Кодирование графической информации
Кодирование графической информации
Кодирование графической информации
В середине х годов для больших ЭВМ, которые применялись в научных и военных исследованиях, впервые в графическом виде было реализовано представление данных. В настоящее время широко используются технологии обработки графической информации с помощью ПК. Графический интерфейс пользователя стал стандартом "де-факто" для ПО разных классов, начиная с операционных систем. Вероятно, это связано со свойством человеческой психики: Широкое применение получила специальная область информатики, которая изучает методы и средства создания и обработки изображений с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов, - компьютерная графика. Без нее трудно представить уже не только компьютерный, но и вполне материальный мир, так как визуализация данных применяется во многих сферах человеческой деятельности. В качестве примера можно привести опытно-конструкторские разработки, медицину компьютерная томография , научные исследования и др. Особенно интенсивно технология обработки графической информации с помощью компьютера стала развиваться в х годах. Графическую информацию можно представлять в двух формах: Живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно - это пример аналогового представления, а изображение, напечатанное при помощи струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета - это дискретное представление. Путем разбиения графического изображения дискредитации происходит преобразование графической информации из аналоговой формы в дискретную. При этом производится кодирование - присвоение каждому элементу конкретного значения в форме кода. При кодировании изображения происходит его пространственная дискредитация. Ее можно сравнить с построением изображения из большого количества маленьких цветных фрагментов метод мозаики. Все изображение разбивается на отдельные точки, каждому элементу ставится в соответствие код его цвета. При этом качество кодирования будет зависеть от следующих параметров: Чем меньше размер точки, а, значит, изображение составляется из большего количества точек, тем выше качество кодирования. Чем большее количество цветов используется т. Создание и хранение графических объектов возможно в нескольких видах - в виде векторного, фрактального или растрового изображения. Отдельным предметом считается 3D трехмерная графика, в которой сочетаются векторный и растровый способы формирования изображений. Она изучает методы и приемы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве. Для каждого вида используется свой способ кодирования графической информации. При помощи увеличительного стекла можно увидеть, что черно-белое графическое изображение, например из газеты, состоит из мельчайших точек, составляющих определенный узор - растр. Во Франции в 19 веке возникло новое направление в живописи - пуантилизм. Его техника заключалась в том, что на холст рисунок наносился кистью в виде разноцветных точек. Также этот метод издавна применяется в полиграфии для кодирования графической информации. Точность передачи рисунка зависит от количества точек и их размера. После разбиения рисунка на точки, начиная с левого угла, двигаясь по строкам слева направо, можно кодировать цвет каждой точки. Далее одну такую точку будем называть пикселем происхождение этого слова связано с английской аббревиатурой "picture element" - элемент рисунка. Объем растрового изображения определяется умножением количества пикселей на информационный объем одной точки, который зависит от количества возможных цветов. Качество изображения определяется разрешающей способностью монитора. Чем она выше, то есть больше количество строк растра и точек в строке, тем выше качество изображения. В современных ПК в основном используют следующие разрешающие способности экрана: Так как яркость каждой точки и ее линейные координаты можно выразить с помощью целых чисел, то можно сказать, что этот метод кодирования позволяет использовать двоичный код для того чтобы обрабатывать графические данные. Если говорить о черно-белых иллюстрациях, то, если не использовать полутона, то пиксель будет принимать одно из двух состояний: А так как информация о цвете пикселя называется кодом пикселя, то для его кодирования достаточно одного бита памяти: Если же рассматриваются иллюстрации в виде комбинации точек с градациями серого цвета а именно такие в настоящее время общеприняты , то достаточно восьмиразрядного двоичного числа для того чтобы закодировать яркость любой точки. В компьютерной графике чрезвычайно важен цвет. Он выступает как средство усиления зрительного впечатления и повышения информационной насыщенности изображения. Как формируется ощущение цвета человеческим мозгом? Это происходит в результате анализа светового потока, попадающего на сетчатку глаза от отражающих или излучающих объектов. Принято считать, что цветовые рецепторы человека, которые еще называют колбочками, подразделяются на три группы, причем каждая может воспринимать всего один цвет - красный, или зеленый, или синий. Если говорить о кодировании цветных графических изображений, то нужно рассмотреть принцип декомпозиции произвольного цвета на основные составляющие. Применяют несколько систем кодирования: HSB, RGB и CMYK. Первая цветовая модель проста и интуитивно понятна, т. Использование этих цветовых моделей связано с тем, что световой поток может формироваться излучениями, представляющими собой комбинацию " чистых" спектральных цветов: Различают аддитивное цветовоспроизведение характерно для излучающих объектов и субтрактивное цветовоспроизведение характерно для отражающих объектов. В качестве примера объекта первого типа можно привести электронно-лучевую трубку монитора, второго типа - полиграфический отпечаток. 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. Затем созданное свое произведение можно преобразовать в цветовую модель RGB, если ее планируется использовать в качестве экранной иллюстрации, или CMYK, если в качестве печатной, Значение цвета выбирается как вектор, выходящий из центра окружности. Направление вектора задается в угловых градусах и определяет цветовой оттенок. Насыщенность цвета определяется длиной вектора, а яркость цвета задается на отдельной оси, нулевая точка которой имеет черный цвет. Точка в центре соответствует белому нейтральному цвету, а точки по периметру - чистым цветам. Другие цвета и их оттенки получаются за счет наличия или отсутствия этих составляющих. По первым буквам основных цветов система и получила свое название - RGB. Данная цветовая модель является аддитивной, то есть любой цвет можно получить сочетание основных цветов в различных пропорциях. При наложении одного компонента основного цвета на другой яркость суммарного излучения увеличивается. Если совместить все три компоненты, то получим ахроматический серый цвет, при увеличении яркости которого происходит приближение к белому цвету. При градациях тона каждая точка кодируется 3 байтами минимальные значения RGB 0,0,0 соответствуют черному цвету, а белому - максимальные с координатами , , Чем больше значение байта цветовой составляющей, тем этот цвет ярче. Например, темно-синий кодируется тремя байтами 0, 0, , а ярко-синий 0, 0, Эта цветовая модель используется при подготовке публикаций к печати. Каждому из основных цветов ставится в соответствие дополнительный цвет дополняющий основной до белого. Получают дополнительный цвет за счет суммирования пары остальных основных цветов. 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, пурупурной, желтой составляющей. В основном такой метод принят в полиграфии. Но там еще используют черный цвет BlacК, 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. Различают несколько режимов представления цветной графики: Это позволяет однозначно определять 16,5 млн цветов. Это довольно близко к чувствительности человеческого глаза. Режим High Color - это кодирование при помощи разрядных двоичных чисел, то есть уменьшается количестко двоичных разрядов при кодировании каждой точки. Но при этом значительно уменьшается диапазон кодируемых цветов. При индексном кодировании цвета можно передать всго лишь цветовых оттенков. Каждый цвет кодируется при помощи восьми бит данных. Но так как значений не передают весь диапазон цветов, доступный человеческому глазу, то подразумевается, что к графическим данным прилагается палитра справочная таблица , без которой воспроизведение будет неадекватным: Сам код точки растра в данном случае означает не сам по себе цвет, а только его номер индекс в палитре. Отсюда и название режима - индексный. Соответствие между количеством отображаемых цветов К и количеством бит для их кодировки а находиться по формуле:. Рисованных изображений типа тех, что видим в мультфильмах, но недостаточно для изображений живой природы. Двоичный код изображения, выводимого на экран, хранится в видеопамяти. Видеопамять - это электронное энергозависимое запоминающее устройство. Размер видеопамяти зависит от разрешающей способности дисплея и количества цветов. Но ее минимальный объем определяется так, чтобы поместился один кадр одна страница изображения, то есть как результат произведения разрешающей способности на размер кода пикселя. Шестнадцатицветная палитра позволяет увеличить количество используемых цветов. Здесь будет использоваться 4-разрядная кодировка пикселя: Последний управляет яркостью трех базовых цветов одновременно интенсивностью трех электронных пучков. При раздельном управлении интенсивностью основных цветов количество получаемых цветов увеличивается. Векторное изображение - это графический объект, состоящий из элементарных отрезков и дуг. Базовым элементом изоражения является линия. Как и любой объект, она обладает свойствами: Замкнутые линии имеют свойство заполнения или другими объектами, или выбранным цветом. Все прочие объекты векторной графики составляются из линий. Так как линия описывается математически как единый объект, то и объем данных для отображения объекта средствами векторной графики значительно меньше, чем в растровой графике. Информация о векторном изображении кодируется как обычная буквенно-цифровая и обрабатывается специальными программами. К программным средствам создания и обработки векторной графики относятся следующие ГР: CorelDraw, Adobe Illustrator, а также векторизаторы трассировщики - специализированные пакеты преобразования растровых изображений в векторные. 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. При помощи этого способа можно строить простейшие регулярные структуры, а также сложные иллюстрации, которые иммитируют ландшафты. Известно, что видеопамять компьютера имеет объем Кбайт. Разрешающая способность экрана на Сколько бит требуется, чтобы закодировать информацию о оттенках? Нетрудно подсчитать, что 8 то есть 1 байт , поскольку при помощи 7 бит можно сохранить номер оттенка о 0 до , а 8 бит хранят от 0 до Легко видеть, что такой способ кодирования неоптимален: Однако так как эти 16 оттенков выбраны из , то они могут иметь номера, не умещающиеся в 4 битах. Поэтому воспользуемся методом палитр. А затем допишем к этой информации в конец содержащего ее файла таблицу соответствия, состоящую из 16 пар байтов с номерами оттенков: Если рисунок достаточно велик, выигрыш в объеме полученного файла будет значительным; б попытаемся реализовать простейший алгоритм архивации информации о рисунке. Назначим трем оттенкам, которыми закрашено минимальное количество точек, коды - , а остальным оттенкам - коды 1 Будем записывать в файл котрый в этом случае представлыет собой не последовательность байтов, а сплошной битовый поток семибитные коды для оттенков с номерами от 1 до Так как оттенки с кодами - встречаются редко, то семибитных нулей будет немного. Заметим, что постановка вопросов в данной задаче не исключает и другие варианты решения, без привязки к цветовому составу изображения - архивацию: FAQ Обратная связь Вопросы и предложения. Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Соответствие между количеством отображаемых цветов К и количеством бит для их кодировки а находиться по формуле: Двоичный код восьмицветной палитры. Двоичный код шестнадцатицветной палитры. Двоичный код цветной палитры. Обработки и передачи изображений, не уступающих по качеству наблюдаемым в живой природе.
Зачисление на зарплатные карты
Презентация управленческий учет
Тест по алгебре 8
Проблема качества продуктов питания
Я ждал тебя ты не пришла стих
У щенка шпица слезятся глаза причины
Можно ли кормить цыплят травой
Как сделать уши кота своими руками
Еврейское кладбище в праге история
Игры на телевизор lg smart tv играть
Истории похудевших на 40 кг
Когда звонит незнакомец
Заменить словосочетание со связью управление
Где находится памятник собаке
766 приказ мз рк