Коллекция фотографий

Кодирование графической информации

Графическая информация может быть представлена в аналоговой или дискретной форме. Примером аналогового представления графической информации может служить, например, живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно, а дискретного – изображение напечатанное с помощью струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета. Преобразование графической информации из аналоговой формы в дискретную производится путем пространственной дискретизации, то есть разбиения непрерывного графического изображения на отдельные элементы. В процессе дискретизации производится кодирование, то есть присвоение каждому элементу конкретного значения в форме кода. Пространственную дискретизацию изображения можно сравнить с построением изображения из мозаики. Изображение разбивается на отдельные маленькие фрагменты (точки), причем каждому фрагменту присваивается значение его цвета, т.е. код цвета.

Качество кодирования изображения зависит от двух параметров. Во-первых, качество кодирования изображения тем выше, чем меньше размер точки и соответственно большее количество точек составляет изображение. Во-вторых, чем большее количество цветов, т.е. большее количество возможных состояний точки изображения используется, тем более качественно кодируется изображение (каждая точка несет большее количество информации). Совокупность используемых в наборе цветов образует палитру цветов.

Графическая информация на экране монитора представляется в виде растрового изображения, которое формируется из определенного количества строк, которые в свою очередь содержат определенное количество точек (пикселей – от англ. Picture element – элемент рисунка).

Качество двоичного кодирования изображения определяется разрешающей способностью экрана и глубиной цвета. Чем больше разрешающая способность монитора (количество точек, из которых складывается изображение, т.е. чем больше количество строк растра и точек в строке) тем выше качество изображения. В современных персональных компьютерах обычно используются три основные разрешающие способности экрана: 800х600, 1024х768, 1280х1024 точки. Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом цвета каждой точки, хранящимся в видеопамяти. Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета, которая задается количеством битов, используемых для кодирования цвета точки. Наиболее распространенными значениями глубины цвета являются 8, 16, 24 и 32. Следовательно, количество цветов, отображаемых на экране монитора, может быть определено формулой:N=2^I, где I – где I – глубина цвета.

Глубина цвета (I)	Количество отображаемых цветов (N)
8	2⁸=256
16 (High Color)	2¹⁶ = 65 536
24 (True Color)	2²⁴ = 16 777 216256
32 (True Color)	2³² = 4 294 967 296

Таблица 1. Глубина цвета и количество отображаемых цветов

При кодировании информации о цвете с помощью восьми бит можно передать только 256 цветовых оттенков. Такой метод кодирования цвета называется индексным.

	Код каждой точки растра выражает не цвет сам по себе, а только его номер (индекс) в справочной таблице, называемой палитрой. Цветное изображение на экране монитора формируется за счет смешивания трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Такая цветовая модель называется *RGB-моделью* по первым буквам английских названий цветов(Red - красный, Green - зеленый, Blue - синий). Данная цветовая модель является аддитивной, то есть любой цвет можно получить сочетанием основных цветов в различных пропорциях. При наложении одного компонента основного цвета на другой яркость суммарного излучения увеличивается. Если совместить все три компоненты, то получим ахроматический серый цвет, при увеличении яркости которого происходит приближение к белому цвету.
При 256 градациях тона (каждая точка кодируется 3 байтами) минимальные значения RGB (0,0,0) соответствуют черному цвету, а белому - максимальные с координатами (255,255,255). Чем больше значение байта цветовой составляющей, тем этот цвет ярче. Например, темно-синий кодируется тремя байтами (0,0,128), а ярко-синий (0,0,255). *Графический режим* вывода изображения на экран монитора определяется величиной разрешающей способности и глубиной цвета. Для того чтобы на экране монитора формировалось изображение, информация о каждой его точке (код цвета точки) должна храниться в памяти компьютера. Видеопамять - это специальная оперативная память, в которой формируется графическое изображение. Объем видеопамяти определяется следующим образом: Объем видеопамяти = разрешающая способность экрана х глубина цвета Например, объем видеопамяти для графического режима с разрешением800х600 и глубиной цвета 8 бит на точку определяется: 800х600х8=3840000 бит=480000 байт=468,75 Кбайт Векторное изображение - это графический объект, состоящий из элементарных отрезков и дуг. Базовым элементом изображения является линия. Как и любой объект, она обладает свойствами: формой (прямая, кривая), толщиной., цветом, начертанием (пунктирная, сплошная). Замкнутые линии имеют свойство заполнения (или другими объектами, или выбранным цветом). Все прочие объекты векторной графики составляются из линий. Так как линия описывается математически как единый объект, то и объем данных для отображения объекта средствами векторной графики значительно меньше, чем в растровой графике. Информация о векторном изображении кодируется как обычная буквенно-цифровая.

Задачи и упражнения

1. Используются графические режимы с глубинами цвета 8, 16, 24, 32 бита. Вычислить объем видеопамяти, необходимые для реализации данных глубин цвета при различных разрешающих способностях экрана.

2. Определить объем видеопамяти компьютера, который необходим для реализации графического режима монитора High Color с разрешающей способностью 1024 х 768 точек и палитрой цветов из 65536 цветов.

3. Сколько секунд потребуется модему, передающему сообщения со скоростью 14400 бит/сек, чтобы передать цветное растровое изображение размером 800 х 600 пикселей, при условии, что в палитре 16 миллионов цветов?

4. Сканируется цветное изображение размером 10´10 см. Разрешающая способность сканера 600 dpi и глубина цвета 32 бита. Какой информационный объем будет иметь полученный графический файл?

5. Определить максимально возможную разрешающую способность экрана для монитора с диагональю 15" и размером точки экрана 0,28 мм.

Сайт создан в системе uCoz