Задание 1. Кодирование цвета, палитра.

Кодирование - это операция преобразования знаков или групп знаков одной знаковой системы в знаки или группы знаков другой знаковой системы. Все компьютерные графические изображения разделяют на два типа: растровые и векторные.

При использовании растровой графики исходное графическое изображение в процессе кодирования разбивается на отдельные маленькие фрагменты - точки (пиксели), причём каждой точке присваивается код её цвета. Информация о каждой точке (код её цвета) хранится в видеопамяти компьютера.

При использовании векторной графики изображение формируется из объектов (точка, линия, окружность, прямоугольник и т. д.), которые хранятся в памяти компьютера в виде графических примитивов и описывающих их математических формул, объём.

Изображение на экране монитора, телевизора или напечатанное принтером на листе бумаги кажется нам непрерывным, сплошным. Однако это не так!

Изображение состоит из отдельных светящихся или отражающих точек, т.е оно дискретизировано. Дискретизация-это преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов.

В этом можно убедиться, если близко посмотреть на экран телевизора: изображение состоит из отдельных светящихся точек красного, зеленого и синего цветов.

Соседние точки люминофора красного, зеленого и синего цветов образуют триаду точек, которая воспринимается нами как одна точка, цвет которой зависит от интенсивности составляющих цветов (RGB)

При формировании изображения на экране используются свойства нашего зрения:

- объекты, имеющие малое угловое разрешение, глаз не различает - они сливаются в один объект;

- инертность зрения - глаз не успевает различить отдельные объекты, если они ”мелькают” перед глазами с частотой свыше 20 Гц (больше 20 объектов в секунду);

- модулированный электронный луч очень быстро пробегает экран монитора, формируя один кадр.

Качество кодирования изображения зависит от 2-х параметров:

1) качество кодирования изображения тем выше, чем меньше размер точки и соответственно большее количество точек составляет изображение;

2) чем больше количество цветов, то есть больше возможных состояний точки изображения, используется, тем более качественно кодируется изображение (каждая точка несет большее количество информации).

Используемый набор цветов образует цветовую палитру.

Объем графического файла (картинки) зависит:

- от числа пикселей в картинке, которое равно произведению ширины изображения (в пикселях) на его высоту;

- от того, сколько бит информации необходимо для кодирования одного пикселя. Эта величина называется глубиной цвета.

ОБЪЕМ ФАЙЛА = A ЧB Ч I

где:

А - ширина изображения в пикселях;

В - высота изображения в пикселях;

I - глубина цвета в битах

Количество разрядов двоичного кода (бит), используемого для кодирования цвета точки, называется глубиной цвета, а количество точек в изображении по горизонтали и вертикали называется разрешающей способностьюэкрана.

В настоящее время используются значения глубины цвета 4, 8, 16 или 24 бит на точку и разрешающая способность экрана 640 х 480, 800 х 600, 1024 х 768 и 1280 х 1024 точек по горизонтали и вертикали, соответственно.

Для кодирования цвета пикселя выделяется объем памяти, зависящий от цветовой палитры - количества доступных цветов. При этом, для черно-белой палитры, имеющей только два цвета черный и белый, достаточно 1[bit/pix] в соответствии с формулой:
N=2I,
где N - количество независимых кодируемых событий (здесь - количество цветов в палитре);
I - разрядность двоичного кода (таблица 1).

Таблица 1.

Код	Цвет
	Чёрный
	Белый

У человека в центральной части сетчатки расположены цветочувствительные рецепторы — нервные клетки, которые называются колбочки. Каждый из трёх видов колбочек имеет свой тип цветочувствительного пигмента белкового происхождения. Один тип пигмента чувствителен к красному цвету, другой - к зелёному, третий - к синему. Поэтому базовыми для кодирования цвета являются цвета КРАСНЫЙ, ЗЕЛЕНЫЙ, СИНИЙ.

Другие цвета образовываются при помощи смешения базовых цветов. Тогда получаем следующий набор цветов (таблица 2):

Таблица 2.

Таким образом, для восьмицветной палитры необходимо 3[bit/pix].
Шестнадцатицветная палитра требует 4[bit/pix] - 3 бита основных цветов + 1 бит интенсивности. Последний управляет яркостью трех базовых цветов одновременно (таблица 3).

Таблица 3.

Цвет	Код
Красный	Зелёный	Синий	Интенсивность
Чёрный
Красный
Зелёный
Синий
Жёлтый
Голубой
Пурпурный
Тёмно-серый
Ярко-красный
Ярко-зелёный
Ярко-синий
Ярко-жёлтый
Ярко-голубой
Ярко-пурпурный
Ярко-белый

При 8 битном кодировании цвета I=8 и в соответствии с формулой
N=28=256,получаем 256-цветную палитру. При раздельном управлении интенсивностью основных цветов на каждый цвет выделяется по 8 бит, то есть получаем 24-битную палитру и в соответствии с формулой:
N=224=16777216,
Значит в палитре 16777216 цветов (таблица 4).

Таблица 4.

Цвет	Код
Красный	Зелёный	Синий	Красный	Зулёный	Синий
Чёрный
Красный				FF
Зелёный					FF
Синий						FF
Жёлтый				FF	FF
Голубой					FF	FF
Пурпурный				FF		FF
Белый				FF	FF	FF

При уменьшении (масштабировании) растрового изображения теряется часть информации о цвете и количестве пикселей, при увеличении растрового изображения укрупняются пиксели, а изображение огрубляется.
Наиболее распространенные форматы растровой графики: GIF, JPG, PNG, TIF, BMP

Дата добавления: 2015-07-14