Представление графической информации

Компьютерная графика – раздел информатики, предметом которого является работа на компьютере с графическими изображениями (рисунками, чертежами, фотографиями, видеокадрами и т.п.)

Области применения компьютерной графики:

• Научная графика
• Деловая графика
• Конструктивная графика
• Иллюстративная графика
• Художественная и рекламная графика
• Компьютерная анимация

Мультимедиа – это объединение высококачественного изображения на экране компьютера со звуковым сопровождением

Виды компьютерной графики

Векторная графика Векторное представление - это совокупность описаний простых элементов ( графических примитивов )

Элемент

Данные об элементе

Линия

Координаты концов линии

Окружность

Координаты центра и радиус

Многоугольник

Координаты углов

Закрашенная область

Граничная линия и цвет закраски

Векторный код буквы К

ЛИНИЯ ( X1, Y1, X2, Y2)

ЛИНИЯ (3 , 2 , 3 , 8 ) ЛИНИЯ (4 , 5 , 7 , 2) ЛИНИЯ (4 , 5 , 7 , 8 )

Растровая графика

Растровое представление - это совокупность кодов пикселей , составляющих изображение

Растровый код буквы

К – 72 бита

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

1

0

1

1

1

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

Растровый код ( двухцветный )

Разрешение изображения – количество пикселей в единице длины ( дюйме ) изображений ( ppi ) ,

72 ppi  72x72=5184 пикселя

Количество видеопикселей в 1 дюйме ( dpi ) характеризует разрешающую способность монитора – X x Y

X – число точек по горизонтали

Растр – графическая сетка

Y – число строк

72 dpi - 80 0 x60 0 ,

96 dpi - 1024 x 768

Качество изображения определяется разрешающей способностью и глубиной цвета ( количество бит для кодирования цвета точки )

Глубина цвета ( i ) , бит

1

Количество отображаемых цветов ( N )

2 1 = 2

2

2 2 = 4

3

2 3 = 8

4

8

2 4 =16

2 8 =256

16

2 16 =65 536

24

2 24 =16 777 216

N =2 i

1 бит на пиксель – 2 цвета

2 бита на пиксель – 4 цвета

Цветное изображение формируется из 3-х базовых цветов: Красного , зелёного и синего . Такая модель называется RGB моделью ( RED - GREEN - BLUE ).

Двоичный код восьми цветной палитры

Красный

Зеленый

0

Синий

0

0

Цвет

0

0

0

0

Черный

1

1

1

Синий

1

0

Зеленый

1

0

1

Голубой

0

1

0

1

1

1

Красный

Розовый

1

0

Коричневый

1

Белый

16 - цветная палитра получается при использовании 4 -разрядной кодировки пикселя: к 3 битам базовых цветов добавляется 1 бит интенсивности . Этот бит управляет яркостью всех 3-х цветов одновременно

Двоичный код шестнадцати цветной палитры

Интенсивность

0

Красный

0

Зеленый

0

0

0

Синий

0

0

0

0

0

Цвет

Черный

1

0

0

1

1

0

1

0

Синий

1

1

Зеленый

0

0

0

0

Голубой

1

0

1

1

Красный

1

1

1

0

1

Розовый

0

0

1

1

Коричневый

0

1

0

0

Белый(или серый )

0

1

0

1

Темно-серый

1

1

1

0

Ярко-синий

1

Ярко-зеленый

1

1

0

1

1

Ярко-голубой

0

1

0

1

Ярко-красный

1

1

Ярко-розовый

1

0

Ярко-желтый

1

Ярко-белый

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

Название цвета

Интенсивность

Красный

Черный

Красный

Зеленый

00000000

11111111

Синий

00000000

Зеленый

00000000

00000000

00000000

Синий

00000000

00000000

Голубой

11111111

Желтый

00000000

00000000

00000000

11111111

11111111

11111111

Белый

11111111

11111111

11111111

00000000

11111111

11111111

Информационный объем графического изображения

вычисляется по формуле:

V = X x Y x i , где X x Y – разрешающая способность , i - глубина цвета ( в битах )

1 байт = 2 3 бит = 8 бит.

1 Кб ( килобайт ) = 1024 байт = 2 10 байт

1 Мб ( мегабайт ) =1024 Кбайт = 2 10 Кбайт =

= 2 20 байт

1 Гб ( гигабайт ) = 1024 Мбайт = 2 10 Мбайт =

= 2 20 Кбайт = 2 30 байт

1 Тб ( терабайт ) = 1024 Гбайт = 2 10 Гбайт =

= 2 20 Мбайт = 2 30 Кбайт = 2 40 байт

1 Пб ( петабайт ) = 1024 Тбайт = 2 10 Тбайт =2 20 Гбайт = 2 30 Мбайт = 2 40 Кбайт= 2 5 0 байт

Решение задач

1. Растровый графический файл содержит черно-белое изображение (без градаций серого) размером 100 х 100 точек. Какой объем памяти требуется для хранения этого файла?

• 1000 бит
• 10000 бит
• 10000 байт

V памяти = 100  100  1

2. Растровый файл, содержащий черно-белый (без оттенков серого) квадратный рисунок , имеет объем 200 байт . Рассчитайте размер стороны квадрата (в пикселях).

• 15
• 40
• 1000

V = X  X  1=200*8

3. Объем изображения, размером 40х50 пикселей , составляет 2000 байт . Изображение использует:

• 8 цветов
• 256 цветов
• 16777216 цветов

V = 40  50  i=2000*8

N =2 I

N =256

i=8 бит

4 . Рассчитайте объем видеопамяти , необходимой для хранения растрового изображения , занимающего весь экран монитора с разрешающей способностью 640 х 480 пикселов, если используется палитра из 65536 цветов .

Решение

Дано:

V памяти = X  У  i

N =2 i

X  У= 640 х 480

65536 =2 i

i = 16 ( бит )= 2 байта

N = 65536

Найти: V

Ответ: V = 600 Кбайт

5 . Для хранения растрового изображения размером 320х400 пикселов потребовалось 125 Кбайт памяти. Определите количество цветов в палитре.

Решение

Дано:

N =2 I

V памяти = X  У x I

X  У= 320 х 400

V =125 Кбайт

Найти: N

N =2 8 = 256

Ответ: 256 цветов

6 . Определите объем изображения для разных режимов экрана

Количество точек

По горизонтали ( X )

По вертикали ( Y )

320

Всего

X*Y

Количество цветов

200

N=2 i

Глубина цвета

Информационный объем экрана

i , бит

2

V= X x Y x i, Кб

1. 64000 х 1 =

= 64000 (бит)

2. 64000 / 8 =

= 8000 (байт)

1

64000

3. 8000 / 1024 

 7, 8 ( Кб)

Количество точек

По горизонтали ( X )

320

По вертикали ( Y )

Количество цветов

200

Всего

X*Y

640

640

350

Глубина цвета

N=2 i

256

480

800

Информационный объем экрана

i , бит

16

600

V= X x Y x i

1024

256

768

16

16

64000

Домашнее задание:

§17 - §19

Задача №6 к §19 (стр. 100)

Количество точек

По горизонтали ( X )

По вертикали ( Y )

320

Количество цветов

200

640

Всего

X*Y

Глубина цвета

N=2 i

350

640

480

256

800

i , бит

Информационный объем экрана

600

16

V= X x Y x i

1024

256

768

16

16

64000

Решение

Задача №6

V в.п.

V рис. = X  У x i

Дано:

K=

V рис.

V =5 12 Кбайт

N =2 i

X  Y = 640  480

i 1 = 4 бит

N 1 =2 4 = 1 6

N 1 =16

1).

N 2 =256

512*1024*8

K 1 =

=3,41  4

640*480*4

Найти:

K 1 , K 2

i 2 = 8 бит

N 2 =2 8 = 256

2).

512*1024*8

K 2 =

=1,71  2

1 Кб =1024 байт

640*480*8

1 байт = 8 бит

Ответ:

K 2  2

K 1  4