Floating point e interi.

La discussione precedente sulla profondità dei bit era pertinente ai numeri interi. C’è da dire che i numeri a 8 bit, che vanno da 0 a 255, sono tutti interi e quindi non troveremo mai 10.4 o 112.25. Comunque i decimali chiamati , floating point, sono un modo molto importante per rappresentare i pixel se i software di compositing li supportano. Il computer converte i numeri a 8 bit in floating point mappando 0-255 a 0-1.

Il valore floating point di zero è settato al valore intero di zero in 8 bit mentre il valore di floating point 1 è assegnato al valore in 8 bit di 255. Per i dati a 16 bit il valore 1.0 è settato a 65.535. Usare i float hanno vataggi e svantaggi. Vediamo quali sono.

Floating point: pro e contro.

Se proviamo a moltiplicare un valore 8 bit di grigio, ad esempio 128 per il 50% di un altro grigio (128) otteremmo un 128×128 che è sicuramente maggiore rispetto al valore 64 che volevamo raggiungere. Se invece facciamo la stessa operazione in float: 0.5 *0.5 fa 0.25 il quale convertito da float in intero è 64. Un altro svantaggio deriva dal clipping dell’utilizzo del sistema a 8 bit. Il floating point infatti non limita il valore a 255 variazioni, un immagine a 8 bit non potrebbe avere un rosso con valore 300 poichè questo verrebbe tagliato a 255, in compositing se proviamo ad addizionare due immagini con due bianchi, il pixel finale non sarà mai superiore al 255 poichè questo è il limite del canale a 8 bit. Se lavoriamo invece in float un valore di bianco 1 + un altro bianco 1 da 2 e quindi anche se il nostro monitor non riesce a mostrarci piu dell’ 1, il nostro valore è ben conservato e sappiamo bene che quel pixel ha una luminosità del doppio. Quando infatti lavoreremo sull’esposizione ci troveremo con brillanti risultati.

Uno dei problemi del floating point è l’enorme quantità di calcolo che richiede alla cpu/gpu rispetto al calcolo per interi. I computer di oggi sono comunque abbastanza moderni e non dovremmo preoccuparcene troppo.

Nel prossimo articolo vedremo le maschere e la moltiplicazione di immagini.

Display Aspect Ratio : un gioco matematico.

Abbiamo visto come l’image aspect ratio descrive la forma dell’immagine e il pixel aspect ratio la forma del pixel. Questi due fattori combinati definiscono il display aspect ratio – la forma dell’immagine proiettata sul dispositivo di visualizzazione. Il display aspect ratio è molto importante perchè l’aspect ratio di una immagine può differire se l’immagine è proiettata su display con pixel aspect ratio diverso. In realtà non c’è nessun problema perchè il software di compositing compensa i pixel non quadrati in modo da vedere il corretto display aspect ratio. La buona notizia è che se il pixel aspect ratio è quadrato allora l’immage aspect ratio e il display aspect ratio saranno identici.

Il display aspect ratio non è altro che l’image aspect ratio moltiplicato per il suo pixel aspect ratio. Facciamo alcuni esempi per rendere la cosa più chiara. Il C-scope ha il pixel aspect ratio di 2.0. Se un frame del c-scope fosse proiettato sullo schermo di una workstation, vedremmo una immagine ristretta. La risoluzione di una immagine c-scope è 1828 x 1556, quindi l’image aspect ratio è 1.17( 1828 / 1556). Sul nostro schermo infatti l’immagine sembrerebbe corretta poichè il nostro display ha pixel quadrati. Il proiettore cinematografico, invece, raddoppia l’immagine in orizzontale per rispecchiare il pixel aspect ratio di 2. Se ora infatti moltiplichiamo 2 per il vecchio display aspect ratio 1.17, otteniamo 2.35, il giusto aspect ratio della nostra immagine. La colpa quindi teoricamente è del nostro monitor.

Display Aspect Ratio: PAL vs NTSC.

Analizziamo ora le differenze tra PAL e NTSC. Sia l’NTSC che il PAL hanno un aspect ratio di 1.33 ma le immagini proiettate su le due televisioni hanno nativamente due dimensioni differenti. NTSC = 720*486 e PAL = 720*576. Capiamo perchè. La risoluzione NTSC di 720 x 486 comporta un image aspect ratio di 1.48. Quello che non sappiamo è che il pixel aspect ratio delle tv NTSC è 0.9, quindi moltiplicando quest’ultimo per l’image aspect ratio otteniamo 1.33 ( 1.48 * 0.9). Se l’immagine NTSC è mostrata in modo non corretto su un display comune per pc, questo è dovuto ai pixel quadrati i quali ridurranno l’immagine di circa il 10% mentre si vedrà in modo corretto su una normale tv americana.

Per il PAl a risoluzione 720 x 576, l’image aspect ratio è 1.25 ( 720 / 576). Quello che non sappiamo è che le immagini per tv PAL hanno un pixel aspect ratio di 1.1. Moltiplicando il pixel aspect ratio per 1.25 otteniamo 1.33 . Quindi

PAL Resolution * PAL Pixel Aspect ratio = NTSC Resolution * NTSC Pixel Aspect ratio = 1.33

Una immagine pal vista su un normale display per pc risulta meno alta del 10%.

Infine se consideriamo gli ultimi televisori HD e FULL HD, tutto il discorso precedente crolla. Questo perchè le immagini sorgenti hanno un pixel ratio quadrato, i pixel delle tv sono quadrati e quindi di conseguenza anche il display aspect ratio. Considerando che anche i monitor su cui i compositori lavorano hanno pixel quadrati, si ottiene una magigore compatibilità tra tutti i vari step di pubblicazione. E’ probabile che il pixel quadrato sia il formato del futuro.

Nel prossimo articolo vedremo la profondità dei bit.

Aspect ratio e rapporti.

L’aspect ratio di una immagine è la forma vera e proprio dell’immagine. Stabilisce il rapporto tra l’altezza e la lunghezza dell’immagine. Se ad esempio consideriamo una immagine 500 x 600, è facile capire che il suo aspect ratio sarà 500/600 e cioè 0.83. Sapendo l’aspect ratio è possibile creare immagini con dimensioni infinite, l’importante sarà sempre il loro rapporto alias aspect ratio. Un aspect ratio di 1.0 indica che l’immagine in considerazione è quadrata. Il formato NTSC e PAL hanno entambi un aspect ratio di 1.33 anche se fisicamente sono diversi ( lo vedremo nel prossimo articolo). Nel cinema possiamo incontrare diversi aspect ratio come 1.85 e 2.35.

Aspect ratio : 1.33 e 1.77.

Alcuni preferiscono ancora lo standard 4:3 ( un altro modo per indicare 1.33), altri amano l’avvento dell’hd con il 16:9 (1.77). Esistono diversi formati andando dall’accademico fino all’anamorfico. Negli ultimi anni l’alta definizione ha spazzato di mezzo il vecchio standard 1.33 sopratutto con l’avvento di nuovi standard. I formati hd e full hd – 1280×720 e 1920-1080 sono entrambi 16:9 e generalmente trovano un giusto spazio nella visione del regista.

Il prossimo articolo tratterà il pixel aspect ratio.