
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La qualità di un’immagine raster aumenta con il numero
di pixel che la compongono
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Anche l’occupazione in byte, però, aumenta!
• Immagine 640x480, 24 bit/pixel: 900 KiB
• Immagine 3648x2736, 24 bit/pixel: 29241 KiB (32x)
Per ovviare al fenomeno si adotta la compressione
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Compressione: lossless vs. lossy
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• Compressione senza perdite (lossless)
● Preserva interamente l’informazione originaria
● Fattore di compressione: 2 (tipico)
● Esempi: PNG (immagini), ZIP (documenti generici)
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• Compressione con perdita (lossy)
● Scarta alcune informazioni, valutate meno rilevanti
● Il documento originale non può essere ricostruito
fedelmente.
● Fattore di compressione: 20 o più
● Esempi: JPEG (immagini), MP3 (suoni)
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Compressione lossy: esempio (JPEG)
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La nascita di Venere – Botticelli.jpg ( 221 Kbyte)
La nascita di Venere – Botticelli.bmp (2.59 Mbyte)
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Immagini: rappresentazione vettoriale
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Insieme di elementi geometrici bidimensionali
(punti, linee, archi di curva, triangoli…) o
tridimensionali (cubi, quadriche, …)
Esempi di standard:
• Postscript (immagini 2D)
• DXF (disegno tecnico)
• RISpec (immagini 3D)
• TrueType (caratteri)
...
/V /v ldef
/y {_r 2 copy curveto} bdef
/Y /y ldef
/l {_r lineto} bdef
/L /l ldef
/m {_r moveto} bdef
% path construction operators
/_R {.25 sub round .25 add} bdef
...
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Suoni: rappresentazione (1 di 2)
1.
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Il suono (vibrazione dell’aria) tramite un trasduttore
(microfono) viene trasformato in un segnale
elettrico analogico (tensione elettrica che varia nel
tempo in modo analogo al suono)
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2. Tramite un convertitore analogico/digitale (A/D)
il segnale analogico viene discretizzato
• nel TEMPO, raccogliendone campioni
a una frequenza prestabilita
• nello SPAZIO, codificando ciascun
A/D
campione con un numero finito di bit
La sequenza dei campioni codificati
è la rappresentazione digitale del suono.
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Suoni: rappresentazione (2 di 2)
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Il suono sonoro può essere ricostruito con la
trasformazione inversa
suono
D/A
segnale elettrico
valori digitali
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trasduttore
La rappresentazione è tanto più fedele quanto maggiori
sono
•la frequenza di campionamento
(per riprodurre fedelmente un suono a frequenza f
bisogna campionare a frequenza almeno 2f)
•il numero N di bit dei campioni (rapp. segnale/rumore)
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Esempio: il Compact Disc (1982)
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Frequenza di campionamento: 44100 Hz
(la massima frequenza udibile è ~20KHz).
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16 bit per campione.
Suono stereofonico: 2 canali.
Una canzone di 3 minuti occupa ~31’000 KiB!
Anche per i suoni è importante la compressione.
Esempio: 3 minuti di suono compresso (lossy)
in MP3 a 128 Kbit/s occupano ~3’000 KiB.
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Video
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Un video è una sequenza di immagini (“frame”)
•Cinema: 24 frame al secondo (fps)
•TV, standard europeo PAL: 25 fps
•TV standard USA NTSC: 30 fps
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La compressione è fondamentale:
•Un minuto di film alla risoluzione di 640x480
(true color) occupa 1’296’000 KiB (~1.2 GiB).
•Un minuto di video ad alta definizione 1080p30
(1920x1080) occupa 10’935’000 KiB (~10.4 GiB)
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Video: compressione
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La maggior parte dei formati sono lossy.
Vengono ereditate le tecniche per le immagini,
inoltre si effettua anche una compressione
lungo l’asse del tempo (predizione del moto, eccetera).
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Standard più diffuso: MPEG
• MPEG-2: DVD, digitale satellitare e terrestre
• MPEG-4 AVC (detto anche H.264): Blu-ray Disc
Esempi di altri standard:
•FLV (Macromedia/Adobe)
•DiVX (DivX, Incorporated)
•Windows Media Video (Microsoft)
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Fine
-1.h
Rappresentazione delle informazioni
