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/