Pixel e immagini

Scuola primariaInformaticaUn’immagine raster a colori indicizzati con da uno a tre bit per pixel e una quantità esplicita di dati codificati per sequenze di lunghezza fissa

Laboratorio di pixel

Ogni quadrato è un numero

Scegli un colore e dipingi sulla griglia. Chi usa la tastiera può selezionare una cella e premere Invio.

Leggi da sinistra a destra, poi dall'alto verso il basso. La codifica run-length memorizza ogni sequenza come un indice di colore più una lunghezza a larghezza fissa.

Quaderno delle misurazioni

Modifica la configurazione, verifica una previsione e salva il risultato. Vengono conservate fino a 12 istantanee.

Informazioni su questo esperimento

Dipingi un’immagine i cui quadrati più piccoli sono memorizzati come indici della tavolozza. Modifica la risoluzione e la profondità di colore, esamina i codici binari e confronta le dimensioni dei dati non compressi con una semplice rappresentazione a sequenze di lunghezza. Esporta l’esatta griglia di pixel come PNG per vedere la differenza tra le informazioni di un’immagine e un vero formato di file.

Obiettivi di apprendimento

  • Associa un pixel dell’immagine a un indice numerico della tavolozza.
  • Calcola lo spazio di archiviazione non compresso in base alle dimensioni e ai bit per pixel.
  • Verifica quali disposizioni si comprimono bene con la codifica a sequenze di lunghezza.

Come si usa

  1. 1Dipingi un’immagine di 8 × 8 e leggi i codici binari della tavolozza visualizzati all’interno dei pixel.
  2. 2Modifica i bit per pixel da tre a uno. Confronta i colori disponibili e lo spazio di archiviazione non compresso.
  3. 3Confronta un'immagine vuota con un'immagine a strisce verticali. Mantieni invariate le dimensioni e la profondità di colore e spiega il numero di sequenze.
  4. 4Usa Annulla per confrontare le modifiche, annota le quantità di dati misurate ed esporta un PNG.

Il modello

Bit grezzi dei pixel indicizzati
Dati di lunghezza delle sequenze a larghezza fissa

Ipotesi

  • I pixel vengono letti riga per riga, da sinistra a destra e poi dall'alto verso il basso. Ogni pixel utilizza il numero fisso di bit selezionato.
  • Il modello RLE memorizza ogni sequenza come indice di colore e lunghezza, usando ceil(log2(pixel count + 1)) bit. Le sequenze possono oltrepassare i limiti delle righe.
  • Le tabelle della palette, le dimensioni, le intestazioni dei file e i bit di riempimento sono esclusi dalle quantità di dati. PNG utilizza uno schema di compressione diverso, quindi la dimensione del file scaricato non deve necessariamente corrispondere a tali quantità.

Provalo in classe

  1. Q1Perché due immagini con le stesse dimensioni possono richiedere quantità diverse di dati RLE?
  2. Q2Perché raddoppiare sia la larghezza sia l'altezza quadruplica lo spazio di archiviazione dei dati grezzi?

Domande frequenti

L'RLE rende sempre un'immagine più piccola?

No. I frequenti cambiamenti di colore creano molte sequenze e possono richiedere più bit rispetto alla rasterizzazione grezza.

Perché il file PNG è più grande o più piccolo del payload visualizzato?

Il file contiene intestazioni e utilizza la compressione PNG, mentre questo esperimento conta un payload di pixel o RLE volutamente semplice.