Скачать презентацию Кодирование графической информации Учитель информатики МОУ гимназии Скачать презентацию Кодирование графической информации Учитель информатики МОУ гимназии

код ГИ.ppt

  • Количество слайдов: 32

Кодирование графической информации Учитель информатики МОУ гимназии № 9 г. о. Тольятти Микина О. Кодирование графической информации Учитель информатики МОУ гимназии № 9 г. о. Тольятти Микина О. А.

Содержание n n n n Формы представления современной графики Пространственная дискретизация Разрешающая способность монитора Содержание n n n n Формы представления современной графики Пространственная дискретизация Разрешающая способность монитора Принцип формирования растровых изображений Системы кодирования цвета Кодирование цветных растровых изображений Принцип формирования векторных изображений Принцип формирования фрактальных изображений Решение задач Самостоятельная работа Методы сжатия графических данных Различные форматы графических файлов Практическая работа

Формы представления современной графики Аналоговая (непрерывная) Дискретная (цифровая) Примеры Живописное полотно, цвет которого изменяется Формы представления современной графики Аналоговая (непрерывная) Дискретная (цифровая) Примеры Живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно. Изображение, напечатанное при помощи струйного принтера или созданное на компьютере, состоящее из отдельных точек разного цвета.

n Человечеством придуман уникальный прибор с целью сохранения уникальных произведений изобразительного искусства, позволяющий преобразовывать n Человечеством придуман уникальный прибор с целью сохранения уникальных произведений изобразительного искусства, позволяющий преобразовывать аналоговую информацию в дискретную. n Как называется этот прибор? Сканер

Сканер - это устройство, преобразующее аналоговую форму изображения в дискретную. n Качество отсканированного изображения Сканер - это устройство, преобразующее аналоговую форму изображения в дискретную. n Качество отсканированного изображения зависит от разрешающей способности сканера (1200 х2400 dpi). Сканирование производится путем перемещения полоски светочувствительных элементов вдоль изображения. 1200 х 2400 dpi Оптическое разрешение определяется количеством светочувствительных элементов на одном дюйме полоски. Аппаратное разрешение определяется количеством «микрошагов» , которое может сделать полоска светочувствительных элементов, перемещаясь на один дюйм вдоль изображения.

n Таким образом, при сканировании происходит разбиение изображения на множество мельчайших элементов и происходит n Таким образом, при сканировании происходит разбиение изображения на множество мельчайших элементов и происходит кодирование - присвоение каждому элементу конкретного значения в форме кода.

Пространственная дискретизация Это преобразование, когда все изображение разбивается на отдельные точки, каждому элементу ставится Пространственная дискретизация Это преобразование, когда все изображение разбивается на отдельные точки, каждому элементу ставится в соответствие код его цвета. 100 010

Качество кодирования будет зависеть от следующих параметров: q размера точки q количества используемых цветов Качество кодирования будет зависеть от следующих параметров: q размера точки q количества используемых цветов

Создание и хранение цифровых графических объектов возможно в нескольких видах: q в виде векторного, Создание и хранение цифровых графических объектов возможно в нескольких видах: q в виде векторного, q фрактального q растрового изображения. Для каждого вида используется свой способ кодирования графической информации.

Качество изображения на экране монитора определяется его разрешающей способностью Разрешающая способность монитора определяется максимальным Качество изображения на экране монитора определяется его разрешающей способностью Разрешающая способность монитора определяется максимальным количеством отдельных точек, которые он может генерировать. Она измеряется числом точек в горизонтальных строках, расположенных рядами по вертикали.

Чем выше разрешающая способность монитора, тем выше качество изображения. В современных ПК в основном Чем выше разрешающая способность монитора, тем выше качество изображения. В современных ПК в основном используют следующие разрешающие способности экрана: 640 Х 480, 800 Х 600, 1024 Х 768, 1280 Х 1024 точки. Разрешающая способность дисплея определяется видеокартой и программным обеспечением, работающим с этим устройством.

Принцип формирования растровых изображений n После разбиения рисунка на точки, начиная с левого угла, Принцип формирования растровых изображений n После разбиения рисунка на точки, начиная с левого угла, двигаясь по строкам слева направо, можно кодировать цвет каждой точки (пикселя) (с английского "picture element" - элемент рисунка).

Черно-белые иллюстрации Если не использовать полутона, то пиксель будет принимать одно из двух состояний: Черно-белые иллюстрации Если не использовать полутона, то пиксель будет принимать одно из двух состояний: светится (белый) и не светится (черный). Тогда для кодирования одного пикселя достаточно одного бита памяти: 0 - черный, 1 - белый. 1 0

Цветные изображения Применяют несколько систем кодирования цвета: n HSB, n RGB, n CMYK. n Цветные изображения Применяют несколько систем кодирования цвета: n HSB, n RGB, n CMYK. n При кодировании цветных изображений используется соответственно большее количество бит на один пиксель.

Модель HSB n Характеризуется тремя компонентами: оттенок цвета(Hue), насыщенность цвета (Saturation) и яркость цвета Модель HSB n Характеризуется тремя компонентами: оттенок цвета(Hue), насыщенность цвета (Saturation) и яркость цвета (Brightness). Можно получить большое количество произвольных цветов, регулируя эти компоненты. Эту цветовую модель лучше применять в тех графических редакторах, в которых изображения создают сами, а не обрабатывают уже готовые.

Метод RGB n Принцип заключается в следующем: известно, что любой цвет можно представить в Метод RGB n Принцип заключается в следующем: известно, что любой цвет можно представить в виде комбинации трех цветов: красного (Red, R), зеленого (Green, G), синего (Blue, B). Другие цвета и их оттенки получаются за счет наличия или отсутствия этих. Данная цветовая модель является аддитивной, то есть любой цвет можно получить сочетание основных цветов в различных пропорциях.

Принцип метода CMYK n n Эта цветовая модель используется при подготовке публикаций к печати. Принцип метода CMYK n n Эта цветовая модель используется при подготовке публикаций к печати. Каждому из основных цветов ставится в соответствие дополнительный цвет - Cyan, Magenta, Yellow, Blac. К (дополняющий основной до белого). Значит, дополнительными цветами для красного является голубой (Cyan, C) = зеленый + синий = белый – красный. Причем принцип декомпозиции произвольного цвета на составляющие можно применять как для основных, так и для дополнительных, то есть любой цвет можно представить или в виде суммы красной, зеленой, синей составляющей или же в виде суммы голубой, пурпурной, желтой составляющей. В основном такой метод принят в полиграфии. Но там еще используют черный цвет (Blac. К, так как буква В уже занята синим цветом, то обозначают буквой K). Это связано с тем, что наложение друг на друга дополнительных цветов не дает чистого черного цвета.

Если на кодирование пикселя предоставить 3 бита, то мы можем составить 8 комбинаций цвета. Если на кодирование пикселя предоставить 3 бита, то мы можем составить 8 комбинаций цвета. красны й зеленый синий цвет 0 0 0 черный 0 0 1 синий 0 1 0 зеленый 0 1 1 0 голубой красный 1 0 1 розовый 1 1 0 коричневый 1 1 1 белый

4 -разрядная кодировка пикселя: 3 бита основных цветов + 1 бит интенсивности n позволяет 4 -разрядная кодировка пикселя: 3 бита основных цветов + 1 бит интенсивности n позволяет увеличить количество используемых цветов до 16. Последний бит управляет яркостью трех базовых цветов одновременно (интенсивностью трех электронных пучков). Например, если в 8 -цветной палитре код 110 обозначает синий цвет То в 16 -цветной палитре: 0110 – синий 0010 – ярко-синий 0111 – ярко -голубой

При раздельном управлении интенсивностью основных цветов количество получаемых цветов увеличивается. n Так для получения При раздельном управлении интенсивностью основных цветов количество получаемых цветов увеличивается. n Так для получения палитры в 24 бита на каждый цвет выделяется по 8 бит, то есть возможны 256 уровней интенсивности. n

Двоичный код 256 -цветной палитры красный зеленый синий цвет 00000000 черный 00000000 1111 синий Двоичный код 256 -цветной палитры красный зеленый синий цвет 00000000 черный 00000000 1111 синий 0000 1111 0000 зеленый 0000 11111111 голубой 1111 00000000 красный 1111 0000 1111 розовый 11111111 0000 коричневый 11111111 белый

Соответствие между количеством отображаемых цветов (N) и количеством бит для их кодировки, глубиной цвета Соответствие между количеством отображаемых цветов (N) и количеством бит для их кодировки, глубиной цвета (I) находится по формуле: N = 2 I.

I N Достаточно для… 4 24 = 16 28 = 256 Рисованных изображений типа I N Достаточно для… 4 24 = 16 28 = 256 Рисованных изображений типа тех, что видим в мультфильмах, но недостаточно для изображений живой природы 8 16 (High Color) 216 = 65536 24 (True 24 2 = 16 777 216 Color) Изображений, которые на картинках в журналах и на фотографиях Обработки и передачи изображений, не уступающих по качеству наблюдаемым в живой природе 32 (True 232 = 4 294 967 Высокого качества изображений, не уступающих по качеству Color) 296 наблюдаемым в живой природе

Двоичный код изображения, выводимого на экран, хранится в видеопамяти. n Видеопамять - это электронное Двоичный код изображения, выводимого на экран, хранится в видеопамяти. n Видеопамять - это электронное энергозависимое запоминающее устройство. Размер видеопамяти зависит от разрешающей способности дисплея и количества цветов. Её объем определяется как результат произведения разрешающей способности на размер кода пикселя, т. е. на глубину цвета. V = X * Y * I.

Аналогично вычисляется размер (объем) растрового изображения. V = X * Y * I Y Аналогично вычисляется размер (объем) растрового изображения. V = X * Y * I Y X Размер графического файла = произведению общего количества пикселей на информационный объем одной точки (глубину цвета).

Принцип формирования векторных изображений n Векторное изображение - это графический объект, состоящий из элементарных Принцип формирования векторных изображений n Векторное изображение - это графический объект, состоящий из элементарных отрезков и дуг. Базовым элементом изображения является линия. Как и любой объект, она обладает свойствами: формой (прямая, кривая), толщиной, цветом, начертанием (пунктирная, сплошная). Замкнутые линии имеют свойство заполнения (или другими объектами, или выбранным цветом). Все прочие объекты векторной графики составляются из линий.

При кодировании векторного изображения хранится не само изображение объекта, а координаты точек, используя которые При кодировании векторного изображения хранится не само изображение объекта, а координаты точек, используя которые программа всякий раз воссоздает изображение заново. Кроме того, описание цветовых характеристик не сильно увеличивает размер файла. Поэтому объем памяти очень мал по сравнению с точечной графикой (растровой).

Информация о векторном изображении кодируется как обычная буквенно-цифровая и обрабатывается специальными программами - Corel. Информация о векторном изображении кодируется как обычная буквенно-цифровая и обрабатывается специальными программами - Corel. Draw, Adobe Illustrator, а также векторизаторами (трассировщиками) - специализированными пакетами преобразования растровых изображений в векторные.

Принцип формирования фрактальных изображений n Фрактальная графика основывается на математических вычислениях, как и векторная. Принцип формирования фрактальных изображений n Фрактальная графика основывается на математических вычислениях, как и векторная. Но в отличии от векторной ее базовым элементом является сама математическая формула. Это приводит к тому, что в памяти компьютера не хранится никаких объектов и изображение строится только по уравнениям.

Решение задач q. Информационный объем одной точки черно- белого растрового изображения равен: 1) 2) Решение задач q. Информационный объем одной точки черно- белого растрового изображения равен: 1) 2) 3) 4) 1 биту 2 битам 1 байту 2 байтам q. Растровый газетный рисунок содержит 4 цвета: черный, темно-серый, светло-серый, белый. Сколько бит понадобится для двоичного кодирования цвета? 1)1 бит 2)2 бита 3)3 бита 4)4 бита

Решение задач q После изменения свойств рабочего стола монитор приобрёл разрешение 1024 х 768 Решение задач q После изменения свойств рабочего стола монитор приобрёл разрешение 1024 х 768 точек и получил возможность отображать 65 536 цветов. Какой объем видеопамяти занимает текущее изображение рабочего стола? 1) 2) q 3 Мбайт 12 Мбайт 3) 1, 5 Мбайт 4) 24 Мбайт Объем изображения, размером 40 х50 пикселей, составляет 2000 байт. Изображение использует: 1) 8 цветов; 2) 256 цветов; 3)16777216 цветов.

Самостоятельная работа 1 вариант 2 вариант Информационный объем одной точки 16 - Информационный объем Самостоятельная работа 1 вариант 2 вариант Информационный объем одной точки 16 - Информационный объем одной точки 256 цветного растрового изображения равен: -цветного растрового изображения 1) 1 биту 2) 2 битам 3) 3 битам равен: 4) 4 битам 1) 1 биту 2) 1 байту 3) 2 битам 4) 2 байтам Как изменится информационный объем графического файла, если первоначально количество цветов было равно 256, а в результате преобразований установлено 16 цветов? a) Увеличится в 2 раза. b) Увеличится в 4 раза. c) Уменьшится в 2 раза. d) Уменьшится в 4 раза. Как изменится информационный объем графического файла, если первоначально количество цветов было равно 216, а в результате преобразований установлено 232 цветов? a) Увеличится в 2 раза. b) Увеличится в 4 раза. c) Уменьшится в 2 раза. d) Уменьшится в 4 раза. Растровый графический файл содержит черно-белое изображение (без градаций серого) размером 100 х100 точек. Какой объем памяти требуется для хранения этого файла? Растровый файл, содержащий чернобелый (без оттенков серого) квадратный рисунок, имеет объем 200 байт. Рассчитайте размер стороны квадрата (в пикселях).