Представление графической информации

Представление графической
информации
Графические изображения, хранящиеся в аналоговой
(непрерывной) форме на бумаге, фото- и кинопленке,
могут быть преобразованы в цифровой компьютерный
формат путем пространственной дискретизации. Это
реализуется путем сканирования, результатом которого
является растровое изображение.
Растровое изображение состоит из отдельных
точек (пикселей), каждая из которых может
иметь свой цвет.
• Пиксель – наименьший элемент
изображения на экране (англ. pixel
образовано от словосочетания picture
element).
• Растр – прямоугольная сетка пикселей
на экране.
• Важнейшими характеристиками
монитора является размер экрана,
который задается величиной его
диагонали в дюймах (15”, 17”, 21” и т.д.)
и размер точки экрана (0,25 мм или
0,28 мм).
• Графический режим экрана монитора
характеризуется разрешающей
способностью и глубиной цвета.
• Разрешающая способность экрана –
задается количеством точек по
горизонтали и вертикали: m*n (640*480,
800*600 и т.д.).
• Палитры могут содержать 8, 16, 256,
65 536 и более цветов.
• Глубина цвета (измеряется в битах)
определяется формулой: I=2К
• Число цветов, воспроизводимых на
экране дисплея (К), и число бит,
отводимых в видеопамяти под каждый
пиксель (N), связаны формулой: К=2N
• Величину N называют битовой
глубиной (бит/пиксель).
Например: при использовании битовой
глубины N =8 бит/пиксель количество
цветов в палитре будет равно К=28=256.
Все многообразие красок на экране получается
путем смешивания трех базовых цветов:
красного, синего и зеленого.
• Цветные дисплеи, использующие такой
принцип, называют RGB–мониторами
(Red-Green-Blue).
• Код цвета пикселя содержит
информацию о доле каждого базового
цвета.
Если все три составляющие имеют одинаковую
интенсивность (яркость), то из их сочетаний
можно получить 8-цветную палитру (23=8)
• В таблице наличие базового цвета обозначено
единицей, а его отсутствие нулем:
к
з
с
цвет
0
0
0
Черный
0
0
1
Синий
0
1
0
Зеленый
0
1
1
Голубой
1
0
0
Красный
1
0
1
Розовый
1
1
0
Коричневый
1
1
1
Белый
16-цветная палитра получается при использовании 4-разрядной
кодировки пикселя (24=16): к трем битам базовых цветов
добавляется один бит интенсивности.
• Бит интенсивности управляет яркостью
всех трех цветов одновременно.
• Например:
8-цветная палитра
цвет
16-цветная палитра
код
цвет
код
красный
100
коричневый
110
красный
ярко-красный
коричневый
ярко-коричневый
0100
1100
0110
1110
Пример. Сканируется цветное изображение размером 10*10 см.
Разрешающая способность сканера 600 dpi (dot per inch – точек на дюйм:
на отрезке длиной 1 дюйм сканер различает 600 точек) и глубина цвета 32
бита. Какой информационный объем будет иметь полученный
графический файл?
• Переведем разрешающую способность сканера из
точек на дюйм (1 дюйм=2,54 см) в точки на см:
600 dpi :2,54 ≈ 236 точек/см
• Так как по условию задачи размер изображения
10*10 см, то размер изображения в точках составит
2360*2360 точек.
• Общее количество точек: 2360*2360=5 569 600.
• Информационный объем файла равен:
32 бита*5569600=178 227 200 бит ≈21 Мбайт.
Задачи
1. Сколько бит видеопамяти занимает
информация об одном пикселе на чернобелом экране?
2. Современный монитор позволяет получать
на экране 16 777 216 различных цветов.
Сколько бит памяти занимает один пиксель?
3. На экране с разрешающей способностью
640*200 высвечиваются только двухцветные
изображения. Какой минимальный объем
видеопамяти необходим для хранения
изображения?
4. Определить глубину цвета в графическом режиме
True Color, в котором палитра состоит из 4 294 967
296 цветов.
5. Определить объем видеопамяти компьютера,
который необходим для реализации графического
режима монитора High Color с разрешающей
способностью 1024*768 точек и палитрой из 65 536
цветов.
6. Определить максимально возможную ширину экрана
(в точках) для монитора с диагональю 15”, размером
точки экрана 0, 28 мм и разрешающей способностью
экрана 1024*768.
7. Запишите код красного цвета в 8-битном двоичном,
шестнадцатеричном и десятичном представлении.