Тема 6. Кодирование графической информации.

Экран дисплея может работать в двух основных режимах: текстовом и графическом. В графическом режиме экран разделяется на отдельные светящиеся точки, количество которых зависит от типа дисплея, например 1280 по горизонтали и 1024 по вертикали.  Светящиеся точки на экране обычно называют пикселями, их цвет и яркость может меняться. Именно в графическом режиме появляются на экране компьютера все сложные графические изображения, создаваемыми специальными программами, которые управляют параметрами каждого пикселя экрана. 

Графические режимы характеризуются такими показателями как:
  • разрешающая способность - количество точек, с помощью которых на экране воспроизводится изображение. На сегодняшний день существуют следующие примеры разрешающих способностей: 1280*1024, 1920*1080, 2880*1800 и многие другие.;
  • глубина цвета - количество бит, используемых для кодирования цвета точки), например, 8, 16, 24, 32 бита. Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки, Тогда количество цветов, отображаемых на экране монитора  может быть вычислено по формуле N=2i , где N – количество цветов, i – глубина цвета.
Дискретизация -  это преобразование информации из аналоговой формы в дискретную, то есть разбиения рисунка или звука на отдельные элементы, поддающиеся измерению.


Графическая информация на экране монитора представляется в виде растра (таблицы), которая содержит в каждой ячейке – пиксель, которому можно задать цвет. Если пиксель изображения может быть раскрашен только в один из 2-ух цветов, допустим, либо в черный (0), либо в белый (1), то для хранения информации о цвете пикселя достаточно 1 бита.


Если под хранение информации о цвете пикселя выделить 2 бита, то число цветов, допустимых для раскраски каждого пикселя, увеличится до 4 (N=22=4), а объем файла изображения в битах будет вдвое больше, чем количество составляющих его пикселей. Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки. Тогда количество цветов, отображаемых на экране монитора, может быть вычислено по формуле: N = 2i, где  i - глубина цвета.



Цветное изображение на экране монитора формируется за счет смешивания трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Каждый цвет имеет 256 оттенков, то есть состояний яркости изменяющихся от 0 до 255. Так как информация в памяти компьютера может быть представлена только в 0 и 1, то для представления каждого цвета используется 8 бит, от 00000000 до 11111111 для каждого цвета. Таким образом для отображения цвета всего одного пикселя, например красного цвета, используется 24 бита, то есть количество бит в одном пикселе будет равно 24. Такая цветовая модель называется RGB-моделью по первым буквам английских названий цветов (Red, Green, Вluе). Если под хранение информации о цвете каждого пикселя выделить 24 бита, то число цветов, допустимых для раскраски каждого пикселя, увеличится до более 16 млн. цветов (N=224).


Например. Современный монитор позволяет получать на экране 16 777 216 различных цветов и их оттенков. Сколько бит памяти занимает 1 пиксель?

  • Дано N = 16 777 216. Найти i.
  • Используем формулу Хартли. N = log2N = 2i
  • N = 16 777 216 = 224
  • i = 24

Ответ: i = 24 бит

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. Видеопамять - это память, в которой формируется графическое изображение. 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).

Например. Определить требуемый объем видеопамяти в Мегабайтах для RGB монитора с разрешением равным 2880 * 1800 пикселей.

  • Дано X = 2880, Y = 1800, i = 24 бита (RGB).
  • Y = 2280 * 1880 * 24 = 102 873 600 бит
  • 102 873 600 / 8 = 12 859 200 Байт
  • 12 859 200 / 1024  = 12 557,8125 КБайт
  • 12 557,8125 / 1024 = 12,26348876953125 МБайт
Ответ: V ~12 Мбайт

Last modified: Saturday, 23 September 2023, 4:26 PM