Двоичное кодирование графической информации
Графические изображения, хранящиеся в аналоговой (непрерывной) форме на бумаге, фото- и кинопленке, могут быть преобразованы в цифровой компьютерный формат путем пространственной дискретизации. 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), каждая из которых может иметь свой цвет. 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 2.2 можно определить какое количество бит информации необходимо выделить для хранения цвета точки (глубину цвета) для каждой палитры цветов. Пример 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 бит 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 2. Определить объем видеопамяти компьютера, который необходим для реализации графического режима монитора High Color с разрешающей способностью 1024´768 точек и палитрой из 65536 цветов. Глубина цвета составляет: I = log265 536 = 16 бит Количество точек изображения равно: 1024´768 = 786 432 Требуемый объем видеопамяти равен: 16 бит ´ 786 432 = 12 582 912 бит» 1,2 Мбайта Важнейшими характеристиками монитора являются размеры его экрана, которые задаются величиной его диагонали в дюймах (15”, 17”, 21” и т.д.) и размером точки экрана (0,25 мм или 0,28 мм), а разрешающая способность экрана монитора задается количеством точек по вертикали и горизонтали (640´480, 800´600 и т.д.). Следовательно, для каждого монитора существует физически максимально возможная разрешающая способность экрана. Пример 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 1024´768 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 1024´768. Цветное растровое изображение формируется в соответствие 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 4. 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:
Пример 5. Сканируется цветное изображение размером 10´10 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 2360´2360 точек. Общее количество точек изображения равно: 2360´2360 = 5 569 600 Информационный объем файла равен: 32 бит ´ 5569600 = 178 227 200 бит» 21 Мбайт
|
