Transcript Кодирование графической информации

Кодирование информации в компьютере
Кодирование
графической
информации
Кодирование графической информации
Графическая информация
Аналоговая
Пространственная дискретизация
Дискретная
живописное полотно
фреска, мозаика или изображение,
напечатанное с помощью
(фотография, рисунок), цвет
струйного принтера.
которого изменяется
непрерывно.
Преобразование графической
информации, при котором изображение
разбивается на множество отдельных
элементов, каждый из которых может
иметь свой цвет.
результате получается растровое изображения, которое формируется из
определенного количества строк, в которых содержится определенное
количество точек
Кодирование графической информации
Виды компьютерной графики
растровая
векторная
фрактальная
Кодирование графической информации
Применение компьютерной графики
растровая
для разработки
электронных и
полиграфических
изданий
векторная
Фрактальная
для разработки
рекламных буклетов
и дизайнерских
работ
при разработки
развлекательных программ
Чаще при создании используют
Сканер и
цифровые
устройства
Компьютерные
программы
языки
программировавния
Растровая графика
Если изображение экранное, то точка называется пикселом.
Стандартными счинаются: 640Х480, 800Х600, 1024Х768,
1200Х1024 и т.д.
С размером изображения непосредственно связано его
разрешение, оно измеряется в точках на дюйм (dots per inch –
dpi).
К примеру экран 15” монитора составляет 28Х21 см. При
настройке экрана 800Х600 пикселов и учитывая, что 1”=25,4мм
его разрешение составит 72 dpi.
Векторная графика
Векторная графика является объектной.
Простейшими объектами являются:
Точка, Линия, Отрезок прямой, Кривая второго порядка, Кривая третьего
порядка, Кривая Безье
Все они задаются своими формулами
Фрактальная графика
Фрактальная графика, как и векторная
является вычисляемой, но отличается
от неё тем, что никакие объекты в
памяти ПК не хранятся. Изображение
строится по уравнению.
Простейшим
элементом
является
фрактальный треугольник.
Растровая и векторная графика
сравнительная характеристика
Растровая трафика
Векторная графика
1. Изображение
формируется (создается)
из...
Из точек различного цвета, которые
образуют строки и столбцы
Из базовых графических объектов
(графических примитивов)
2. Основным элементом
изображения (рисунка)
является... (дать
определение)
Пиксель - минимальный участок
изображения, для которого независимым
образом можно задать цвет
Графические примитивы - линия,
окружность, прямоугольник и др.
3. Основные
характеристики
Разрешающая способность - количество
точек как по горизонтали, так и по вертикали
на единицу изображения. Глубина цвета количество информации, которое
используется для кодирования цвета точки
изображения
Координаты опорных точек,
формулы рисования объектов;
цвет, толщина и стиль линии
контура
4. Достоинства и
недостатки изображений
+ высокая точность передачи цветов и
полутонов;
- чувствительность изображений к
изменениям размера; большой объем
файлов
+ сохранение качества
изображения при изменении
размеров; небольшой
информационный объем файлов
(по сравнению с растровыми)
5. Графические
редакторы и их
возможности
Paint, Corel PhotoPaint, Adobe Photoshop,
Adobe ImageReady, GIPM: обработка
цифровых изображений, улучшение
качества старых фотографий,
художественная обработка изображений и
фотографий
Corel Draw, OpenOffice Draw,
КОМПАС: создание эмблем,
иллюстраций, визиток, чертежей,
графиков, схем и т. п.
6. Форматы графических
файлов
BMP, GIF, JPEG, PNG, PSD, PDF, TIFF
SDX, FRM, CDR, WMF
Растровое изображение
Растровое изображение
представляет собой
мозаику (таблицу, матрицу,
растр — графическую
сетку) из очень мелких
точек — пикселей (от англ.
pixel — picture element).
Качество изображения
Чем меньше размер
пикселей, на которые
разбивается
изображение, тем более
мелкие детали можно
изобразить и получить
более высокое качество
изображения.
Качество изображения
Качество изображения
определяется разрешающей
способностью монитора —
числом пикселей по
горизонтали и вертикали.
Разрешение монитора может
составлять:
800600;
1024768;
12801024 точки.
Кодирование графики
Закодировав каждый цвет
каким-нибудь числом, можно
представить изображение в
виде последовательности
чисел. Цвет каждой точки
кодируется с помощью
двоичного кода.
Монохромное изображение
Для хранения состояния точки черно-белого
изображения достаточно одного бита, т.к. точка
может быть либо черной, либо белой, что можно
закодировать двумя цифрами — 0 и 1.
Формула Хартли
Количество цветов, отображаемых на экране
монитора, может быть вычислено по формуле:
i
N = 2 , где
N — количество цветов;
i — глубина цвета (длина кода) —
количество бит информации, используемых
для кодирования цвета одного пикселя.
Глубина
цвета

Количество цветов
Глубина цвета
(i, бит)
Количество цветов
(N = 2i)
1
2
8
256
16 (High Color)
65536
24 (True Color)
16777216
32 (True Color)
4294967296
RGB
Цветовое изображение
на экране монитора
формируется за счет
смешивания трех
базовых цветов:
красного, зеленого и
синего.
RGB
Это связано с природной
цветовой чувствительностью
глаза человека. Практически
любой цвет, воспринимаемый
глазом, можно получить,
смешивая три этих базовых
цвета.
RGB
Такая цветовая модель
называется RGBмоделью, т.к. каждый
пиксель образован
триадой точек:
Red + Green + Blue.
По существу кодирование графики ничем
не отличается от кодирования текстовой
информации. Также создается таблица
цветов, где каждый цвет имеет
определенный код.
Таблица цветов
Название цвета
Интенсивность
R
G
B
Черный
0
0
0
Красный
255
0
0
Зеленый
0
255
0
Синий
0
0
255
Голубой
0
255
255
Желтый
255
255
0
Белый
255
255
255
Графическая информация
На цветном экране все разнообразие красок получается из
сочетаний трех базовых цветов: красного, зеленого, синего.
К
0
0
0
0
1
1
1
1
З
0
0
1
1
0
0
1
1
С
0
1
0
1
0
1
0
1
Цвет
черный
синий
зеленый
голубой
красный
филетовый
коричневый
белый
Трехзначные двоичные коды позволяют закодировать 8
цветов.
Графическая информация
Почему же на экране современных компьютеров получаются цветные
изображения, составленные из сотен, тысяч и даже миллионов различных
красок и оттенков?
Если иметь возможность управлять интенсивностью свечения базовых
цветов, то количество различных оттенков увеличивается:
Яркость
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
К
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
З
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
С
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
Цвет
черный
синий
зеленый
голубой
красный
фиолетовый
коричневый
белый
серый
светло-синий
светло-зеленый
светло-голубой
светло-красный
светло-фиолетовый
желтый
ярко-белый
В этом случае используется четырехзначный двоичный код пикселя.
Размер изображения
Количество используемых цветов существенным
образом сказывается на информационном размере
изображения, так как информация о цвете
каждого пикселя
должна храниться
в видеопамяти
компьютера.
Информационный объем изображения
I = к•i
, где
I — информационный объем изображения;
к — количество пикселей;
i — глубина цвета.
Скорость передачи информации
I
v=—
t
, где
v — скорость передачи информации;
I — количество информации в сообщении;
t — время, затраченное на передачу сообщения.
Задачи на кодирование графической информации
1.
2.
3.
4.
5.
Черно-белое растровое изображение имеет размер 10 х 10 точек. Какой
информационный объем имеет изображение?
Цветное (256 цветов) растровое изображение имеет размер 10 х 10 точек.
Какой информационный объем имеет изображение?
Современный монитор позволяет получать на экране 16 777 216 различных
цветов. Сколько знаков отводится на двоичный код каждого пикселя?
Какой объем видеопамяти необходим для хранения двух страниц изображения
при условии, что разрешающая способность дисплея равна 640 х 350
пикселей, а количество используемых цветов – 16?
Рассмотрим маленький монитор с разрешающей способностью 10 х 10 и
шестнадцатицветным изображением. По двоичному коду определить, что
изображено, цвет изображения и цвет фона:
1111
1111
1111
1111
1111
1111
1111
1111
1111
1111
5.
1111
1111
1111
1111
1111
1111
1111
1111
1111
1111
1111
1111
1111
1111
1110
1110
1110
1110
1110
1111
1111
1111
1111
1110
1110
1110
1110
1110
1110
1111
1111
1111
1110
1110
1110
1110
1110
1110
1110
1111
1111
1110
1110
1110
1110
1110
1110
1110
1110
1111
1111
1111
1110
1110
1110
1110
1110
1110
1110
1111
1111
1111
1111
1110
1110
1110
1110
1110
1110
1111
1111
1111
1111
1111
1110
1110
1110
1110
1110
1111
1111
1111
1111
1111
1111
1111
1111
1111
1111
1111
Построить двоичный код изображения окружности на маленьком мониторе с
разрешающей способностью 10 х 10 и черно-белым изображением.
Задача (устно)
Сколько бит памяти компьютера займет чернобелое изображение размером 1010 пикселей?
Задача (записать в тетрадь)
Может ли быть загружен по сети Интернет
графический файл, содержащий черно-белое
изображение с 16 градациями серого цвета,
размером 100  150 точек за 2 секунды? Скорость
модема 2800 бит/с.
Домашнее задание
Задача № 1
Сколько времени потребуется для передачи сообщения,
записанного буквами из 64-символьного алфавита,
содержащего 200 символов, с помощью модема,
имеющего скорость 1200 бит/c?
Задача № 2
Разрешение монитора 1600  1200 пикселей. Вы
хотите работать с 4 миллиардами цветов. Какой
видеопамятью должен обладать ваш видеоадаптер?