Всего на сайте:
236 тыс. 713 статей

Главная | Информатика

Теоретическое введение. Информация, в том числе графическая и звуковая, может быть представлен..  Просмотрен 1651

  1. Перевод произвольных чисел
  2. Теоретическое введение. Рассмотрим более подробно арифметические операции в двоичной системе с..
  3. Естественная и экспоненциальная формы представления чисел
  4. ТеоретическОе введение. Представление информации может осуществляться с помощью языков, которы..
  5. Теоретическое введение. Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплиту..
  6. Запись звукового файла с помощью стандартного приложения Звукозапись
  7. Редактирование звукового файла в звуковом редакторе Cool Edit 2000
  8. Теоретическое введение. Для долговременного хранения информации используются материальные носи..
  9. На гибком диске минимальным адресуемым элементом является сектор.
  10. На жестком диске минимальным адресуемым элементом является кластер, который содержит несколько секторов.
  11. Объем файла на гибком и жестком магнитных дисках
  12. Задания для самостоятельного выполнения

Информация, в том числе графическая и звуковая, может быть представлена в аналоговой и дискретной форме. При аналоговом представлении информации физическая величина может принимать бесконечное множество значений. При дискретном представлении информации физическая величина может принимать конечное множество значений, при этом она изменяется скачкообразно.

Растровая графика. Графические изображения, хранящиеся в аналоговой (непрерывной) форме на бумаге, фото- и кинопленке, могут быть преобразованы в цифровой компьютерный формат путем пространственной дискретизации. Пространственную дискретизацию изображения можно сравнить с построением изображения мозаики, которое разбивается на отдельные маленькие фрагменты (точки), причем каждому элементу присваивается значение его цвета, т.е. код цвета (красный, зеленый, синий и т.д.). Это реализуется путем сканирования, результатом которого является растровое изображение. Растровое изображение состоит из отдельных точек (пикселей - англ, pixel образовано от словосочетания picture element, что означает элемент изображения, видеопиксель – наименьший элемент изображения на экране, точка – наименьший элемент, создаваемый принтером), каждая из которых может иметь свой цвет. Растровая графика применяется для разработки электронных и полиграфических изданий. При создании файлов используются сканированные изображения.

Растровые изображения создаются средствами специальных программ, с помощью "инструментов", имеющих аналоги в ручной живописи ("кисть", "карандаш", "распылитель").

Приложениями для обработки растровых изображений являются: Paint, Corel Photo, Photo Finish, Adobe Fhotoshop.

Достоинствами растровых изображений являются эффективное изображения фотографического качества (если пикселы достаточно малы, приближаются к размерам видеопикселей). Растровые рисунки легко сканируются на принтерах, т.к.

при выводе для представления отдельных изображений используются точки. Однако, для хранения растровых изображений требуется большой объем памяти, т.к. запоминается информация о цвете каждого пикселя. Растровые изображения имеют ограниченные возможности при масштабировании, вращении и других преобразования, т.к. теряют при этом качество.

Качество растрового изображения определяется его разрешением (количеством точек по вертикали и по горизонтали) и используемой палитрой цветов (16, 256, 65536 цветов и более). Из формулы I = log2N (2.2) можно определить, какое количество бит информации необходимо выделить для хранения цвета точки (глубину цвета) для каждой палитры цветов.

Векторная графика. Векторная графика предназначена для создания изображений, которые строятся из графических примитивов (точки, линии, окружности и т.д.). Изображения описываются в виде последовательности команд.

Векторные изображения занимают относительно небольшой размер памяти, могут легко масштабироваться, не теряя при этом качество изображения. Однако, векторная графика не позволяет получать изображения фотографического качества и векторные рисунки иногда не печатаются или при печати выглядят не так, как на экране.

Приложениями для обработки векторных изображений являются: CorelDraw, Adobe Illustrator, Macromedia Flash. Примерами векторных изображений являются рисунки из коллекции Microsoft Clipart Gallery. Это файлы типа *.wmf. Векторными методами формируются шрифты для компьютерных программ True Type.

Фрактальная графика.Слово фрактал образуется от латинского fractus и в переводе означает – состоящий из фрагментов.

Фрактальными свойствами обладают многие объекты живой и неживой природы. Например, обычная снежинка, многократно увеличенная, является фрактальным объектом. Фрактальные алгоритмы лежат в основе роста кристаллов и растений. Создание фрактальной художественной композиции состоит не в рисовании или оформлении, а в программировании.

Качество графических изображений определяется разрешающей способностью экрана, т.е. количеством точек, из которых оно складывается. Чем больше разрешающая способность, т.е. чем больше количество строк растра и точек в строке, тем выше качество изображения. В современных персональных компьютерах обычно используются четыре основных разрешающих способности экрана: 640 на 480, 800 на 600, 1024 на 768 и 1280 на 1024 точки.

Разрешение принтера – это свойство принтера, выражающее количество отдельных точек, которые могут быть напечатаны на участке единичной длины. Оно измеряется в единицах dpi (точки на дюйм) и определяет размер изображения при заданном качестве или наоборот, качество изображения при заданном размере.

Разрешение изображения – это свойство самого изображения. Оно тоже измеряется в точках на дюйм и задается при создании изображения в графическом редакторе или с помощью сканера. Значение разрешения изображения хранится в файле изображения и неразрывно связано с другим свойством изображения – его физическим размером.

Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом цвета каждой точки, хранящимся в видеопамяти и могут иметь различную глубину цвета, которая задается используемым количеством бит для кодирования цвета точки. Наиболее распространенными значениями глубины цвета являются 4, 8, 16 или 24 бита на точку.

Качество изображения определяется разрешающей способностью экрана и глубиной цвета.

Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки, тогда количество цветов, отображаемых на экране монитора, может быть вычислено по формуле: N = 2I.

Таблица 2. Глубина цвета и количество отображаемых цветов

Глубина цвета (I) Количество отображаемых цветов (N)
24 = 16
28 = 256
16 (High Color) 216 = 65536
24 (True Color) 224 = -16777216

Цветное изображение на экране монитора формируется за счет смешивания трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Такая цветовая модель называется RGB моделью, по первым буквам английских названий цветов (Red, Green, Blue).

Для получения богатой палитры цветов базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности. Например, при глубине цвета в 24 бита на каждый из цветов выделяется по 8 бит, т.е. для каждого из цветов возможны N = 28 = 256 уровней интенсивности, заданные двоичными кодами (от минимальной - 00000000, до максимальной - 11111111).

Таблица 3. Формирование цветов при глубине цвета 24 бит

Название цвета   Интенсивность  
  Красный Зеленый Синий
Черный    
Красный    
Зеленый    
Синий    
Голубой    
Желтый    
Белый    

Графический режим.Для того, чтобы на экране монитора формировалось изображение, информация о каждой его точке (код цвета точки) должна храниться в видеопамяти компьютера.

Рассчитаем необходимый объем видеопамяти для одного из графических режимов, например, с разрешением 800 на 600 точек и глубиной цвета 24 бит на точку.

Всего точек на экране: 800 х 600 = 480000.

Необходимый объем видеопамяти: 24 бит х 480000 = 11520000 бит = 1440000 байт = 1406,25 Кбайт = 1,37 Мбайт.

Аналогично рассчитывается необходимый объем видеопамяти для других графических режимов.

 

Пример 7.1 Определить глубину цвета в графическом режиме True Color, в котором палитра состоит из более чем 4 миллиардов (4 294 967 296) цветов.

I = log242 949 67 296 = 32 бита.

В современных компьютерах используются различные графические режимы экрана монитора, каждый из которых характеризуется разрешающей способностью и глубиной цвета. Для реализации каждого графического режима требуется определенный объем видеопамяти компьютера.

Пример 7.2 Определить объем видеопамяти компьютера, который необходим для реализации графического режима монитора High Color с разрешающей способностью 1024x768 точек и палитрой из 65536 цветов. Глубина цвета составляет:

I = log265 536 = 16 бит.

Количество точек изображения равно: 1024x768 = 786 432.

Требуемый объем видеопамяти равен:

16 бит • 786 432 = 12 582 912 бит = 1,5 Мбайта.

Важнейшими характеристиками монитора являются размеры его экрана, которые задаются величиной его диагонали в дюймах (15", 17", 21" и так далее) и размером точки экрана (0,25 мм или 0,28 мм), а разрешающая способность экрана монитора задается количеством точек по вертикали и горизонтали (640x480, 800x600 и так далее). Следовательно, для, каждого монитора существует физически максимально возможная разрешающая способность экрана.

Пример 7.3 Определить максимально возможную разрешающую способность экрана для монитора с диагональю 15" и размером точки экрана 0,28 мм.

Выразим размер диагонали в сантиметрах:

2,54 см • 15 = 38,1 см.

Определим соотношение между высотой и шириной экрана для режима 1024x768 точек:

768 : 1024 = 0,75.

Определим ширину экрана. Пусть ширина экрана равна L,тогда высота равна 0,75L. По теореме Пифагора имеем:

L2+ (0.75L)2 = 38,12,

1,5625L2 = 1451,61,

L2 929, L 30,5 см.

Количество точек по ширине экрана равно: 305 мм : 0,28 мм = 1089.

Максимально возможным разрешением экрана монитора является 1024x768.

 

Пример 7.4 Установить графический режим экрана монитора, исходя из объема установленной видеопамяти и параметров монитора.

1 Ввести команду [Настройка – Панель управления – Экран] или щелкнуть по индикатору монитора на панели задач.

2 На появившейся диалоговой панели Свойства: экран выбрать вкладку Настройка.

3 С помощью раскрывающегося списка Цветовая палитра выбрать глубину цвета.

С помощью ползунка Область экрана выбрать разрешение экрана.

Цветное растровое изображение формируется в соответствии с цветовой моделью RGB, в которой тремя базовыми цветами являются Red (красный), Green (зеленый) и Blue (синий). В режиме True Color (24 бита) интенсивность каждого цвета задается 8-битным двоичным кодом, который часто для удобства выражают в шестнадцатеричной системе счисления. В этом случае используется следующий формат записи RRGGBB.

Пример 7.5 Запишите код красного цвета в двоичном, шестнадцатеричном и десятичном представлении.

Красный цвет соответствует максимальному значению интенсивности красного и минимальным значениям интенсивностей зеленого и синего базовых цветов. Таким образом, числовой код красного цвета следующий:

Коды/Цвета Красный Зеленый Синий
двоичный    
шестнадцатеричный FF   
десятичный    

Пример 7.6 Сканируется цветное изображение размером 10x10 см. Разрешающая способность сканера 600 dpi и глубина цвета 32 бита. Какой информационный объем будет иметь полученный графический файл.

Разрешающая способность сканера 600 dpi (dot per inch – точек на дюйм) означает, что на отрезке длиной 1 дюйм сканер способен различить 600 точек.

Переведем разрешающую способность сканера из точек на дюйм (1 дюйм = 2,54 см) в точки на сантиметр:

600 dpi : 2,54 236 точек/см.

Следовательно, размер изображения в точках составит 2360x2360 точек.

Общее количество точек изображения равно: 2360 • 2360 = 5 569 600.

Информационный объем файла равен:

32 бита • 5569600 = 178 227 200 бит 21 Мбайт.


 

Предыдущая статья:ТеоретическОе введение. Представление информации может осуществляться с помощью языков, которы.. Следующая статья:Теоретическое введение. Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплиту..
page speed (0.0156 sec, direct)