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RELATÓRIO TÉCNICO IMAGENS IMAGENS ITHAYARA MICKAELLY SILVA SANTOS LUAN BORGHESAN MURIEL SOUZA DA CRUZ VITURINO GOMES DA CRUZ NETO Palmas 2016 RESUMO Este trabalho tem como objetivo, realizar uma análise acerca do processamento de imagens. Desde a criação de imagens de vários tipos em uma resolução especifica, é possível descobrir o tamanho do arquivo a partir de cálculos matemáticos. Além disso, será possível ter uma noção de como os formatos de imagem interfere diretamente no espaço ocupado e o funcionamento da compressão de arquivos. PALAVRAS-CHAVE: Compactação, imagem, pixel. LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Cálculos e Tamanho em 256cores ........................................................................ 9 Tabela 2 – Cálculos e Tamanho em 16cores ........................................................................ 10 Tabela 3 - Cálculos e Tamanho em monocromático ........................................................... 10 Tabela 4 - Diferenças entre JPG e BMP .............................................................................. 11 Tabela 1 - Diferenças BMP e BMP(RAR) ............................................................................ 12 Tabela 6 – Diferenças entre JPG e JPG(RAR) .................................................................... 12 Tabela 7 - Diferenças BMP(RAR) e JPG(RAR) .................................................................. 13 Tabela 2 - Cálculos e Tamanho em 24bits (etapa 2) ............................................................ 14 Tabela 9 - Cálculos e Tamanho em 256cores (etapa 2) ....................................................... 14 Tabela 10 - Cálculos e Tamanho em 16cores (etapa 2) ....................................................... 15 Tabela 11 - Cálculos e Tamanho em monocromatico (etapa 2) ......................................... 15 Tabela 12 – Diferenças entre BMP e JPG ............................................................................ 16 Tabela 12 – Diferenças entre JPG e JPG(RAR) ................................................................. 16 Tabela 13 – Diferenças entre BMP e BMP(RAR) ............................................................... 17 Tabela 15 - Comparação BMPs entre Etapas ..................................................................... 17 Tabela 16 - Comparação JPGs entre Etapas ...................................................................... 18 Tabela 17 - Comparação BMPs compactados entre Etapas .............................................. 18 Tabela 18 - Comparação JPGs compactados entre Etapas ............................................... 18 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS PX – Pixel BIT - Binary Digit KB – Kilobyte MB – Megabyte BMP – Windows Bitmap JPG – Joint Photographic Experts Group RAR – Roshal Archive HD – Hard Disk LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Abertura do Paint atráves do executar ................................................................. 7 Figura 2 – Rediemensionando imagem no Paint ................................................................... 7 Figura 3 - Imagem 24bits utilizada ......................................................................................... 8 Figura 4 - Janela com as propriedades do arquivo ............................................................... 9 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 6 2 DESENVOLVIMENTO .................................................................................................... 7 2.1 1ª ETAPA...............................................................................................................7 2.2 2ª ETAPA..............................................................................................................14 3 CONSIDERAÇÕES FINAIS .......................................................................................... 19 4 REFERÊNCIAS .............................................................................................................. 20 ANEXOS / APÊNDICES ....................................................................................................... 21 6 1 INTRODUÇÃO Este trabalho apresenta o funcionamento do processamento de imagens digitais com uso de diferentes formatos de Bitmap, como o de 24 bits, 256 cores, 16 cores e monocromático, além também do formato JPG e a compactação dessas imagens no formato RAR. O trabalho foi dividido em duas partes. Na primeira, utilizou-se uma imagem simples de resolução de 800x600 pixels que foi salva em vários formatos de Bitmap em seguida a conversão em JPG. Na segunda parte usou-se uma imagem mais detalhada e rica em cores, realizando os processos feitos na imagem anterior podendo enfim realizar as suas devidas comparações. 7 2 DESENVOLVIMENTO 2.1. 1ª ETAPA A primeira etapa consiste na criação de uma imagem 800x600px utilizando a ferramenta Paint. No bloco de pesquisa do Windows, basta procurar pelo programa ou abrir a ferramenta executar¹ e digitar o comando mspaint.exe Figura 1 – Abertura do Paint através do Executar Na tela da ferramenta, selecione a opção redimensionar, e ao abrir uma caixa de opções, marque o botão pixels e desmarque manter taxa de proporção. Após isso, é possível definir a o tamanho da imagem, inserindo os valores de horizontal e vertical, respectivamente, 800 e 600. Figura 2 - Redimensionando imagem no Paint 8 Foi criada uma imagem simples na resolução 800x600 pixels no Paint, para que fosse realizado os cálculos e comparações necessárias. Figura 3 - Imagem 24bits utilizada Para saber o tamanho da imagem bitmap 24bits, primeiro multiplica-se as suas dimensões, que são altura e largura para descobrir a quantidade de pixels. Como trata-se de uma imagem na resolução 800x600 px, logo: 800𝑝𝑥 × 600𝑝𝑥 = 480000 𝑝𝑖𝑥𝑒𝑙𝑠 Após descobrir a quantidade de pixels que o quadro possui, é necessário converter esse valor para uma unidade de medida de dados, nesse caso, será convertido para bits. Como a imagem está no formato Bitmap de 24 bits, cada pixel de imagem possuirá 24 bits. 480.000𝑝𝑥 × 24 𝑏𝑖𝑡𝑠 = 11.520.000 𝑏𝑖𝑡𝑠 Depois da multiplicação e obtenção do tamanho ocupado pela imagem é necessário converter para outras unidades como byte, kylobyte ou megabyte para melhor visualização do tamanho do arquivo. Para converter para byte, basta dividir por 8 o valor obtido anteriormente. 11.520.000 𝑏𝑖𝑡𝑠 ÷ 8 = 1.440.000 𝐵𝑦𝑡𝑒𝑠 Para converter para as próximas unidades, basta dividir o valor obtido por 1024, seguindo a ordem da cadeia de tamanhos de dados. 1.440.000 𝐵𝑦𝑡𝑒𝑠 ÷ 1024 = 1406, 25 𝐾𝑖𝑙𝑜𝑏𝑦𝑡𝑒𝑠 (𝐾𝐵) 1406,25 𝐾𝐵 ÷ 1024 ≅ 1,37 𝑀𝑒𝑔𝑎𝑏𝑦𝑡𝑒𝑠 (𝑀𝐵) A imagem abaixo exibe as propriedades do arquivo bmp24bits.bmp em que é possível ver os tamanhos do arquivo e espaços ocupados em disco. 9 Figura 4 - Janela com as propriedades do arquivo A partir da leitura das informações contidas na imagem, é perceptível que em termos de megabytes a imagem apresenta o mesmo tamanho que os cálculos realizados. Entretanto, se comparado aos níveis de bytes, a imagem tem 54 bytes a mais. Evidenciando uma margem de erro de 0,0037% A diferença de tamanho em disco vai depender do tipo de formatação do HD, há um tamanho fixo para os clusters que poderá não ser totalmenteocupado, levando a um aumento no tamanho do arquivo. Após isso, os cálculos serão realizados nos formatos 256cores, 16 cores e monocromático: Cálculo: Tot. Pixels: 800 × 600 = 480.000px Tot. bits: 480.000 × 8 = 3.840.000 𝑏𝑖𝑡𝑠 Tot. bytes: 3.840.000 ÷ 8 = 480.000 𝐵 Tot. Kylobytes: 480.000 ÷ 1024 = 468,75 𝐾𝐵 img256cores.bmp 800x600 Bitmap de 256 cores (8bits por pixel ) Tamanho: Tamanho no Windows: 469 KB Tamanho em disco: 472 KB Tabela 3 - Cálculos e Tamanho em 256cores 10 Cálculo: Tot. Pixels: 800 × 600 = 480.000px Tot. bits: 480.000 × 4 = 1.920.000 𝑏𝑖𝑡𝑠 Tot. bytes: 1.920.000 ÷ 8 = 240.000 𝐵 Tot. Kylobytes: 240.000 ÷ 1024 = 234,37 𝐾𝐵 Img16cores.bmp 800x600 Bitmap de 16 cores (4bits por pixel ) Tamanho: Tamanho no Windows: 234 KB Tamanho em disco: 436 KB Tabela 4 - Cálculos e Tamanho em 16cores Cálculo: Tot. Pixels: 800 × 600 = 480.000px Tot. bits: 480.000 × 1 = 480.000 𝑏𝑖𝑡𝑠 Tot. bytes: 480.000 ÷ 8 = 60.000 𝐵 Tot. Kylobytes: 60.000 ÷ 1024 = 58,59 𝐾𝐵 imgMonocromatica.bmp 800x600 Bitmap Monocromático (1bits por pixel ) Tamanho: Tamanho no Windows: 58,6 KB Tamanho em disco: 60,0 KB Tabela 5 - Cálculos e Tamanho em Monocromático Realizando a análise das imagens é facilmente perceptível uma grande diferença entre elas. A imagem em 24bits, trabalha com 16 milhões de cores, portanto uma imagem com qualidade superior as outras, e acaba ocupando um espaço maior que as outras qualidades. A imagem 24bits é também conhecida como True Color, é a cor verdadeira como a policromia acerca do que o olho humano pode encontrar no mundo real, e que olho humano se torna incapaz de diferenciar entre um tom e outro, se a diferença se mantém em uma faixa mínima. A depender das cores que compõe uma imagem a diferença em relação ao 24bits e as demais cores torna-se imperceptível. Entretanto, imagens com uma quantidade de cores alta, ao realizar uma mudança de cores, ficará evidente uma perca na qualidade. A imagem em 256 cores ou 8bits permite que cada pixel tenha a disposição uma paleta com as 256 cores. Portanto uma diferença enorme em relação 11 ao 24bits que suporta mais de 16 milhões de cores. Esse princípio vale para os formatos em 16 cores ou 4bits e monocromático, contanto o número de cores que eles suportam diminuem. O formato monocromático suporta somente as cores branco e preto que são referências ao 1 e 0 do sistema binário. DIFERENÇAS DE TAMANHO Diferenças entre JPG e BMP -JPG16CORES -> 44 KB -BMP16CORES -> 235 KB 235--- 100 X 44 --- x 235x = 4400 x = 4400/235 x = aprox. 18,7 Diminuição de aprox. 81,2% -JPG24BITS -> 50 KB - BMP24BITS -> 1.407 KB 1407 --- 100 X 50 ---- x 1407x = 5000 x = 5000/1407 x = 3,55% Diminuição de 96,44% -JPG256CORES -> 49 KB -BMP256CORES -> 470 KB 470 --- 100 X 49 ---- x 470x = 4900 x = 4900/470 x = aprox. 10,4% Diminuição de aprox. 89,6% -JPGMONOCROMATICO -> 46 KB - BMPMONOCROMATICO -> 59 KB 59 --- 100 X 46 ---- x 59x = 4600 x = 4600/59 x = aprox. 77,96% Diminuição de aprox. 22,04% Tabela 6 - Diferenças entre JPG e BMP Diferenças entre BMP e BMP Compactado (RAR) 12 -BMP16CORES -> 235 KB -RAR16CORES -> 4 KB 235---100 X 4-----x 235x = 400 x = 400/235 x = aprox. 1,7% Diminuição de aprox. 98.3%. -BMP24BITS -> 1.407 KB -RAR24BITS -> 8 KB 1.407 --- 100 X 8 ------- X 1.407x = 800 x = 800/1.407 x = aprox. 0,56% Diminuição de aprox. 99,44% -BMP256CORES -> 470 KB -RAR256CORES -> 5 KB 470 --- 100 X 8 ------ x 470x = 500 x = 470/500 x = 0,94% Diminuição de 99,06% -BMPMONOCROMATICO -> 59 KB -RARMONOCROMATICO -> 4 KB 59 --- 100 X 4 ----- x 59x = 400 x = 400/59 x = aprox. 6,77% Diminuição de aprox. 93,23% Tabela 7 - Diferenças BMP e BMP(RAR) Diferenças entre JPG e JPG Compacto (RAR) -JPG16CORES -> 44 KB -RAR16CORES -> 35 KB 44 --- 100 X 35 --- x 44x = 350 x = 350/44 x = aprox. 7,95% -JPG24BITS -> 50 KB -RAR24BITS -> 41 KB 50 --- 100 X 41 ---- x 50x = 410 x = 410/50 x = 8,2% 13 Diminuição de aprox. 7,95% Diminuição de 8,2% -JPG256CORES -> 49 KB -RAR245CORES -> 40 KB 49 --- 100 X 40 ---- x 49x = 400 x = 400/49 x = aprox. 8,16% Diminuição de aprox. 8,16% -JPGMONOCROMATICO -> 46 KB -RARMONOCROMATICO -> 35 KB 46 --- 100 X 35 ---- x 46x = 350 x = 350/46 x = aprox. 7,60% Diminuição de aprox. 7,60% Tabela 8 - Diferenças JPG e JPG(RAR) Diferenças entre BMP e JPG Compactados Compactados em RAR -BMP 16 CORES -> 4 KB -JPG 16 CORES -> 35 KB Diferença de 31 KB -BMP 24 BITS -> 8 KB -JPG 24 BITS -> 41 KB Diferença de 33 KB -BMP 256 CORES -> 5 KB -JPG 256 CORES -> 40 KB Diferença de 35 KB -BMP MONOCROMATICO -> 4 KB -JPG MONOCROMATICO -> 35 KB 14 Diferença de 31 KB Tabela 9 - Diferenças BMP(RAR) e JPG(RAR) 2.2 2ª Parte Os cálculos para tamanho do arquivo são semelhantes aos da etapa 1, pois o formato Bitmap usa todo espaço que um pixel pode oferecer. Cálculo: Tot. Pixels: 800 × 600 = 480.000px Tot. bits: 480.000 × 24 = 11.520.000 𝑏𝑖𝑡𝑠 Tot. bytes: 3.840.000 ÷ 8 = 1.440.000 𝐵 Tot. Kylobytes: 1.440.000 ÷ 1024 = 1406, 𝐾𝐵 Tot. Megabites: 1406,2 ÷ 1024 = 1,37 𝑀𝐵 img24bits.bmp 800x600 Bitmap de 16 milhões cores (24bits por pixel ) Tamanho: Tamanho no Windows: 1,37 MB Tamanho em disco: 1,37 MB Tabela 10 - Cálculos e Tamanho em 24bits (etapa 2) Cálculo: Tot. Pixels: 800 × 600 = 480.000px Tot. bits: 480.000 × 8 = 3.840.000 𝑏𝑖𝑡𝑠 Tot. bytes: 3.840.000 ÷ 8 = 480.000 𝐵 Tot. Kylobytes: 480.000 ÷ 1024 = 468,75 𝐾𝐵 img256cores.bmp 800x600 Bitmap de 256 cores (8bits por pixel ) Tamanho: Tamanho no Windows: 469 KB Tamanho em disco: 472 KB Tabela 11 - Cálculos e Tamanho em 256cores (etapa 2) 15 Cálculo: Tot. Pixels: 800 × 600 = 480.000px Tot. bits: 480.000 × 4 = 1.920.000 𝑏𝑖𝑡𝑠 Tot. bytes: 1.920.000 ÷ 8 = 240.000 𝐵 Tot. Kylobytes: 240.000 ÷ 1024 = 234,37 𝐾𝐵 Img16cores.bmp 800x600 Bitmap de 16 cores (4bits por pixel ) Tamanho: Tamanho no Windows: 234 KB Tamanho em disco: 236 KB Tabela 12 - Cálculos e Tamanho em 16cores (etapa 2) Cálculo: Tot. Pixels: 800 × 600 = 480.000px Tot. bits: 480.000 × 1 = 480.000 𝑏𝑖𝑡𝑠 Tot. bytes: 480.000 ÷ 8 = 60.000 𝐵 Tot. Kylobytes: 60.000 ÷ 1024 = 58,59 𝐾𝐵 imgMonocromatica.bmp 800x600 Bitmap Monocromático (1bits por pixel ) Tamanho: Tamanho no Windows: 58,6 KB Tamanho em disco: 60,0 KB Tabela 13 - Cálculos e Tamanho em monocromático (etapa 2) 16 DIFERENÇAS DE TAMANHO (ETAPA 2) DIFERENÇA DE TAMANHO EM IMAGENS TIPO BMP E JPG -BMP 16Cores -> 235 KB -JPG 16Cores -> 291 KB A imagem JPG aumentou em 56KB -BMP 24Bits -> 1.407 KB -JPG 24Bits -> 218 KB A imagem JPG reduziu em 1189KB -BMP 256Cores -> 470 KB -JPG 256Cores -> 256 KB A imagem JPG reduziu em 214KB -BMP Monocromático -> 59 KB -JPG Monocromático -> 241 KB A imagem JPG aumentou 182 PERCENTUAL DE COMPACTAÇÃO DE IMAGEM JPG COM RAR -JPG 16Cores -> 291KB -RAR 16Cores -> 290KB ______________________________________ 291 --- 100 X 290 ---- x 291x = 29000 x = 29000/291 x = aprox. 99,65% Reduziu aprox. 0,35% -JPG 24Bits -> 218KB -RAR 24Bits -> 218KB ______________________________________ 218 --- 100 X 218 ---- x 218x = 21800 x = 21800/1407 x = 100% A imagem ficou com o mesmo tamanho -JPG 256Cores -> 256KB -RAR 256Cores -> 256KB ______________________________________ 256 --- 100 X 256 ---- x 256x= 25600 x = 25600/256 x = 100% A imagem ficou do mesmo tamanho -JPG Monocromático -> 241KB -RAR Monocromático -> 231KB ______________________________________ 241 --- 100 X 231 ---- x 241x = 23100 x = 23100/241 x = aprox. 95,85% Reduziu aprox. 4,15% Tabela 12 – Diferenças entre BMP e JPG Tabela 13 – Diferenças entre JPG e JPG(RAR) 17 DIFERENÇAS ENTRE AS ETAPAS 1 E 2 Tamanho Parte1 Tamanho Parte 2 Diferenças BMP 24bits 1,37 MB 1,37 MB 0 KB BMP 256cores 470 KB 470 KB 0 KB BMP 16cores 235 KB 235 KB 0 KB BMP P&B 59 KB 59 KB 0 KB Tabela 15 - Comparação BMPs entre Etapas Os tamanhos se manteve os mesmos, pois o formato Bitmap armazena todos os bits em um pixel de imagem. Neste formato, a resolução da imagem é que define o tamanho da imagem, e não, cores ou formas. Tamanho Parte1 Tamanho Parte 2 Diferenças JPG 24bits 50 KB 217 KB 167 KB PERCENTUAL DE COMPACTAÇÃO DE IMAGEM BMP COM RAR -BMP 16Cores -> 235KB -RAR 16Cores -> 69KB ______________________________________ 235 --- 100 X 69------x 235x = 6900 x = 6900/235 x = aprox. 29,36% Reduziu aprox. 70,64% -BMP 24Bits -> 1.407KB -RAR 24Bits -> 876KB ______________________________________ 1407 --- 100 X 876 ----- x 1407x = 87600 x = 87600/1407 x = aprox. 62,26% Reduziu aprox. 37,74% -BMP 256Cores -> 470KB -RAR 256Cores -> 131KB ______________________________________ 470 --- 100 X 131 ----- x 470x = 13100 x = 13100/470 x = aprox. 27,87% Reduziu aprox. 72,13% -BMP Monocromático -> 59KB -RAR Monocromático -> 23KB ______________________________________ 59 --- 100 X 23 ---- x 59x = 2300 x = 2300/59 x = aprox. 49,15% Reduziu aprox. 50,85% Tabela 14 – Diferenças entre BMP e BMP(RAR) 18 JPG 256cores 49 KB 255 KB 206 KB JPG 16cores 44 KB 290 KB 246 KB JPG P&B 46 KB 240 KB 194 KB Tabela 16 - Comparação JPGs entre Etapas O formato JPG, diferentemente do BMP usa algoritmos de compactação de imagens, o que torna os arquivos menores. Algumas vezes, isso acaba não compensando, uma vez que uma imagem bastante detalhada, o algoritmo não tem tanta eficiência. EM ARQUIVOS COMPACTADOS Tamanho Parte1 Tamanho Parte 2 Diferenças BMP 24bits 8 KB 875 KB 867 KB BMP 256cores 5 KB 130 KB 125 KB BMP 16cores 4 KB 68,5 KB 64,5 KB BMP P&B 4 KB 22,3 KB 18,3 KB Tabela 17 - Comparação BMPs compactados entre Etapas Tamanho Parte1 Tamanho Parte 2 Diferenças JPG 24bits 41 KB 217 KB 176 KB JPG 256cores 40 KB 255 KB 215KB JPG 16cores 35 KB 289 KB 254 KB JPG P&B 35 KB 230 KB 195 KB Tabela 18 - Comparação JPGs compactados entre Etapas Em arquivos compactados, o BMP tende a diminuir bastante o tamanho. Pois o compactador usa os algoritmos semelhantes ao do JPG para diminuir o tamanho do arquivo. Já o JPG não perde muito tamanho, uma vez que a imagem já e comprimida pelo algoritmo próprio e as vezes acaba ficando maior por causa dos rótulos de informação. 19 3 CONSIDERAÇÕES FINAIS Com este trabalho foi possível compreender melhor a diferença entre Bitmap e JPG. Como funciona a dinâmica de compactar arquivos em RAR e entender o funcionamento dos formatos de imagens e a quantidade de espaço que ocupam conforme sua dimensão. 20 4 REFERÊNCIAS ALECRIM, E. Cluster: conceito e características. Disponível em: <http://www.infowester.com/cluster.php>. Acesso em: 30 maio. 2016. DESCONHECIDO, A. Trilhas, setores, clusters, discos. Disponível em: <http://www.hardware.com.br/comunidade/trilhas-setores/854393/>. Acesso em: 30 maio. 2016. LINGUE, W. Profundidade de Cores. Disponível em: <http://pt.encydia.com/es/Profundidade_de_cor>. Acesso em: 31 maio. 2016. CARNEIRO, D. IMAGENS. Palmas: [s.n.]. . Acesso em: 31 maio. 2016. 21 ANEXOS / APÊNDICES GLOSSÁRIO Bit – inf menor parcela de informação processada por um computador. Cluster - inf conjunto de setores que constitui a menor unidade de alocação capaz de ser endereçada num disco magnético. Pixel - inf ponto luminoso do monitor que, juntamente com outros do mesmo tipo, forma as imagens na tela; ponto.
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