Enrera
Mòdul 3B
Utilització de l' Aula de Noves Tecnologies per a la Ciència
  Pràctica
1
2
3
4
 
Exercicis
Exercicis
 
  Objectius
Els objectius d'aquesta pràctica són:
  • Conèixer i identificar les principals característiques de les imatges digitals, com són les que es poden capturar amb el microscopi i el programari associat.
  • Conèixer els principals formats gràfics amb què treballa el programari de captura d'imatges del microscopi.
  • Canviar el format d'una imatge.
  • Distingir entre formats amb compressió i sense.
   
La imatge digital
   
Pràctica

Els píxels

Per a un ordinador, una imatge no és més que una matriu de punts, anomenats píxels, ordenats en files i columnes. Una petita icona té, per exemple, més de mil píxels, i una imatge que ocupi tota la pantalla pot passar del mig milió de píxels.
Cada píxel té un color determinat i és la visió de tot el conjunt de píxels el que forma la imatge. El fitxer d'una imatge digital porta la informació corresponent al color de cada píxel.

observa els píxels

Observeu els píxels de la zona marcada, en passar el ratolí per damunt la imatge

   
  La profunditat de color

Cada píxel necessita una determinada quantitat de bits per emmagatzemar la informació del seu color. El nombre de bits necessaris depèn del nombre de colors possibles que pugui tenir un píxel (nombre de colors = 2n on n és el nombre de bits). Observeu aquestes imatges:

2 colors: 1 bit per píxel
4 colors: 2 bits per píxel
256 colors: 8 bits per píxel

Les imatges capturades pel microscopi poden arribar a tenir fins a 16 milions de colors (color real). En aquest cas, fan falta 24 bits per definir el color d'un píxel. La profunditat de color és el nombre de bits necessaris per codificar el color de cada píxel de la imatge. Es diu que les imatges capturades pel microscopi tenen una profunditat de color de 24 bits.

Atenció ! Lògicament, com més elevada és la profunditat de color d'una imatge més gran és també el fitxer corresponent. Per exemple, desar una imatge de 400 x 300 píxels (una quarta part de la pantalla en la majoria d' ordinadors) i en color real (24 bits per píxel), requereix 2.880.000 bits (uns 350 kB).

Veure les propietats d'una imatge

Carregueu la imatge prova.gif (situada dins la carpeta fitxers d'aquest curs) i deseu-la a l' escriptori. A continuació, feu clic amb el botó dret del ratolí sobre la icona de la imatge i seleccioneu l' opció Propietats del menú emergent:

Observareu que s' obre una nova finestra amb diferents pestanyes. La pestanya General pot informar de l'espai que ocupa la imatge al disc. Si escolliu la pestanya Sumari (apareix només amb el Windows XP), podeu llegir la mida en píxels i la profunditat de color de la imatge.

 
 
 

Veure les propietats d'una imatge amb el Motic Images Plus

El programa Motic Images Plus, que acompanya el microscopi, també permet esbrinar quines són la mida i la profunditat de color d'una imatge. Obriu el programa Motic i carregueu una imatge. Podeu agafar una de les que porta el programa com a exemple o una de les que heu capturat en la pràctica anterior.

  • Situeu el punter del ratolí sobre la imatge i feu clic amb el botó dret. Apareixerà una finestra de menú contextual. Seleccioneu l' opció Informació d' arxiu:

  • Observareu que s' obre una finestra en la qual apareixen diferents paràmetres, com el nom, la mida de la imatge en píxels, la profunditat de color (bits per píxel) i la mida que ocupa el fitxer al disc:

   
Els formats gràfics
   

A l' hora de desar una imatge, a més d' escollir el nom del fitxer i la seva ubicació, heu d' escollir el format gràfic. Els diferents formats es diferencien en la manera de desar la informació; en definitiva, el color dels píxels. Normalment s' identifica cada format amb una extensió que té el nom del fitxer (els tres darrers caràcters del nom del fitxer, darrere del punt).
A l' hora d' elegir un format o altre cal tenir en compte que:

  • Hi ha formats que són específics d'un determinat programa. Si no es disposa d'aquest programa, resulta impossible visualitzar la imatge. Per exemple, el format SFC és específic del Motic Images Plus, el PSP del PaintShopPro o el PSD del Photoshop.
  • Alguns dels formats d'imatge més utilitzats s'han estandarditzat i poden obrir-se o importar-se amb molts programes diferents. Per exemple, el format BMP és propi del sistema operatiu Microsoft Windows dels PC. La majoria de programes que funcionen sota aquest sistema operatiu i fan ús d'imatges, entenen aquest format.
  • Alguns formats són comuns a diferents plataformes (sobretot Mac i PC). El format TIF va néixer per poder intercanviar fitxers entre Mac i PC. Els formats JPG, GIF i PNG també poden obrir-se des de qualsevol ordinador.
  • Hi ha formats gràfics que comprimeixen la informació i redueixen considerablement la mida dels fitxers d'imatge. Segons quin sigui el format amb el qual es desi la imatge, aquesta tindrà una mida diferent depenent del grau de compressió que aconsegueixi. Els formats JPG, GIF i PNG són formats amb força compressió. Un mateix format, com el TIF, pot disposar de diferents mètodes de compressió.
   
  La compressió
   
 

Els formats sense compressió desen el color de cada píxel sense intentar trobar cap relació entre els diferents valors. Una fotografia plena de colors o una imatge en gris amb igual nombre de píxels tenen el mateix pes si es desen en format BMP. No costa gaire pensar que un mètode de compressió senzill podria reduir molt el pes de la imatge grisa (és més curt escriure 10 G que GGGGGGGGGG). Els formats amb compressió aconsegueixen reduir la mida dels fitxers de les imatges analitzant-ne el contingut. Una imatge amb molts detalls es correspondrà amb un fitxer de major pes que el d'una imatge més senzilla. Per exemple:

250 x 200 píxels; profunditat de color: 24 bits

Mida en format SFC (sense compressió): 148 kB

Mida en format JPG (amb compressió): 24 kB

250 x 200 píxels; profunditat de color: 24 bits

Mida en format BMP (sense compressió): 148 kB

Mida en format GIF (amb compressió): 2 kB

Observeu que:
  • Sense comprimir, les dues imatges pesen el mateix perquè tenen el mateix nombre de píxels i de possibles colors.
  • Desades en un format amb compressió, la imatge que té més detalls també pesa més.

Els mètodes de compressió

Els diferents formats gràfics amb compressió que hi ha utilitzen diversos mètodes per reduir el pes dels fitxers. El grau de compressió varia segons el mètode. També, segons el tipus d'imatge, uns mètodes són més adequats que altres. Per exemple, el format PCX aconsegueix força compressió en dibuixos de fins a 256 colors, però no aconsegueix reduir el pes de fotografies amb milions de colors (profunditat de color de 24 bits).
Hi ha formats que aconsegueixen reduir molt el pes de les imatges, a canvi, però, de petites pèrdues (compressió amb pèrdues), ja siguin en detalls o en colors. Aquests formats són molt utilitzats a Internet, perquè interessa que els fitxers no ocupin gaire perquè triguin poc temps a descarregar-se. Alguns exemples d'aquest darrer tipus de formats són el JPG (pèrdua en detalls) i el GIF (pèrdua en colors perquè només permet un màxim de 256 colors).

En el format JPG és possible ajustar el grau de compressió, però cal tenir en compte que com més compressió més pèrdues:

Qualitat 90 %: 10 kB

Qualitat 30 %: 4 kB

Qualitat 10 %: 2 kB

El format JPG pot causar també petites aberracions en forma de quadrats prop de les zones on hi hagi línies i canvis bruscos de color:

Detall de les aberracions que produeix el format JPG quan la compressió és molt elevada.

En general, no s' observen mai aquests defectes quan es desa una imatge en format JPG utilitzant el Motic Images Plus, ja que les desa amb la màxima qualitat (i força compressió).

No cal dir que hi ha formats amb compressió sense pèrdues, com el TIF (aquest format també pot existir també sense compressió; quan el Motic Images Plus exporta a aquest format ho fa sense compressió), el PNG o el PCX (o el GIF si la imatge no té més de 256 colors).

Canviar el format d'una imatge

Si interessa, per exemple, inserir una imatge capturada amb el microscopi en un document de text (OpenOffice, Word...), és necessari que prèviament canvieu el seu format, ja que el processador de textos no pot importar imatges que tinguin el format SFC, propi del Motic. Tant l'OpenOffice com el Word, en canvi, permeten inserir imatges amb format JPG.

  • Inicieu el programa Motic Images Plus i obriu una de les imatges capturades en el mòdul anterior o una de les que hi ha a la biblioteca d'imatges que acompanya el programa. Aquestes imatges tenen sempre el format SFC.
  • Deseu novament la imatge amb l' opció Arxiu | Anomena i desa.

  • Desplegueu la finestra on es mostren els Tipus de fitxers i escolliu el format JPG:

  • Finalment, doneu un nom al fitxer i premeu el botó Desa. Comproveu la mida que té ara el fitxer en comparació amb la que té el format SFC i compareu-ne també la qualitat.
   
 
Amunt