Кодирование графической информации

Кодирование графической информации

Графическая информация может быть представлена в аналоговой или дискретной форме.

Аналоговое - живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно

Дискретного — изображение, напечатанное с помощью струйного принтера, состоящее из отдельных точек разного цвета.

Пространственная дискретизация преображение графических изображения из аналоговой (непрерывной) формы в цифровую (дискретную)

Пространственная дискретизация

Изображение разбивается на отдельные маленькие фрагменты (точки, или пиксели), каждый элемент имеет свой цвет (красный, зеленый, синий и т. д.).

Пиксель — минимальный участок изображения, для которого независимым образом можно задать цвет.

Разрешающая способность .

Разрешающая способность растрового изображения определяется количеством точек по горизонтали и вертикали на единицу длины изображения.

Глубина цвета.

В процессе дискретизации могут использоваться различные палитры цветов, т. е. наборы тех цветов, которые могут принимать точки изображения.

Количество цветов N в палитре и количество информации I , необходимое для кодирования цвета каждой точки, связаны между собой и могут быть вычислены по формуле:

Глубина цвета .

В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета) палитра цветов состоит всего из двух цветов (черного и белого).

В двоичной системе 1 пиксель (1 точка) = 1 бит

Глубина цвета.

Количество информации или информационный объем , которое используется для кодирования цвета

1 точки изображения, называется глубиной цвета .

Глубина цвета и количество цветов в палитре

Глубина цвета, I (битов)

1пиксель = 8 бит

Количество цветов в палитре, N

1пиксель = 16 бит

2 8 = 256

2 16 = 65 536

1пиксель = 24 бит

2 24 = 16 777 216

Задание:

Черно-белое растровое изображение имеет размер 10*10 точек. Какой информационный объем имеет изображение?

Решение:

1точка = 1 бит

100 точек = 100 бит

I=100 бит

Графические режимы монитора

Монитор может отображать информацию с различными пространственными разрешениями (800(строк) х 600(количество точек в строке), 1024 х 768, 1152 х 864 и выше).

Чем больше пространственное разрешение и глубина цвета, тем выше качество изображения

Палитры цветов

Сумма красного, зеленого и синего цветов воспринимается человеком как белый цвет, их отсутствие — как черный, а различные их сочетания — как многочисленные оттенки цветов.

Палитра цветов в системе цветопередачи RGB

Цвета в палитре RGB формируются путем сложения базовых цветов:

Red — красный , Green — зеленый , Blue — синий .

Цвет палитры определятся формулой

С olor = R + G + B

Максимальный уровень интенсивности 255

Таблица 1. Формирование цветов в системе цветопередачи RGB

Цвет

Черный

Формирование цвета

Black = 0 + 0 + 0

Белый

White = Rmax + Gmax + Вт ax

Красный

Red = Rmax + 0 + 0

Зеленый

Синий

Green = 0 + Gmax + 0

Blue = 0 + 0 + Bmax

Голубой

Cyan = 0 + Gmax + Bmax

Пурпурный

Magenta = Rmax + 0 + Bmax

Желтый

Yellow = Rmax + Gmax + 0

Таблица 2.

Кодировка цветов при глубине цвета 24 бита

Цвет

Двоичный и десятичный коды интенсивности

базовых цветов

Красный

Черный

00000000

Красный

Зеленый

0

Зеленый

11111111

00000000

00000000

255

Синий

Синий

00000000

Голубой

0

00000000

0

00000000

11111111

00000000

Пурпурный

0

0

0

Желтый

0

11111111

00000000

255

00000000

00000000

11111111

11111111

Белый

255

0

0

11111111

255

00000000

0

255

11111111

11111111

11111111

0

255

255

11111111

255

11111111

255

00000000

255

255

0

11111111

255

Палитра цветов в системе цветопередачи CMYK

Цвета в палитре CMYK формируются:

1. Путем сложения базовых цветов:

Cyan — голубая, Magenta — пурпурная, Yellow — желтая

Color = С+ М + Y ,

2. Путём вычитания из белого цвета определённых цветов

Таблица 3. Формирование цветов в системе цветопередачи CMYK

Цвет

Черный

Формирование цвета

Black = K=C + M+Y=W-G-B-R

Белый

White = W = (С = 0, M = 0, Y= 0)

Красный

Red =R=Y+M=W-B - G

Зеленый

Синий

Green = G= Y+C = W-B-R

Blue = В = М + C= W-G-R

Голубой

Cyan = C= G +B = W-R

Пурпурный

Magenta = M =R +B = W-G

Желтый

Yellow = Y =R +G = W - В

Применение

Система цветопередачи RGB применяется в мониторах компьютеров, в телевизорах и других излучающих свет технических устройствах.

Система цветопередачи CMYK применяется в полиграфии. В струйных принтерах для получения изображений высокого качества используются четыре картриджа, содержащие базовые краски системы цветопередачи CMYK

Решение задач

1. В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 65 536 до 16. Во сколько раз уменьшился его информационный объем?

2 . Цветное растровое графическое изображение с палитрой из 256 цветов имеет размер 10*10 точек. Какой информационный объем имеет изображение?

3. Определить цвета, если заданы интенсивности базовых цветов в двоичной системе, в системе цветопередачи RGB .

Цвет

Интенсивность базовых цветов

Красный

Зеленый

00000000

Синий

11111111

00000000

00000000

00000000

00000000

00000000

00000000

11111111

00000000

00000000

00000000

11111111

11111111

11111111

11111111

00000000

11111111

11111111

11111111

11111111

00000000

11111111

11111111

Вопросы для закрепления.

• Как связаны между собой количество цветов в палитре и глубина цвета?
•   Какова частота обновлений на экране монитора
• Почему частота обновлений должна быть больше чем частота кадров в кино?
• Как формируется палитра цветов в системе цветопередачи RGB ?