Кодирование информации Двоичное кодирование графической информации

СОДЕРЖАНИЕ: Пространственная дискретизация Формирование растрового изображения Графический режим Установка графического режима Задания для самостоятельной работы

Пространственная дискретизация В процессе кодирования изображения производится его пространственная дискретизация. Пространственную дискретизацию изображения можно сравнить с построением изображения из мозаики (большого количества маленьких разноцветных стекол). Изображение разбивается на отдельные маленькие фрагменты (точки), причем каждому фрагменту присваивается значение его цвета, то есть код цвета (красный, зеленый, синий и так далее) рис. 1.

Рис. 1 Пространственная дискретизация изображения Качество кодирования изображения зависит от двух параметров. Во-первых, качество кодирования изображения тем выше, чем меньше размер точки и соответственно большее количество точек составляет изображение. Во-вторых, чем большее количество цветов, то есть большее количество возможных состояний точки изображения, используется, тем более качественно кодируется изображение (каждая точка несет большее количество информации). Совокупность используемых в наборе цветов образует палитру цветов.

Формирование растрового изображения Графическая информация на экране монитора представляется в виде растрового изображения, которое формируется из определенного количества строк, которые в свою очередь содержат определенное количество точек (пикселей). Качество изображения определяется разрешающей способностью монитора, т.е. количеством точек, из которых оно складывается. Чем больше разрешающая способность, то есть чем больше количество строк растра и точек в строке, тем выше качество изображения. В современных персональных компьютерах обычно используются три основные разрешающие способности экрана: 800 х 600, 1024 х 768 и 1280 х 1024 точки.

Рассмотрим формирование на экране монитора растрового изображения, состоящего из 600 строк по 800 точек в каждой строке (всего точек). В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета) каждая точка экрана может иметь одно из двух состояний «черная» или «белая», то есть для хранения ее состояния необходим 1 бит. Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом цвета каждой точки, хранящимся в видеопамяти (рис. 2). Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета, которая задается количеством битов, используемым для кодирования цвета точки. Наиболее распространенными значениями глубины цвета являются 8, 16, 24 или 32 бита.

Видеопамять точкиДвоичный код цвета точки ………… ………… Рис. 2. Формирование растрового изображения

Качество двоичного кодирования 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 = 2 I, где I глубина цвета (табл. 1). Глубина цвета (I)Количество отображаемых цветов (N) 82 8 = (High Color)2 16 = (True Color)2 24 = (True Color)2 32 = Таблица 1. Глубина цвета и количество отображаемых цветов

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, то есть для каждого из цветов возможны N = 2 8 = 256 уровней интенсивности, заданные двоичными кодами (от минимальной до максимальной ) табл. 2.

Название цвета Интенсивность КрасныйЗеленыйСиний Черный Красный Зеленый Синий Голубой Желтый Белый Таблица 2. Формирование цветов при глубине цвета 24 бита

Графический режим Графический режим вывода изображения на экран монитора определяется величиной разрешающей способности и глубиной цвета. 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 х 600 точек и глубиной цвета 24 бита на точку.

Всего точек на экране: = Необходимый объем видеопамяти: 24 бит = бит = байт = = 1406,25 Кбайт = 1,37 Мбайт. Аналогично рассчитывается необходимый объем видеопамяти для других графических режимов. В Windows предусмотрена возможность выбора графического режима и настройки параметров видеосистемы компьютера, включающей монитор и видеоадаптер.

Установка графического режима Щелкнуть по индикатору Экран на Панели задач, появится диалоговая панель Свойства: Экран. Выбрать вкладку Настройка, которая информирует нас о марке установленных монитора и видеоадаптера и предоставляет возможность установить графический режим экрана (глубину цвета и разрешающую способность).

Щелкнуть по кнопке Дополнительно, появится диалоговая панель, на которой выбрать вкладку Адаптер. На вкладке имеется информация о фирме- производителе, марке видеоадаптера, объеме видеопамяти и др. С помощью раскрывающегося списка можно выбрать оптимальную частоту обновления экрана.

Задания для самостоятельной работы

1 Определите количество цветов в палитре при глубине цвета 4, 8, 16, 24, 32 бита. 2 Определите требуемый объем видеопамяти для различных графических режимов экрана монитора. Заполните таблицу. Разрешающая способность экрана Глубина цвета (бит на точку) на на на на 1024

3 Черно-белое (без градаций серого) растровое графическое изображение имеет размер точек. Какой объем памяти займет это изображение? 4 Цветное (с палитрой из 256 цветов) растровое графическое изображение имеет размер точек. Какой объем памяти займет это изображение?

5 В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с до 16. Во сколько раз уменьшится объем, занимаемый им памяти? 6 Достаточно ли видеопамяти объемом 256 Кбайт для работы монитора в режиме и палитрой из 16 цветов?

7 Какие графические режимы работы монитора может обеспечить видеопамять объемом в 1 Мбайт? цветный рисунок содержит 120 байт информации. Из скольких точек он состоит?