3. Представление графической информации

Если вы посмотрите через лупу на экран телевизора или на фотографию, то увидите, что изображение состоит из множества точек различных цветов, образующих характерный узор, называемый растром.

Закодировав каждый цвет каким-нибудь числом, можно представить изображение в виде последовательности чисел. Если каждая точка может быть только черной или белой, то на каждую точку будет достаточно одного бита: белый цвет будет обозначаться единицей, а черный – нулем, как показано на рис. 1.4.3.2.

Рис. 1.4.3.1  Растровое изображение под увеличением

Рис. 1.4.3.2  Цифровое представление черно-белого

изображения (рисунок ушел)

Если изображение черно-белое, но имеет большее количество градаций, то потребуется каждый цвет кодировать последовательностью бит. Например, если изображение имеет 256 градаций серого, то каждый цвет будет кодироваться одним байтом (8 бит). В этом случае 0 будет означать черный цвет, 255 – белый, а числа от 1 до 254 – серые цвета различной яркости.

Цветные изображения кодируются несколько сложнее. Так как человек воспринимает цвета через рецепторы, реагирующие на три цвета: красный, зеленый и синий, поэтому-то практически любой цвет, воспринимаемый глазом, можно получить, смешивая три этих базовых цвета. Например, чтобы получить розовый цвет, необходимо смешать красный цвет с синим, а желтый – красный с зеленым. Меняя пропорции, можно получить различные оттенки. Если смешать все три базовых цвета в одинаковой пропорции, то получится серый цвет. Такой способ кодирования цвета называется RGB (Red, Green, Blue).

Если яркость каждого из базовых чисел кодировать числом от 0 до 255, то потребуется 3 байта (то есть 24 бита) на каждую точку. В этом случае белый цвет будет кодироваться тремя числами (255,255,255), черный – (0,0,0). Числа (255, 255, 200) будут обозначать блекло-желтый цвет, а (100,0,100) – темно-фиолетовый.

Для записи черно-белого изображения, имеющего 100 точек по вертикали и 100 точек по горизонтали, потребуется 100х100=10 000 бит или 1250 байт. Изображение того же размера, но использующее 256 градаций серого, потребует 100х х100х8=80 000 бит или 10 000 байт. Изображение, использующее 24-битный цвет, потребует 100х100х24 = 240 000 бит или 30 000 байт.

4. Представление звуковой информации

Как Вам известно из курса физики, звук представляет волну. Для того, чтобы полностью воссоздать звук, необходимо знать амплитуду волны в каждый момент времени. Разумеется, если записывать амплитуду вообще в каждый момент времени, потребуется бесконечное количество чисел. Но этого делать и не обязательно. Достаточно записывать амплитуду через определенные интервалы времени. Чем короче интервалы – тем точнее описание звука. Частота, с которой записывается амплитуда, называется частотой дискретизации. В настоящее время, чаще всего используют частоту 44 100 герц.

К

Рисунок 1.4.4.1  Звуковая волна

роме длины интервала, на качество звука влияет точность, с которой записана амплитуда. Если для записи амплитуды использовать 8 бит (то есть 256 различных значений амплитуды), то график волны получится слишком «квадратным» и звук получится синтетическим. Использование 16 бит для записи амплитуды сделает график более гладким, и звук будет более естественным.

Для стереозвука отдельно записывают данные для левого и для правого канала.