- •Глава 1. Понятие информатики, системы счисления, кодирование информации
- •1.1. Предмет и задачи информатики, понятие информации
- •Понятие информации
- •1.2. Информационные процессы и технологии
- •1.2.1. Формы представления информации
- •1.2.2. Понятие количества информации
- •1.2.3. Единицы измерения информации
- •1.3. Системы счисления
- •1.3.1. Типы систем счисления
- •1.3.2. Двоичная система счисления
- •1.3.3. Шестнадцатеричная система счисления
- •1.3.4. Перевод чисел из одной системы счисления в другую
- •1.4. Основы булевой алгебры
- •1.5. Кодирование информации в компьютере
- •1.5.1. Понятие кодирования
- •1.5.2. Кодирование числовой информации
- •1.5.3. Представление вещественных чисел
- •1.5.4. Кодирование текстовой информации
- •Универсальный код - Unicode
- •1.5.5. Кодирование графической информации
- •Растровая графика
- •Векторная графика
- •Фрактальная графика
- •1.5.6. Кодирование звука
- •1.5.7. Кодирование команд
- •1.5.8. Коды, исправляющие ошибки
1.5.5. Кодирование графической информации
Специальный раздел информатики разрабатывает методы и средства обработки изображений и называется компьютерной графикой.
Компьютерные графические изображения можно классифицировать в зависимости от способа формирования изображения на: растровую, векторную и фрактальную компьютерную графику. Известна также графика 3D (3-х мерная), которая сочетает векторный и растровый способы кодирования изображений, успешно развивается область компьютерной графики – анимация.
Растровая графика
Растровые графические изображения представляют собой матрицу, состоящую из точек, которые называются пикселами (pixel - picture element). Каждый пикселю имеет уникальный код, определяющий цвет пикселя. Графическое изображении хранится в видеопамяти компьютера.
Для кодирования монохромного изображения достаточно 1 бита ( значение 1 – белый цвет, а 0 – черный).
Для цветного дисплея пиксель должен представляться различными цветами и поэтому для кодирования, например 4-цветного изображения необходимо два бита на пиксель, например может использоваться следующее кодирование четырех цветов: 00 – черный, 01 – красный, 10 – зеленый, 11 – коричневый
При растровом кодировании, координаты каждой точки изображения и её параметры (яркость- от белой до чёрной) можно представить 8 – разрядным кодом, то есть 256 комбинациями (чёрно – белое изображение). При кодировании цветных изображений используется принцип разложения любого цвета на три составляющих (красный – Red, зеленый - Green, синий - Blue), представляемых сокращением RGB, то есть любой цвет – это композиция RGB. Если для кодирования яркости каждой из составляющих RGB использовать байт, то для одной точки нужно использовать 24 бита и говорят, что система обеспечивает различных цветов, что превышает 16.5 миллионов цветов и близко соответствует восприятию цветов человеческим глазом. И такой режим кодирования 24 битами цветной графики называют (True Color). Если использовать только 16 битов для кодирования всех точек, то такое кодирование (усеченное) называют режимом High Color. В настоящее время широко используется в компьютерах 32-битное кодирование.
Если обозначить количество различных цветов через К, а число разрядов видеопамяти для их кодирования через n ( глубина цвета), то связать их можно следующей формулой: 2n = К.
Важная характеристика растровой графики – разрешение, определяемое числом точек на единицу длины и измеряемое количеством точек на дюйм (dpi – dots per inch). Она зависит от способа оцифровки, формата файла и других параметров. Например, расстояние между соседними точками экрана монитора: 0,18 – 0,22 мм для разрешений 1024х1280, 1600х1920.
В RGB-мониторах формирование различных цветов выполняется на основе композиции базовых цветов, соответственно : красный (Red), зеленый (Green) и синий(Blue). Таким образом, получается 8 основных комбинаций, приведенных в таблице:
Красный (R) |
Зеленый (G ) |
Синий (B) |
Цвет |
0 |
0 |
0 |
Черный |
0 |
0 |
1 |
Синий |
0 |
1 |
0 |
Зеленый |
0 |
1 |
1 |
Голубой |
1 |
0 |
0 |
Красный |
1 |
0 |
1 |
Розовый |
1 |
1 |
0 |
Коричневый |
1 |
1 |
1 |
Белый |
Как видно из таблицы, чтобы выполнить кодирования 8-цветного изображения необходимо иметь три бита в памяти для одного пикселя. Для представления палитры из четырех цветов необходимо использовать для кодирования одного пикселя 4 бит:. четвертый бит управляет яркостью трех цветов одновременно. Качество изображения определяет разрешающая способность монитора, определяемое количеством точек, из которых оно создается. Чем больше число строк растра и точек в каждой строке, тем будет более высокое качество изображение.