PAC2

Graumultimèdia

integració digital de continguts

Jaume Villarreal Quintana

Al digitalitzar imatges pot aparèixer l’efecte de l’aliàsing. Respon les següents preguntes sobre aquest artefacte.

Parlant en termes de processament de senyals i de composició gràfica digital, l’aliàsing és un efecte

que provoca que senyals contínues diferents no es puguin discriminar entre elles quan se sotmeten

al procés de mostreig digital.

El motiu rau en la interferència que es produeix entre un patró d’alta freqüència i la matriu de píxels

que conforma la graella del sensor CCD. Aquest encavalcament genera una sèrie d’aigües aleatòries

que són molt complexes de resoldre un cop processada la imatge, fet que aconsella resoldre aquesta

alteració abans que es generi o bé treballar en un format RAW que permeti minimitzar-lo.

El sensor CCD (charge coupled device) o dispositiu de càrrega acoblada, és un element integrant

dels sistemes de gravació que s’encarreguen de rebre la llum per transformar-la en electricitat mi-

tjancçant components fotoelèctrics. Això permet obtenir a la sortida del sensor una representació

elèctrica de l’estímul lumínic que ha rebut s’ha rebut. Gràcies a la ràpida evolució de la tecnologia

microelèctrica, aquest senyal elèctric ja es lliura digitalitzat, fet que dóna accés a la manipulació dgi-

tal de manera immediata.

Malgrat tot, aquest sistema no assegura una digitalització òptima, ja que, tal i com s’ha comentat en

el punt anterior, certs patrons d’alta freqüència poden interferir amb la malla de píxels del sensor,

generant l’efecte d’aliàsing. Per evitar-ho, les càmeres digitals incorporen un sistema basat en la

combinació de dos elements:

• per una banda un filtre òptic situat abans del sensor CCD que filtra aquelles parts de la imatge

que un cop digitalitzades podrien generar patrons de moiré a causa de l’aliàsing.

• per altra banda, un circuit elèctric que filtra les altes freqüències, eliminant o minimitzant, en la

mesura del possible, l’aparició de moiré.

Què és i quin és el motiu que aparegui?

Quins sistemes utilitzen les càmeres per evitar que es produeixi aquest efecte?

1

Un patró de Moiré és un patró d’interferència que es for-

ma quan se superposen dues reixetes de línies amb un

cert angle, o quan aquests reixetes tenen mides lleuge-

rament diferents.

INTEGRACIÓ DIGITAL DE CONTINGUTS PAC2

Grau en Multimèdia

- 2 -

>

>

Bo i que les càmeres digitals fan tot el possible per evitar aquest comportament del sensor, és in-

evitable que en algunes ocasions s’acabi produint. Cal tenir present que tant el filtre de pas baix

situat a l’entrada del sensor com els circuits elèctrics implementats a la sortida estan dissenyats per

a minimitzar les interferències, no per a eliminar-les en la seva totalitat. Mai es podrà assegurar que

s’aconsegueix una imatge neta fins que es visualitza l’arxiu en una computadora, ja que els visors

réflex no reflecteixen aquesta anomalia i les pantalles LCD poden no ser prou fidels.

La naturalesa mateixa dels sensors fa que la captura d’una imatge pugui comportar l’aparició de pa-

trons de moiré, ja siguin aquests de tipus CCD o CMOS. Per evitar-ho, durant molts anys les càmeres

han incorporat filtres AA just davant del sensor.

Més enllà de casos com el de les càmeres Leica, que no incorporen cap filtre, darrerament hi ha hagut

fabricants que han començat a implementar altres sistemes. Aquest és el cas de la Nikon D800-E,

una càmera que incorpora un filtre òptic modificat. A diferència dels OLPF estàndard (Optical Low

Pass Filter), aquests filtres disposen d’una cadena de lents que remouen els efectes anti-aliàsing per

tal de permetre que el sensor rebi la llum amb una màxima resolució i un mínim desenfocament.

Això afavoreix la captura d’imatges d’alta fidelitat, sobretot en aquells casos en què es pot preveure

que elements presents a la composició no generaran moiré. Tot i així, en el supòsit que n’aparegues-

sin, existeixen eines de correcció sempre i quan es treballi sobre format RAW i la imatge no hagi estat

processada. Així doncs, les càmeres que incorporen aquesta nova tecnologia ofereixen més qualitat

però no eviten l’aliàsing. Es podria dir que és un material sensible apte per a professionals.

Tot i afegir aquests sistemes, es pot continuar produint moiré?

Actualment hi ha càmeres que ja no utilitzen aquests sistemes. Busqueu un exemple d’una càmera que no els incorpori i expliqueu el perquè els han eliminat i si continuen tenint moiré o no.

Al digitalitzar imatges pot aparèixer l’efecte de l’aliàsing. Respongueu les següents preguntes so-bre aquest artefacte.1

>

>

INTEGRACIÓ DIGITAL DE CONTINGUTS PAC2

Grau en Multimèdia

- 3 -

Esquema d’implementació de la càmera Nikon D800 amb filtre AA (a dalt)i de la càmera Nikon D800-E sense filtre AA (a baix).

Imatge extreta de: http://www.fotochismes.com

Nikon D800-E

Feu un llistat de 10 programes d’edició, indicant-ne l’adreça web, i seleccioneu-ne un per analitzar-lo amb més profunditat .

INTEGRACIÓ DIGITAL DE CONTINGUTS PAC2

Grau en Multimèdia

- 4 -

Creació Edició Capes Filtres Efectes Màscares JPEG PNG Facilitat d’ús

Photoshop Express

Pixlr

SumoPaint

PicMagick

BeFunky

Fotoflexer

Phixr

Picmonkey

Fotor

rsizr

2

Per desenvolupar aquesta activitat s’ha optat per treballar sobre aplicacions online gratuïtes d’edició

gràfica. S’han obviat tots aquells programes d’edició professional que requereixen llicència i que, per

tant, poden no ser d’ús generalitzat.

D’entre totes les aplicacions de sobretaula que apareixen a la graella, la més ben valorada es Pixlr.

Amb una interfície clara i diàfana i una clara inspiració Adobe, Pixlr ofereix pràcticament les mateixes

funcionalitat que un programa de creació i edició semiprofessional, treballant sempre sobre mapa

de bits. Més enllà de les funcions bàsiques d’edició, com ara retallar, redimensionar o rotar, pot dur

a terme infinitat d’accions sobre la imatge.

Permet crear imatges des de zero o bé a partir d’una imatge ja creada, ja sigui carregant-la des del

propi ordinador, ja sigui important-la via URL. Un cop realitzat aquest primer pas, la imatge es pot

modificar amb les eines presents a la barra d’edició o bé des de les opcions del menú superior, que

guarden, entre altres elements, les opcions d’ajustament i els filtres. Les finestres flotants laterals

ofereixen informació complementària i permeten actuar directament sobre les capes.

El treball amb capes dóna a aquesta aplicació el valor afegit que la converteix en destacada. De

manera anàloga a com es treballa amb Photoshop, Pixlr permet implementar diferents capes per

treballar de manera selectiva sobre la imatge. A més, cada capa té les seves eines d’edició pròpia, ja

que es pot modificar tant la trasparència com els estils que s’hi apliquen, a l’hora que es poden crear

màscares de capa i desactivar la seva visibilitat.

Finalment cal destacar que, malgrat estar desenvolupada amb tecnologia Flash, els seus creadors

han habilitat les funcionalitats per al botó secundari, alhora que ofereixen l’opció de treballar amb

dreceres de teclat. Tot plegat ofereix un producte de caire semiprofessional que converteix a Pixrl és

una de les eines d’edició més potents i recomanable que es poden trobar a la xarxa.

>

INTEGRACIÓ DIGITAL DE CONTINGUTS PAC2

Grau en Multimèdia

- 5 -

Mostra de diferents elements d’interfície de PIxlr.

Obriu els fitxers profcolor_8.psd i profcolor_16.psd, de 8bits/canal i 16bits/canal respectivament. L’objectiu és recuperar les ombres i obtindre una imatge ben il·luminada.

3S’observa l’histograma de cadascuna de les imatges, que ofereix una estadística dels píxels basda en

una representació cartesiana:

• l’eix X conte els valors de lluminostitat des del negre fins al blanc

• l’eix Y conté el valor de la lluminositat sobre la que se situen.

De manera anàloga a l’estudi del so digital, es pot afirmar que l’histograma és a la imatge el que re-

presenta l’espectre al senyal d’àudio. Així doncs, l’histograma d’una imatge permet fer una tipificació

visual de diferents casos. Els més habituals són els següents:

• Els píxels estan situats cap a l’esquerra: predominen els tons foscos. La imatge està subexposada

i necessita més llum o és una imatge de clau baixa.

• Els píxels estan situats cap a la dreta: predominen els tons clars. La imatge està sobreexposada i

necessita un ajust o és una imatge de clau alta.

• Els píxels se situen a la part central i desapareixen dels extrems: hi ha poc contrast.

• Els píxels se situen en ambdós extrems deixant alguna zona central gairebé deserta: hi ha un

excés de contrast.

Malgrat tot, una primera observació dels seus histogrames permet traçar diferències substancials

entre ambdues imatges, bo i que a simple vista totes dues ofereixen, aparentment, el mateix resultat:

• la imatge de 8bits mostra un promig de 25,55 i una desviació estàndard de 21,02, entenent per

promig el valor mitjà de lluminositat de tots els píxels i per desviació estàndard la desviació que

les mostres presetnen sobre el promig.

• per la seva banda, la imatge de 16bits mostra un promig de 32,59 i una desviació estàndard de

19,00

>

INTEGRACIÓ DIGITAL DE CONTINGUTS PAC2

Grau en Multimèdia

- 6 -

Histograma de la imatge de 16 bits (original)

Histograma de la imatge de 8 bits (original)

La primera conclusió que es pot extreure d’aquest anàlisi és que, bo i que a simple vista puguin sem-

blar dues imatges idèntiques, la quantificació no és la mateixa. La imatge de 8bits té una qualitat de

lluminositat situada per sota de la de 16bits, alhora que els píxels d’aquesta s’allunyen molt menys

del promig que no pas en el primer cas.

Per altra banda, la major profunditat de color de la segona imatge permetrà fer una manipulació de

la mateixa amb un nivell de pèrdua d’informació menor que no pas en el cas de 8bits, com es podrà

comprovar a continuació.

Per demostrar-ho s’actuarà sobre els nivells de cadascuna de les imatges per separats. La finestra de

nivells permet modificar la quantitat lluminositat dels píxels en els seus valors extrems i en el mitjà.

Això significa que si es desplaça el controlador de blanc cap al centre la imatge s’aclareix, mentre

que si es fa el propi amb el controlador de negres la imatge s’enfosqueix. Jugant amb els valors de

cadascun dels tres controladors s’aconsegueix que, en ambdòs casos, la imatge guanyi lluminositat i

s’equilibrin llums i ombres a causa de la millora del contrast i la brillantor dels diferents elements que

formen la composició visual.

Tot i així, una primera valoració permet observar que la qualitat de la imatge de 8bits retocada no

ofereix el mateix nivell de qualitat que la de 16bits. Un estudi més acurat del seu histograma permet

comprovar que la imatge de 8bits ha perdut molta informació durant el procés de modificació, tal i

com es pot observar en la previsualització de l’histrograma que ofereix la finestra de nivells.

Per últim, s’ha valorat la possibilitat de convertir la imatge de 8 a 16 bits. En aquest cas s`ha acon-

seguit una lleu milloria, no equiparable a una imatge original de 48 bits de profunditat. Això es

produeix perquè el programa d’edició no afegeix informació nova als canals sinó que reescala tots

els nivells de la imatge.

>

INTEGRACIÓ DIGITAL DE CONTINGUTS PAC2

Grau en Multimèdia

- 7 -

Nivells de la imatge de 16 bits (modificada)

Nivells de la imatge de 8 bits (modificada)

8 bits [original]

8 bits [modificada]

INTEGRACIÓ DIGITAL DE CONTINGUTS PAC2

Grau en Multimèdia

- 8 -

16 bits [original]

16 bits [modificada]

INTEGRACIÓ DIGITAL DE CONTINGUTS PAC2

Grau en Multimèdia

- 9 -

• http://www.pauloporta.com/Fotografia/Artigos/ehistograma.htm

• http://www.tripiyon.com/ajuste-curvas-y-niveles/#

• http://www.ojodigital.com/foro/tecnica/251342-pasar-de-8-16-bits.html

• http://es.wikipedia.org/wiki/Aliasing

• https://www.youtube.com/watch?v=hqi0114mwtY

• http://www.ciencia-explicada.com/2013/03/video-aliasing-temporal-y-agua-cayendo.html

• https://www.meneame.net/story/video-explicativo-que-aliasing#youtube

• http://es.wikipedia.org/wiki/Filtro_antialiasing

• http://grupocarman.com/blog/efecto-aliasing/

• http://www.xatakafoto.com/guias/el-efecto-moire

• http://www.parentesis.com/tutoriales/Sensor_CCD_o_CMOS_Que_significa_todo_esto

• http://www.blogdelfotografo.com/tipos-caracteristicas-ventajas-sensores-camaras-fotos/

• http://ca.wikipedia.org/wiki/Sensor_CMOS

• http://fotoflexer.com/app/index.php?integration=fotoflexer

• http://www.fotochismes.com/2012/03/29/miscelaneos-nikon-d800-problemillas-soluciones-moi-

re-tecnologia-filtro-aa-y-rapidez-buffer/

• http://www.ojodigital.com/foro/camaras/405657-reflexion-sobre-el-aliasing-filtro-aa-si-filtro-aa-

no.html

Sobre histograma i nivells [data de consulta: [15/12/14]

Sobre aliàsing [data de consulta: 20/12/14]

Sobre sensors [data de consulta: 22/12/14]

Bibliografia>

>

>

INTEGRACIÓ DIGITAL DE CONTINGUTS PAC2

Grau en Multimèdia

- 10 -

• http://www.photoshop.com/tools/expresseditor?wf=editor

• http://pixlr.com/editor/

• http://www.sumopaint.com/home/#app

• http://www.befunky.com/

• http://fotoflexer.com/app/index.php?integration=fotoflexer

• http://es.phixr.com/photo/userindex

• http://www.picmonkey.com

• http://www.fotor.com

• http://rsizr.com/

Sobre aplicaions [data de consulta: 20/12/14]Bibliografia

>

Les imatges d’aquest treball han estat realitzades per l’autor. La resta han estat emprades acollint-se

al dret de cita, a l’ampara de l’article 32 del text de la Llei de Propietat Intel·lectual (TRLPI) segons el

Decret Legislatiu 1/1996, de 12 d’abril.

Sobre les imatges>

INTEGRACIÓ DIGITAL DE CONTINGUTS PAC2

Grau en Multimèdia

- 11 -

No es permet un ús comercial de l’obra original ni de les possibles obres derivades,

la distribució de les quals s’ha de fer amb una llicència igual a la que regula l’obra original.

Grau en Multimèdia

- 12 -

COMPOSICIÓ DIGITAL PRÀCTICA - 1a part