Coderen en decoderen spreekt altijd tot de verbeelding. Al in de oudheid verzon men manieren om boodschappen in het geheim te kunnen verzenden. Spiegelschrift, codeboeken, Enigma-machines, onzichtbare inkt, noem het maar op. In dit artikel gaan we daar een variant op bouwen, waarbij we slim gebruik maken van het RGB-mechanisme van digitale foto’s. Zo maak je van foto's gecodeerde berichten.

We sturen je direct naar www.visualstudio.microsoft.com/vs voor de zogeheten Community Edition van Visual Studio 2019. En daarna breng je een bezoekje aan de website van onze dochtersite Computer Idee, waar je van de pagina Downloads het bestand Steganography.zip downloadt. Dit bestand bevat het Steganography-project waarmee we hier aan de slag gaan; het voorzetje van dit project vind je op de website www.codeproject.com. Wil je meer weten over steganografie (= het verbergen van informatie in onschuldig ogende objecten, een vorm van cryptografie), dan is dít een mooie Wikipedia-pagina die je helemaal bijpraat.

Rgb-kleuren

We gaan dus informatie verbergen in onschuldig ogende objecten. En wat is er, om in computertermen te blijven, nóg onschuldiger dan een digitale foto? Als we over digitale foto’s praten, dan praten we over resolutie en kleur. Resolutie is het aantal pixels waaruit de digitale foto bestaat. Kleur kennen we in meerdere varianten, van zwart/wit naar grijs naar 16,7 miljoen kleuren, enzovoort. De meest gebruikte kleurvariant (in onder andere bmp, jpg en png) is rgb, met steeds een byte per kleurwaarde. Een byte heeft 256 als maximale waarde dus dat is 256 keer r(ood), 256 keer g(roen) en 256 keer b(lauw). En 256 x 256 x 256 = 16.777.216 dus dat is waar dat getal 16,7 miljoen vandaan komt.

Componenten en bits

Elke pixel van een digitale foto wordt neergezet door 3 bytes: 1 rood-byte, 1 groen-byte en 1 blauw-byte. Elke afzonderlijke byte kan een waarde tussen 0 en 255 bevatten. Dat komt omdat een byte gebruik maakt van het binaire talstelsel, waarbij we werken met nullen en enen. Daarbij bestaat 1 byte uit 8 bits. Die 8 bits kunnen afzonderlijk de waarde 0 of 1 bevatten. Als de bit op 0 staat, dan is de bijbehorende waarde ook 0. Als de bit op 1 staat, dan is de bijbehorende waarde afhankelijk van de bit-positie in de byte. De laagste (of eerste) bit is dan 1. De hoogste (of laatste) bit is dan 128. Kijk maar eens naar de onderstaande tabellen, dan zie je hoe dat in zijn werk gaat:

©PXimport

LSB en MSB

En zoals je kunt zien, hebben we weinig aan bit 1. De waarde is immers maximaal 1. Daarom wordt Bit 1 ook wel de LSB genoemd oftewel de Least Significant Bit; de bit die er het minst toe doet. Bit 8 daarentegen, kan – binnen een byte – de waarde 128 bevatten. Bit 8 is dus belangrijk en heet daarom de MSB (Most Siginificant Bit); inderdaad, de bit die er het meest toe doet! Met voor de niet-hoofdrekenaars nog even een link naar een handige online conversieservice.

Kleuren kijken

De bovenstaande byte-filosofieën nemen we mee als we daadwerkelijk naar kleuren gaan kijken. We doen dat om inzicht te krijgen in het effect van de getallen tussen 0 en 255. Daarbij gaan we uit van rgb-waarden en we zetten wat bekende standaardkleuren voor je op een rijtje:

©PXimport

De bovenstaande tabel vertelt sowieso ons al één ding: “Hoe meer bits op 1, hoe meer kleur.” En door de afzonderlijke rgb-waarden te veranderen ontstaan dan die verschillende 16,7 miljoen kleuren. En ook voor die theorie hebben we een leuke link.

Een 1 is geen 1

Waarmee we bij de essentie van deze workshop zijn aanbeland: “Het feit dat de eerste bit, de LSB, er eigenlijk niet toe doet.” Die eerste bit kan 0 of 1 zijn en dat blijft het ook. En in termen van kleurbelevenis moet je van goeden huize komen om het verschil tussen 255,0,0 en 254,0,0 te kunnen zien. Kortom, een 1 is geen 1. En dáár gaan we gebruik van maken! Dat wil zeggen, we gaan die LSB gebruiken om onze geheime boodschap letterlijk en volledig in het zicht te bewaren. Hij is er wel, maar je ziet het lekker niet…

©PXimport

WinForms

Nu terug naar het begin, terug naar Visual Studio 2019 en het zip-bestand dat je bij de website van Computer Idee hebt opgehaald. Pak dat bestand uit en start aansluitend Visual Studio 2019. Kies voor de optie Open a project or solution en ga op zoek naar de map waarin je de zip zojuist hebt uitgepakt. In die map zie je een SLN-bestand dat door Visual Studio 2019 kan worden geopend, waarna je ziet dat ons WinForms-project is geopend. Als je dat wilt, dan kun je meteen op de Start-knop drukken om daarmee het mini-programma Steganography te laten starten.

Steganography

Begin met een druk op de knop Open Afbeelding om een plaatje naar keuze in te lezen. In het tekstvak Geheime Boodschap kun je dan de te verstoppen boodschap intypen. Als dat is gebeurd, klik je op de knop Verstoppen om die ingetypte boodschap ‘in’ de afbeelding op te nemen. En je zult moeten toegeven: “Daar is helemaal niets van te zien!” Om te controleren of dat verstoppen is geslaagd, klik je op de knop Leeg en daarna op de knop Onthullen. Voilà! De volgende stap is dan het bewaren van het ‘nieuwe’ plaatje via de knop Bewaar Afbeelding, om het daarna via e-mail te versturen naar de beoogde ontvanger. Die beoogde ontvanger moet dan uiteraard ook een versie van Steganography hebben draaien, om je boodschap tevoorschijn te kunnen halen. Interessant, niet?

©PXimport

Programma-opties

Intussen is Steganography nog voorzien van enkele programma-opties. Een van die opties is Sleutel Voor Encryptie. Als je die gebruikt wordt de geheime boodschap nog eens extra versleuteld. Dat betekent wel dat je die sleutel, uiteraard apart van de bewerkte afbeelding, naar de ontvanger moet versturen. Een andere optie is Gebruik MSB. Weet je nog, de Most Siginificant Bit die binnen goed is voor de waarde 0 of 128. Welnu, als we de afbeelding niet via de LSB maar via de MSB coderen dan is wél direct zichtbaar dat er iets aan de hand is. Dit om je een idee te geven van het zwaarteverschil tussen de verschillende bits!

Stukje code bekijken

Tot slot willen we je nog even meenemen naar Visual Studio en wel om een stukje code te bekijken. Als je  Steganography hebt laten draaien, dan is het WinForms-project al geopend. Rechts in beeld vind je de zogeheten Solution Explorer en de C#-programmacode waar het om draait bevindt zich in het bestand SteganographyHelper.cs. Daarbij gaat het feitelijk om vier functies:

• EncryptString. Dit zorgt ervoor dat de geheime tekst – indien nodig – wordt versleuteld.

• DecryptString. Dit ontsleutelt een geheime tekst, iets wat alleen mogelijk is als de ontvanger over de juiste sleutel beschikt.

• EmbedText. Hier wordt de al dan niet versleutelde tekst in de afbeelding opgenomen, waarbij gebruik wordt gemaakt van óf de LSB óf de MSB. Elk teken heeft 3 pixels oftwel 9 rgb-bits nodig.

• ExtractText. De tekst wordt nu weer uit de afbeelding gehaald. Met als opties natuurlijk een extra sleutel en de keuze tussen LSB en MSB.

©PXimport

Het gebrek aan een rijk contrast is een van de grootste ergernissen bij lcd- en ledtelevisies. Fabrikanten hebben daarom een slimme techniek bedacht die het contrast aanzienlijk verbetert: local dimming. In dit artikel leggen we uit hoe deze techniek van jouw grijze nachtlucht weer een inktzwarte sterrenhemel maakt.

Het contrast van je televisie is misschien wel de belangrijkste eigenschap voor mooi beeld. We willen dat wit verblindend wit is en zwart echt inktzwart. Bij oledtelevisies is dat makkelijk, want daar geeft elke pixel zelf licht. Maar de meeste televisies in de Nederlandse huiskamers zijn nog steeds lcd- of ledschermen (inclusief QLED). Die werken met een lamp achter het scherm, de zogeheten backlight. Local dimming is de techniek die probeert de nadelen van die achtergrondverlichting op te lossen.

Om te begrijpen waarom local dimming nodig is, moet je eerst weten hoe een standaard led-tv werkt. Simpel gezegd is het een groot paneel met pixels die zelf geen licht geven, maar alleen van kleur veranderen. Achter die pixels brandt een grote lichtbak. Als het beeld zwart moet zijn, sluiten de pixels zich om het licht tegen te houden. Helaas lukt dat nooit voor de volle honderd procent; er lekt altijd wat licht langs de randjes. Hierdoor zien donkere scènes er vaak wat flets en grijzig uit. De achtergrondverlichting staat immers vol aan, ook als het beeld donker moet zijn.

Nooit meer te veel betalen? Check Kieskeurig.nl/prijsdalers!

De lampen dimmen waar het donker is

Local dimming pakt dit probleem bij de bron aan. In plaats van één grote lichtbak die altijd aan staat, verdeelt deze techniek de achtergrondverlichting in honderden (en bij duurdere tv's soms duizenden) kleine zones. De televisie analyseert de beelden die je kijkt continu. Ziet de processor dat er linksboven in beeld een donkere schaduw is, terwijl rechtsonder een felle explosie te zien is? Dan worden de lampjes in de zone linksboven gedimd of zelfs helemaal uitgeschakeld, terwijl de lampjes rechtsonder juist fel gaan branden.

Het resultaat is direct zichtbaar. Zwart wordt weer echt zwart, simpelweg omdat er geen licht meer achter dat deel van het scherm brandt. Tegelijkertijd blijven de lichte delen van het scherm helder. Dat zorgt voor een veel groter contrast en geeft het beeld meer diepte. Vooral bij het kijken van HDR-films en -series is dat van belang. Zonder local dimming kan een led-tv eigenlijk geen goed HDR-beeld weergeven, omdat het verschil tussen licht en donker dan te klein blijft.

©ER | ID.nl

Niet alle local dimming is hetzelfde

Het klinkt als een wonderoplossing, maar de uitvoering verschilt enorm per televisie. Het grote toverwoord hierbij is het aantal zones. Hoe meer zones de tv onafhankelijk van elkaar kan aansturen, hoe preciezer het licht kan worden geregeld. Goedkopere televisies gebruiken vaak edge lit local dimming. Hierbij zitten de lampjes alleen in de rand van de tv. Dat werkt redelijk, maar is niet heel nauwkeurig. Je ziet dan soms dat een hele verticale strook van het beeld lichter wordt, terwijl er eigenlijk maar één klein object moest worden verlicht.

De betere variant heet full array local dimming. Hierbij zitten de lampjes over de hele achterkant van het scherm verspreid. De allernieuwste en beste vorm hiervan is miniLED. Daarbij zijn de lampjes zo klein geworden dat er duizenden in een scherm passen, wat de precisie van oled begint te benaderen. Als er te weinig zones zijn, kun je last krijgen van zogenaamde 'blooming'. Dat zie je bijvoorbeeld bij witte ondertiteling op een zwarte achtergrond: er ontstaat dan een soort wazige lichtwolk rondom de letters, omdat de zone groter is dan de tekst zelf.

Ga voor de full monty!

Local dimming is dus geen loze marketingkreet, maar een dankbare techniek voor iedereen die graag films of series kijkt op een led- of QLED-televisie. Het maakt het verschil tussen een flets, grijs plaatje en een beeld dat van het scherm spat met diepe zwartwaarden. Ben je in de markt voor een nieuwe tv? Vraag dan niet alleen óf er local dimming op zit, maar vooral of het gaat om full array dimming. Je ogen zullen je dankbaar zijn tijdens de volgende filmavond!

Bij ID.nl zijn we gek op producten waar je niet de hoofdprijs voor betaalt of die zijn voorzien van bijzondere eigenschappen. Met een robotstofzuiger wordt de vloer schoongehouden, terwijl je er niet bij hoeft te zijn. En stofzuigen is dan wel het minste dat ze kunnen, want ook dweilen is voor veel modellen geen proleem. We vonden vijf geavanceerde exemplaren.

Philips HomeRun 7000 Series XU7100/01

De Philips HomeRun 7000 Series XU7100/01 is ontworpen om grote ruimtes aan te kunnen. Het apparaat heeft een stofzak van 3 liter en een werktijd tot 180 minuten in de laagste stand. In tegenstelling tot veel kleinere robots is deze HomeRun uitgerust met een stille motor; de opgave van 66 dB maakt hem relatief stil.

Er zit een dweilfunctie in zodat je de robot na het stofzuigen ook direct kunt laten dweilen. Via de app kies je voor een van de modi of plan je een schoonmaakprogramma in. De robot kan zichzelf navigeren, obstakels omzeilen en keert na gebruik terug naar het laadstation. Omdat de opvangbak groot is hoef je niet vaak te legen en dankzij de Li‑ion‑accu is hij geschikt voor grotere woningen. Het apparaat is van recente datum en daarom nog volop verkrijgbaar.

Dreame L10s Pro Ultra Heat

Deze robot combineert een groot stofreservoir van 3,2 liter met een lange werktijd van ongeveer 220 minuten. Dankzij de geïntegreerde dweilfunctie verwijdert hij niet alleen stof maar kan hij ook nat reinigen. De L10s Pro Ultra Heat gebruikt een zak in het basisstation, waardoor je het reservoir minder vaak hoeft te legen.

De Dreame is voorzien van een Li‑ion‑batterij aanwezig en de robot keert automatisch terug naar het station voor opladen en legen. De sensortechnologie helpt bij het vermijden van obstakels en het nauwkeurig schoonmaken van zowel harde vloeren als tapijt. Dankzij de meegeleverde app stuur je de schoonmaak aan, stel je no‑go‑zones in of plan je een dweilrondje.

Philips HomeRun 3000 Series Aqua XU3100/01

Deze Philips‑robot is bedoeld voor wie minder vaak handmatig wil schoonmaken. Hij beschikt over een gecombineerde stofzuig‑ en dweilfunctie en kan zichzelf legen via het automatische station. Met een gebruiksduur tot 200 minuten in de laagste stand en een geluidsniveau van 66 dB kan hij urenlang zijn werk doen zonder al te veel herrie. De stofcontainer van 35 cl is kleiner dan bij de HomeRun 7000, maar door het automatische leegmechanisme is dat geen probleem.

Je bedient het apparaat via de app en kunt daar zowel een schema programmeren als zones instellen. De Aqua XU3100/01 is een model uit de recente 3000‑serie en doordat hij een mop‑pad heeft kan hij zowel droog als nat reinigen, wat handig is voor harde vloeren zoals tegels en laminaat.

iRobot Roomba Combo j9+

De Roomba Combo j9+ is een model dat je vloeren zowel kan stofzuigen als dweilen. De Combo j9 beschikt over een opvangbak van 31 cl en hij kan zelf zijn inhoud legen in het automatische basisstation dat bij de set hoort. De Li‑ion‑accu zorgt voor een lange gebruiksduur en de robot maakt een routeplanning zodat elke ruimte efficiënt wordt schoongemaakt.

Via de app kun je zones instellen waar de robot niet mag komen en het dweilelement in‑ of uitschakelen. In de basis maakt de Combo j9+ zelfstandig een kaart van je woning en keert terug naar het station wanneer de accu moet opladen of de stofcontainer vol is. De robot is bedoeld voor huishoudens die gemak belangrijk vinden en biedt naast stofzuigen ook een dweilfunctie voor hardere vloeren.

MOVA Tech P50 Ultra

De MOVA Tech P50 Ultra is een forse robotstofzuiger met een basisstation. Het apparaat heeft een stofreservoir van 30 cl en wordt geleverd met een basisstation waarin je het stof eenvoudig kunt verwijderen. De robot produceert een geluidsniveau van 74 dB, iets hoger dan de Philips‑modellen, en weegt inclusief station ruim 13 kg.

Hij kan uiteraard ook automatisch terugkeren naar het station om op te laden of te legen. In de specificaties staat dat de MOVA is voorzien van een Li‑ion‑batterij en dat hij zowel kan stofzuigen als dweilen. De meegeleverde app maakt het mogelijk om routes in te stellen en zones te blokkeren. Met een vermogen van 700 W is hij krachtig genoeg voor tapijten en harde vloeren. Het is geschikt voor mensen die een uitgebreid station met automatische functies willen.