Кодирование графической информации

Кодирование графической информации
1. Пространственная дискретизация
Графическая информация может быть представлена в виде аналоговой и дискретной формах.
Примером аналогового (непрерывного) изображения может служить живописное полотно, в котором
цвет меняется непрерывно; в качестве дискретного можно рассматривать картинку, распечатанную
на принтере и состоящее из отдельных точек.
Графические изображения преобразуются из аналоговой (непрерывной) формы в цифровую
(дискретную) преобразуются методом . Этот процесс можно сравнить с построением мозаики.
Изображение разбивается на отдельные маленькие элементы (точки или пиксели), каждый из
которых имеет свой цвет.
Пиксель - минимальный участок изображения, для которого можно задать
цвет.
В результате пространственной дискретизации графическая информация представляется в
виде растрового изображения. Растровое изображение состоит из определённого количества строк,
каждая из которых содержит определённое количество точек.
Качество изображения зависит от разрешающей способности.
Разрешающая способность растрового изображения определяется количеством точек по
горизонтали и количеством точек по вертикали на единицу длины изображения.
Чем меньше размер точки, тем больше разрешающая способность (больше строк растра и
точек в строке) и, соответственно, выше качество изображения.
Величина разрешающей способности выражается в (dot per inch - точек на дюйм), т.е. в
количестве точек в полоске изображения длиной в 1 дюйм ( 1дюйм = 2,54 см). Оцифровка
графических изображений с бумаги или плёнок производится с помощью сканера. Сканирование
производится путём перемещения светочувствительных элементов вдоль изображения.
Характеристики сканера выражаются двумя числами, например 1200х2400 dpi. Первое число
определяет количество светочувствительных элементов на одном дюйме полоски и является
оптическим разрешением. Второе - является аппаратным разрешением и определяет количество
микрошагов при перемещении на один дюйм вдоль изображения.
2. Глубина цвета.
В процессе дискретизации могут использоваться различные палитр цветов. Каждый цвет
можно рассматривать как возможное состояние точки. Количество цветов N в палитре и количество
информации для кодирования цвета каждой точки связаны между собой известной формулой: N=2I.
Пример 1. Для кодирования изображения используется простейшая палитра из двух цветов:
чёрного и белого. Для кодирования изображения, согласно формуле 2=2I , достаточно 1 бита
информации для кодирования 1 точки изображения.
Количество информации, которое используется для кодирования цвета точки изображения,
называется глубиной цвета.
Наиболее распространёнными значениями глубины цвета являются значения из таблицы:
3. Растровые изображения на экране монитора.
Графические режимы монитора. Качество изображения на экране монитора зависит от
величины пространственного разрешения и глубины цвета.
Пространственное разрешение экрана монитора определяется как произведение количества
строк изображения на количество точек в строке. Разрешение может быть: 800х600, 1024х768,
1152х864 и выше. Количество отображаемых цветов может изменяться от 256 цветов до более чем
16 миллионов.
Рассмотрим пример формирования на экране монитора растрового изображения, состоящего
из 600 строк по 800 точек в каждой строке (всего 480 000 точек) и глубиной цвета 8 битов. Двоичный
код цвета всех точек хранится в видеопамяти компьютера, которая находится на видеокарте.
Формирование растрового изображения на экране.
Периодически, с определённой частотой, коды цветов точек считываются из видеопамяти и
точки отображаются на экране монитора. Частота считывания изображения влияет на стабильность
изображения на экране. В современных мониторах обновление изображения происходит с частотой
75 и более раз в секунду, что обеспечивает комфортность восприятия пользователем.
Объём видеопамяти. Информационный объём требуемой видеопамяти можно расчитать по
формуле:
Объем видеопамяти рассчитывается по формуле: V=I*X*Y, где I – глубина цвета отдельной
точки, X, Y –размеры экрана по горизонтали и по вертикали (произведение х на у – разрешающая
способность экрана)/
Пример 2. Необходимый объём видеопамяти для графического режима с разрешением
800х600 точек и глубиной цвета 24 бита равен:
In =I * X * Y= 24 бита х 800 х 600 = 11 520 000 бит = 1 440 000 байт = 1 406,25 Кбайт ≈ 1,37
Мбайт.