Ψηφιακή Εικόνα.

Παρουσίαση με θέμα: "Ψηφιακή Εικόνα."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Ψηφιακή Εικόνα

2 Η λειτουργία του ματιού
Το σημείο του ανθρώπινου οφθαλμού όπου γίνεται η πρώτη σύλληψη των φωτεινών ερεθισμάτων είναι ο αμφιβληστροειδής φακός (retina) Εκεί υπάρχουν δύο κατηγορίες φωτοευαίσθητων νευρικών κυττάρων, τα ραβδία (rods) και τα κωνία (cones).

3 Ραβδία & Κωνία Υπεύθυνα για την όραση σε διαφορετικές συνθήκες φωτισμού. Ραβδία (rods): ενεργοποιούνται σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού, δεν προσφέρουν υψηλή ευκρίνεια. Κωνία: Συγκεντρωμένα στην κόρη του ματιού και είναι υπεύθυνα για την υψηλής ευκρίνειας ημερήσια όραση. μεταφέρουν πληροφορία μεγαλύτερης ανάλυσης & πληροφορία χρώματος Με χαμηλότερη ευαισθησία

4 Ευαισθησία κωνίων στο φάσμα ορατού φωτός
Τα κωνία αντίστοιχα εμφανίζονται σε τρείς κατηγορίες, καθεμιά ευαίσθητη σε διαφορετική περιοχή του ορατού φάσματος. L-κωνία: ευαίσθητα στα μεγαλύτερα μήκη κύματος (κόκκινο, 577 nm) M-κωνία: ευαίσθητα στα μεσαία μήκη κύματος (πράσινο, 540 nm) S-κωνία: ευαίσθητα στα μικρότερα μήκη κύματος (μπλέ, 447 nm)

5 Θεωρία Χρώματος Το χρώμα είναι η υποκειμενική αντίληψη που αναπτύσσουμε στα διάφορα μήκη κύματος του φωτός, στην ορατή περιοχή του φάσματος (από 400 μέχρι 700 nm) Η αίσθησή μας για το χρώμα επομένως είναι μια αυτοματοποιημένη ερμηνευτική αντίδραση του ανθρώπινου εγκεφάλου στο μήκος κύματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και όχι κάποια εξωτερική ουσία.

6 Χρωματικά Μοντέλα Υπάρχουν πολλά χρωματικά μοντέλα που το καθένα μπορεί να χρησιμοποιεί διαφορετικές παραμέτρους για την ακριβή περιγραφή των διαφόρων χρωμάτων. Κοινό χαρακτηριστικό τους είναι πως υιοθετούν τρείς παραμέτρους, δηλ. χρειάζονται τρεις ανεξάρτητες τιμές για να προσδιορίσουν μαθηματικά κάποιο χρώμα. Παραδείγματα τέτοιων μοντέλων: Red, Green, Blue (RGB) Cyan, Magenta, Yellow (CMY) Hue, Lightness, Saturation (HLS) Hue, Saturation, Brightness (HSB)

7 Χρωματικό διάγραμμα CIE (1/2)
Το 1931 η CIE (Comission Internationale de l’ Eclairage, International Commision of Illumination) δημιούργησε ένα χρωματικό διάγραμμα σε μια προσπάθεια ακριβούς καταγραφής της τριχρωματικής σύνθεσης των χρωμάτων. Βάση για τη σύνθεση του διαγράμματος απετέλεσε αυτό που η CIE ονόμασε «τυπικό παρατηρητή» (standard observer). Το διάγραμμα δείχνει το εύρος των χρωμάτων που μπορεί να δει ο τυπικός παρατηρητής. Ουσιαστικά το χρωματικό διάγραμμα της CIE παρουσιάζει τις αναλογίες των πρωτευόντων χρωμάτων που πρέπει να χρησιμοποιηθούν ώστε να δημιουργήσουν την αίσθηση ενός συγκεκριμένου χρώματος για τον μέσο παρατηρητή.

8 Χρωματικό Διάγραμμα CIE (2/2)

9 Προσθετικό μοντέλο (RGB)
Στο προσθετικό μοντέλο κάθε άλλο χρώμα δημιουργείται από ανάμιξη (πρόσθεση) των τριών πρωτευόντων χρωμάτων σε ποικίλες αναλογίες. Blue + Green = Cyan Red + Blue = Magenta Green + Red = Yellow Red + Blue + Green = White

10 Αφαιρετικό Μοντέλο (CMY)
Στο αφαιρετικό μοντέλο τα πρωτεύοντα χρώματα είναι αυτά που σχηματίζονται από ανάμειξη ίσων ποσοτήτων των R, G και B. Cyan (Κυανό) (Blue + Green) Magenta (Πορφυρό) (Red + Blue) Yellow (Κίτρινο) (Green + Red). Οι αποχρώσεις δημιουργούνται αφαιρώντας από το προσπίπτον λευκό τις αποχρώσεις που απορροφά η χρωστική Red = white – Green (Yellow+Cyan) – Blue (Magenta+Cyan) CMYK (+blacK)

11 Βασικές έννοιες της ψηφιακής εικόνας
Μια ψηφιακή εικόνα i[m, n] αναπτύσσεται σε ένα διακριτό χώρο δύο διαστάσεων και παράγεται από την ψηφιοποίηση μιας αναλογικής εικόνας i[x,y] που αναπτύσσεται σε ένα συνεχή χώρο με διαστάσεις x και y. Η συνεχής εικόνα διαιρείται σε Ν σειρές και Μ στήλες. Τα σημεία τομής των σειρών με τις στήλες είναι τα pixels. Οι τιμές χρωματικής πληροφορίας που εκχωρούνται στα σημεία αυτά δημιουργούν την ψηφιακή εικόνα a[m, n] όπου m={0, 1, 2,…, M-1} και n={0, 1, 2,…, N-1}.

12 Η εικόνα έχει διαιρεθεί σε Ν=16 σειρές και Μ=16 στήλες.
Η τιμή που εκχωρείται σε κάθε pixel είναι η μέση τιμή της φωτεινότητας στο pixel στρογγυλοποιημένη στον πλησιέστερο ακέραιο.

13 Ανάλυση εικόνας (image resolution)
Το μέγεθος που δείχνει από πόσα pixels αποτελείται μια ψηφιακή εικόνα στη μονάδα του μήκους λέγεται «ανάλυση εικόνας» (image resolution) και μετριέται σε ppi (pixels per inch) Η ανάλυση της εικόνας προκύπτει από τη συχνότητα δειγματοληψίας: δηλώνει τον αριθμό των δειγμάτων στη μονάδα του μήκους που δημιουργούν τη ψηφιακή εικόνα.

14 Βάθος χρώματος (color depth)
Το βάθος χρώματος είναι ο αριθμός που δηλώνει πόσα bit χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση της πληροφορίας χρώματος του κάθε pixel. Το βάθος χρώματος αντιστοιχεί στο «μέγεθος δείγματος» (sampling size) κατά τη δειγματοληψία που δημιουργεί την ψηφιακή εικόνα. Οι συνηθέστερες σήμερα τιμές βάθους χρώματος είναι τα 8, 16 και 24 bit.

15 Χρώμα 8 bit Στο χρώμα 8 bit χρησιμοποιούμε 8 bit (1 Byte) για κάθε pixel και επομένως μπορούμε να έχουμε 28 = 256 χρώματα στην απεικόνισή μας. Η ομάδα αυτών των 256 χρωμάτων αναφέρεται συνήθως σαν «παλέτα» της εικόνας. Χρώμα 24 bit Πραγματικό χρώμα (true color). Απεικόνηση με 224= (16,7 Μ) χρώματα. Για κάθε pixel χρησιμοποιείται μνήμη 24 bit ή 3 Bytes (ένα byte για κάθε πρωτεύον χρώμα του μοντέλου RGB).

16 Η ανάλυση & το βάθος χρώματος ως ρυθμιστές του μεγέθους του αρχείου εικόνας
Μέγεθος αρχείου = [αριθμός pixels] x [Βάθος χρώματος] Pixels = [pixels κατά πλάτος] x [pixels κατά ύψος] = [ανάλυση] x [πλάτος] x [ανάλυση] x [ύψος] Πχ. για μια εικόνα διαστάσεων 6 x 3 ιντσών που ψηφιοποιήθηκε στα 100 dpi και 8bit χρώμα, το μέγεθος του αρχείου που θα προκύψει είναι: 100 x 6 x 100 x 3 x 8 = bit = bytes = 176 KB. Αν την ίδια εικόνα την ψηφιοποιήσουμε σε ανάλυση 300 dpi και πραγματικό χρώμα (24 bit) το μέγεθος του αρχείου θα είναι: 300 x 6 x 300 x 3 x 24 = bit = bytes = KB.

17 Ανάλυση εξόδου & παρουσίαση εικόνας στην οθόνη
Το πώς θα παρουσιαστεί μια εικόνα στην οθόνη του υπολογιστή εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό και από την ανάλυση εξόδου της συσκευής εξόδου (οθόνη) Η ανάλυση οθόνης (screen resolution) είναι το μέγεθος που δείχνει από πόσα pixels παρουσιάζει σε κάθε διάστασή της η οθόνη και εκφράζεται σαν γινόμενο δύο αριθμών. 800 x 600 1024 x 768

18 Ανάλυση Οθόνης (Screen Resolution)
Ανάλυση οθόνης Pixels Οριζόντια (πλάτος) Pixels Κάθετα (ύψος) Τεχνικός Χαρακτηρισμός 640 x 480 640 480 VGA 800 x 600 800 600 SVGA 1024 x 768 1024 768 1280 x 1024 1280 1600 x 1200 1600 1200 UXGA

19 Οριζόντια διάσταση (σε ίντσες)
Η οθόνη είναι ένα «ψηφιδωτό» πάνω στο οποίο προβάλλονται οι ψηφιακές εικόνες

20 Ανάλυση Εικόνας σε Οθόνη Η/Υ
Μέγεθος οθόνης, Ανάλυση οθόνης 14΄΄ (ενεργό τμήμα 9.7΄΄) 15΄΄ (ενεργό τμήμα 10.6΄΄) 17΄΄ (ενεργό τμήμα 12.5΄΄) 19΄΄ (ενεργό τμήμα 14.4΄΄) 21΄΄ (ενεργό τμήμα 15.9΄΄) 640 x 480 66 dpi 60 dpi 51 dpi 44 dpi 40 dpi 800 x 600 82 dpi 75 dpi 64 dpi 56 dpi 50 dpi 1024 x 768 106 dpi 97 dpi 71 dpi 1152 x 864 119 dpi 109 dpi 92 dpi 80 dpi 72 dpi 1280 x 1024 132 dpi 121 dpi 102 dpi 89 dpi

21 Παράδειγμα (α) Αναλογική εικόνα
(β) Ψηφιοποίηση με ανάλυση εικόνας 5 ppi (εσωτερικά στο αρχείο) (γ) Ψηφιοποίηση με ανάλυση εικόνας 10 ppi (εσωτερικά στο αρχείο)

22 Προβολή της Εικόνας στην Οθόνη (5 ppi)

23 Προβολή της Εικόνας στην Οθόνη (10 ppi)

24 Ανάλυση Εικόνας: 82 ppi Ανάλυση οθόνης: 82 ppi Ανάλυση Εικόνας: 164 ppi Ανάλυση οθόνης: 82 ppi

25 Ανάλυση Εικόνας: 41 ppi Ανάλυση οθόνης: 82 ppi Ίδια εικόνα (με αυτήν αριστερά) που έχουν διπλασιαστεί οι διαστάσεις της Ανάλυση Εικόνας: ;; ppi Ανάλυση οθόνης: 82 ppi 20 ppi

26 Οι υπολογισμοί αυτοί δείχνουν ότι
Στην ψηφιακή αναπαράσταση δεν έχει νόημα το απόλυτο μέγεθος μιας εικόνας Το σημαντικό είναι να γνωρίζετε την ανάλυση εξόδου της συσκευής και να καθορίσετε την ανάλυση της εικόνας έτσι ώστε να εμφανίζεται αυτή με την λεπτομέρεια που πρέπει. Aν θέλετε να παρουσιάσετε μια εικόνα σε οθόνη υπολογιστή περίπου στις αρχικές διαστάσεις της (δηλ. αυτές που έχει σε αναλογική μορφή) μπορείτε να την ψηφιοποιήσετε σε ανάλυση 80 ppi που είναι μια μέση τιμή ανάλυσης εξόδου για τις σύγχρονες οθόνες. Σε οποιαδήποτε περίπτωση δεν χρειάζεται να ψηφιοποιείτε εικόνα που προορίζεται για οθόνη σε ανάλυση μεγαλύτερη των 100 ppi.

27 Είδη ψηφιακών εικόνων (1/2)
Έγχρωμη RGB (Colour image) η πληροφορία χρώματος του κάθε pixel αναλύεται σε τρεις συνιστώσεις δηλ. πληροφορία γα καθένα από τα τρία πρωτεύοντα χρώματα του μοντέλου RGB. Μονόχρωμη (Grayscale) Τόνοι του γκρί (από απόλυτο μαύρο μέχρι απόλυτο λευκό) έχουν βάθος χρώματος 8 bit (δηλ. εμφανίζουν 256 τόνους του γκρι). Διτονική (Bitonal ή bilevel image) (στο Photoshop  «bitmap») βάθος χρώματος 1 bit Χρησιμοποιεί δύο χρωματικούς τόνους (πχ. άσπρο και μαύρο) για κάθε εικονοστοιχείο.

28 Είδη ψηφιακών εικόνων (2/2)
Δεικτοδοτημένου χρώματος (Indexed Color images) Έγχρωμες εικόνες που χρησιμοποιούν 8 bit βάθος χρώματος, δηλ. 256 διαφορετικά χρώματα (παλέτα) Κάθε κωδικός είναι δείκτης (index) προς ένα από τα 256 χρώματα της παλέτας. Συνεχούς τόνου (Continuous tone images) & Halftone images εικόνες συνεχούς τόνου: εικονοστοιχεία όπου η αλλαγή του γκρι ή του χρώματος είναι συνεχής. εικόνες halftone: κουκίδες μόνον ενός τόνου (πχ. μαύρες) οι διάφορες αποχρώσεις του γκρι αποδίδονται ρυθμίζοντας την πυκνότητα ή το σχήμα των κουκίδων. Η τεχνική αυτή ονομάζεται halftoning (ή dithering)

29 Χαρτογραφική (Bitmap) & Διανυσματική (Vector) Εικόνα
Χαρτογραφικές εικόνες αποτελούνται από μια σειρά τιμών που παριστάνουν την πληροφορία χρώματος για το κάθε εικονοστοιχείο της εικόνας. Διανυσματικές εικόνες αποθηκεύουν στο αρχείο μαθηματικές εκφράσεις που περιγράφουν τα γεωμετρικά αντικείμενα (πχ. ευθείες, κύκλους, ελλείψιες, κλπ.) που δημιουργούν την εικόνα.

30 Είδος εικόνας Συνηθισμένες χρήσεις Πλεονεκτήματα Χαρτογραφικές Εικόνες συνεχούς τόνου, πχ. φωτογραφίες Εκτεταμένη χρήση σε ιστοσελίδες Υψηλός βαθμός φωτορεαλισμού στην απόδοση της εικόνας Διανυσματικές Σε περιπτώσεις εικόνων με λίγα σχετικά χρώματα που χρειάζεται να παρουσιαστούν σωστά σε διάφορες αναλύσεις (πχ. λογότυπα, σχεδιαγράμματα, γραμματοσειρές) Προγράμματα 3D & CAD (Computer Adided Design) Ανεξάρτητες από την ανάλυση Ομαλή αναπαράσταση καμπυλών Μικρό μέγεθος αρχείου

31 Μορφοποιήσεις (formats) αρχείων εικόνας
Η πληροφορία σε κάθε αρχείο εικόνας χωρίζεται σε δύο τμήματα: το πρώτο «επικεφαλίδα αρχείου» (file header) περιλαμβάνει πληροφορίες για τον τύπο της εικόνας τα χρώματα και τις διαστάσεις, το δεύτερο περιέχει συμπιεσμένη (συνήθως) την πληροφορία της εικόνας.

32 TIFF (Tagged Image File)
χαρτογραφικού τύπου χρησιμοποιείται συνήθως από σαρωτές (scanners) καθώς η πληροφορία από τη σάρωση της εικόνας αποθηκεύεται στο αρχείο χωρίς συμπίεση και απώλεια. συνήθως δημιουργεί αρχεία ασυμπίεστης εικόνας με προφανές μειονέκτημα το μεγάλο τους μέγεθος. χρησιμοποιείται ακόμα για μεταφορά αρχείων εικόνας από τη μια εφαρμογή στην άλλη καθώς έχει σχεδιαστεί να είναι ανεξάρτητος από οποιοδήποτε υλικό ή λογισμικό. Ιδανική χρήση τους είναι για αρχειοθέτηση εικόνων ώστε να είναι πάντα διαθέσιμες με όλη τους την αρχική πληροφορία για επεξεργασία και μετατροπή σε άλλες μορφές κωδικοποίησης.

33 GIF (Compuserve Graphics Interface Format)
συμπιέζει την πληροφορία του αρχείου χωρίς απώλειες (αλγόριθμος LZW) περιορίζεται σε χρώμα 8 bit, δηλ. παλέτα 256 μόνον χρωμάτων. Για εικόνες με ποικιλία χρωμάτων η μορφή GIF δεν αποτελεί κατάλληλη κωδικοποίηση. Αν καθορίσετε να είναι τύπου interlaced (διαπλεκόμενη) τότε θα κατεβεί βαθμιαία μεταφέροντας σταδιακά όλο και περισσότερη πληροφορία. Μπορεί ακόμη να περιλαμβάνει πολλές εικόνες σε ένα μόνον αρχείο. Οι εικόνες εναλλάσσονται στην οθόνη με γρήγορο ρυθμό και δημιουργούν την ψευδαίσθηση της κίνησης (animated gif).

34 JPEG (Joint Photographics Expert Group)
χρησιμοποιείται για παρουσίαση και μεταφορά εικόνων συνεχούς τόνου (continuous tone) διατηρεί όλη την ποικιλία των RGB χρωμάτων προσφέρει ταυτόχρονα μικρό μέγεθος αρχείου (μεγαλύτερο από ένα αντίστοιχο gif με 256 μόνον χρώματα). Αλγόριθμος συμπίεσης: αφαιρεί την πληροφορία που δεν είναι απαραίτητη για την ποιοτική παρουσίαση της εικόνας (απωλεστική συμπίεση). Μπορεί να συμπιεστεί σε διάφορους βαθμούς συμπίεσης

35 BMP (Standard Windows Bitmap)
Σχεδιασμένο από την Microsoft για το λειτουργικό DOS και τα Windows. Υποστηρίζει χρώμα από 1 μέχρι και 24 bit. Σε χρώμα 4 ή 8 bit μπορεί να εφαρμοστεί ο αλγόριθμος συμπίεσης RLE (Run Length Encoding) που είναι χωρίς απώλειες. Το μέγεθος του τελικού αρχείου εξαρτάται προφανώς από το βάθος χρώματος που θα επιλεγεί.

36 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΨΗΦΙΑΚΗΣ ΕΙΚΟΝΑΣ

37 Τεχνολογία CCD & CMOS CCD = Charge Coupled Device
CMOS = Complimentary Metal-Oxide Semiconductor Αρχή λειτουργίας του CCD Το CCD είναι ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα που αποτελείται από στοιχειώδη κελιά οργανωμένα είτε σε γραμμική μορφή είτε σε ορθογώνιο πλαίσιο Ένα τέτοιο κελί είναι συνήθως τετράγωνο με πλευρά της τάξης των 9 μm (1μ=10-6m) και περιλαμβάνει ένα ειδικό φωτοευαίσθητο ηλεκτρονικό κύκλωμα, ένα φωτοστοιχείο (photosite).

38 πλευρά της τάξης των 9 μm (1μ=10-6m)
ειδικό φωτοευαίσθητο ηλεκτρονικό κύκλωμα (φωτοστοιχείο, photosite). Αριστερά: κλασσικού τύπου τετράγωνα φωτοστοιχεία CCD σε ορθογώνια διάταξη. Δεξιά: Οκταγωνικά φωτοστοιχεία σε ρομβοειδή διάταξη (Super CCD της Fuji).

39 Αρχή λειτουργίας CCD

40 Σύγκριση τεχνολογίας CCD & CMOS
Ψηφιακή σύλληψη εικόνας τεχνολογία CCD τεχνολογία CMOS (Complimentary Metal-oxide Semiconductor). Τεχνολογία CMOS νεώτερη σχετικά απλούστερη και φθηνότερη φιλοδοξεί να αποτελέσει στο μέλλον την περισσότερο διαδεδομένη λύση Πρόβλημα στη Tεχνολογία CCD Έλλειψη οικονομία κλίμακας Απαιτεί εξειδικευμένες τεχνικές που ανεβάζουν σημαντικά το κόστος κατασκευής συμβατική τεχνολογία χαρακτηριστικά φθηνότερη Λιγότερο ποιοτική (σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού)

41 Σαρωτής περιφερειακή συσκευή για ψηφιοποίηση
εγγράφων (εικόνες, σελίδες κειμένου) επιφανειών τρισδιάστατων αντικειμένων Υπάρχουν διάφορα είδη σαρωτών με ποικίλες δυνατότητες: Επίπεδοι (flatbed ή desktop scanners) Τροφοδοσίας φύλλου ή έλξης (sheet-fed) Χειρός (handheld) Τυμπάνου (drum)

42 Αρχή λειτουργίας Συστοιχεία κελιών τεχνολογίας CCD σε γραμμική διάταξη
Τεχνικές έγχρωμης σάρωσης:  τρία περάσματα  διαχωρισμός & φιλτράρισμα ανακλώμενης δέσμης

43 Βασικά χαρακτηριστικά (1/2)
Οπτική Ανάλυση (Optical Resolution) Μέγιστη ανάλυση (από κατασκευής) εκφράζεται ως γινόμενο δύο αριθμών (οριζόντια και κατακόρυψη διάσταση του εγγράφου που σαρώνεται: πχ. 300 x 300 dpi) Ανάλυση από παρεμβολή (Interpolation Resolution) το λογισμικό προσθέτει pixels μεταξύ αυτών που προέκυψαν από τη σάρωση ακολουθώντας κάποιο αλγόριθμο. Βάθος χρώματος Είναι το μέγιστο πλήθος χρωμάτων που μπορεί να διακρίνει ο σαρωτής. Συνήθως πρόκειται για πραγματικό χρώμα δηλ. χρώμα 24bit.

44 Βασικά χαρακτηριστικά (2/2)
ΥΛΙΚΟ Παράλληλη SCSI USB FireWire (ΙΕΕΕ 1394) ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ Πρότυπο TWAIN Πρωτόκολλο που εξασφαλίζει τη συνεργασία του σαρωτή με τα προγράμματα επεξεργασίας εικόνας που είναι εγκατεστημένα στον υπολογιστή. Οπτική αναγνώριση χαρακτήρων (Optical Character Recognition, OCR) Μετατρέπει έγγραφο από κατάσταση εικόνας σε κατάσταση κειμένου

45 Ρυθμίσεις για σωστή σάρωση (1/2)
Βασικές συμβουλές : (α) Αν δεν γνωρίζετε με ποιόν τρόπο θα παρουσιαστεί η ψηφιακή εικόνα, σαρώστε το έγγραφο στη μεγαλύτερη ανάλυση που καλύπτει την ανάλυση κάθε πιθανής συσκευής εξόδου (β) Αν γνωρίζετε τη συσκευή εξόδου ΟΘΟΝΗ (α) σαρώστε στα 80 dpi για οθόνη (β) για ακρίβεια σαρώσετε στην ανάλυση εξόδου της συγκεκριμένης οθόνης.  Ανάλυση σάρωσης = Πλάτος ανάλυσης οθόνης (dpi) / πλάτος οθόνης (ίντσες) πχ. για ανάλυση οθόνης 1024x768 και ορατό πλάτος οθόνης 14,4΄΄ η ανάλυση σάρωσης προκύπτει 1024 / 14,4 = 71 dpi.

46 Ρυθμίσεις για σωστή σάρωση (2/2)
ΕΚΤΥΠΩΤΗΣ Λάβετε υπόψη σας το μέγεθος lpi (lines per inch) του εκτυπωτή. Το lpi δηλώνει τον αριθμό των γραμμών των halftone κουκίδων που μπορεί να εκτυπώσει ο εκτυπωτής (οριζόντια ή κάθετα) ανά ίντσα. Όσο μεγαλύτερο το μέγεθος τόσο περισσότερη η λεπτομέρεια που μπορεί να παρουσιάσει ο εκτυπωτής. Οι τιμές lpi για τους συνηθισμένους εκτυπωτές είναι: Εκτυπωτής 300 dpi: 53 Εκτυπωτής 600 dpi: 106 Εκτυπωτής 1200 dpi: 212 Για να καθορίσετε την ανάλυση σάρωσης ακολουθείστε τη σχέση: Ανάλυση = lpi x 1,5 ΠΡΑΚΤΙΚΑ 150 dpi συνήθως αρκούν

47 Εκτυπωτής Κρουστικοί Εκτυπωτές Μη κρουστικοί εκτυπωτές
Εκτυπωτές ακίδων (Dot matrix) Εκτυπωτές μαργαρίτας (χαρακτήρων) (character printer) Μη κρουστικοί εκτυπωτές Έγχυσης (inkjet) Laser Θερμικού κηρού (thermal wax)

48 Εκτυπωτές InkJet Λειτουργεί δημιουργώντας πάνω στο χαρτί μικρότατες σταγόνες μελάνης (50-60 μm) Βασικά χαρακτηριστικά Κεφαλή Δοχεία μελάνης Μπορεί ο εκτυπωτής να χρησιμοποιεί ένα μόνον δοχείο που να περιέχει τόσο τις τρείς έγχρωμες μελάνες (Cyan, Magenta, Yellow) όσο και την μαύρη (black), ή δύο δοχεία που περιέχουν το ένα τη μαύρη μελάνη και το άλλο τις τρείς έγχρωμες, τέσσερα δοχείο ένα για κάθε πρωτεύον χρώμα του μοντέλου CMYK.

49 Τεχνολογίες έγχυσης Θερμική φυσαλίδα Πιεζοηλεκτρικός κρύσταλλος
Στην κεφαλή του εκτυπωτή υπάρχουν μικροσκοπικές αντιστάσεις που θερμαίνουν τη μελάνη ώστε να σχηματιστεί μια φυσαλίδα που καθώς μεγεθύνεται ωθεί μια σταγόνα μελάνης από το ακροφύσιο προ το χαρτί. Canon και Hewlett Packard Πιεζοηλεκτρικός κρύσταλλος Ένας πιεζοηλεκτρικός κρύσταλλος τοποθετείται στο πίσω μέρος κάθε ακροφυσίου. Εφαρμόζοντας ηλεκτρική τάση στον κρύσταλλο αυτός δονείται. είτε ωθεί μια μικρή σταγόνα μελάνης να πεταχτεί από το ακροφύσιο είτε επιτρέπει σε νέα μελάνη να εισρεύσει στο ακροφύσιο. Epson.

50 Εκτυπωτές Laser Ένας εκτυπωτής Laser στηρίζει σε μεγάλο βαθμό τη λειτουργία του στο φαινόμενο του στατικού ηλεκτρισμού. τα ηλεκτρικά φορτία εμφανίζονται με δύο πολικότητες (θετικά και αρνητικά) με αμοιβαία έλξη μεταξύ τους. Η έλξη αυτή χρησιμοποιείται ως ένα είδος προσωρινής «κόλλας» ώστε να δημιουργηθεί η εικόνα πάνω στο χαρτί.

51 (1) δέσμη laser πέφτει πάνω στην επιφάνεια του τυμπάνου
Φορτίζει επιλεκτικά τα σημεία όπου πρέπει να εμφανιστεί η πληροφορία (2) σωματίδια στεγνής μελάνης (toner) (φορτισμένα) έρχονται σε επαφή με το τύμπανο και έλκονται από τις αντίθετα φορτισμένες περιοχές που δημιούργησε η ακτίνα laser. Έτσι δημιουργείται πάνω στο τύμπανο μια προσωρινή «μελανωμένη» όψη της σελίδας που θα τυπωθεί. (5) Μια ειδική λυχνία αποφόρτισης απομακρύνει το στατικό ηλεκτρισμό από την επιφάνεια του τυμπάνου (3) Προσκολλάται πάνω στο τύμπανο ένα φύλλο χαρτιού που είναι επίσης κατάλληλα φορτισμένο (αρνητικά). Η φόρτιση του χαρτιού είναι ισχυρότερη και έτσι έλκει τώρα απ΄το τύμπανο τα θετικά φορτισμένα σωματίδια της μελάνης. (4) Το φύλλο χαρτιού «ψήνεται» Για να σταθεροποιηθεί η μελάνη Περνά ανάμεσα σε δύο θερμαινόμενους κυλίνδρους.

52 Βασικά Χαρακτηριστικά (1/2)
Ελεγκτής (Controller) Ο ελεγκτής ενός εκτυπωτή είναι ο ενσωματωμένος μικροεπεξεργαστής που ελέγχει και οργανώνει όλες τις απαραίτητες διαδικασίες της εκτύπωσης. Οι εργασίες που κάνει ο ελεγκτής περιλαμβάνουν: Επικοινωνία με τον υπολογιστή Οργάνωση κάθε λεπτομέρειας σχετικής με την εκτύπωση Αποθήκευση των δεδομένων της εκτύπωσης στη μνήμη του ελεγκτή Διαχείρηση της ουράς εκτυπώσεων (printing queue) Γλώσσα περιγραφής σελίδας PCL (Printer Command Language) που αναπτύχθηκε από την Hewlett Packard (HP), Postscript (της Adobe) περιγράφουν τη σελίδα σε διανυσματική μορφή, Ο εκτυπωτής παραλαμβάνει την διανυσματική περιγραφή και την μετατρέπει σε χαρτογραφική εικόνα που εκτυπώνει.

53 Βασικά Χαρακτηριστικά (2/2)
Πηγή laser Ο μηχανισμός laser λαμβάνει τα δεδομένα της σελίδας γραμμή προς γραμμή. Μελάνη (toner) Μελάνη σε μορφή σκόνης που όμως περιέχει και σωματίδια πλαστικής ουσίας. Τα σωματίδια μελάνης επικάθηνται πάνω στα σωματίδια του πλαστικού και έτσι τοποθετούνται στο φύλλο του χαρτιού. Κύλινδροι θέρμανσης θερμαίνονται εσωτερικά από ειδική λυχνία είναι επικαλυμένοι με αντικολλητική ουσία Teflon (όπως ακριβώς γίνεται και στα αντικολλητικά τηγάνια) για να αποφευχθεί η επικόλληση του toner στην επιφάνειά τους.

54 Ψηφιακή φωτογραφική μηχανή
Δημιουργεί φωτογραφίες απευθείας σε μορφή ψηφιακού αρχείου εικόνας Βασικά στοιχεία (α) το κύκλωμα CCD (ή CMOS) που ψηφιοποιεί την εικόνα και (β) η μονάδα μνήμης που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση των ψηφιακών αρχείων.

55 Παραγωγή Έγχρωμης Εικόνας
Πώς καταγράφεται η πληροφορία στις τρείς βασικές συνιστώσες των πρωτευόντων χρωμάτων (Red, Green, Blue); (α) Τρία διαφορετικά κυκλώματα σύλληψης (CCD) Η φωτεινή ακτινοβολία χωρίζεται (με κατάλληλα κάτοπτρα) σε τρία μέρη που πέφτουν το καθένα πάνω σε ένα CCD (για κάθε ξεχωριστή συνιστώσα R, G, B) (β) Τρία διαφορετικά φίλτρα εναλλάσσονται μπροστά από το ολοκληρωμένο σύλληψης Το κύκλωμα καταγράφει διαδοχικά την πληροφορία για κάθε συνιστώσα και από την μίξη τους δημιουργείται η τελική εικόνα. (γ) Διαφορετικά φίλτρα μπροστά από κάθε φωτοστοιχείο του CCD Μια λύση που ακολουθούν οι περισσότερες σύγχρονες μηχανές είναι να χρησιμοποιούν ένα διαφορετικό χρωματικό φίλτρο μπροστά από κάθε φωτοστοιχείο του CCD.

56 Έγχρωμη εικόνα στις ψηφιακές φωτο-μηχανές
Φίλτρα με διαφορετική απόχρωση τοποθετούνται μπροστά από τα φωτοστοιχεία του CCD Το σχήμα στην εικ. είναι γνωστό ως «διάταξη Bayer» Τα «πράσινα» φωτοστοιχεία καταγράφουν τις συνιστώσες στην «πράσινη» περιοχή του φάσματος Το ανθρώπινο μάτι είναι περισσότερο ευαίσθητο στην περιοχή του πράσινου χρώματος και απαιτείται περισσότερη πληροφορία σ΄αυτή την περιοχή του φάσματος Μαθηματικές τεχνικές συνδυάζουν τις πληροφορίες γειτονικών ομόχρωμων φωτοστοιχείων & δημιουργούν ικανοποιητικές προσεγγίσεις για τις τιμές των άλλων δύο χρωμάτων σε κάθε φωτοστοιχείο

57 Βασικά χαρακτηριστικά (1/4)
Ανάλυση Γινόμενο του αριθμού των pixels της εικόνας που προσφέρει η μηχανή στη μέγιστη ανάλυση που μπορεί να υποστηρίξει, πχ. 640x480 ή 1600x1200 pixels. Ακόμη σαν ανάλυση μπορεί να εμφανίζεται και το πλήθος των pixels που υπάρχουν στο κύκλωμα CCD που χρησιμοποιεί η μηχανή. Πχ. ανάλυση 1 “megapixel” (δηλ. 1 εκατομμύριο pixels) ή ανάλυση 2 Mpix (2 εκατομμύρια pixels) κλπ. Συνηθισμένες τιμές ανάλυσης είναι: 640x480, 1216x912, 1600x1200

58 Βασικά χαρακτηριστικά (2/4)
Ο αριθμός των Pixels στη Ψηφιακή Φωτο-μηχανή Ο αριθμός των pixels (πχ. 2.1 Mpix) δεν συμπίπτει με τον αριθμό των pixels που προκύπτει με βάση τη μέγιστη ανάλυση που προσφέρει η μηχανή, πχ x 1200 = pixels είναι χαρακτηριστικά λιγότερα από τα pixels. Τι γίνεται με τη διαφορά; Κάποια από τα φωτοστοιχεία (pixel) στο κύκλωμα CCD δεν χρησιμοποιούνται αλλά «θυσιάζονται» (εξουδετερώνονται καλύπτοντας το κύκλωμα με μαύρο χρώμα) … ώστε να λειτουργήσουν σωστά στο CCD τα κυκλώματα μεταφοράς του αναλογικού σήματος στον ψηφιοαναλογικό μετατροπέα (ADC).

59 Βασικά χαρακτηριστικά (3/4)
Τεχνολογία φωτοευαίσθητου κυκλώματος CCD: προσφέρει υψηλότερες αναλύσεις και γενικά καλύτερη ποιότητα από την CMOS, αλλά είναι ακριβότερη. CMOS: είναι φθηνότερη και απαιτεί χαμηλότερη ισχύ λειτουργίας αλλά δεν προσφέρει ικανοποιητικές εικόνες σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού.

60 Βασικά χαρακτηριστικά (4/4)
Αποθήκευση Ενσωματωμένη μνήμη Κάρτες μνήμης τύπου Flash (πχ. Secure Digital (SD), SmartMedia, CompactFlash, Memory Stick) Δισκέτα Σκληρός δίσκος (PCMCIA μέχρι & 4 GB) Εγγράψιμα CD και DVD