Кодирование графической информации
С появлением графических станций в виде компьютера начался новый этап в освоении ПК-машины как средства обработки графической информации. Потому, что компьютер способен не только решать вычислительные задачи, но и представлять любые процессы на экране монитора.

Графический интерфейс пользователя стал стандартом программного обеспечения разных областей. Возможно, это связано с человеческой психикой: наглядность способствует быстрому изучению и пониманию

Любая графика представляется в аналоговой или дискретных формах.

Аналоговая форма - это живописное полотно, дискретное изображение – рисунок, напечатанный на струйном принтере, то есть состоящий из множеств разноцветных маленьких точек.

Изображения из аналоговой формы (бумага, фото-, кинопленка) в цифровую (дискретную) форматируется путем дискретизации – например, путем сканирования.

Кодирование - это преобразования символов одной знаковой системы в другую.

Все компьютерные изображения разделяют на два основных типа: растровые и векторные

В растровой графике изображение в процессе кодирования разбивается на маленькие точки или пиксели. Каждому пикселю присваивается код его цвета вместе. Информация о каждой такой точке содержит компьютерная видеопамять.

Пиксель - минимальный участок изображения, цвет которого можно задать независимым образом

Векторная графика создается из примитивных объектов таких как линия, кривая, точка, прямоугольник, треугольник, окружность. Эти элементы и их объём описываются с помощью математических формул.

Качество кодирования изображения зависит от:

1) частотой дискретизации, т.е. размером фрагментов, на которые делится изображение. Качество кодирования изображения тем выше, чем меньше размер точки и соответственно большее количество точек составляет изображение.

2) глубиной кодирования, т.е. количество цветов. Чем большее количество цветов, то есть 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.

Графический режим вывода изображения на экран монитора определяется величиной разрешающей способности и глубиной цвета.

Качество изображения определяется разрешающей способностью монитора, т.е. количеством точек, из которых оно складывается. Чем больше разрешающая способность, то есть чем больше количество строк растра и точек в строке, тем выше качество изображения.

В современных персональных компьютерах обычно используются три основные разрешающие способности экрана:
1) 800 х 600
2) 1024 х 768
3) 1280 х 1024

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, Green, Вluе).

Для получения богатой палитры цветов базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности.

Вычисление объема графического файла
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, используемым для кодирования цвета точки. Наиболее распространенными значениями глубины цвета являются 8, 16, 24 или 32 бита.

Из основной формулы информатики можно подсчитать объем памяти, необходимый для хранения одного пикселя:

N = 2i , где i - глубина кодирования (количество бит, занимаемых 1 пикселем), N - количество цветов (палитра)


Для получения черно-белого изображения пиксель может находится в одном из состояний: светится – белый (1), не светится – черный (0).

2 = 2 i => i = 1

Следовательно, для его хранения требуется 1 бит.
Вычисление объема растрового изображения
Задача 1.
Вычислить объем растрового черно-белого изображения размером 100 х 100.

Дано:
K = 100 x 100
i = 1 бит
V - ?
Решение:
V = K * i = 100 x 100 x 1 бит = 10 000 бит / 8 бит = 1250 байт / 1024 = 1,22 Кбайт.
Ответ: 1,22 Кбайт

Задача 2. Вычислить объем растрового изображения размером 100 х 100 и палитрой 256 цветов.

Дано:
K = 100 x 100
N = 256 цветов
V - ?
Решение:
1) 256 = 2 i , i = 8 (N = 2i)
2) V = K * i = 100 x 100 x 8 бит = 100 x 100 x 1 байт = 10 000 байт / 1024 = 9,76 Кбайт.
Ответ: 9,76 Кбайт
Вычисление объема векторного изображения
Задача 1.
Вычислить объем векторного изображения. Векторное изображение формируется из примитивов и хранится в памяти в виде формулы:
RECTANGLE 1, 1, 100, 100, Red, Green

Решение:

Подсчитаем количество символов в этой формуле: 36 символов (букв, цифр, знаков препинания и пробелов)
36 символов х 2 байта = 72 байт (Unicode 1 символ - 1 байт)
Ответ: 72 байт


Несжатое растровое описание квадрата требует примерно в 139 раз большей памяти, чем векторное.

Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки, тогда количество цветов, отображаемых на экране монитора, может быть вычислено по формуле: N = 2i, где i - глубина цвета:
Задачи на вычисление графической информации
Задача 1.
Какой объем информации занимает черно-белое изображение размером 600 х 800?

Задача 2.
Определить объем растрового изображения размером 600 х 800 при глубине цвета 24 бита.

Задача 3.
Определить объем видеопамяти компьютера, который необходим для реализации графического режима монитора с разрешающей способностью 1024×768 и палитрой 65536 цветов.

Задача 4.
Определить объем растрового изображения размером 200 х 200 и 256 цветами.

This site was made on Tilda — a website builder that helps to create a website without any code
Create a website