Un tipico programma
per la compressione dei suoni
La riga più alta di questa porzione ingrandita di un’immagine viene memo-rizzata così: un pixel nero, 12 verdi, 27 violetti, 12 verdi, invece che nero, verde, verde, verde, verde, verde, verde e via di seguito. La versione compressa è senza dubbio più efficiente; il computer memorizza un numero che rappresenta il colore invece del nome dei
colore.
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Creare un’applicazione multimediale
Continuiamo le lezioni sulla multimedialità iniziate col numero scorso. Il primo argomento di cui c’eravamo occupati era la creazione di suoni; concludiamo il tema occupandoci della compressione dei file sonori ed iniziamo a parlare di immagini e della loro elaborazione.
Compressione
dei suoni
Le informazioni sonore
occupano molto spazio su disco.
Anche se si sta realizzando una applicazione multimedia per CD-ROM si deve
calcolare lo spazio che occuperanno gli elementi. Un CD-ROM può contenere
circa 70 minuti di suono stereo di alta qualità, sempre ammesso che non
vi sia spazio già occupato da altro.
Il primo accorgimento è di usare ove possibile istruzioni MIDI piuttosto
che musica digitalizzata. La versione digitalizzata di una canzone ha una
resa più brillante ma la versione MIDI occupa molto meno spazio in
memoria. Tramite il MIDI non si memorizza l’intero evento musicale ma
solo la sua trascrizione su spartito e questo occupa meno di 1/100 di
spazio su disco.
Nel caso che i suoni di cui si ha bisogno non siano musica o lo siano ma
con parti vocali, allora si userà suono digitalizzato.
Sono tre i fattori che determinano quanto spazio su disco occuperanno
suoni: la scelta tra stereo e mono, la risoluzione del campione
e la velocità di campionamento.
I CD audio usano suono digitalizzato a 44 kHz, stereo, 16 bit. Questo
significa che per ciascuna cassa si usano circa 44.000 campioni, ciascuno
di due byte per secondo. Complessivamente ogni secondo di dati equivale a
176.000 byte cioè approssimativamente a 10 megabyte ogni minuto: una
massa notevole di dati. Non sempre occorre l’effetto stereo.
Registrando in modalità mono i dati si riducono della metà. Per
dimezzare ancora i dati si può ridurre la risoluzione da 16 a 8 bit
oppure dimezzare la velocità.In generale la qualità del suono è
migliore se si tiene alta la risoluzione e si dimezza la velocità, ma se
ci si rivolge a un ascoltatore fornito di scheda sonora a 8 bit sarà
opportuno avere bassa risoluzione e velocità più alta. Se si porta il
suono a livello di 8 bit, mono, 11 kHz , sarà ancora distinguibile e
occuperà 1/ 16 dello spazio normalmente necessario a un CD di alta
qualità.
Frequenza di campionamento. I computer e i software oggi in commercio in genere campionano il suono a un massimo di 44.000 volte al secondo, equivalenti a 44 kilohertz.. Velocità normalmente usate sono anche 22 kHz e 11 kHz.
Stereo/mono. Registrando in stereo si usano due campioni, uno per ciascuna cassa. Per questo le registrazioni stereo occupano il doppio di spazio su disco rispetto alle registrazioni mono.
Risoluzione del campione. Si possono usare 8 bit (equivalenti a 1 byte) di dati per descrivere ogni istante del campione oppure 16 bit (2 byte). Dato che 8 bit memorizzano 256 possibili valori e 16 bit invece 65.536, nel secondo caso si avrà una resa dei suono molto più precisa. Tuttavia molti utenti di multimedia hanno schede sonore che possono riprodurre solo suono con risoluzione a 8 bit.
Recentemente sono stati elaborati altri metodi per la compressione del suono, con l’obbiettivo di ottenere livelli comparabili con quelli per la compressione di figure e video.
In particolare è stato sviluppato un formato di file sonoro particolarmente adatto per essere usato in rete. Infatti l’algoritmo di cui fa uso arriva a rapporti di compressione dell’ordine di 1/10. Significa che in un CD è possibile immagazzinare fino a 10 ore di musica! L’unico inconveniente è che i file di questo formato, detto MP3, non sono leggibili da un normale lettore di CD in quanto necessitano di un decodificatore. E’ vero però che esistono già in commercio dei lettori di MP3 ed è pensabile che entro poco tempo diventerà uno standard accettato da qualunque sistema di lettura.
Creare immagini
Fotografie, disegni e altre immagini non in movimento sono spesso sottovalutate nel multimedia. Non sono così appariscenti come le immagini che scorrono o sorprendenti come certi effetti sonori. Quando però si tratta di trasmettere informazioni, le immagini fisse hanno ancora una grande importanza perché l’utente può osservarle con calma e notare tutti i particolari che sfuggono quando immagini e sonoro scorrono velocemente.
Una immagine fissa inoltre occupa meno spazio su disco di una in movimento e richiede al processore meno potenza per visualizzarla.
Ci sono molti computer in commercio che non possiedono processori sufficientemente potenti o funzioni grafiche abbastanza avanzate per mostrare un videoclip ma che possono invece visualizzare una immagine fissa senza problemi.
Le immagini hanno vari usi sullo schermo di un computer. Le icone sono immagini semplici che permettono di visualizzare velocemente un concetto complesso; includendo delle icone in un programma lo si rende più gradevole all’utente. Usando una immagine di sfondo dietro un menu o una schermata di testo si può arricchire un progetto (badando però che I’immagine non distragga l’ utente dall’osservare ciò che importa veramente).
Immagini importate
Un computer con funzioni multimediali può facilmente mostrare prodotti commerciali multimediali ma per poter importare proprie fotografie e disegni nel computer è di solito necessario avere altri componenti hardware.
Se non si hanno esigenze particolari, è possibile noleggiare l’attrezzatura; nel caso serva uno scanner si possono trovare negozi che eseguono lo scanning delle immagini che interessano. I negozi per le fotocopie di buon livello mettono a disposizione degli scanner.
Una volta riprodotta l’immagine sul computer non si è che all’inizio.
Usando gli stessi programmi che servono a creare immagini, si possono modificare le immagini importate cambiando colori, cancellando delle parti, fabbricando fotomontaggi e così via. Molti scanner e sistemi di acquisizione sono compatibili TWAIN; ciò significa che il software per l’editing delle immagini che supporta lo standard TWAIN è in grado di ricevere immagini direttamente dalla periferica, senza che ci sia bisogno di caricare un programma per avere l’immagine, salvarla in un file e poi dover caricare un altro programma per modificarla.
Il modo più semplice per importare immagini sul computer è quello di usare un disco di clip art. Su questi dischi si trovano immagini di ogni tipo (sia per usi generici che specifici), così se serve l’immagine di una automobile basta copiarla dal disco. Naturalmente la scelta è limitata e non sempre risponde ai nostri gusti e necessità.
Vi sono delle apparecchiature che consentono di collegare il computer a qualunque sorgente video standard e di memorizzare un singolo fotogramma. Si può collegare il sistema di acquisizione a una video camera e catturare una singola inquadratura oppure collegarlo al videoregistratore e catturare una singola immagine che è stata impressa sul nastro.
Se l’immagine che interessa è su carta (sia essa una fotografia o un disegno originale) occorre uno scanner. Questo strumento si basa sulla riflessione della luce sul foglio e converte le informazioni così ricevute in una griglia di valori utilizzata dal computer per riprodurre l’immagine. Esistono scanner a mano e in bianco e nero ma per lavori di alta qualità occorre avere uno scanner da tavolo a colori (ormai se ne trovano a un prezzo assai contenuto; una maggiore spesa è necessaria se vogliamo che la fonte delle nostre acquisizioni siano anche diapositive e negativi fotografici).
Le immagini che compaiono in questo articolo sono state riprese con uno scanner.
In questi ultimi tempi, una buona fonte per reperire immagini è Internet. Vi sono siti specializzati che ne mettono a disposizione in grandi quantità ; alcune sono a pagamento, ma la maggior parte sono gratuite. Il problema semmai è quello di riuscire a trovare quello che ci interessa. Per questo ci aiutano i motori di ricerca, come Altavista, che ci permettono di fare ricerche mirate proprio alle immagini (e anche ai suoni).
Compressione di immagini
Le immagini occupano molto spazio nella memoria di un computer o di un disco.
Un singolo pixel in modalità 16 milioni di colori (detto anche colore a 24 bit) occupa tre byte di dati. Senza compressione un’ immagine con larghezza pari a 640 pixel e altezza pari a 480 pixel occuperebbe 640 x 480 x tre byte, cioè 921.600 byte di dati. Due immagini di questo tipo (circa un megabyte ciascuna) non starebbero su un solo floppy disk.
Anche se si lavora su CD-ROM, che può contenere circa 700 immagini come questa, ci si dovrebbe comunque preoccupare del tempo che occorre per caricare l’immagine dal disco. Un CD-ROM a velocità normale impiegherebbe circa sei secondi per caricare l’immagine, che possono sembrare pochi ma quando si aspetta che il computer esegua una data operazione sembrano un’eternità.
Fortunatamente molti sistemi per la memorizzazione di un’immagine riescono a comprimerla in qualche modo. La maggior parte dei formati file prevedono una forma di compressione che registra se lo stesso colore è usato per vari pixel adiacenti e memorizza la cifra di pixel di quel colore invece di ripetere continuamente il colore stesso.
Nella maggior parte dei lavori non serve colore a 24 bit, anche se ormai la maggior parte delle schede video lo supportano. Gran parte delle fotografie hanno una buona resa a occhio nudo con colore a 16 bit (65.536 possibili colori) e molte realizzazioni su computer sono del tutto soddisfacenti con colore a 8 bit (solo 256 colori). Usando pochi bit per ogni pixel, si riduce di uno o due terzi la dimensione del file.
Un altro metodo per avere file più piccoli è quello di ridurre la dimensione delle immagini. Può sembrare ovvio, ma impostando un bordo largo 50 pixel intorno a una fotografia, si riduce di un terzo la dimensione dell’immagine Si può anche usare uno schermo a risoluzione più bassa; se lo schermo è composto da un numero di pixel ridotto della metà, i dati che potrà contenere saranno la metà. In questo modo però l’immagine sarà meno nitida.
Le fotografie di solito hanno molti colori che si ripetono e non sono soggetti a una buona compressione con questi metodi. Un gruppo di esperti ha sviluppato lo schema di compressione file denominato JPEG che permette di avere fotografie nitide con minor spreco di spazio. I file compressi JPEG (con l’abituale estensione JPG) dispongono di meno informazioni rispetto alle fotografie originali perché durante la compressione si perdono alcuni particolari. Si può comunque scegliere la compressione da applicare secondo una scala che va da 1 (compressione massima, maggior perdita di particolari) fino a 100.
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