Convertendo Imagem Colorida para Tons de Cinza na Screen 8

Transcrição

1 RGB to Gray

2 Convertendo Imagem Colorida para Tons de Cinza na Screen 8 Por: MarMSX Uma imagem digital é composta de 3 componentes de cores primárias no sistema aditivo: vermelho (red), verde (green) e azul (blue), também chamadas de sistema RGB. Diferentemente, o sistema de cores subtrativo, que é aquele que utilizávamos na escola para fazer pinturas e que também é utilizado em impressões, é formado pelas cores primárias ciano (azul claro), amarelo e magenta. Cada cor primária varia sua intensidade do mais escuro para o mais claro. Esta variação de valores na imagem digital é discreta, ou seja, são amostras de intensidade de cor em intervalos finitos de toda a faixa de valores. Dependendo do processador de vídeo, a quantidade de intervalos é maior ou menor. No MSX 2, por exemplo, o VDP possui 8 intervalos para cada componente de cor, possibilitando a combinação de 8 3 ou 512 cores distintas. Nos PCs atuais, o VDP possui 256 intervalos para cada componente de cor, totalizando cerca de 16 milhões de cores distintas. Uma imagem em tons de cinza é aquela em que as componentes de cores primárias, para cada ponto, possuem o mesmo valor. Dessa forma, podemos representar a cor através de uma componente apenas, fazendo-se uma média entre as todas as componentes de cor. Dessa forma, obteríamos o valor de cinza através da seguinte fórmula: GRAY = (RED + GREEN + BLUE) / 3 Existe outra fórmula, comumente usada em aplicações científicas, que leva em consideração a capacidade de absorção do olho humano. É uma média ponderada das componentes de cores primárias: GRAY = RED*0,3 + GREEN*0,59 + BLUE*0,11 Observa-se que esta conversão limita à imagem possuir apenas 8 intervalos distintos de cor, no caso do VDP do MSX 2. Podemos converter uma imagem colorida em uma imagem em tons de cinza, uma vez que está é um subconjunto do sistema colorido. O caminho inverso é complexo, uma vez que não há, a priori, informações quanto às cores originais. Deve-se ter em mente que, de acordo com o sistema de cores do MSX, da screen 7 para baixo os pontos são representados não pelas componentes RGB e sim pelo índice de uma tabela que contém o valor RGB de cada uma das 16 cores disponíveis (palheta de cores). Por outro lado, a screen 8 é um modo de tela em que o ponto é representado diretamente pelo sistema RGB. Como cada componente de cor no MSX 2 possui 3 bits (8 tonalidades), precisaríamos de 9 bits para representar cada ponto. Como cada byte possui 8 bits, decidiuse eliminar um bit da componente azul, razão adotada de acordo pelo fato de que o olho humano tem a menor capacidade de distinção desta componente de cor em relação às demais. Assim, cada ponto possui a seguinte configuração em bits: Bit Cor G G G R R R B B

3 Por exemplo, se tivermos uma cor no sistema C = (R,G,B), onde C = (5,3,1), teríamos os seguintes valores binários: R = 101 G = 011 B = 01 Assim, o ponto em questão seria representado pelo valor (em binário): &B Deve-se lembrar que a ordem correta da configuração de cada ponto é green, red e blue. Serão apresentados dois algoritmos para a conversão de uma imagem colorida na screen 8 para tons de cinza. Um em Basic e outro em Assembly. O programa em Basic leva bastante tempo para rodar, enquanto que o programa em Assembly leva em torno de 1 minuto. O trabalho de cada programa é separar as componentes de cor para cada ponto, converter o valor de azul para 3 bits, calcular a média e finalmente fazer arranjo de bits de volta. A média aritmética foi escolhida pela maior simplicidade nos cálculos. Na página do MarMSX Develop, seção artigos, estão disponíveis o código fonte e os binários da experiência realizada. Listagem BASIC: 10 SCREEN 8 20 BLOAD"imagem.pic",S 30 FOR Y=0 TO FOR X=0 TO C=POINT(X,Y) 60 B=(C AND &B )*7/3 70 R=(C AND &B )/4 80 G=(C AND &B )/32 90 K=INT((R+G+B)/3) 100 B=K*3/7 110 R=K*4 120 G=K* C=R+G+B 140 PSET(X,Y),C 150 NEXT X,Y 160 GOTO 160 Listagem Assembly: ORG &HC000 LD D,&HD4 ; Fim VRAM Screen 8 LD E,0 ; LD HL,0 ; Inicio VRAM Sc8 s1: LD IX,&H1OD ; RDVRM (Lê VRAM) Cor em A CALL &H15F ; Call subrom

4 PUSH DE ; Guarda DE LD D,0 ; Zera contador da média LD E,A ; Salva cor AND &B ; Separa o azul ; Converte 2 bits para 3 bits (por causa do R e G) LD D,A ; Acumula LD A,E ; Recupera cor AND &B ; Separa o vermelho SRL A ; Passa de 000RRR00 para SRL A ; 00000RRR ; Soma vermelho com azul LD D,A ; Guarda em D LD A,E ; Recupera a cor AND &B ; Separa o verde LD B,5 ; e1: SRL A ; Faz 00000YYY (Y = GRAY) DJNZ e1 ; Loop 5x ; Soma: Agora temos a soma das 3 cores LD D,FF ; Zera contador (- 1, por causa do algoritmo) LD B,3 ; Média dos 3 elementos e2:sub B ; A = A - B INC D ; D = D + 1 (D é o nível de cinza!) JR NC,e2 ; Se não negativo, continue LD A,D ; ; Faz 00YYY000 ; Faz 00YYYYYY ; Faz YYYYYY00 SRL D ; Converte Gray em 2 bits ; Finalmente YYYYYYYY LD IX,&H109 ; WRTVRM (Escreve nova cor) CALL &H15F ; Chama subrom INC HL ; Proximo ponto POP DE ; Retorna o valor de DE para fim de memória LD A,D ; CP H ; JR NZ,s1 ; Verifica se chegou ao final da memória LD A,E ; CP L ; JR NZ,s1 ; RET ; Retorna

5 Comentários Finais Devemos lembrar que a screen 8 possui exatos bytes e que o acesso ao VDP via OUTs é lento. Portanto, até mesmo o código em Assembly leva um certo tempo para executar, mas não muito longe de 1 minuto. A solução para este problema é utilizar o recurso de cópia rápida CPU VRAM e fazer a operação direta na RAM. Créditos Artigo escrito por Marcelo Teixeira Silveira, em 18 de março de Página: