"Кодирование и обработка графической информации".

Кодирование и обработка
графической информации.
Пространственная дискретизация. Растровые
изображения на экране монитора
03.07.2011
Костылина Наталья Николаевна учитель
МОУ СОШ №25 г.Сочи
1
Способы представления
Графическую информацию можно представлять в двух формах:
аналоговой или дискретной.
Живописное полотно,
цвет которого
изменяется
непрерывно - это
пример аналогового
представления
03.07.2011
Костылина Наталья Николаевна учитель
МОУ СОШ №25 г.Сочи
2
Способы представления
Графическую информацию можно представлять в двух формах:
аналоговой или дискретной.
Изображение,
напечатанное при
помощи струйного
принтера и
состоящее из
отдельных точек
разного цвета - это
дискретное
представление
03.07.2011
Костылина Наталья Николаевна учитель
МОУ СОШ №25 г.Сочи
3
Пространственная
дискретизация
Преобразование графической информации из
аналоговой формы в дискретную производится
путем пространственной дискретизации, то есть
разбиения непрерывного графического
изображения на отдельные элементы.
В процессе пространственной дискретизации
производится кодирование, то есть присвоение
каждому элементу конкретного значения
в форме кода.
03.07.2011
Костылина Наталья Николаевна учитель
МОУ СОШ №25 г.Сочи
4
Растровое кодирование
ПИКСЕЛЬ –
минимальный
участок
изображения, для
которого
независимым
образом можно
задать цвет
03.07.2011
Костылина Наталья Николаевна учитель
МОУ СОШ №25 г.Сочи
5
Двоичный код для черно ‐ белого рисунка, полученного в
результате дискретизации можно построить следующим
образом:
заменяем белые пиксели нулями, а черные – единицами;
выписываем строки полученной таблицы одну за другой.
03.07.2011
Костылина Наталья Николаевна учитель
МОУ СОШ №25 г.Сочи
6
Дискретизацию
изображения можно
сравнить с построением
изображения из
мозаики.
Изображение
разбивается на
маленькие фрагменты
(точки), причем
каждому элементу
изображения
присваивается его код
Изображение на экране монитора – дискретно.
Оно составлено из отдельных точек, которые называются
пикселями.
03.07.2011
Костылина Наталья Николаевна учитель
МОУ СОШ №25 г.Сочи
7
Разрешение монитора
Изображение на экране монитора формируется из отдельных точек –
пикселей, образующих строки.
Разрешение монитора (разрешающая способность) – это
количество пикселей, из которых складывается изображение на
его экране.
Оно определяется как произведение количества строк
изображения на количество точек в строке.
В зависимости от того на, на какое графическое разрешение
экрана настроена ОС ПК , на экране могут размещаться
изображения, имеющие размер 640х480, 800х600, 1024х768 и
более пикселей. Такая прямоугольная матрица пикселей на
экране компьютера называется растром.
03.07.2011
Костылина Наталья Николаевна учитель
МОУ СОШ №25 г.Сочи
8
Разрешение монитора
Размер растра равен: M x K, где M—число пикселей
по горизонтали, K—по вертикали.
Объём видеопамяти (памяти) в битах для хранения
одного кадра (одной страницы) изображения принято
считать в байтах можно вычислить если известно
разрешение экрана (размер растра) и глубина цвета:
V=M x K x i
Каждая экранная точка имеет свой цвет. Картинка на
экране – это отображение информации из памяти
компьютера.
03.07.2011
Костылина Наталья Николаевна учитель
МОУ СОШ №25 г.Сочи
9
Глубина цвета
Количество цветов N в палитре и количество информации i,
необходимое для кодирования цвета каждой точки связаны
между собой: N=2i
Количество информации, которое используется
для кодирования цвета точки изображения,
называется глубиной цвета.
Глубина
цвета,
i (битов)
Количество
цветов в палитре,
N
Глубина
цвета,
i (битов)
Количество
цветов в палитре,
N
1
21 = 2
8
28 =256
2
4
2 2= 4
2 4=16
16
24
2 16=65 536
2 24=16 777 216
03.07.2011
Костылина Наталья Николаевна учитель
МОУ СОШ №25 г.Сочи
10
Для кодирования одного из четырех
вариантов нужно 2 бита, поэтому код каждого
цвета (и код каждого пикселя) будет состоять
из двух бит. Пусть 00 обозначает черный цвет,
01 – красный, 10 – синий и 11 – белый.
03.07.2011
Костылина Наталья Николаевна учитель
МОУ СОШ №25 г.Сочи
11
Цветовая модель RGB
Цветовой моделью – называется
правило представления цвета в виде
набора чисел
Любой цвет точки на
экране ПК получается
путём смешивания трёх
базовых цветов:
красного, зелёного и
синего
03.07.2011
Костылина Наталья Николаевна учитель
МОУ СОШ №25 г.Сочи
12
В RGB – модели происходит сложение цветов и добавление их к
черному цвету экрана, поэтому она называется аддитивной.
Red
(255, 0, 0)
Yellow
(255, 255, 0)
Magenta
(255, 0, 255)
White
(255, 255, 255)
Green
(0, 255, 0)
Cyan
(0, 255, 255)
Blue
(0, 0, 255)
Двоичный код цвета
определяет, в каком
соотношении
находятся
интенсивности трёх
базовых цветов.
Если все они смешиваются в одинаковых долях, то в
итоге получается белый цвет, если все три компонента
«выключены», то цвет пикселя черный. Все остальные
цвета лежат между белым и черным
03.07.2011
Костылина Наталья Николаевна учитель
МОУ СОШ №25 г.Сочи
13
Формирование цветов в системе
цветопередачи RGB
Цвет
Черный
Белый
Красный
Зелёный
Синий
Голубой
Пурпурный
Желтый
03.07.2011
Формирование цвета
Black=0+0+0
White=R+G+B
Red=R+0+0
Green=0+G+0
Blue=0+0+B
Cyan=0+G+B
Magenta=R+0+B
Yellon=R+G+0
Костылина Наталья Николаевна учитель
МОУ СОШ №25 г.Сочи
14
Кодировка цветов при глубине
цвета 24 бита
Двоичные и десятичные коды интенсивности базовых
цветов
Цвет
0.0.0
Красный
255.0.0
00000000
Черный
Зелёный
Синий
0
00000000
0
00000000
0
255
00000000
0
00000000
0
составляющих равны, получим оттенки
00000000
00000000
11111111
Синий
серого
цвета 0– (2, 2,
2); (101,0101,101)
0
255
Голубой
00000000
0
11111111
255
11111111
255
Пурпурный
11111111
255
00000000
0
11111111
255
11111111
255
255.255.255
11111111
255
00000000
0
11111111
255
11111111
255
Красный
Зелёный
Жёлтый
Белый
03.07.2011
11111111
Если значение яркости всех трёх
0.0.255
00000000
0
11111111
255
00000000
11111111
255
Костылина Наталья Николаевна учитель
МОУ СОШ №25 г.Сочи
15
Кодировка цветов
при глубине цвета 24 бита
03.07.2011
G
B
0
0
255
0
0
0
0
255
0
255
255
255
255
0
255
255
Костылина Наталья Николаевна учитель
МОУ СОШ №25 г.Сочи
16
03.07.2011
Костылина Наталья Николаевна учитель
МОУ СОШ №25 г.Сочи
17
Цветовая модель CMYK
Субтрактивная цветовая
модель CMYK используется
для печати изображений и
базируется на четырёх
основных цветах:
голубом, пурпурном, жёлтом
и черном.
Цвета в палитре CMYK –
формируются путём вычитания из
белого света определённых цветов.
03.07.2011
Костылина Наталья Николаевна учитель
МОУ СОШ №25 г.Сочи
18
Формирование цветов в системе
цветопередачи CMYK
Цвет
Черный
Белый
Красный
Зелёный
Синий
Голубой
Пурпурный
Желтый
03.07.2011
Формирование цвета
Black=K=C+M+Y=W-G-B-R
White=W=(C=0,M=0,Y=0)
Red=R=Y+M=W-B-G
Green=G=Y+C=W-B-R
Blue=B=M+C=W-G-R
Cyan=C=W-R=G+B
Magenta=M=W-G=R+B
Yellon=Y=W-B=R+G
Костылина Наталья Николаевна учитель
МОУ СОШ №25 г.Сочи
19