Кодирование графической информации

Кодирование графической информации

Пространственная дискретизация

9 класс

Две формы представления графической информации

аналоговая

дискретная

Графические изображения из аналоговой (непрерывной) формы в цифровую (дискретную) преобразуются путем пространственной дискретизации.

Пример: сканирование

При сканировании мы с вам осуществили пространственную дискретизацию

Пространственная дискретизация – это преобразование графического изображения из аналоговой формы в дискретную (цифровую)

Изображение разбивается на отдельные точки, причем каждая точка имеет свой цвет. Эти точки называются пикселями.

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

В результате пространственной дискретизации графическая информация представляется в виде растрового изображения , которое формируется из определенного количества строк, содержащих, в свою очередь, определенное количество точек.

Важнейшей характеристикой качества растрового изображения является разрешающая способность

Чем меньше размер точки, тем больше разрешающая способность (больше строк растра и точек в строке) и, соответственно, выше качество изображения

…………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………

Величина разрешающей способности обычно выражается в dpi (точек на дюйм) 1 дюйм = 2,54 см

Пространственная дискретизация непрерывных изображений, хранящихся на бумаге, фото- и кинопленке, может быть осуществлена путем сканирования. В настоящее время все большее распространение получают цифровые фото- и видеокамеры, которые фиксируют изображения сразу в дискретной форме.

Качество растровых изображений, полученных в результате сканирования, зависит от разрешающей способности сканера, которую производители указывают двумя числами (например, 1200 х 2400 dpi)

В процессе дискретизации могут использоваться различные палитры цветов

Палитра цветов – наборы цветов, в которые могут быть окрашены 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: N =2 i

Если изображение черно-белое без градаций серого цвета, то палитра состоит всего из двух цветов (черного и белого), то чему будет равно N ?

N = 2

Вычислим, какое количество информации i необходимо, чтобы закодировать цвет каждой точки. N =2 i 2 = 2 i  2 1 = 2 i  I = 1 бит

Количество информации, которое используется для кодирования цвета точки изображения, называется глубиной цвета .

Глубина цвета и количество цветов в палитре

Глубина цвета, i (битов)

Количество цветов в палитре, N

4

2 4 =16

8

2 8 = 256

16

2 16 =65 536

24

2 24 = 16 777 216

Растровые изображения на экране монитора

Графические режимы монитора

Качество изображения на экране монитора зависит от величины пространственного разрешения и глубины цвета .

Пространственное разрешение экрана монитора определяется как произведение количества строк изображения на количество точек в строке.

Монитор может отображать информацию с различными пространственными разрешениями

( 800*600, 1024*768, 1152*864 и выше).

Графические режимы монитора

• Глубина цвета измеряется в битах на точку и характеризует количество цветов, в которые могут быть окрашены точки изображения.
• Количество отображаемых цветов также может изменяться в широком диапазоне: от 256 (глубина цвета 8 битов) до более 16 миллионов (глубина цвета 24 бита).

ЧЕМ БОЛЬШЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЕ

РАЗРЕШЕНИЕ И ГЛУБИНА ЦВЕТА,

ТЕМ ВЫШЕ КАЧЕСТВО

ИЗОБРАЖЕНИЯ

Графические режимы монитора

В операционных системах предусмотрена возможность выбора необходимого пользователю и технически возможного графического режима.

Графические режимы монитора

• Периодически, с определенной частотой, коды цветов точек отображаются на экране монитора.
• Частота считывания изображения влияет на стабильность изображения на экране.
• В современный мониторах обновление изображения происходит с частотой 75 и более раз в секунду, что обеспечивает комфортность восприятия изображения пользователем.

Объем видеопамяти

Информационный объем требуемой видеопамяти можно рассчитать по формуле:

I П = i * X * Y

где I П - информационный объем видеопамяти в битах

X * Y - пространственное разрешение

i - глубина цвета в битах на точку

Пример

Найдем объем видеопамяти для графического режима с пространственным разрешением 800х600 точек и глубиной цвета 24 бита.

I П = i * X * Y =

24 бита х 600 х 800 =

11 520 000 бит =

1 440 000 байт = 1 406,25 Кбайт = 1,37 Мбайт

Задание

В мониторе могут быть установлены графические режимы с глубиной цвета 8, 16 и 24, 32 бита. Вычислить объем видеопамяти в Кбайтах , необходимый для реализации данной глубины цвета при различных разрешающих способностях экрана. Занести решение в таблицу.

Разрешающая способность экрана

Глубина цвета

800 х 600

8

1024 х 768

16

24

Источники информации:

• - Угринович Н. Д. Учебник Информатика: учебник для 9 класса/ Н. Д. Угринович - 4-е изд. – М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. – 178с..;
• - Угринович Н. Д., Босова Л.Л., Михайлова Н.И. Информатика и ИКТ: практикум/ Н. Д. Угринович, Л.Л. Босова, Н.И. Михайлова - М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. – 394с.
• - Угринович Н. Д. Информатика и ИКТ. 8-11 классы: Методическое пособие/ Н. Д. Угринович – М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. - 187с.;
• http://www.xrest.ru/original/378479/