Слайд 1 - Кубанский государственный университет

Кубанский государственный университет
кафедра Информационных образовательных технологий
Преподаватель:
Деева Светлана Альфредовна,
кандидат педагогических наук
Кодирование
графической и звуковой
информации
Подготовка к ЕГЭ по информатике
Кодирование
графической
информации
Графика: понятие цвета
Графика: восприятие цвета




Лягушка видит только движущиеся
предметы. Чтобы увидеть все
остальное, она должна сама начать
двигаться.
Сумеречные и ночные животные
(волки и другие хищные звери), почти
не различают цветов.
Стрекоза хорошо различает цвета, но
только нижней половиной глаз.
Верхняя половина смотрит в небо, на
фоне которого добыча и так хорошо
заметна.
Пчелы и другие насекомые не видят
красного цвета, но различают
Графика: восприятие цвета



В человеческом глазе присутствуют два
вида рецепторов: палочки и колбочки.
Палочки реагируют на оттенки серого, а
колбочки воспринимают спектр цветов.
Существует три типа колбочек: первые
реагируют на красно-оранжевый цвет,
вторые - на зеленый, а третьи - на синефиолетовый.
Цветовые модели RGB/ CMYK
излучающие
отражающие
аддитивные
субтрактивные
пиксель
растр
Расчет количества информации
по Хартли
Частный случай формулы Шеннона
для равновероятных событий
I  log 2 N
N 2
I
где
I – количество бит информации, необходимое
для хранения цвета точки (глубина цвета)
N – палитра цветов (количество цветов)
Кодирование растровых
изображений





Для черно-белого
изображения
информационный объем
одной точки равен одному
биту (либо черная (0),
либо белая (1)).
Для четырехцветного – 2
бита.
Для 8 цветов необходимо
– 3 бита.
Для 16 цветов – 4 бита.
Для 256 цветов – 8 бит (1
байт).
0
1
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
11
00
11
01
01
11
10
11
11
10
11
01
01
11
00
11
I  log 2 N
Двоичное кодирование графики
Изображение
Основа кодирования
Байт
Бит
Кол-во цветов
В оттенках
серого
256 градаций серого
(от черного до белого)
1
8
256
Цветное
излучающее
RGB
(Red, Green, Blue)
3
24
16 777 216
(True Color)
Цветное
отражающее
CMYK
(Cyan, Magenta, Yellow, blacK)
4
32
429 4967 296
(True Color)
Основная формула
Объем памяти, занимаемый растровым
изображением равен произведению размеров
изображения (количества пикселей по
горизонтали и вертикали) и глубины цвета:
V W  H i
Пример
определить объем видеопамяти
Разрешающая
способность
экрана
640 на 480
800 на 600
1024 на 768
1280 на 1024
Глубина цвета (бит на точку)
4
8
16
24
32
Пример 1

Сколько памяти нужно для хранения 64цветного растрового графического
изображения размером 32 на 128 точек?
Ответ: 3 Кбайт
Пример 2
Для хранения области экрана монитора размером 256х128
точек выделено 32 Kb оперативной памяти. Количество
цветов, максимально допустимое для раскраски каждой
точки: 4; 16; 256; 512 ?
I=
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
N=
1
2
4
8
16
32
64
128
256
512
1024
1. Всего точек = 128*256 = 27*28=215
128
2. Всего памяти = 32Kb = 32*210b = 25*210b = 215b
256
N 2
3. Памяти на одну точку = 215b / 215 = 1b = 8 бит
I
4. Комбинаций на основании 8 бит = 28 = 256
Задачи 1,2,3



Для хранения растрового изображения размером 64 на
64 пикселя отвели 512 байтов памяти. Каково
максимально возможное число цветов в палитре
изображения?
В процессе преобразования растрового графического
изображения количество цветов уменьшилось с 64 до 8.
Во сколько раз уменьшился объем, занимаемый им в
памяти?
После преобразования растрового 256-цветного
графического файла в черно-белый формат (2 цвета) его
размер уменьшился на 70 байт. Каков был размер
исходного файла?
Ответы: 2, 2, 640 бит
Задачи 4, 7, 9



Монитор позволяет получать на экране 224 цветов.
Какой объем памяти в байтах занимает 1 пиксель?
Цвет пикселя, формируемого принтером, определяется
тремя составляющими: голубой, пурпурной и желтой.
Под каждую составляющую одного пикселя отвели по
четыре бита. В какое количество цветов можно
раскрасить пиксель?
Какова ширина (в пикселях) прямоугольного 64цветного неупакованного растрового изображения,
занимающего на диске 1,5 Мбайт, если его высота вдвое
меньше ширины?
Ответы: 3, 212, 2048
RGB (основные цвета)
Red (255,0,0)
Green (0,255,0)
White (255,255,255)
Blue (0,0,255)
(180,138,190)
CMYK (дополнительные цвета)
Cyan (0,255,255)
Magenta (255,0,255)
Yellow (255,255,0)
blacK (0,0,0)
Цветовой куб
Cyan
(0,255,255)
голубой
Blue (0,0,255)
синий
Magenta
(255,0,255)
пурпурный
White
(255,255,255)
белый
Black
(0,0,0)
черный
Red
(255,0,0)
красный
Green
(0,255,0)
зеленый
Yellow
(255,255,0)
желтый
Формирование цветов
Красный
Зеленый
Синий
00000000
00000000
00000000
11111111
11111111
00000000
11111111
11111111
00000000
11111111
00000000
00000000
00000000
11111111
11111111
11111111
00000000
00000000
11111111
00000000
11111111
11111111
00000000
11111111
Результ.
цвет
Черный
Зеленый
Синий
Красный
Пурпурный
Бирюзовый
Желтый
Белый
Цвет на Web-страницах кодируется в виде RGB-кода в
шестнадцатеричной системе:
bgcolor = #RRGGBB,
где RR, GG и BB – яркости красного, зеленого и синего,
записанные в виде двух шестнадцатеричных цифр; это
позволяет закодировать 256 значений от 0 (0016) до 255
(FF16) для каждой составляющей.
Коды некоторых цветов:
#FFFFFF – белый, #000000 – черный,
RR = GG = BB, – серый разных яркостей, #FF0000 –
красный,
#00FF00 – зеленый,
#0000FF – синий,
#FFFF00 – желтый,
#FF00FF – фиолетовый,
#00FFFF – бирюзовый (цвет морской волны)
Задачи 5,6

Для кодирования цвета фона страницы Интернет
используется атрибут bgcolor="#ХХХХХХ", где в
кавычках задаются шестнадцатеричные значения
интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGBмодели. Какой цвет будет у страницы, заданной тэгом
<body bgcolor="#0Е0Е0Е">?

Для кодирования цвета фона страницы Интернет
используется атрибут bgcolor="#ХХХХХХ", где в
кавычках задаются шестнадцатеричные значения
интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGBмодели. Какой цвет будет у страницы, заданной тэгом
<body bgcolor="#00DD00">?
Ответы: серый, зеленый
Задача 8

1)
2)
3)
Для кодирования цвета фона страницы
Интернет используется атрибут
bgcolor="#ХХХХХХ", где в кавычках
задаются шестнадцатеричные значения
интенсивности цветовых компонент в 24битной RGB-модели. К какому цвету
будет близок цвет страницы, заданной
тэгом
<body bgcolor="#40FF40">?
темно-фиолетовый
светло-зеленый
желтый
Кодирование звуковой
информации
Временная дискретизация звукового
сигнала
Дискретизация амплитуды звукового
сигнала (квантование)

Частота дискретизации
– количество измерений
звукового сигнала в секунду. Одно измерение за 1
секунду соответствует частоте 1 Гц. Частота
дискретизации может варьироваться от 8 до 48 кГц
(8 000-48 000 Гц).
Глубина кодирования звука R (разрешение,
разрядность регистра аудиоадаптера) – количество
бит, отводимое для кодирования одного уровня
звука.
Глубина кодирования звука R и количество уровней
звукового сигнала K связаны формулой
K=
R
2
Формула для расчета размера
цифрового аудиофайла:
Произведение частоты дискретизации,
времени записи и глубины кодирования звука:
V  v t  R
Пример
Определить размер (в байтах) цифрового
аудиофайла, время звучания которого составляет 10
секунд при частоте дискретизации 48 кГц и глубине
уровня звука 16 бит.
Решение.
48 000  10  16 / 8 = 960 000 байт.
Задача 11

Производится одноканальная (моно)
звукозапись с частотой дискретизации 16
кГц и глубиной кодирования 24 бита.
Запись длится 1 минуту, ее результаты
записываются в файл, сжатие данных не
производится. Какое из приведенных ниже
чисел наиболее близко к размеру
полученного файла, выраженному в
мегабайтах?
Ответы: 3
Задача 12
Производится одноканальная (моно)
звукозапись с частотой дискретизации
64Гц. При записи использовались 32
уровня дискретизации. Запись длится 4
минуты 16 секунд, её результаты
записываются в файл, причём каждый
сигнал кодируется минимально
возможным и одинаковым количеством
битов. Какое из приведённых ниже чисел
наиболее близко к размеру полученного
Ответы:
файла,10
выраженному в килобайтах?

Задача

Оцените информационный объем
высококачественного стореоаудиофайла
длительностью звучания 1 минута, если
«глубина кодирования» 16 бит, а частота
дискретизации 48 кГц.
Ответы: 11 Мбайт
Практические задания:
1.
Заполнить таблицу формирования цвета в RGB модели:
На ПК: Пуск/ Все программы/ Стандартные/ Pant:
Палитра/Изменить палитру/ Определить цвет
2. Определите информационный объем текста, содержащего
слово ИНФОРМАТИКА, в 8-ми битной кодировке? В 16битной кодировке?
 Правильность выполнения проверьте на ПК: Пуск/ Все
программы/ Стандартные/ Блокнот.
