Кодирование графики.
17.06.2024
Кодирование изображенийКодирование информации — процесс преобразования сигнала из формы, удобной для непосредственного использования информации, в форму, удобную для передачи, хранения или автоматической переработки. Человек воспринимает окружающий мир в виде образов, представляющих для него нечто целое, неделимое. Поэтому для преобразования рисунка в вид, пригодный для хранения в памяти ЭВМ:
Размер изображения (пиксель) = ширина*высота (пиксель) - вычисляют количество пикселей в изображении. Примеры кодирования графической информации | ||
| Это мы видим | Хранится в памяти ЭВМ | Двоичная система счисления применяется для нумерации цвета |
 | 0 1 0 1 1 1 0 1 0 | Изображение состоит из 9 элементов (3х3 пикселей). Каждому пикселю присваиваем числовой номер (код) соответствующий номеру цвета: 0 - желтый 1 - черный |
 | 00 01 10 01 01 01 00 01 00 | Здесь недостаточно 1 бита для нумерации цвета - используем 2 бита: 00 - желтый 01 - черный 10 - голубой цвет |
 | 00 01 10 01 01 01 00 01 11 | Продолжаем 2-х битовое кодирование цвета пикселя: 00 - желтый 01 - черный 10 - голубой 11 - красный цвет |
 | 000 001 010 001 001 001 100 001 011 | Для нумерации цвета нужен 3-й бит: 000 - желтый 001 - черный 010 - голубой 011 - красный 100 - зеленый цвет |
| Для хранения номера цвета применяли разное количество бит: в 1-м 1 бит, во 2 и 3 - два бита, а в 4-м случае - 3 бита. Говорят, что у этих рисунков разная глубина цвета. Глубина цвета - наименьшее количество бит, необходимое для кодирования цвета в данном изображении. | ||
| Требуемый объем информации при сохранении в памяти ЭВМ можно вычислить по формуле: Объем (бит) = количество пикселей × глубина цвета (бит) Примеры 2: 3×3×2 бит = 18 бит Примеры 3: 3×3×2 бит = 18 бит Примеры 4: 3×3×3 бит = 27 бит | ||
| От глубины цвета зависит количество используемых цветов в изображении N = 2i (i - глубина цвет в бит, N - наибольшее возможное количество цветов в рисунке) | ||
| Глубина цвета, бит 1 2 3 4 ... 8 ... 16 ... 24 ... 32 | Количество возможных цветов 2 4 8 16 ... 256 ... 65536 ... 16777216 ... 4294967296 | ПАЛИТРА - таблица цвета, применяемого в данном изображении. Хранится в начале файла. ПАЛИТРА - это тонкая деревянная дощечка прямоугольной или овальной формы с отверстием. Палитра нужна художникам для работы масляными красками. По краю палитры он выдавливает из тюбиков краски, а в середине палитры смешивает краски, добиваясь нужного цвета. У каждого художника есть свои любимые цвета. Одним нравятся писать картины, не используя много разных красок. А другие предпочитают разнообразие и яркость цветов в своих работах. В первом случае про художника говорят, что у него "сдержанная палитра". А во втором - "богатая, яркая палитра". То есть палитрой ещё называют и краски, которые художник использует в своей работе. |
Зависимость качества изображения от количества пикселей (размера мозаичной плитки) | ||
 | На рисунках 1, 2, 3 хорошо видно, что качество изображения зависит от размера пикселя (квадратиков, на которое нарезают изображение при преобразовании в числовой формат). Размер пикселя принято считать в PPI (произносится как пи-пи-ай) — сокращение для англ. pixels per inch - пикселей на дюйм. Применяется для указания разрешающей способности при вводе или выводе графики. Измеряется числом пикселей, приходящихся на дюйм поверхности. 1 дюйм = 2,54 см Фотография слева имеет разрешение 96 ppi. Это значит, что размер пикселя равен 25,4 / 96 мм = 0,265 мм Иногда ошибочно под разрешением понимают размеры фотографии, экрана монитора или изображения в пикселях. Размеры изображений выражают в виде количества пикселей по горизонтали и вертикали, например: 1920×1080. В данном случае это означает, что ширина изображения составляет 1920, а высота — 1080 точек (такое изображение состоит из 2 073 600 точек, то есть примерно 2 мегапикселя). Количество точек по горизонтали и вертикали может быть разным для разных изображений. Фото слева имеет размер 200 на 400 пикселей, всего 80 000 точек. Размер рис.1 - 50×100, рис.2 - 20×40, а рис.3 - 10×20 пикселей | |
| Исходное изображение | ||
Зависимость качества изображения от PPI | ||
 |  |  |
| Рисунок 1 | Рисунок 2 | Рисунок 3 |
Зависимость качества изображения от глубины цвета | ||
 |  |  |
| Рисунок 4 | Рисунок 5 | Рисунок 6 |
| 4-й рисунок 256-цветный, т.е. глубина цвета равна 8 бит (28 = 256) 5-й рисунок 16-цветный, т.е. глубина цвета равна 4 бит (24 = 16) 6-й рисунок 2-цветный (монохромный), т.е. глубина цвета равна 1 бит (21 = 2) | ||
Примеры вычисления объема информации по рисункам на этой странице 1. Основной рисунок Размер изображения 200×400=80000 пикселей Глубина цвета 24 бит Объем требуемой памяти = 80000×24 бит = 1920000 бит = 1920000 / 8 байт = 240000 байт = = 240000 / 1024 КБ = 234,375 КБ 2. Рисунок 2 Размер изображения 20×40=800 пикселей Глубина цвета 24 бит Объем требуемой памяти = 800×24 бит = 19200 бит = 19200 / 8 байт = 2400 байт = = 2400 / 1024 КБ = 2,34 КБ 3. Рисунок 6 Размер изображения 200×400=80000 пикселей Глубина цвета 1 бит Объем требуемой памяти = 80000×1 бит = 80000 бит = 80000 / 8 байт = 10000 байт = = 10000 / 1024 КБ = 9,77 КБ | ||
Выводы: Изображение можно представить в виде мозаичного полотна, т.е. набора разноцветных плиток. Плитки (пиксели) обычно бывают квадратные, но могут быть и прямоугольными (вытянутыми по горизонтали, вертикали) Качество изображения зависит от:
Полезные советы
mmx©2012 | ||
