9 КЛАСС_Кодирование графической информации

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Режимы экрана монитора:

текстовый и графический

Упомянем, о режимах экрана монитора, а именно экран монитора может работать в двух основных режимах: текстовом и графическом.

42

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Разрешающая способность – это количество пикселей, приходящихся на дюйм размера изображения. С их помощью можно получить изображение, например размером 1920 х 1080.

Графические режимы характеризуются такими показателями, как: разрешающая способность – количество точек, с помощью которых на экране воспроизводится изображение, например, 1920х1080.

42

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Видеопамять содержит двоичную информацию об изображениях, отображаемых на экране. Эта информация состоит из двоичного кода каждого видеопикселя.

Особо необходимо отметить, что Для того чтобы на экране монитора воспроизвести изображение, необходима видеопамять компьютера, в которой хранятся коды цветов всех точек изображения. Видеопамять содержит двоичную информацию об изображениях, отображаемых на экране. Эта информация состоит из двоичного кода каждого видеопикселя.

42

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

На цветном дисплее пиксели бывают разных цветов. Поэтому одного бита на пиксель недостаточно. Для кодирования четырехцветного изображения требуется 2 бита на пиксель, поскольку два бита могут быть получены в 4 различных состояниях:

00 – черный 10 – зеленый 01 – красный 11 - коричневый

Ребята, на цветном дисплее пиксели бывают разных цветов. Поэтому одного бита на пиксель недостаточно. Для кодирования четырехцветного изображения требуется 2 бита на пиксель, поскольку два бита могут быть получены в 4 различных состояниях: 00 – черный 10 – зеленый 01 – красный 11 - коричневый

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Двоичный код восьмицветной палитры

Красный

Зеленый

0

0

Синий

0

0

0

0

Цвет

Черный

1

1

0

Синий

0

1

1

1

Зеленый

0

1

0

Голубой

0

1

Красный

1

1

1

Розовый

0

1

Коричневый

1

Белый

Вывод, который следует сделать из таблицы на экране: невозможно получить палитру более восьми цветов с помощью трех основных цветов.

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Однако экраны современных компьютеров могут отображать сотни, тысячи или даже миллионы разных цветов

Однако экраны современных компьютеров могут отображать сотни, тысячи или даже миллионы разных цветов.

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Кодирование цвета

Пусть 00 обозначает черный цвет ,

01 – красный,

10 – синий и 11 – белый

00

00

11

11

11

00

11

11

01

00

11

11

01

00

01

11

11

01

00

10

01

11

11

01

10

01

10

11

11

10

10

01

01

11

10

01

10

01

01

10

10

01

10

01

10

10

10

10

?

Как выводить на монитор цвет с кодом 00?

?

Кодирование цвета. Что делать, если рисунок цветной? В этом случае для кодирования цвета пикселя уже не обойтись одним битом. Например, в показанном на рисунке изображении российского флага 4 цвета: черный, синий, красный и белый. Для кодирования одного из четырех вариантов нужно 2 бита, поэтому код каждого цвета (и код каждого пик селя) будет состоять из двух бит. Пусть 00 обозначает черный цвет, 01 – красный, 10 – синий и 11 – белый. Тогда получаем такую таблицу:

Проблема только в том, что при выводе на экран нужно как‐то определить, какой цвет соответствует тому или другому коду. То есть информацию о цвете нужно выразить в виде числа (или набора чисел).Человек воспринимает свет как множество электромагнитных волн. Определенная длина волны соответствуют некоторому цвету. Например, волны длиной 500‐565 нм – это зеленый цвет. Так называемый «белый» свет на самом деле представляет собой смесь волн, длины которых охватывают весь видимый диапазон.

Как закодировать цвет в виде чисел?

49

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Существуют три основных системы кодирования и передачи цвета для растровых изображений: HSB, RGB и CMYK. Давайте рассмотрим эти системы

49

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Модель HSB состоит из трех компонентов: оттенок цвета (Hue), насыщенность цвета (Saturation) и яркость цвета (Brightness). Вектор, выходящий из центра окружности, задает значение цвета. Цветовой оттенок определяется направлением вектора и задается в угловых градусах. Насыщенность цвета определяется длиной вектора, а яркость цвета задается на отдельной оси, нулевая точка которой имеет черный цвет. Точка в центре соответствует белому (нейтральному) цвету, а точки по периметру – чистым цветам.

49

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Модель RGB: любой цвет представляется в виде комбинации трех цветов: красного (Red, R), зеленого (Green, G), синего (Blue, B). Другие цвета и их оттенки получаются за счет наличия или отсутствия этих составляющих.

49

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Цвет = Red + Green + Blue

Цвета на экране монитора человек воспринимает как сумму трех основных цветов красного, зеленого и синего.

49

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Используя источник и другие учебные материалы изучите самостоятельно модель CMYK. Данная модель используется при типографской печати

49

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Теория цвета Юнга-Гельмгольца

чувствительность

три типа «колбочек»

0

 , нм

400

500

600

700

Согласно современному представлению о цветном зрении (теории Юнга-Гельмгольца) глаз человека содержит чувствительные элементы трех типов. Каждый из них воспринимает весь поток света, но первые наиболее чувствительны в области красного цвета, вторые – области зеленого, а третьи – в области синего цвета. Цвет – это результат возбуждения всех трех типов рецепторов. Поэтому считается, что любой цвет (то есть ощущения человека, воспринимающего волны определенной длины) можно имитировать, используя только три световых луча (красный, зеленый и синий) разной яркости.

!

Свет любой длины волны можно заменить на красный, зелёный и синий лучи!

55

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Кодирование цвета

Следовательно, любой цвет (в том числе и «белый») приближенно раскладывается на три составляющих – красную, зеленую и синюю. Меняя силу этих составляющих, можно составить любые цвета. Эта модель цвета получила название RGB по начальным буквам английских слов red (красный), green (зеленый) и blue(синий).

56

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Д. Максвелл, 1860

цвет = ( R , G , B )

green

зеленый

0..255

red

красный

0..255

blue

синий

0..255

(0, 0, 0)

(0, 255, 0)

(255, 255, 255)

(255, 255, 0)

(255, 0, 0)

(0, 0, 255)

(100, 0, 0)

(255, 150, 150)

?

Сколько разных цветов можно кодировать?

256 ·256·256 = 16 777 216 (True Color, «истинный цвет»)

Модель RGB в 1860 году представил Максвелл: в этой модели любой цвет представляется в виде комбинации трех цветов: красного (Red, R), зеленого (Green, G), синего (Blue, B). Другие цвета и их оттенки получаются за счет наличия или отсутствия этих составляющих. В модели RBG яркость каждой составляющей (или, как говорят, каждого канала) чаще всего кодируется целым числом от 0 до 255. При этом код цвета – это тройка чисел (R,G,B), яркости отдельных каналов. Цвет (0,0,0) – это черный цвет, а (255,255,255) – белый. Если все составляющие имеют равную яркость, получаются оттенки серого цвета, от черного до белого. Чтобы сделать светло-красный (розовый) цвет, нужно в красном цвете (255,0,0) одинаково увеличить яркость зеленого и синего каналов, например, цвет (255, 150, 150) – это розовый.

Равномерное уменьшение яркости всех каналов делает темный цвет, например, цвет с кодом (100,0,0) – тёмно-красный.

!

RGB – цветовая модель для устройств, излучающих свет мониторов)!

57

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Цветовая модель RGB

( 255 , 255 , 0 )  # FF FF 00

RGB

Веб-страница

(0, 0, 0)

(255,255,255)

#000000

#FFFFFF

(255, 0, 0)

(0, 255, 0)

#FF0000

#00FF00

(0, 0, 255)

(255, 255, 0)

#0000FF

#FFFF00

(204,204,204)

#CCCCCC

При кодировании цвета на веб-страницах также используется модель RGB, но яркости каналов записываются в шестнадцатеричной системе счисления (от 0016 до FF16), а перед кодом цвета ставится знак #. Например, код красного цвета записывается как #FF0000, а код синего - как #0000FF. Вот коды некоторых цветов:

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

При 256 градациях цвета каждая точка кодируется 3 байтами, потому что на кодирование одного цвета выделяется

1 байт – 8 бит (2 8 =256)

Так как модель использует три цвета, то для кодирования всех возможных сочетаний цветов требуется 3 байта

При 256 градациях цвета каждая точка кодируется 3 байтами, потому что на кодирование одного цвета выделяется 1 байт – 8 бит (2 8 =256)

Так как модель использует три цвета, то для кодирования всех возможных сочетаний цветов требуется 3 байта

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Глубина цвета

Глубина цвета — это количество битов, используемое для кодирования цвета пикселя.

Сколько памяти нужно для хранения цвета 1 пикселя в режиме True Color ?

?

256 = 2 8 вариантов

R (0..255)

8 битов = 1 байт

R G B: 24 бита = 3 байта

True Color (истинный цвет)

Всего есть по 256 вариантов яркости каждого из трех цветов. Это позволяет закодировать 256 3 = 16 777 216 оттенков, что более чем достаточно для человека. Так как 256 = 2 8 , каждая из трех составляющих занимает в памяти 8 бит или 1 байт, а вся информация о каком-то цвете – 24 бита (или 3 байта). Эта величина называется глубиной цвета . 24-битное кодирование цвета часто называют режимом истинного цвета (англ. True Color – истинный цвет). Для вычисления объема рисунка в байтах при таком кодировании нужно определить общее количество пикселей (перемножить ширину и высоту) и умножить результат на 3, так как цвет каждого пикселя кодируется тремя байтами. Например, рисунок размером 20×30 пикселей, закодированный в режиме истинного цвета, будет занимать 20×30×3 = 1800 байт. Конечно, здесь не учитывается сжатие, которое применяется во всех современных форматах графических файлов. Кроме того, в реальных файлах есть заголовок, в котором записана служебная информация (например, размеры рисунка).

60

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Глубина цвета – количество бит, используемых для кодирования цвета точки, например, 8, 16, 24, 32 бита.

Количество цветов, отображаемых на экране монитора, может быть вычислено по формуле:

K=2 i ,

где К – количество цветов,

i – глубина цвета или битовая глубина

Глубина цвета – количество бит, используемых для кодирования цвета точки, например, 8, 16, 24, 32 бита. Количество цветов, отображаемых на экране монитора, может быть вычислено по формуле: K=2 i , где К – количество цветов, i – глубина цвета или битовая глубина

60

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Глубина цвета (I) и количество отображаемых цветов (K)

На экране отображена таблица отражающая Глубину цвета (I) и количество отображаемых цветов (K) . Это рекомендуется запомнить

60

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

?

Как уменьшить размер файла?

снижается качество

• уменьшить разрешение
• уменьшить глубину цвета

Цветовая палитра – это таблица, в которой каждому цвету, заданному в виде составляющих в модели RGB, сопоставляется числовой код.

Как правило, чем меньше цветов используется, тем больше будет искажаться цветное изображение. Таким образом, при кодировании цвета тоже есть неизбежная потеря информации, которая «добавляется» к потерям, вызванным дискретизацией. Однако при увеличении количества используемых цветов одновременно растет объем файла. Например, в режиме истинного цвета файл получится в два раза больше, чем при 12-битном кодировании.

Очень часто (например, в схемах, диаграммах и чертежах) количество цветов в изображении невелико (не более 256). В этом случае применяют  кодирование с палитрой .

63

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Кодирование с палитрой

Шаг 1. Выбрать количество цветов: 2, 4, … 256.

Шаг 2. Выбрать 256 цветов из палитры:

248 0 88

0 221 21

181 192 0

21 0 97

Шаг 3. Составить палитру (каждому цвету – номер 0..255) палитра хранится в начале файла

254

0

255

1

248 0 88

0 221 21

…

181 192 0

21 0 97

Шаг 4. Код пикселя = номеру его цвета в палитре

Кодирование с палитрой выполняется следующим образом:

выбираем количество цветов N (как правило, не более 256);

из палитры истинного цвета (16 777 216 цветов) выбираем любые N цветов и для каждого список из них находим составляющие в модели RGB;

каждому из цветов присваиваем номер (код) от 0 до N–1;

составляем палитру, записывая сначала RGB-составляющие цвета, имеющего код 0, затем составляющие цвета с кодом 1 и т.д.

цвет каждого пикселя кодируется не в виде значений RGB-составляющих, а как номер цвета в палитре.

2

45

65

14

…

12

23

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Кодирование с палитрой

00

00

11

11

11

00

11

11

00

01

11

11

01

00

01

11

11

01

01

10

00

11

11

01

10

01

10

11

11

10

10

01

01

11

10

01

10

01

10

10

01

01

10

10

01

10

10

10

Палитра:

0

цвет 00 2

0

0

0

0

цвет 01 2

255

255

0

цвет 10 2

0

255

255

цвет 11 2

255

?

2 бита на пиксель

Какая глубина цвета?

Например, при кодировании изображения российского флага (см. выше) были выбраны 4 цвета:

черный: RGB-код (0,0,0); двоичный код 00;

красный: RGB-код (255,0,0); двоичный код 01;

синий: RGB-код (0,0,255); двоичный код 10;

белый: RGB-код (255,255,255); двоичный код 11;

Поэтому палитра, которая обычно записывается в специальную служебную область в начале файла (ее называют заголовком файла), представляет собой четыре трехбайтных блока:

?

Сколько занимает палитра?

3  4 = 12 байтов

65

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Чтобы примерно оценить объем рисунка с палитрой, включающей N цветов (без учета сжатия), нужно:

• определить размер палитры, 3×N байт или 24×N бит;

• определить глубину цвета (количество бит на пиксель), то есть найти наименьшее

• натуральное число k, такое что 2 k ≥ N;

• вычислить общее количество пикселей M, перемножив размеры рисунка;

• определить информационный объем основной части M×k бит.

Чтобы примерно оценить объем рисунка с палитрой, включающей N цветов (без учета сжатия), нужно

определить размер палитры, 3×N байт или 24×N бит;

определить глубину цвета (количество бит на пиксель), то есть найти наименьшее

натуральное число k, такое что 2 k ≥ N;

вычислить общее количество пикселей M, перемножив размеры рисунка;

определить информационный объем основной части M×k бит.

В таблице приведены данные по некоторым вариантам кодирования с палитрой:

66

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Файл с палитрой:

пал ит ра

коды пикселей

Количество цветов

Размер палитры (байтов)

2

Глубина цвета (битов на пиксель)

6

4

12

1

16

2

48

256

768

4

8

В таблице приведены данные по некоторым вариантам кодирования с палитрой:…. Палитры с количеством цветом более 256 на практике не используются.

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Кодирование цвета при печати (CMYK)

R

G

B

R

G

G

B

B

Белый – красный = голубой C = Cyan

Белый – зелёный = пурпурный M = Magenta

Белый – синий = желтый Y = Yellow

Модель CMY

RGB-кодирование лучше всего описывает цвет, который  излучается  некоторым устройством, например, монитором или экраном ноутбука. Когда же мы смотрим на изображение, отпечатанное на бумаге, ситуация совершенно другая. Мы видим не прямые лучи источника, попадающие в глаз, а  отраженные  от поверхности. «Белый свет» от какого-то источника (солнца, лампочки), содержащий волны во всем видимом диапазоне, попадает на бумагу, на которой нанесена краска. Краска поглощает часть лучей (их энергия уходит на нагрев), а оставшиеся попадают в глаз, это и есть тот цвет, который мы видим. Например, если краска поглощает красные лучи, остаются только синие и зеленые – мы видим голубой цвет. В этом смысле красный и голубой цвета дополняют друг друга, так же, как и пары зеленый – фиолетовый и синий – желтый. Действительно, если из белого цвета (его RGB - код #FFFFFF) «вычесть» зеленый, то получится цвет #FF00FF (фиолетовый, пурпурный), а если «вычесть» синий, то получится цвет #FFFF00 (желтый). На трех дополнительных цветах – голубом, фиолетовом и желтом –строится цветовая модель CMY (англ. Cyan – голубой, Magenta – фиолетовый, Yellow – желтый), которая применяется для вывода на печать. Значения C=M=Y=0 говорят о том, что на белую бумагу не наносится никакая краска, поэтому все лучи отражаются, это белый цвет. Если добавить голубого цвета, красные лучи поглощаются, остаются только синие и зеленые. Если сверху нанести еще желтую краску, которая поглощает синие лучи, остается только зеленый.

68

68

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Кодирование цвета при печати (CMYK)

M

C

Y

Модель CMYK: + Key color

0

0

0

• меньший расход краски и лучшее качество для чёрного и серого цветов

0

255

255

255

0

255

0

255

255

255

255

255

При наложении голубой, фиолетовой и желтой красок теоретически должен получиться черный цвет, все лучи поглощаются. Однако на практике все не так просто. Краски не идеальны, поэтому вместо черного цвета получается грязно-коричневый. Кроме того, при печати черных областей приходится «выливать» тройную порцию краски в одно место. Нужно также учитывать, что обычно на принтерах часто распечатывают черный текст, а цветные чернила значительно дороже черных.

Чтобы решить эту проблему, в набор красок добавляют черную, это так называемый ключевой цвет (англ. Key color), поэтому получившуюся модель обозначают CMYK. Изображение, которое печатает большинство принтеров, состоит из точек этих четырех цветов, которые расположены в виде узора очень близко друг к другу. Это создает иллюзию того, что в рисунке есть разные цвета.

69

69

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

RGB и CMYK

видит человек

RGB

CMYK

• не все цвета, которые показывает монитор (RGB), можно напечатать (CMYK)
• при переводе кода цвета из RGB в CMYK цвет искажается

RGB(0,255,0)

• CMYK(65,0,100,0)

 RGB(104,175,35)

не все цвета, которые показывает монитор (RGB), можно напечатать (CMYK)

при переводе кода цвета из RGB в CMYK цвет искажается

70

70

Насыщенность ( S )

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Цветовая модель HSB (HSV)

HSB = H ue (тон, оттенок) S aturation (насыщенность)

B rightness (яркость) или V alue (величина)

0  /360 

Тон ( H )

100

Яркость ( B )

0

270 

90 

100

 яркость – добавить чёрного

0

Кроме цветовых моделей RGB и CMY (CMYK), существуют и другие. Наиболее интересная из них – модель HSB (англ. Hue – тон, оттенок; Saturation – насыщенность,Brightness – яркость), которая ближе всего к естественному восприятию человека. Тон – это, например, синий, зеленый, желтый. Насыщенность – это чистота тона, при уменьшении насыщенности до нуля получается серый цвет. Яркость определяет, насколько цвет светлый или темный. Любой цвет при снижении яркости до нуля превращается в черный.

180 

 насыщенность – добавить белого

71

71

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Цветовая модель Lab

Международный стандарт кодирования цвета, независимого от устройства (1976 г.)

Основана на модели восприятия цвета человеком.

Lab = L ightness (светлота)

a, b (задают цветовой тон)

• для перевода между цветовыми моделями: RGB  Lab  CMYK
• для цветокоррекции фотографий

Строго говоря, цвет, кодируемый в моделях RGB, CMYK и HSV, зависит от устройства, на котором этот цвет будет изображаться. Для кодирования «абсолютного» цвета применяют модель Lab (англ. Lighntess – светлота, a и b – параметры, определяющие тон и насыщенность цвета), которая является международным стандартом. Эта модель используется, например, для перевода цвета из RGB в CMYK и обратно.

Светлота 25%

Светлота 75%

72

72

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Профили устройств

RGB(255,0,0)

?

Какой цвет увидим?

как   680нм

RGB(255,0,0)

профиль монитора

  680нм

RGB(225,10,20)

профиль сканера

Обычно изображения, предназначенные для печати, готовятся на компьютере (в режиме RGB), а потом переводятся в цветовую модель CMYK. При этом стоит задача получить при печати такой же цвет, что и на мониторе. И вот тут возникают проблемы. Дело в том, что при выводе пикселей на экран монитор получает некоторые числа (RGB-коды), на основании которых нужно «выкрасить» пиксели тем или иным цветом. Отсюда следует важный вывод. Цвет, который мы видим на мониторе, зависит от характеристик и настроек монитора. Это значит, что, например, красный цвет (R=255, G=B=0) на разных мониторах будет разным. Наверняка вы видели этот эффект в магазине где продают телевизоры и мониторы – одна и та же картинка на каждом из них выглядит по-разному. Что же делать?

Во-первых, выполняется калибровка монитора – настройка яркости, контрастности, белого, черного и серого цветов. Во-вторых, профессионалы, работающие с цветными изображениями, используют цветовые профили мониторов, сканеров, принтеров и других устройств. В профилях хранится информация о том, каким реальным цветам соответствуют различные RGB-коды или CMYK-коды. Для создания профиля используют специальные приборы – калибраторы (колориметры), которые «измеряют» цвет с помощью трех датчиков, принимающих лучи в красном, зеленом и синем диапазонах. Современные форматы графических файлов (например, формат . PSD программы Adobe Photoshop) вместе с кодами пикселей содержат и профиль монитора, на котором создавался рисунок.

Для того, чтобы результат печати на принтере был максимально похож на изображение на мониторе, нужно (используя профиль монитора) определить «абсолютный» цвет (например, в модели Lab), который видел пользователь, а потом (используя профиль принтера) найти CMYK-код, который даст при печати наиболее близкий цвет.

Проблема состоит в том, что не все цвета RGB-модели могут быть напечатаны. В первую очередь это относится к ярким и насыщенным цветам. Например, ярко-красный цвет (R=255, G=B=0) нельзя напечатать, ближайший к нему цвет в модели CMYK (C=0, M=Y=255, K=0) при обратном переводе в RGB может дать значения в районе R=237, G=28, B=26. Поэтому при преобразовании ярких цветов в модель CMYK (и при печати ярких рисунков) они становятся тусклее. Это обязательно должны учитывать профессиональные дизайнеры.

CMYK(0,100,100,0)

профиль принтера

73

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Задача 1

Если пиксель будет только в двух состояниях: светится - не светится, то, сколько цветов в изображении?

Ответ : 2 цвета

Первая задача: Если пиксель будет только в двух состояниях: светится - не светится, то, сколько цветов в изображении? Я уверен, что все Ваши ответы совпали с тем ответом, который Вы видите на экране

74

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Задача 2

Определить количество пикселей изображения на экране монитора с разрешающей способностью 800x600.

Ответ: 480000 пикселей

Вторая задача: Если пиксель будет только в двух состояниях: светится - не светится, то, сколько цветов в изображении? Я уверен, что все Ваши ответы совпали с тем ответом, который Вы видите на экране

75

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Задача 3

Черно-белое (без градаций серого) растровое графическое изображение имеет размер 10*10 точек. Какой объем памяти займет это изображение?

Решение:

• Количество точек – 100
• Так как всего 2 цвета: черный и белый, то глубина цвета равна 1 (2 1 =2)
• Объем видеопамяти равен 100*1=100 бит.

Ответ: 100 бит .

Ребята, а теперь давайте решим задачи: Черно-белое (без градаций серого) растровое графическое изображение имеет размер 10*10 точек. Какой объем памяти займет это изображение? Решение:

Количество точек – 100

Так как всего 2 цвета: черный и белый, то глубина цвета равна 1 (2 1 =2)

Объем видеопамяти равен 100*1=100 бит

Ответ: 100 бит.

76

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Задача 4

В цветовой модели RGB для кодирования одного пикселя используется 3 байта.

Фотографию размером 2048x1536 пикселей сохранили в виде несжатого файла с x1536 пикселей сохранили в виде несжатого файла с использованием RGB-кодирования.

Определите размер получившегося файла кодирования.

Вторая задача: Если пиксель будет только в двух состояниях: светится - не светится, то, сколько цветов в изображении? Я уверен, что все Ваши ответы совпали с тем ответом, который Вы видите на экране

77

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Задача 4

Дано:                       Решение:

х*у=2048*1536       V= x*y*i=2048*1536*3байта= 9437184 байта =

i=3 байта = 9216 Кбайт = 9 Мбайт

V – ?

Ответ: 9 Мбайт

Вторая задача: Если пиксель будет только в двух состояниях: светится - не светится, то, сколько цветов в изображении? Я уверен, что все Ваши ответы совпали с тем ответом, который Вы видите на экране

78

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Задача 5

Для хранения растрового изображения размером 128*128 пикселей отвели 4 килобайта памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

Решение: i=V/x*y=4*1024*8/(128*128)=2 N=4

Ответ: 4 цвета

Вторая задача: Если пиксель будет только в двух состояниях: светится - не светится, то, сколько цветов в изображении? Я уверен, что все Ваши ответы совпали с тем ответом, который Вы видите на экране

79

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Задача 6

Укажите минимальный объем памяти (в килобайтах), достаточный для хранения любого растрового изображения размером 64*64 пикселя, если известно, что в изображении используется палитра из 256 цветов. Саму палитру хранить не нужно.

Решение: V= 64*64*8=32768 бит = 4096 байт = 4 Кбайт

Ответ: 4 Кбайт

Вторая задача: Если пиксель будет только в двух состояниях: светится - не светится, то, сколько цветов в изображении? Я уверен, что все Ваши ответы совпали с тем ответом, который Вы видите на экране

80

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Задача 7

Какой размер в пикселях должен иметь закодированный рисунок с разрешением 300 ppi , чтобы с него можно было сделать отпечаток размером 10×15 см ?

10 см × 300 пикселей

 1181 пиксель

высота

2,54 см

15 см × 300 пикселей

 1771 пиксель

ширина

2,54 см

81

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Задача 8

Закодированный рисунок имеет размеры 5760 × 3840 пикселей и разрешение 600 ppi . Какой размер будет у изображения, отпечатанного на принтере?

5760 пикселей × 2,54 см

 24,4 см

ширина

600 пикселей

3840 пикселей × 2,54 см

высота

 16,3 см

600 пикселей

82

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Задача 9

Определите размер файла, в котором закодирован растровый рисунок размером 20×30 пикселей в режиме истинного цвета (True Color)?

20  30  3 байта = 1800 байт

Для вычисления объема рисунка в байтах при таком кодировании нужно определить общее количество пикселей (перемножить ширину и высоту) и умножить результат на 3, так как цвет каждого пикселя кодируется тремя байтами. Например, рисунок размером 20×30 пикселей, закодированный в режиме истинного цвета, будет занимать 20×30×3 = 1800 байт. Конечно, здесь не учитывается сжатие, которое применяется во всех современных форматах графических файлов. Кроме того, в реальных файлах есть заголовок, в котором записана служебная информация (например, размеры рисунка).

83

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Задача 10

Укажите минимальный объем памяти (в килобайтах), достаточный для хранения любого растрового изображения размером 64*64 пикселя, если известно, что в изображении используется палитра из 256 цветов. Саму палитру хранить не нужно.

Решение: V= 64*64*8=32768 бит = 4096 байт = 4 Кбайт

Ответ: 4 Кбайт

Вторая задача: Если пиксель будет только в двух состояниях: светится - не светится, то, сколько цветов в изображении? Я уверен, что все Ваши ответы совпали с тем ответом, который Вы видите на экране

84

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Домашнее задание

Задача 1

Закодируйте рисунок с помощью шестнадцатеричного кода:

85

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Домашнее задание

Задача 2.

Постройте шестнадцатеричные коды:

RGB (100, 200, 200) 

RGB (30, 50, 200) 

RGB (60, 180, 20) 

RGB (220, 150, 30) 

86

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

Домашнее задание

Задача 3.

Для хранения растрового изображения размером 64*64 пикселя отвели 512 байтов памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

87

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

По форме хранения графическую информацию разделяют на аналоговую (изображения на бумаге) и цифровую (компьютерную графику)

1

2

По способу создания графические изображения можно разделить на три группы: векторные, фрактальные, растровые

Дискретизация – это преобразование графической информации из аналоговой формы в дискретную, то есть разбиение непрерывного графического изображения на отдельные элементы

3

А теперь давайте подытожим наш урок. На сегодняшнем уроке Вы узнали, о том, что По форме хранения графическую информацию разделяют на аналоговую (изображения на бумаге) и цифровую (компьютерную графику),

По способу создания графические изображения можно разделить на три группы: векторные, фрактальные, растровые, а также что

Дискретизация – это преобразование графической информации из аналоговой формы в дискретную, то есть разбиение непрерывного графического изображения на отдельные элементы

87

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИЯ

1.3. Кодирование графической информации

4

Для растровых изображений используются три основных системы кодирования и передачи цвета: HSB, RGB и CMYK.

5

Графические режимы характеризуются такими показателями, как Разрешающая способность и Глубина цвета

6

Вы узнали, как рассчитать объем памяти, необходимый для хранения изображения, и как кодировать цвета

Для растровых изображений используются три основных системы кодирования и передачи цвета: HSB, RGB и CMYK.

Графические режимы характеризуются такими показателями, как Разрешающая способность и Глубина цвета

Вы узнали, как рассчитать объем памяти, необходимый для хранения изображения, и как кодировать цвета

87

Клепачёва Е.А.,

учитель информатики УК АФМШЛ №61

87