Кодирование графической информации

Области применения КГ 1. Научная графика. 2. Деловая графика. 3. Конструкторская графика. 4. Иллюстративная графика. 5. Художественная и рекламная графика. 6. Мультимедиа.

Технические средства компьютерной графики Информационная магистраль ЦПОП Видеопамять Дисплейный процессор Дисплей Видеоадаптер (контроллер)

Графический дисплей Растровое изображение состоит из отдельных точек (пикселей - англ. pixel образовано от словосочетания picture element, что означает элемент изображения), каждая из которых может иметь свой цвет. Точки на экране выстроены в ровные ряды. Совокупность точечных строк образует графическую сетку или растр.

Графический дисплей Примеры растров: 640*200; 640*480; 1024*768; 1280*1024.

Графический дисплей (на основе ЭЛТ) Пиксель образуется люминисцирующим веществом, которое светится под воздействием луча, испускаемого электронной пушкой дисплея. Такой луч периодически пробегает по порядку (сканирует) все строки пикселей. Сканирование производится с частотой не менее 75 раз в секунду.

Графический дисплей ( цветной на основе ЭЛТ ) Каждый пиксель – сочетание трех точек: красного, зеленого и голубого цветов. RGB – мониторы. Электронная пушка такого дисплея испускает три луча, каждый из которых вызывает свечение зерна только одного цвета.

Плоскопанельные мониторы Жидкокристаллические (ЖК – мониторы, LCD – Liquid crystal display); Плазменные; Электролюминисцентные; Мониторы электростатической эмиссии; Органические светодиодные мониторы.

Жидкокристаллические (ЖК – мониторы). Экран – две панели из стекла, между которыми размещен слой жидкокристаллического вещества. Молекулы жидких кристаллов под воздействием электричества могут менять свою ориентацию и вследствие этого изменять свойства светового луча, проходящего сквозь них.

Жидкокристаллические (ЖК – мониторы) Разрешение ЖК – монитора определяется размером отдельной ЖК – ячейки, т. е. фиксированным размером пикселей. Цвет формируется в результате объединения ЖК – ячеек в триады, каждая из которых снабжена светофильтром, пропускающим один из основных цветов.

Плазменные дисплеи (plasma display panel - PDP) Пространство между двумя стеклянными поверхностями заполняется инертным газом (аргоном или неоном). На стеклянную поверхность наносят миниатюрные прозрачные электроды, на которые подаётся высокочастотное напряжение, под воздействием которого в прилегающей к электроду газовой области возникает разряд.

Плазменные дисплеи (plasma display panel - PDP) Плазма газового разряда излучает свет в ультрафиолетовом диапазоне, который вызывает свечение частиц люминофора в диапазоне, видимом человеком. Фактически каждый пиксель на экране работает как обычная лампа дневного света.

Электролюминисцентные мониторы (electric luminiescent display – ELD). По конструкции аналогичны ЖК – мониторам. Принцип действия основан на явлении испускания света при возникновении туннельного эффекта в полупроводниковом p – n – переходе. Эти мониторы имеют высокие частоты развертки и яркость свечения, они надежны в работе. Уступают ЖК - мониторам по энергопотребле- нию и при ярком освещении цвета тускнеют.

Мониторы электростатической эмиссии (Field Emission Displays – FED) Сочетание технологий ЭЛТ и ЖК. В качестве пикселей применяются зерна люми- нофора, но их активизация производится не электронным лучом, а электронными клю- чами по принципу действия аналогичному контроллеру ЖК – монитору. Энергопотребление – выше ЖК, но на 30% ниже ЭЛТ. В настоящее время эта технология обеспе- чивает наилучшее качество изображения среди плоскопанельных мониторов и самую низкую инерционность (5 мкс).

Органические светодиодные мониторы (Organic Light – emitting diode displays – OLEDs, или LEP – Light emission Plastics) Похожи на ЖК и ELD – мониторы, но изготовлены из органического пластика, обладающего свойством полупроводимости. При пропускании электр. тока полимер начинает светиться. Преимущества – низкое энергопотребление (3 В), малая инерционность, тонкий (около 2 мм). Недостатки: малая яркость, малый экран. Применяется в портативных устройствах.

Видеопамять Содержится информация о состоянии каждого пикселя экрана. Электронное, энергозависимое устройство. Измеряется в Мбайтах (128 Мб, 256 Мб).

Дисплейный процессор Читает содержимое видеопамяти и, в соответствии с ним, управляет работой дисплея. Т.о., к видеопамяти имеют доступ 2 процессора: ЦП записывает видеоинформацию, а дисплейный периодически читает её (75 раз в сек). Именно дисплейный процессор управляет лучами электронной пушки.

Кодирование информации 1. Какое количество информации необходимо для кодирования 4 цветов? 2. Какое количество информации необходимо для кодирования 8 цветов? 3. Какое количество информации необходимо для кодирования N цветов?

Размер видеопамяти Минимальный размер должен быть таким, чтобы в него помещался один кадр изображения. Зависит: 1. От размера растра; 2. От количества цветов.

Пример Определить объем видеопамяти компьютера, который необходим для реализации графического режима монитора с разрешающей способностью точек и палитрой из цветов (High Color).

Решение Глубина цвета составляет: I = log = 16 бит Количество точек изображения равно: = Требуемый объем видеопамяти равен: 16 бит = бит = 1,5 Мбайта

Пример 2 Сканируется цветное изображение размером см. Разрешающая способность сканера 600 dpi и глубина цвета 32 бита. Какой информационный объем будет иметь полученный графический файл.

Решение Переведем разрешающую способность сканера из точек на дюйм в точки на сантиметр: 600 dpi : 2, точек/см Следовательно, размер изображения в точках составит точек. Общее количество точек изображения равно: = Информационный объем файла равен: 32 бит = бит 21,25 Мбайт