© 2022 717 0
СДЕЛАЙТЕ СВОИ УРОКИ ЕЩЁ ЭФФЕКТИВНЕЕ, А ЖИЗНЬ СВОБОДНЕЕ
Благодаря готовым учебным материалам для работы в классе и дистанционно
Скидки до 50 % на комплекты
только до 07.06.2025
Готовые ключевые этапы урока всегда будут у вас под рукой
Организационный момент
Проверка знаний
Объяснение материала
Закрепление изученного
Итоги урока
Лекция по теме Кодирование графической информации
Категория:
Информатика
17.09.2022 12:26
Просмотр содержимого документа
«Лекция по теме Кодирование графической информации»
ТЕМА «Кодирование графической информации»
Экран дисплея может работать в двух основных режимах: текстовом и графическом.
В графическом режиме экран разделяется на отдельные светящиеся точки, количество которых зависит от типа дисплея, например 1920 по горизонтали и 1080 по вертикали. Светящиеся точки на экране называют пикселями, их цвет и яркость может меняться.
Каждому пикселю, формирующему изображение, назначается определенный цвет. Система растровых изображений использует RGB матрицу, т.е. три цвета: красный, зеленый и синий.
Цвет каждого пикселя зависит от яркости этих цветов. Этот процесс называют пространственной дискретизацией изображения. Изображение, сформированное таким способом, называют растровым.
Качество такого изображения зависит от двух параметров - количество пикселей и количество цветов в палитре.
Двоичный код изображения, выводимого на экран, хранится в видеопамяти. Видеопамять – это электронное энергозависимое запоминающее устройство. Размер видеопамяти зависит от разрешающей способности дисплея и количества цветов. Но ее минимальный объем определяется так, чтобы поместился один кадр (одна страница) изображения, т.е. как результат произведения разрешающей способности монитора на число битов, отводимых на 1 пиксель.
Графические режимы характеризуются такими показателями как:
- разрешающая способность (количество точек, с помощью которых на экране воспроизводится изображение).
- глубина цвета (количество бит, используемых для кодирования цвета точки), например, 8, 16, 24, 32 бита. Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки, Тогда количество цветов, отображаемых на экране монитора может быть вычислено по формуле N=2I , где N – количество цветов, I – глубина цвета или битовая глубина.
- палитра (количество цветов, которые используются для воспроизведения изображения), например 4 цвета, 16 цветов, 256 цветов, 256 оттенков серого цвета.
Кодировочная палитра для 8 битного изображения.
| Яркость цветов | Цвет | Код | ||||
| Красный | Зеленый | Синий | ||||
| 0 | 0 | 0 | Черный | 000 | ||
| 0 | 0 | 1 | Синий | 001 | ||
| 0 | 1 | 0 | Зеленый | 010 | ||
| 0 | 1 | 1 | Голубой | 011 | ||
| 1 | 0 | 0 | Красный | 100 | ||
| 1 | 0 | 1 | Пурпурный | 101 | ||
| 1 | 1 | 0 | Желтый | 110 | ||
| 1 | 1 | 1 | Белый | 111 | ||
Формула для определения количества информации в изображении:
L = H*W*i
Где
L – информационный объём изображения;
H и W – высота и ширина изображения в пикселях;
i – глубина цвета (т.е. количество бит, выделенных на кодирование цвета)
или другими словами, Чтобы найти вес изображения достаточно перемножить разрешающую способность изображения на глубину цвета: L=P*i.
А количество использованных цветов в изображении, можно найти по формуле:
N = 2i
Где
N – количество цветов в палитре;
i – глубина цвета (бит), длина двоичного кода, который используется для кодирования цвета пикселя
Согласно этой формуле
| Количество цветов в палитре | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 | 65536 | 16 млн |
| Глубина цвета (бит) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 16 | 24 |
Разбор и решение задач
Задача 1
Для хранения произвольного растрового изображения размером 1024 × 1024 пикселей отведено 512 Кбайт памяти, при этом для каждого пикселя хранится двоичное число – код цвета этого пикселя. Для каждого пикселя для хранения кода выделено одинаковое количество бит. Сжатие данных не производится. Какое максимальное количество цветов можно использовать в изображении?
Решение.
Всего 1024 * 1024 = 210 * 210 = 220 пикселей.
512 Кбайт памяти = 512 * 210 байт
Объём растрового изображения находится как произведение количества пикселей в изображении на объём памяти x, необходимый для хранения цвета одного пикселя: 1024 * 1024 * x = 512 * 210 * 23 бит, откуда x = 29 * 210 * 23/(220) = 22 бит = 4 бита. Значит, в изображении можно использовать не более 24 = 16 цветов.
Ответ: 16.
Задача 2
Какой минимальный объём памяти (в Кбайт) нужно зарезервировать, чтобы можно было сохранить любое растровое изображение размером 128×128 пикселей при условии, что в изображении могут использоваться 256 различных цветов? В ответе запишите только целое число, единицу измерения писать не нужно.
Решение.
Один пиксель кодируется 8 битами памяти, так как 256 = 28.
Всего 128 * 128 = 27 * 27 = 214 пикселей.
Тогда объем памяти, занимаемый изображением 214* 8 = 217 бит = 214 байт = 24 Кбайт = 16 Кбайт.
Ответ: 16.
Задача 3. Сканируется цветное изображение размером 20×30 см. В программе сканирования установлены следующие параметры: разрешающая способность 300 dpi и глубина цвета 24 бита. Какой информационный объем будет иметь полученный графический файл? Результат представить в Мбайтах, округлить до сотых, один дюйм принять равным 2,5 см.
| Дано: X=20 см Y=30 см 1дюйм = 2,5 см Раз. cпос.=300 dpi (точек на дюйм) I=24 бита=3 байта
| Решение: Сначала переведем см в пиксели: X1=20/2,5=8 дюймов Y1=30/2,5=12 дюймов Найдем разрешающую способность экрана: P = X1*Y1·*(Раз.спос.) 2 = 8*12*3002 = 8640000 Теперь чтобы найти информационный объём изображения умножим разрешающую способность экрана на глубину цвета в пикселе V(Инфор)= P * I = 8640000 *3= 25920000 байт Определяем объем изображения в Мбайтах: V(Инфор)=25920000 /(1024*1024) = 24,72 Мбайт
Ответ: V(Инфор)= 24,72 Мбайт |
| Найти: V(Инфор. объём)-? |
ЗАКРЕПЛЕНИЕ МАТЕРИАЛА.
Задача 1: Найдите глубину цвета изображения, если количество цветов в палитре 8.
Задача 2: Найдите количество цветов в палитре, если глубина цвета изображения 7.
Задача 3: Какой объём информации занимает растровое изображение размером 1024 × 512 пикселей с глубиной цвета 8 бит.
Задача 4: Размеры растрового графического изображения 800 × 600 точек. Количество цветов в палитре 16 млн. Определить информационный объём изображения.
Задача 5: Определить информационный объем фотографии (10 × 15 см) отсканированной с разрешением в 300 DPI и с использованием 256 цветовой палитры.
Справочный материал:
Таблица степеней по основанию 2
Соотношение размера двоичных кодов
1 байт = 23 бит = 8 бит
1 Кбайт = 210 байт = 1024 байт
1 Кбайт = 210 байт = 210 * 23 бит = 213 бит = 8192 бит
DPI – это аббревиатура от «Dots Per Inch» и означает точек на дюйм.
1DPI = 1PPI (пикселей на дюйм).
Дюйм – единица длины равная 2,541 см.
Пиксель – «picture element» – это точка (минимальная частичка) цифрового изображения. Все, что вы видите на экране монитора или дисплее цифровой фотокамеры, состоит из пикселей.
1
Вебинар для учителей
Свидетельство об участии БЕСПЛАТНО!
Полезное для учителя
Реализация образовательных программ осуществляется с применением исключительно электронного обучения и ДОТ
