Кодирование информации Тема 5. Кодирование графической

Кодирование информации Тема 5. Кодирование графической информации

Два типа кодирования рисунков • растровое кодирование точечный рисунок, состоит из пикселей фотографии, размытые изображения • векторное кодирование рисунок, состоит из отдельных геометрических фигур чертежи, схемы, карты 2

Растровое кодирование Дискретизация: разбивка на пиксели. Пиксель – это наименьший элемент рисунка, для которого можно независимо установить цвет. Для каждого пикселя определяется единый цвет. Разрешение: число пикселей на дюйм, pixels per inch (ppi) экран 96 ppi, печать 300 -600 ppi, типография 1200 ppi 3

Характеристики растрового изображения Разрешение изображения — это свойство самого изображения. Оно тоже измеряется в точках на дюйм. Значение разрешения изображения хранится в файле изображения. Глубина цвета – объем памяти (в битах), выделяемой для хранения одного пикселя Количество цветов, используемых в изображении, связано глубиной цвета. N = 2 k где N - количество цветов в палитре, k- глубина цвета Физический размер изображения может измеряться как в пикселях, так и в единицах длины (миллиметрах, сантиметрах, дюймах). Он задается при создании изображения и хранится вместе с файлом.

Задание Для хранения растрового изображения размером 64 на 64 пикселя отвели 512 байтов памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения? Решение: 1. 64 · 64=26· 26=212 2. 512/212=1 3. 21=2 Самостоятельно: Для хранения растрового изображения размером 128 x 128 пикселей отвели 4 килобайта памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

Задание 1. В процессе преобразования растрового графического файла количество цветов уменьшилось с 1024 до 32. Во сколько раз уменьшился информационный объем файла? 2. Монитор позволяет получать на экране 224 цветов. Какой объем памяти в байтах занимает 1 пиксель? 3. Разрешение экрана монитора – 1024 х 768 точек, глубина цвета – 16 бит. Каков необходимый объем видеопамяти для данного графического режима? 4. Для хранения растрового изображения размером 1024 х 512 пикселей отвели 256 кбайт памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

Типы цветовых изображений

Черно-белые штриховые изображения На каждый пиксель такого изображения отводится один бит информации. Одним битом кодируются два состояния, в данном случае это два цвета: черный и белый. Этот тип изображения называется Bitmap (Битовый или битовая карта). ! Глубина цвета— 1 бит.

Полутоновые изображения (grayscale) Глубина цвета изображения 8 бит, а каждый его пик-сель может принимать 256 различных значений. Значения, принимаемые пикселями, называются серой шкалой. Серая шкала имеет 256 градаций серого цвета, каждая из которых характеризуется значением яркости в диапазоне от 0 (черный) до 255 (белый). ! Глубина цвета — 8 бит или 1 байт.

Изображения с индексированным цветом К изображениям с индексированным цветом относятся типы изображений с глубиной цвета 8 бит. Количество цветов, используемых в изображении 256 Поэтому иногда эти изображения называют indexed (истинный цвет). ! Глубина цвета — 8 бит или 1 байт.

Полноцветные изображения (true color) К полноцветным (true color) относятся типы изображений с глубиной цвета не менее 24 бит, то есть каждый пиксель такого изображения кодируется как минимум 24 битами, что дает возможность отобразить не менее 16, 7 миллиона оттенков. Поэтому иногда полноцветные типы изображение называют True Color (истинный цвет). Полноцветные изображения являются многоканальными. К изображениям этого класса относятся RGB , CMYK , L * a * b и другие. Они отличаются по глубине цвета и по способу математического описания цветов, то есть по цветовой модели. ! Глубина цвета — не менее 24 бит.

Сравнительная характеристика типов изображений Глубина цвета Количество цветов Название режима (бит на пиксель) 2 Bitmap, Line Art 2 -8 4 -256 Indexed 16 65 536 Hi Color 24 16 772 216 True Color

Цветовые модели

Цветовые модели Цветовая модель – это способ математического описания цветов. RGB – основано на трех аддитивных цветах – красном (Red), зеленом(Green) и синем (Blue). CMYK – основано на четырех цветах полиграфического процесса – голубом, пурпурном, желтом и черном. HSB – основано на трех характеристиках цвета: цветовом тоне (Hue), насыщенности (Saturation) и яркости (Brightness). LAB – информация об Освещенности (Luminance) содержится в канале L. Канал А хранит информацию о тонах от зеленого до пурпурного, информация о тонах от голубого до желтого приходится на канал В. 14

Цветовая модель RGB цвет = R + G + B red green blue красный зеленый синий 0. . 255 красный + зеленый = желтый, желтый красный + синий = пурпурный, зеленый + синий = голубой, красный + зеленый + синий = белый. белый ? В цветовой модели RGB 1 пиксель занимает 3 байта 15

Цветовая модель CMYK цвет = БЕЛЫЙ - С - M - Y Cyan Magenta Yellow голубой пурпурный желтый 0. . 255 белый - красный = голубой белый - зеленый = пурпурный белый - синий = желтый Вот как три основные цвета могут быть использованы для получения черного, красного, зеленого и синего цветов: белый – голубой - пурпурный - желтый = черный, белый - голубой - пурпурный = синий, белый - желтый - пурпурный = красный, белый - желтый - голубой = зеленый. ? В цветовой модели CMYK 1 пиксель занимает 3 байта 16

Цветовая модель HSB Hue – тон, Saturation - насыщенность, Brightness - яркость Тон — конкретный оттенок цвета: красный, желтый, зеленый, пурпурный и т. п. Насыщенность характеризует «чистоту» цвета: уменьшая насыщенность, мы «разбавляем» его белым цветом. Яркость зависит от количества черной краски, добавленной к данному цвету: чем меньше черноты, тем больше яркость цвета. ? В цветовой модели HSB 1 пиксель занимает 3 байта 17

Цветовая модель Lab L*a*b — трехканальная цветовая модель. Создана Международной комиссией по освещению (С 1 Е) с целью преодоления существенных недостатков моделей RGB, CMYK, HSB, в частности, она призвана стать аппаратно-независимой моделью и определять цвета без оглядки на особенности устройства (монитора, принтера, печатного станка и т. д. ). Любой цвет данной модели определяется: светлотой (L) двумя хроматическими компонентами: параметром a, который изменяется в диапазоне от зеленого до красного; параметром b, изменяющимся в диапазоне от синего до желтого. ! Применяется в Photoshop 18

Растровые изображения • лучший способ для хранения фотографий и изображений без четких границ • спецэффекты (тени, ореолы, и т. д. ) • есть потеря информации (почему? ) • при изменении размеров рисунка он искажается • размер файла не зависит от сложности рисунка (а от чего зависит? ) 19

Векторные рисунки Строятся из геометрических фигур: • отрезки, ломаные, прямоугольники • окружности, эллипсы, дуги • сглаженные линии (кривые Безье) Для каждой фигуры в памяти хранятся: • размеры и координаты на рисунке • цвет и стиль границы • цвет и стиль заливки (для замкнутых фигур) 20

Векторные рисунки Кривые БИЗЬЕ задают А, Б, В, Г, Д – опорные точки и управляющие линии. Форматы файлов: • WMF (Windows Metafile) • AI (Adobe Illustrator) • CDR (Corel. Draw) • FH (Free. Hand) 21

Векторные рисунки • лучший способ для хранения чертежей, схем, карт; • при кодировании нет потери информации; • при изменении размера нет искажений; • меньше размер файла, зависит от сложности рисунка; • неэффективно использовать для фотографий и размытых изображений 22