Często zadawane pytania
Print Email

Często zadawane pytania

Co to właściwie są te "bitmapy"?

Jak używać SalsaJ do obsługi webkamerki przystosowanej do amatorskiej astronomii?

Wprowadzenie do bitmap


Obrazy, które zostały przetworzone na komputerze, zazwyczaj da się podzielić na dwie kategorie. Taki obraz to albo bitmapa, albo grafika wektorowa. Jeśli masz zamiar zajmować się analizą obrazu, musisz posiadać solidną wiedzę o bitmapach. Na następnych stronach spróbujemy je opisać.

Typ danych bitmapy

Bitmapy są dokładnie tym, co sugeruje ich nazwa: zbiorem bitów, które tworzą obraz. Taki obraz składa się z matrycy odrębnych kropek (pikseli), z których każda ma swój kolor (opisany przy pomocy bitów – najmniejszych istniejących jednostek informacji na komputerze).

Przyjrzyjmy się typowej bitmapie, aby pokazać tę zasadę:

fig1.jpg






Po lewej stronie widzisz jakieś zdjęcie, a po prawej 250-krotne powiększenie wierzchołka jednej z gór. Jak widzisz, obraz składa się z setek rzędów i kolumn małych elementów, z których każdy ma swój kolor. Taki pojedynczy element to piksel (skrót od picture element, czyli element obrazu). Ludzkie oko nie jest zdolne zauważyć każdego pojedynczego piksela, więc odbieramy obraz jako łagodne przejścia tonalne.

Ilość pikseli potrzebnych do tego, żeby uzyskać realistycznie wyglądający obraz, zależy od sposobu, w jaki ten obraz ma być użyty.

Rodzaje bitmap

Bitmapy mogą zawierać dowolną liczbę kolorów, jednak rozróżniamy cztery główne kategorie:

1 Grafika liniowa. Są to obrazy, które zawierają tylko dwa kolory, zazwyczaj czarny i biały. Czasem nazywa się je bitmapami, ponieważ komputer musi użyć tylko 1 bita (włączony=czarny, wyłączony=biały), aby zdefiniować każdy piksel.

fig2.jpg


















2 Obrazy w skali szarości, które zawierają różne odcienie szarości, jak również czystą czerń i biel. Obrazy mogą być 8-bitowe, 16-bitowe (bez znaku) lub 32-bitowe – precyzja odzwierciedlenia odcieni szarości jest opisana przez liczbę bitów przypisaną do każdego piksela.

fig3.jpg
















3 Obrazy wielotonowe: takie obrazy zawierają odcienie dwóch lub więcej kolorów. Najbardziej popularną odmianą obrazów wielotonowych są obrazy dwutonowe, które zazwyczaj składają się z czerni i drugiego koloru (często z palety Pantone). Przykład poniżej zawiera czerń i Pantone Warm Red.

fig4.jpg
















4 Obrazy kolorowe. Informację o kolorze można zapisać za pomocą kilku przestrzeni barw: RGB (Red – czerwony, Green – zielony, Blue – niebieski). Obraz RGB, czasem nazywany obrazem truecolor, definiuje składniki: czerwony, zielony i niebieski dla każdego piksela. Obrazy RGB nie korzystają z palet kolorów. Kolor każdego piksela jest określony przez kombinację odpowiedniej ilości czerwonego, zielonego i niebieskiego, a informacja o tym, ile którego jest koloru, przechowywana jest na płaszczyznach koloru w położeniu piksela. Formaty plików graficznych przechowują obrazy RGB jako obrazy 24-bitowe, gdzie każdy składnik – czerwony, zielony i niebieski – zajmują 8 bitów. Daje to 16 milionów możliwych kolorów.

fig5.jpg












Formaty plików, które są używane do przechowywania bitmap

Dane bitmapy mogą być zapisane w wielu formatach. Między innymi:

BMP: podstawowy format, obecnie rzadko stosowany

GIF: używany głównie w grafice internetowej

JPEG: albo inaczej JFIF, używany głównie w grafice internetowej

TIFF: najbardziej rozpowszechniony format bitmapy

FITS: format bitmapy używany w astronomii


Format BMP BMP to skrót od słowa Bitmap; jest otwartym formatem opracowanym przez Microsoft i IBM. Jest to najprostszy format obrazu. Obrazy BMP mogą być 1-bitowe (grafika liniowa), 4-bitowe (16 kolorów dla obrazów w skali szarości lub dwutonalnych), 8-bitowe (256 kolorów dla obrazów w skali szarości lub dwutonalnych) 16-bitowe (65536 kolorów dla obrazów w skali szarości lub obrazów dwutonalnych), … lub 24-bitowe (RGB – 8 bitów na każdy kolor podstawowy). Format BMP nie kompresuje danych, w związku z czym są to przeważnie duże pliki.


Format GIF GIF to skrót od Graphics Interchange Format. GIF jest używany do obrazów, które mają 256 kolorów (lub mniej) oraz animacji, które mają 256 kolorów (lub mniej) w każdej ramce. Pliki GIF są skompresowane i używa ich się głównie po to, aby ograniczyć ilość czasu potrzebną na przesłanie obrazu przez łącze internetowe.


Format JPEG JPEG to skrót od Joint Photographic Experts Group. JPEG-i to pliki skompresowane. Używają kompresji stratnej, co oznacza, że traci się część informacji. Jednak jedną z mocnych stron tej metody kompresji jest fakt, że stopień kompresji można dostosować do własnych potrzeb. Ten format jest przydatny do przechowywania plików, ale nie do ich analizowania. W grafice komputerowej JPEG jest używany powszechnie jako standardowa metoda stratnej kompresji zdjęć. Format pliku, który stosuje ten rodzaj kompresji także nazywa się JPEG; najpopularniejsze rozszerzenia plików w tym formacie to .jpeg, .jfif, .JPG lub JPE, chociaż najbardziej rozpowszechnione na wszystkich platformach jest rozszerzenie .jpg. Ten format jest szczególnie przydatny do przechowywania wyników.


Format TIFF

TIFF jest formatem bardzo elastycznym. Potrafi sobie poradzić z wieloma obrazami i danymi w pojedynczym pliku przy pomocy „etykiet” w nagłówku pliku. Etykiety mogą opisywać podstawową geometrię obrazu, na przykład jego rozmiar, lub informować o tym, jak ułożone są dane obrazu, oraz czy użyto jakiejś metody kompresji.

Format FITS

FITS to skrót od Flexible Image Transfer System. Ten format jest powszechnie używany w astronomii. Plików FITS często używa się do przechowywania danych innych niż obrazy, na przykład widm, list fotonów, kostek danych i wiele innych. Plik FITS może zawierać wiele rozszerzeń, z których każde może zawierać obiekt danych. Dużą zaletą formatu FITS w zastosowaniach naukowych jest to, że nagłówek takiego pliku jest napisany w języku naturalnym w ASCII, więc użytkownik może obejrzeć nagłówki, żeby sprawdzić plik nieznanego pochodzenia. Każdy plik FITS składa się z jednego lub więcej nagłówków zawierających obrazy ASCII (łańcuchy o ustalonej długości 80 znaków), które zawierają pary słowo kluczowe/wartość, przeplecione między blokami danych. Pary słowo kluczowe/wartość dostarczają metadanych takich jak rozmiar, źródło, format danych binarnych, dowolne komentarze, historia danych i cokolwiek zażyczy sobie autor. Niektóre słowa kluczowe są zarezerwowane do użytku w ramach formatu FITS, jednak ten standard dopuszcza dowolne użycie pozostałej przestrzeni nazw.




















1. Uruchamianie pluginu



Uruchomić SalsaJ, z menu Plugins wybrać Webcam/WebcamPanel. Zostanie wyświetlony panel Webcam. Pozwala on na uruchomienie akwizycji obrazów„Obrazy”, nagrywania filmów „Film” i ustawień kamery „Ustawienia kamery”

webcam_panel.jpg
Rysunek 1. Panel Webcam.

 

2. Ustawienia kamery

Rysunek 2 pokazuje panel ustawienia kamery. Pozwala on na wybranie trybu „Ekspozycja normalna” lub „Długa ekspozycja”.

camera_settings.jpg

Rysunek 2. Ustawienia kamery.




· Ekspozycja normalna

Ten tryb należy wybrać dla ekspozycji normalnych. Mogą pracować w nim zarówno kamery zmodyfikowane do długich czasów ekspozycji jak i zwykłe kamery.

o
Urządzenie video – wybór urządzenia video.

o
Format obrazu – wybór formatu obrazu, wielkości obrazu.

o
Pokaż podgląd – wyświetlenie okna podglądu obrazu kamery.

o
Ustawienia zaawansowane – wyświetla panel ustawień zaawansowanych kamery Philipsa, obsługiwany przez driver dostarczony przez producenta.


· Długa ekspozycja

Tryb należy wybrać dla ekspozycji z długim czasem naświetlania. Poprawnie pracować będą w nim tylko odpowiednio zmodyfikowane kamery podłączone do portu LPT.

o
Port – wybór portu sterującego, domyślnie LPT1.

o Inicjalizacja portu – wartość początkowa ustawiana na porcie, domyślnie 15.

o Początek ekspozycji – wartość ustawiana na porcie na początku ekspozycji, domyślnie 0.

o Maska WŁ. wzm. – maska oznaczająca włączenie wzmacniacza, domyślnie 4.

o Koniec ekspozycji – wartość ustawiana na porcie na koniec ekspozycji,
domyślnie 7.

o Wzmacniacz, opcja działa prawidłowo dla odpowiednio zmodyfikowanych kamer,

§ – wybranie tej opcji powoduje włączenie wzmacniacza, wybrana domyślnie.

§ WYŁ (WŁ ekspozycja) – wybranie tej opcji powoduje wyłączenie wzmacniacza a włączenie go tylko na czas ekspozycji.

o Format obrazu – wybór formatu obrazu, wielkości obrazu.

W celu akceptacji ustawień nacisnąć przycisk OK., naciśnięcie Zamknij oznacza brak akceptacji i zamknięcie panelu.


UWAGA! Jeśli kamera jest podłączona do portu LPT pomimo że chcemy wykonać zdjęcia w trybie Ekspozycja normalna – na przykład nakręcić film, lub zebrać serię pojedynczych obrazów, należy port LPT zainicjalizować.

W tym celu trzeba ustawić kamerę w tryb Długa ekspozycja, kliknać OK., po czym wejść powtórnie w panel sterowania, przestawić kamerę w tryb Ekspozycja normalna i kliknąć OK. jeszcze raz.

Najlepiej nie używać portu LPT jeśli nie planujemy zdjęć z wydłużonym czasem ekspozycji.

3. Pobieranie obrazów

Rysunek 3 pokazuje panel pobierania obrazów. Może być on użyty do akwizycji pojedynczych obrazów z kamery jak i serii obrazów. Pozwala na zapis do plików Fits, BMP lub JPEG.

image_grabb.jpg

Rysunek 3. Panel Pobieranie obrazów.


Ustawienia panelu, przyciski:

  • Czas ekspozycji – długość ekspozycji w sekundach, używane w trybie „Długa ekspozycja”.

 

  • Odstęp – czas odstępu pomiędzy ekspozycjami (w sekundach).

 

 

  • Liczba obrazów – liczba obrazów do pobrania.
  • Teraz, Od, Od Do – tryb pobierania serii.

o Kiedy wybrano Teraz akwizycja jest rozpoczynana natychmiast po naciśnięciu przycisku „Zapis”, zatrzymywana po naciśnięciu „Stop” lub kiedy „Liczba obrazów” zostanie przekroczona.

o Wybranie opcji
Od pozwala na opóźnienie rozpoczęcia ekspozycji do czasu podanego w polu „Od”, pozostała funkcjonalność jak dla trybu Teraz.

o Tryb
Od Do pozwala podobnie jak Od na opóźnienie rozpoczęcia akwizycji ale również na ograniczenie czasu jej trwania do czasu podanego w polu „Do”. Pozostała funkcjonalność jak dla trybów Od i Teraz.

  • Od, Do – czas początku i końca ekspozycji, podany w czasie UT, w formacie Iso8601.
  • Podgląd – zaznaczenie tej opcji pozwala na podgląd pobieranych obrazów.
  • Zapis, Stop – rozpoczęcie i zatrzymanie akwizycji obrazów.
  • Wartości nagłówków Fits – wartości zapisywanie w nagłówkach fits przy wybranym trybie „Zapisz serię do” i typie plików „Fits”.

o Środek obrazu, Ra, Dec – środek obserwowanego obszaru nieba.

o
Rozmiar piksela, x, y – rozmiar pikseli kamery, domyślnie 5.6 mm dla kamer Philips.

o
Ogniskowa – długość w mm ogniskowej podłączonego obiektywu, domyślnie 58 mm.

  • Zapisz serię do – pozwala na zapis pobieranych obrazów.

o Fits, BMP, JPEG – wybór formatu zapisu obrazów. Dla formatu Fits dodatkowo zapisywane są powyższe wartości nagłówka.

o
Katalog, nazwa pliku – wybranie katalogu do zapisu plików oraz nazwy plików.

o
Początek, format numeracji – ustawia sposób numeracji plików. Pozwala na określenie numeru początkowego i długości numeru obrazka, np. ustawienie “001” oznacza, że pierwszy obraz będzie miał numer 001 a ostatni numer 999.

  • Zamknij – zamknięcie panelu.

 

4. Nagrywanie filmu

movie_grabber.jpg

Rysunek 4. Panel Nagrywanie filmu.


Ustawienia panelu, przyciski:

  • Zapisz jako – wybór nazwy pliku do zapisu filmu.
  • Start – rozpoczęcie akwizycji.
  • Pauza – wstrzymanie akwizycji.
  • Stop – zatrzymanie akwizycji.
  • Zamknij – zatrzymanie akwizycji i zamknięcie panelu.

5. Gorąca linia


Jeśli mają Państwo problemy z działaniem swojej kamerki, prosimy o kontakt e-mailem na adres This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. lub Skypem (www.skype.com), użytkownik lech_mankiewicz.