6. Кодирование графической информации — КОДИРОВАНИЕ

Графические изображения, хранящиеся в аналоговой (непрерывной) форме на бумаге, фото- и кинопленке, могут быть преобразованы в цифровой компьютерный формат путем пространственной дискретизации. Это реализуется путем сканирования, результатом которого является растровое изображение. Растровое изображение состоит из отдельных точек (пикселей — англ. pixel образовано от словосочетания picture element, что означает элемент изображения), каждая из которых может иметь свой цвет.

Качество растрового изображения определяется его разрешением (количеством точек по вертикали и по горизонтали) и используемой палитрой цветов (16, 256, 65536 цветов и более). Из формулы 2.2 можно определить какое количество бит информации необходимо выделить для хранения цвета точки (глубину цвета) для каждой палитры цветов.

        Пример 1 Определить глубину цвета в графическом режиме True Color, в котором палитра состоит из  42 949 67 296 цветов.

I = log₂42 949 67 296 = 32 бит

В современных компьютерах используются различные графические режимы экрана монитора, каждый из которых характеризуется разрешающей способностью и глубиной цвета. Для реализации каждого графического режима требуется определенный объем видеопамяти компьютера.

        Пример 2 Определить объем видеопамяти компьютера, который необходим для реализации графического режима монитора с разрешающей способностью 1024´768 точек и палитрой из 65536 цветов (High Color).

        Глубина цвета составляет:

I = log₂65 536 = 16 бит

        Количество точек изображения равно:

1024х768 = 786 432

        Требуемый объем видеопамяти равен:

16 бит х 786 432 =  12 582 912 бит » 1,2 Мбайта

Важнейшими характеристиками монитора являются размеры его экрана, которые задаются величиной его диагонали в дюймах (15”, 17”, 21” и т. д.) и размером точки экрана (0,25 мм или 0,28 мм), а разрешающая способность экрана монитора задается количеством точек по вертикали и горизонтали (640´480, 800´600 и т.д.). Следовательно, для каждого монитора существует физически максимально возможная разрешающая способность экрана.

        Пример 3 Определить максимально возможную разрешающую способность экрана для монитора с диагональю 15” и размером точки экрана 0,28 мм.

Выразим размер диагонали в сантиметрах:

2,54 см х 15 = 38,1 см

        Определим соотношение между высотой и шириной экрана для режима 1024´768 точек:

768 : 1024 = 0,75

        Определим ширину экрана. Пусть ширина экрана равна L, тогда высота равна 0,75L. По теореме Пифагора имеем:

L² + (0,75L)² = 38,1²

1,5625L² = 1451,61

L²  » 929

L »  30,5 см

        Количество точек по ширине экрана равно:

305 мм : 0,28 мм = 1089

        Максимально возможным разрешением экрана монитора является 1024х768.

 

Цветное растровое изображение формируется в соответствие с цветовой моделью RGB, в которой тремя базовыми цветами являются Red (красный), Green (зеленый) и Blue (синий). Интенсивность каждого цвета задается 8-битным двоичным кодом, который часто для удобства выражают в шестнадцатеричной системе счисления. В этом случае используется следующий формат записи RRGGBB.

        Пример 4 Запишите код красного цвета в двоичном, шестнадцатеричном и десятичном представлении.

Красный цвет соответствует максимальному значению интенсивности красного и минимальным значениям интенсивностей зеленого и синего базовых цветов. Таким образом, числовой код красного цвета следующий:

Коды/Цвета	Красный	Зеленый	Синий
двоичный	11111111	00000000	00000000
шестнадцатеричный	FF	00	00
десятичный	256	0	0

        Пример 5 Сканируется цветное изображение размером 10х10 см. Разрешающая способность сканера 600 dpi и глубина цвета 32 бита. Какой информационный объем будет иметь полученный графический файл.

        Переведем разрешающую способность сканера из точек на дюйм в точки на сантиметр:

600 dpi : 2,54 » 236 точек/см

        Следовательно, размер изображения в точках составит 2360х2360 точек.

        Общее количество точек изображения равно:

2360х2360 = 5 569 600

        Информационный объем файла равен:

32 бит х 5569600 = 178 227 200 бит » 21 Мбайт

Задания для самостоятельного выполнения

2.82.    Определите количество цветов в палитре при глубине цвета 4, 8, 16, 24, 32 бита.

2.83.    Определите требуемый объем видеопамяти для различных графических режимов экрана монитора. Заполните таблицу.

Разрешающая способность экрана	Глубина цвета (бит на точку)
	4	8	16	24	32
640 на 480
800 на 600
1024 на 768
1280 на 1024

2. 84.   Черно-белое (без градаций серого) растровое графическое изображение имеет размер 10 ´10 точек. Какой объем памяти займет это изображение?

2.85.    Цветное (с палитрой из 256 цветов) растровое графическое изображение имеет размер 10 ´10 точек. Какой объем памяти займет это изображение?

2.86.    В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 65536 до 16. Во сколько раз уменьшится  объем, занимаемый им памяти?

2.87.    В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов увеличилось с 16 до 42 949 67 296. Во сколько раз увеличился  объем, занимаемый им в памяти?

2.88.    Достаточно ли видеопамяти объемом 256 Кбайт для работы монитора в режиме 640 ´ 480 и палитрой из 16 цветов?

2.89.    Какие графические режимы работы монитора может обеспечить видеопамять объемом в 1 Мбайт?

2.90.    256-цветный рисунок содержит 120 байт информации. Из скольких точек он состоит?

2.91. Для хранения изображения размером 64 ´ 32 точек выделено 64 Кбайт  памяти. Определите, какое максимальное число цветов допустимо использовать в этом случае.

2.92. Определить соотношение между высотой и шириной экрана монитора для различных режимов. Различается ли это соотношение для различных режимов?

а) 640´480;  б) 800´600;  в) 1024´768;  а) 1152´864;  а) 1280´1024.

2.93. Определить максимально возможную разрешающую способность экрана для монитора с диагональю 17” и размером точки экрана 0,25 мм.

2.94. Установить различные графические режимы экрана монитора вашего компьютера:

а) режим с максимально возможной глубиной цвета;

б) режим с максимально возможной разрешающей способностью;

в) оптимальный режим.

2.95. Заполните таблицу цветов при 24-битной глубине цвета в шестнадцатеричном представлении.

Название цвета	Интенсивность
	Красный	Зеленый	Синий
Черный
Красный
Зеленый
Синий
Белый

2. 96. Сканируется цветное изображение стандартного размера A4 (21´29,7 см). Разрешающая способность сканера 1200 dpi и глубина цвета 24 бита. Какой информационный объем будет иметь полученный графический файл.

 

 

 

Задача №3 (изменение глубины цвета)

С трудом получается решать задачи на кодирование графической информации?

Привет! Вы оказались на моем персональном сайте. Меня зовут Александр. По профессии я репетитор по информатике, математике, базам данных и программированию.

Ключевая компетенция моей деятельности — высококвалифицированная подготовка школьников $9-11$-ых классов к успешной сдаче ОГЭ и ЕГЭ по информатике.

Если вам предстоит сдача ЕГЭ по информатике, а вы совсем плохо понимаете такую тему, как «Кодирование графической информации«, то я предлагаю вам $2$ пути решения этой проблемы:

1. Записаться ко мне на частную подготовку.

2. Готовиться по материалам, опубликованным на этом сайте.

Какой вариант более продуктивный? Разумеется, $1$-ый! Поэтому действуйте прямо сейчас, не откладывайте свое решение в долгий ящик. Дозванивайтесь до меня по номеру, указанному в шапке сайта, и записывайтесь на $1$-й пробный урок.

Даю индивидуальные занятия в различных территориальных форматах:

В настоящий момент практически все мои подопечные занимаются со мной дистанционно, посредством программы «Скайп«. Это очень удобно, достаточно недорого и крайне эффективно!

Условие задачи

После преобразования растрового $256$-цветного графического файла в $4$-цветный формат его размер сократился на [$18$ Кбайт].

Каков был размер исходного файла? Ответ получить в [Кбайтах].

Решение задачи

В школе вы должны познакомиться с $3$-мя видами компьютерной графики:

В заданиях ЕГЭ по информатике, ориентированных на кодирование графической информации, в обязательном порядке сообщают, какого типа изображения обрабатывается.

Эта задача не является исключением. Видим, что в постановке есть такая фраза: «После преобразования растрового …«. Все вопросы сняты! Нам предстоит анализировать классическое растровое изображение. И это очень хорошо!

Обратите внимание, что изначально нам не задали габариты графического файла, т е мы не знаем, из какого количества пикселей оно состоит. Ведать для успешного решения это и не важно!

Также нам известно, что в процессе обработки картинки изменилась лишь цветовая палитра, а именно — было уменьшено количество цветов. В результате такой обработки информационный вес графического файла уменьшился.

А теперь внимание! Важнейший момент в решении. Поймете его — легко сможете решать подобные примеры.

Изменение количества используемых цветов в изображении никак не сказывается на его габаритах, а лишь на информационном весе!

Это означает, что после преобразования количество пикселей, из которых состоит файл, осталось таким же, как и до преобразования. Поняв этот момент, дальнейшее решение, ну, лично у меня, уже не вызывает никаких трудностей.

Чтобы найти вес графического файла, нам хоть как придется прибегать к пиксельной матрице, поэтому, давайте обозначим за X количество пикселов, из которых состоят графические файлы.

Давайте проведем анализ исходного графического файла, т е файла, использующего $256$-цветовую палитру. Сходу можно найти глубину цвета по формуле Хартли: $I = K · \log_2 N$, где:

$N$ — мощность алфавита

$K$ — длина сообщения

$I$ — количество информации в сообщении в битах

Давайте произведем адаптацию величин этой формулы Хартли под наш случай:

1. Под величиной $I$ понимают глубину цвета любого пикселя, выраженную в битах.

2. Под мощностью алфавита $N$ понимают максимальное количество цветов, в которые можно раскрасить любой пиксель некоторого растрового изображения. {16}$.

3. Знать назубок таблицу единиц измерения информации. Будет неловко и смешно на официальном экзамене ЕГЭ по информатике, если забудете, сколько [бит] в $1$-ом [Кбайте].

4. Уметь сопоставлять графические файлы между собой, т е уметь проводить так называмый «до/после» сравнительный анализ.

Это минимум того, о чем нужно помнить! А максимум? Ну, максимума как такового нет, т к в сфере информационных технологий можно совершенствоваться всю жизнь.

Примеры условий реальных задач, встречающихся на ЕГЭ по информатике

чуть позже!

На своих уроках делаю упор исключительно на практику! Никакой воды — только решения!

Вот и подошла к своему логическому завершению очередная статья, очередной разбор конкретного примера на кодирование графической информации.

Если остались вопросы, какие-то недопонимания, то у вас есть несколько путей решения:

• написать комментарий под этой статьей, задав свой вопрос;

• записаться ко мне на индивидуальную подготовку;

• задать свой вопрос в моей персональной группе в вк;

• написать мне на электронный адрес;

• ничего не делать и ждать провала на рубежном экзамене ЕГЭ по информатике.

Если имеется свободных $2-3$ минутки, то можете познакомиться с отзывами моих учеников. Все они добились поставленных целей и стали значительно лучше разбираться в информационных технологиях.

Главный лейтмотив моих занятий — качественное решение как можно большего числа заданий. ЕГЭ — тестовый экзамен, поэтому практика, практика и еще раз только практика!

Определение разрешающей способности экрана и установка графического режима — FINDOUT.SU

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно — исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку «Продолжить», я принимаю политику конфиденциальности

Кодировка цвета и изображения.

1. Нахождение объема видеопамяти

Методические рекомендации:

В задачах такого типа используются понятия:

· объем видеопамяти,

· графический режим,

· глубина цвета,

· разрешающая способность экрана,

· палитра.

Во всех подобных задачах требуется найти ту или иную величину.

Видеопамять — это специальная оперативная память, в которой формируется графическое изображение. Иными словами для получения на экране монитора картинки её надо где-то хранить. Для этого и существует видеопамять. Чаще всего ее величина от 512 Кб до 4 Мб для самых лучших ПК при реализации 16,7 млн. цветов.

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).

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 640 по горизонтали и 480 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) — типичные в настоящее время уровни разрешения 800*600 точек или 1024*768 точек. Однако для мониторов с большой диагональю может использоваться разрешение 1152*864 точки.

— 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 K =2 ^{I, где K – количество цветов, I – глубина цвета или битовая глубина.}

Кроме перечисленных выше знаний учащийся должен иметь представление о палитре:

— палитра (количество цветов, которые используются для воспроизведения изображения), например 4 цвета, 16 цветов, 256 цветов, 256 оттенков серого цвета, 2¹⁶ цветов в режиме называемом High color или 2²⁴ , 2³²  цветов в режиме True color.

Учащийся должен знать также связи между единицами измерения информации, уметь переводить из мелких единиц в более крупные, Кбайты и Мбайты, пользоваться обычным калькулятором и Wise Calculator.

Уровень «3»

1. Определить требуемый объем видеопамяти для различных графических режимов экрана монитора, если известна глубина цвета на одну точку. (2.76 [3])

Режим экрана	Глубина цвета (бит на точку)
	4	8	16	24	32
640 на 480
800 на 600
1024 на 768
1280 на 1024

Решение:

1. Всего точек на экране (разрешающая способность): 640 * 480 = 307200
2. Необходимый объем видеопамяти V= 4 бит * 307200 = 1228800 бит = 153600 байт = 150 Кбайт.
3. Аналогично рассчитывается необходимый объем видеопамяти для других графических режимов. При расчетах учащийся пользуется калькулятором для экономии времени.

Ответ:

Режим экрана	Глубина цвета (бит на точку)
	4	8	16	24	32
640 на 480	150 Кб	300 Кб	600 Кб	900 Кб	1,2 Мб
800 на 600	234 Кб	469 Кб	938 Кб	1,4 Мб	1,8 Мб
1024 на 768	384 Кб	768 Кб	1,5 Мб	2,25 Мб	3 Мб
1280 на 1024	640 Кб	1,25 Мб	2,5 Мб	3,75 Мб	5 Мб

2. Черно-белое (без градаций серого) растровое графическое изображение имеет размер 10 ´10 точек. Какой объем памяти займет это изображение?( 2.6 8 [3])

Решение:

1. Количество точек -100
2. Так как всего 2 цвета черный и белый. то глубина цвета равна 1 ( 2¹ =2)
3. Объем видеопамяти равен 100*1=100 бит

Аналогично решается задаа 2.69[3]

3. Для хранения растрового изображения размером 128 x 128 пикселей отвели 4 КБ памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения. (ЕГЭ_2005, демо, уровень А). (См. также задачу 2.73 [3 ])

Решение:

1. Определим количество точек изображения. 128*128=16384 точек или пикселей.
2. Объем памяти на изображение 4 Кб выразим в битах, так как V=I*X*Y вычисляется в битах. 4 Кб=4*1024=4 096 байт = 4096*8 бит =32768 бит
3. Найдем глубину цвета I =V/(X*Y)=32768:16384=2
4. N=2^I , где N – число цветов в палитре. N=4

Ответ: 4

4. Сколько бит видеопамяти занимает информация об одном пикселе на ч/б экране (без полутонов)?([6], C. 143, пример 1)

Решение:

Если изображение Ч/Б без полутонов, то используется всего два цвета –черный и белый, т.е. К=2, 2ⁱ =2, I= 1 бит на пиксель.

Ответ: 1 пиксель

5. Какой объем видеопамяти необходим для хранения четырех страниц изображения, если битовая глубина равна 24, а разрешающая способность дисплея- 800 х 600 пикселей? ([6], №63)

Решение:

1. Найдем объем видеопамяти для одной страницы: 800*600*24=11520000 бит =1440000 байт =1406,25 Кб ≈1, 37 Мб
2. 1,37*4 =5,48 Мб ≈5.5 Мб для хранения 4 страниц.

Ответ: 5.5 Мб

Уровень «4»

6.Определить объем видеопамяти компьютера, который необходим для реализации графического режима монитора High Color с разрешающей способностью 1024 х 768 точек и палитрой цветов из 65536 цветов. (2.48 [3])

Методические рекомендации:

Если ученик помнит, что режим High Color – это 16 бит на точку, то объем памяти можно найти, определив число точек на экране и умножив на глубину цвета, т.е. 16. Иначе ученик может рассуждать так:

Решение:

1. По формуле K=2^{I, где K – количество цветов, I – глубина цвета определим глубину цвета. 2I=65536}

Глубина цвета составляет: I = log₂65 536 = 16 бит (вычисляем с помощью программы Wise Calculator )

2.. Количество точек изображения равно: 1024´768 = 786 432

3. Требуемый объем видеопамяти равен: 16 бит ´ 786 432 = 12 582 912 бит = 1572864 байт = 1536 Кб =1,5 Мб ( »1,2 Мбайта. Ответ дан в практикуме Угринович). Приучаем учеников, переводя в другие единицы, делить на 1024, а не на 1000.

Ответ: 1,5 Мб

7. В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 65536 до 16. Во сколько раз уменьшится объем занимаемой им памяти? (2.70, [3])

Решение:

Чтобы закодировать 65536 различных цветов для каждой точки, необходимо 16 бит. Чтобы закодировать 16 цветов, необходимо всего 4 бита. Следовательно, объем занимаемой памяти уменьшился в 16:4=4 раза.

Ответ: в 4 раза

8. Достаточно ли видеопамяти объемом 256 Кбайт для работы монитора в режиме 640 ´ 480 и палитрой из 16 цветов? (2.77 [3])

Решение:

1. Узнаем объем видеопамяти, которая потребуется для работы монитора в режиме 640х480 и палитрой в 16 цветов. V=I*X*Y=640*480*4 (2⁴ =16, глубина цвета равна 4),

V= 1228800 бит = 153600 байт =150 Кб.

2. 150 < 256, значит памяти достаточно.

Ответ: достаточно

9. Укажите минимальный объем памяти (в килобайтах), достаточный для хранения любого растрового изображения размером 256 х 256 пикселей, если известно, что в изображении используется палитра из 2¹⁶ цветов. Саму палитру хранить не нужно.

1) 128

2) 512

3) 1024

4) 2048

(ЕГЭ_2005, уровень А)

Решение:

Найдем минимальный объем памяти, необходимый для хранения одного пикселя. В изображении используется палитра из 2¹⁶ цветов, следовательно, одному пикселю может быть сопоставлен любой из 2¹⁶ возможных номеров^{цвета в палитре. Поэтому, минимальный объем памяти, для одного пикселя будет равен log₂ 216 =16 битам. Минимальный объем памяти, достаточный для хранения всего изображения будет равен 16*256*256 =24 * 28 * 28 =220 бит=220 : 23 =217 байт = 217 : 210 =27 Кбайт =128 Кбайт, что соответствует пункту под номером 1.}

Ответ: 1

10. Используются графические режимы с глубинами цвета 8, 16. 24, 32 бита. Вычислить объем видеопамяти, необходимые для реализации данных глубин цвета при различных разрешающих способностях экрана.

Примечание: задача сводится в конечном итоге к решению задачи №1 (уровень «3», но ученику самому необходимо вспомнить стандартные  режимы экрана.

11. Сколько секунд потребуется модему, передающему сообщения со скоростью 28800 бит/с, чтобы передать цветное растровое изображение размером 640 х 480 пикселей, при условии, что цвет каждого пикселя кодируется тремя байтами? (ЕГЭ_2005, уровень В)

Решение:

1. Определим объем изображения в битах:

3 байт = 3*8 = 24 бит, 

V=I*X*Y=640*480*24 бит =7372800 бит

2. Найдем число секунд на передачу изображения: 7372800 : 28800=256 секунд

Ответ: 256.

12. Сколько секунд потребуется модему, передающему сообщения со скоростью 14400 бит/сек, чтобы передать цветное растровое изображение размером 800 х 600 пикселей, при условии, что в палитре 16 миллионов цветов? (ЕГЭ_2005, уровень В)

Решение:

Для кодирования 16 млн. цветов требуется 3 байта или 24 бита (Графический режим True Color). Общее количество пикселей в изображении 800 х 600 =480000. Так как на 1 пиксель приходится 3 байта, то на 480000 пикселей приходится 480000*3=1 440 000 байт или 11520000 бит. 11520000 : 14400 = 800 секунд.

Ответ: 800 секунд.

13. Современный монитор позволяет получать на экране 16777216 различных цветов. Сколько бит памяти занимает 1 пиксель? ([6] , с.143, пример 2)

Решение:

Один пиксель кодируется комбинацией двух знаков «0» и «1». Надо узнать длину кода пикселя.

2^х =16777216, log₂ 16777216 =24 бит

Ответ: 24.

14. Каков минимальный объем памяти ( в байтах), достаточный для хранения черно-белого растрового изображения размером 32 х 32 пикселя, если известно, что в изображении используется не более 16 градаций серого цвета.(ЕГЭ_2005, уровень А)

Решение:

1. Глубина цвета равна 4, т. к. 16 градаций цвета используется.
2. 32*32*4=4096 бит памяти для хранения черно-белого изображения
3. 4096 : 8 = 512 байт.

Ответ: 512 байт

Уровень «5»

15. Монитор работает с 16 цветной палитрой в режиме 640*400 пикселей. Для кодирования изображения требуется 1250 Кбайт. Сколько страниц видеопамяти оно занимает? (Задание 2,Тест I-6)

 

Решение:

1. Т.к. страница –раздел видеопамяти, вмещающий информацию об одном образе экрана одной «картинки» на экране, т.е. в видеопамяти могут размещаться одновременно несколько страниц, то, чтобы узнать число страниц надо поделить объем видеопамяти для всего изображения на объем памяти на 1 страницу. К-число страниц, К= V_изобр/ V_{1 стр}  

 V_изобр =1250 Кб по условию

1. Для этого вычислим объем видеопамяти для одной страницы изображения с 16 цветовой палитрой и разрешающей способностью 640*400.

V_{1 стр} = 640*400*4 , где 4- глубина цвета (2⁴ =16)

V_{1 стр} = 1024000 бит = 128000 байт =125 Кб

3. К=1250 : 125 =10 страниц

Ответ: 10 страниц

16. Страница видеопамяти составляет 16000 байтов. Дисплей работает в режиме 320*400 пикселей. Сколько цветов в палитре? (Задание 3,Тест I-6)

Решение:

1. V=I*X*Y – объем одной страницы, V=16000 байт = 128000 бит по условию. Найдем глубину цвета I.

I=V/(X*Y).

I= 128000 / (320*400)=1.

2. Определим теперь, сколько цветов в палитре. K=2 ^I , где K – количество цветов, I – глубина цвета. K=2

Ответ: 2 цвета.

17. Сканируется цветное изображение размером 10 ´10 см. Разрешающая способность сканера 600 dpi и глубина цвета 32 бита. Какой информационный объем будет иметь полученный графический файл. (2.44, [3], аналогично решается задача 2.81 [3])

Решение:

1. Разрешающая способность сканера 600 dpi (dot per inch — точек на дюйм) означает, что на отрезке длиной 1 дюйм сканер способен различить 600 точек. Переведем разрешающую способность сканера из точек на дюйм в точки на сантиметр:

600 dpi : 2,54 » 236 точек/см (1 дюйм = 2.54 см.)

2. Следовательно, размер изображения в точках составит 2360´2360 точек. (умножили на 10 см.)

3. Общее количество точек изображения равно:

2360´2360 = 5 569 600

4. Информационный объем файла равен:

32 бит ´ 5569600 = 178 227 200 бит » 21 Мбайт

Ответ: 21 Мбайт

18. Объем видеопамяти равен 256 Кб. Количество используемых цветов -16. Вычислите варианты разрешающей способности дисплея. При условии, что число страниц изображения может быть равно 1, 2 или 4. ([1], №64, стр. 146)

Решение:

1. Если число страниц равно 1, то формулу V=I*X*Y можно выразить как

256 *1024*8 бит = X*Y*4 бит, (так как используется 16 цветов, то глубина цвета равна 4 бит.)

т.е. 512*1024 = X*Y; 524288 = X*Y.

Соотношение между высотой и шириной экрана для стандартных режимов не различаются между собой и равны 0,75. Значит, чтобы найти X и Y, надо решить систему уравнений:

Выразим Х=524288/ Y, подставим во второе уравнение, получим Y² =524288*3/4=393216. Найдем Y≈630; X=524288/630≈830

Вариантом разрешающей способности может быть 630 х 830.

2. Если число страниц равно 2, то одна страница объемом 256:2=128 Кбайт, т.е

128*1024*8 бит = X*Y*4 бит, т.е. 256*1024 = X*Y; 262144 = X*Y.

Решаем систему уравнений:

Х=262144/ Y; Y² =262144*3/4=196608; Y=440, Х=600

Вариантом разрешающей способности может быть 600 х 440.

4. Если число страниц равно 4, то 256:4 =64; 64*1024*2=X*Y; 131072=X*Y; решаем систему

X=131072/Y; Y² =131072*3/4=98304; Y≈310, X≈420

 

Задача №9. Кодирование звуковой и графической информации. Передача информации.

Автор материалов — Лада Борисовна Есакова.

При оцифровке звука в памяти запоминаются только отдельные значения сигнала. Чем чаще записывается сигнал, тем лучше качество записи.

Частота дискретизации f – это количество раз в секунду, которое происходит преобразование аналогового звукового сигнала в цифровой. Измеряется в Герцах (Гц).

Глубина кодирования (а также, разрешение) – это количество бит, выделяемое на одно преобразование сигнала. Измеряется в битах (Бит).

Возможна запись нескольких каналов: одного (моно), двух (стерео), четырех (квадро).

Обозначим частоту дискретизации – f (Гц), глубину кодирования – B(бит), количество каналов – k, время записи – t(Сек).

Количество уровней дискретизации d можно рассчитать по формуле: d = 2^B.

Тогда объем записанного файла V(бит)  = f * B * k * t.

Или, если нам дано количество уровней дискретизации,

V(бит)  = f * log₂d * k * t.

Единицы измерения объемов информации:

1 б (байт) = 8 бит

1 Кб (килобайт) = 2¹⁰ б

1 Мб (мегабайт) = 2²⁰ б

1 Гб (гигабайт) = 2³⁰ б

1 Тб (терабайт) = 2⁴⁰ б

1 Пб (петабайт) = 2⁵⁰ б

 

При оцифровке графического изображения качество картинки зависит от количества точек и количества цветов, в которые можно раскрасить точку.

Если X – количество точек по горизонтали,

Y – количество точек по вертикали,

I – глубина цвета (количество бит, отводимых для кодирования одной точки), то количество различных цветов в палитре N = 2^I. Соответственно, I = log₂N.

Тогда объем файла, содержащего изображение, V(бит) = X * Y * I

Или, если нам дано количество цветов в палитре, V(бит) = X * Y * log₂N.

Скорость передачи информации по каналу связи (пропускная способность канала) вычисляется как количество информации в битах, переданное за 1 секунду (бит/с).

Объем переданной информации вычисляется по формуле V = q * t, где q – пропускная способность канала, а t – время передачи.

 

Кодирование звука

Пример 1.

Производится двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и глубиной кодирования 32 бит. Запись длится 12 минут, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Какое из приведенных ниже чисел наиболее близко к размеру полученного файла, выраженному в мегабайтах?

1) 30               2) 45           3)  75         4)  90

Решение:

V(бит)  = f(Гц)* B(бит) * k * t(Сек),

где V – размер файла, f – частота дискретизации, B – глубина кодирования, k – количество каналов, t – время.

Значит, V(Мб) = (f * B * k * t ) / 2²³

Переведем все величины в требуемые единицы измерения:

V(Мб) = (16*1000 * 32 * 2 * 12 * 60 ) / 2²³

Представим все возможные числа, как степени двойки:

V(Мб) = (2⁴ * 2³ * 125 * 2⁵ * 2 * 2² * 3 * 15 * 2²) / 2²³ = (5625 * 2¹⁷) / 2²³ = 5625 / 2⁶ =

5625 / 64 ≈ 90.

Ответ: 4

!!! Без представления чисел через степени двойки вычисления становятся намного сложнее.

!!! Частота – это физическая величина, а потому 16 кГц = 16 * 1000 Гц, а не 16 * 2¹⁰. Иногда этой разницей можно пренебречь, но на последних диагностических работах она влияла на правильность ответа.

 

Пример 2.

В те­че­ние трех минут про­из­во­ди­лась четырёхка­наль­ная (квад­ро) зву­ко­за­пись с ча­сто­той дис­кре­ти­за­ции 16 КГц и 24-бит­ным раз­ре­ше­ни­ем. Сжа­тие дан­ных не про­из­во­ди­лось. Какая из при­ве­ден­ных ниже ве­ли­чин наи­бо­лее близ­ка к раз­ме­ру по­лу­чен­но­го файла?

 

1) 25 Мбайт

2) 35 Мбайт

3) 45 Мбайт

4) 55 Мбайт

Решение:

V(бит)  = f(Гц)* B(бит) * k * t(Сек),

где V – размер файла, f – частота дискретизации, B – глубина кодирования (или разрешение), k – количество каналов, t – время.

Значит, V(Мб) = (f * B * k * t ) / 2²³ = (16 * 1000 * 24 * 4 * 3 * 60) / 2²³ = (2⁴ * 2³ * 125 * 3 * 2³ * 2² * 3 * 15 * 2²) / 2²³ = (125 * 9 * 15 * 2¹⁴) / 2²³ = 16875 / 2⁹ = 32, 96 ≈ 35

Ответ: 2

 

Пример 3.

Ана­ло­го­вый зву­ко­вой сиг­нал был записан сна­ча­ла с ис­поль­зо­ва­ни­ем 64 уров­ней дис­кре­ти­за­ции сиг­на­ла, а затем с ис­поль­зо­ва­ни­ем 4096 уров­ней дис­кре­ти­за­ции сиг­на­ла. Во сколь­ко раз уве­ли­чил­ся ин­фор­ма­ци­он­ный объем оциф­ро­ван­но­го звука?

            1) 64

2) 8

3) 2

4) 12

Решение:

V(бит)  = f * log₂d * k * t, где V – размер файла, f – частота дискретизации, d – количество уровней дискретизации, k – количество каналов, t – время.

V₁ = f * log₂64 * k * t = f * 6 * k * t

V₂ = f * log₂4096 * k * t = f * 12 * k * t

V₂ / V₁ = 2

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 3.

Ответ: 3

 

Кодирование изображения

Пример 4.

Какой минимальный объём памяти (в Кбайт) нужно зарезервировать, чтобы можно было сохранить любое растровое изображение размером 64×64 пикселей при условии, что в изображении могут использоваться 256 различных цветов? В ответе запишите только целое число, единицу измерения писать не нужно.

Решение:

V(бит) = X * Y * log₂N, где V – объем памяти, X,Y – количество пикселей по горизонтали и вертикали, N – количество цветов.

V (Кб) = (64 * 64 * log₂256) / 2¹³ = 2¹² * 8 / 2¹³ = 4

Ответ: 4

 

Пример 5.

Для хранения растрового изображения размером 64×32 пикселя отвели
1 килобайт памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

Решение:

V(бит) = X * Y * log₂N, где V – объем памяти, X,Y – количество пикселей по горизонтали и вертикали, N – количество цветов.

log₂N = V /( X*Y) = 2¹³ / (2⁶ * 2⁵) = 4

N = 16

Ответ:16

 

Сравнение двух способов передачи данных

Пример 6.

До­ку­мент объ­е­мом 5 Мбайт можно пе­ре­дать с од­но­го ком­пью­те­ра на дру­гой двумя спо­со­ба­ми:

А) Сжать ар­хи­ва­то­ром, пе­ре­дать архив по ка­на­лу связи, рас­па­ко­вать.

Б) Пе­ре­дать по ка­на­лу связи без ис­поль­зо­ва­ния ар­хи­ва­то­ра.

Какой спо­соб быст­рее и на­сколь­ко, если

– сред­няя ско­рость пе­ре­да­чи дан­ных по ка­на­лу связи со­став­ля­ет 2¹⁸ бит в се­кун­ду,

– объем сжа­то­го ар­хи­ва­то­ром до­ку­мен­та равен 80% от ис­ход­но­го,

– время, тре­бу­е­мое на сжа­тие до­ку­мен­та – 35 се­кунд, на рас­па­ков­ку – 3 се­кун­ды?

В от­ве­те на­пи­ши­те букву А, если спо­соб А быст­рее или Б, если быст­рее спо­соб Б. Сразу после буквы на­пи­ши­те ко­ли­че­ство се­кунд, на­сколь­ко один спо­соб быст­рее дру­го­го. Так, на­при­мер, если спо­соб Б быст­рее спо­со­ба А на 23 се­кун­ды, в от­ве­те нужно на­пи­сать Б23. Слов «се­кунд», «сек.», «с.» к от­ве­ту до­бав­лять не нужно.

 

Решение:

Спо­соб А. Общее время скла­ды­ва­ет­ся из вре­ме­ни сжа­тия, рас­па­ков­ки и пе­ре­да­чи. Время пе­ре­да­чи t рас­счи­ты­ва­ет­ся по фор­му­ле t = V / q, где V — объём ин­фор­ма­ции, q — скорость пе­ре­да­чи дан­ных.

Объем сжатого документа: 5 * 0,8 = 4 Мб =4 * 2²³ бит.

Найдём общее время: t = 35 с + 3 с + 4 * 2²³ бит / 2¹⁸ бит/с = 38 + 2⁷ с = 166 с.

Спо­соб Б. Общее время сов­па­да­ет с вре­ме­нем пе­ре­да­чи: t = 5 * 2²³ бит / 2¹⁸ бит/с = 5 * 2⁵ с = 160 с.

Спо­соб Б быст­рее на 166 — 160 = 6 с.

Ответ: Б6

 

Определение времени передачи данных

Пример 7.

Ско­рость пе­ре­да­чи дан­ных через ADSL─со­еди­не­ние равна 128000 бит/c. Через дан­ное со­еди­не­ние пе­ре­да­ют файл раз­ме­ром 625 Кбайт. Опре­де­ли­те время пе­ре­да­чи файла в се­кун­дах.

Решение:

Время t = V / q, где V — объем файла, q — скорость пе­ре­да­чи дан­ных.

t = 625 * 2¹⁰ байт / (2 ⁷ * 1000) бит/c = 625 * 2¹³ бит / (125 * 2¹⁰) бит/c = 5 * 2³ с = 40 с.

Ответ: 40

 

Пример 8.

У Васи есть до­ступ к Ин­тер­нет по вы­со­ко­ско­рост­но­му од­но­сто­рон­не­му ра­дио­ка­на­лу, обес­пе­чи­ва­ю­ще­му ско­рость по­лу­че­ния им ин­фор­ма­ции 2¹⁷ бит в се­кун­ду. У Пети нет ско­рост­но­го до­сту­па в Ин­тер­нет, но есть воз­мож­ность по­лу­чать ин­фор­ма­цию от Васи по низ­ко­ско­рост­но­му те­ле­фон­но­му ка­на­лу со сред­ней ско­ро­стью 2¹⁵ бит в се­кун­ду. Петя до­го­во­рил­ся с Васей, что тот будет ска­чи­вать для него дан­ные объ­е­мом 4 Мбай­та по вы­со­ко­ско­рост­но­му ка­на­лу и ре­транс­ли­ро­вать их Пете по низ­ко­ско­рост­но­му ка­на­лу. Ком­пью­тер Васи может на­чать ре­транс­ля­цию дан­ных не рань­ше, чем им будут по­лу­че­ны пер­вые 512 Кбайт этих дан­ных. Каков ми­ни­маль­но воз­мож­ный про­ме­жу­ток вре­ме­ни (в се­кун­дах), с мо­мен­та на­ча­ла ска­чи­ва­ния Васей дан­ных, до пол­но­го их по­лу­че­ния Петей? В от­ве­те ука­жи­те толь­ко число, слово «се­кунд» или букву «с» до­бав­лять не нужно.

 

Решение:

Нужно опре­де­лить, сколь­ко вре­ме­ни будет пе­ре­да­вать­ся файл объ­е­мом 4 Мбай­та по ка­на­лу со ско­ро­стью пе­ре­да­чи дан­ных 2¹⁵ бит/с; к этому вре­ме­ни нужно до­ба­вить за­держ­ку файла у Васи (пока он не по­лу­чит 512 Кбайт дан­ных по ка­на­лу со ско­ро­стью 2¹⁷ бит/с).

Время скачивания дан­ных Петей: t₁= 4*2²³ бит / 2¹⁵ бит/с = 2¹⁰ c.

Время за­держ­ки: t₂ = 512 кб / 2¹⁷ бит/с = 2^{(9 + 10 + 3) — 17} c = 2⁵ c.

Пол­ное время: t₁ + t₂ = 2¹⁰ c + 2⁵ c = (1024 + 32) c = 1056 c.

Ответ: 1056

 

Пример 9.

Данные объемом 60 Мбайт передаются из пункта А в пункт Б по каналу связи, обеспечивающему скорость передачи данных 2¹⁹ бит в секунду, а затем из пункта Б в пункт В по каналу связи, обеспечивающему скорость передачи данных 2²⁰ бит в секунду. Задержка в пункте Б (время между окончанием приема данных из пункта А и началом передачи в пункт В) составляет 25 секунд. Сколько времени (в секундах) прошло с момента начала передачи данных из пункта А до их полного получения в пункте В? В ответе укажите только число, слово «секунд» или букву «с» добавлять не нужно.

Решение:

Полное время складывается из времени передачи из пункта А в пункт Б (t₁), задержки в пункте Б (t2) и времени передачи из пункта Б в пункт В (t₃).

t₁ = (60 * 2²³) / 2¹⁹ =60 * 16 = 960 c

t₂ = 25 c

t₃ = (60 * 2²³) / 2²⁰ =60 * 8 = 480 c

Полное время t₁ + t₂ +t₃ = 960 + 25 + 480 = 1465 c

Ответ: 1465

Глубина цвета и разрешение

Сайт создан в системе uCoz

на главную ПК процессоры ./fon4-1.png»> ОЗУ и ПЗУ системные платы BIOS блоки питания устройства ввода интерфейсы магнитные диски ./fon4-2.png» align=»center»> звук компакт-диски видеоадаптеры ⇒режимы работы видеоадаптера ⇒глубина цвета и разрешение ⇒принципы построения изображения ⇒характеристики видеоадаптеров ⇒цифровой интерфейс ⇒TV-тюнеры ./fon4-1.png»> мониторы сети

Глубина цвета и разрешение Первые компьютерные мониторы оперировали только двумя значениями яркости точки на экране: есть изображение точки — точка погашена. В настоящее время, наиболее популярные режимы — это VGA с разрешением 640×480 точек и SVGA с разрешением 800×600 (для 17-дюймовых мониторов — 1024×768). То есть при разрешении 640×480 изображение на экране монитора состоит из 307 200 точек, а при 800×600 — из 480 000. Для каждой точки изображения указывается строго определенный цвет, который получается из смеси трех первичных цветов — красного, зеленого и синего. Общее количество оттенков может достигать миллионов цветов, но для самых простых режимов используется 16 или 256 цветов (это режимы VGA). Объем необходимой видеопамяти определяется в зависимости от разрешения (числа строк, умноженного на число точек в строке) и глубины цвета (необходимого числа байтов для хранения информации о каждой точке). Соответственно, формула, связывающая объем видеопамяти с разрешением и количеством воспроизводимых цветов, выглядит так: Объем ОЗУ = (число точек в строке) х (число строк) х х (число байтов на одну точку). Первые два значения определяются желаемым вам режимом, а число битов (байтов) на одну точку или количество цветов выбирается из табл. Часто бывает так, что для желаемого режима чуть-чуть не хватает памяти, например у видеоадаптера ровно 2 Мбайт видеопамяти, а нужно больше. В этом случае надо выбрать меньшее разрешение или меньшее количество цветов. Возможные варианты выбора приведены в табл. (указаны только те режимы, которые позволяют использовать современное программное обеспечение). Соотношение между глубиной цвета и числом битов на один пиксел Количество цветов Число битов Количество цветов Число битов 2 1 256 8 4 2 32768 15 16 4 65536 16 16777216 24 Разрешение и минимальный объем видеопамяти Разрешение Количество цветов Объем видеопамяти 640×480 256 512 Кбайт 800×600 800×600 800×600 256 65536 16777216 1 Мбайт 1 Мбайт 2 Мбайт 1024×768 256 1 Мбайт 1024×768 1024×768 1280×1024 65536 16777216 256 2 Мбайт 4 Мбайт 2 Мбайт 1280×1024 65536 4 Мбайт 1280×1024 16777216 8 Мбайт

./fon3.png» border=»1″>

Кодирование графической информации

Кодирование графической информации

Графическая информация может быть представлена в аналоговой или дискретной форме.

Аналоговое — живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно

Дискретного — изображение, напечатанное с помощью струйного принтера, состоящее из отдельных точек разного цвета.

Пространственная дискретизация преображение графических изображения из аналоговой (непрерывной) формы в цифровую (дискретную)

Пространственная дискретизация

Изображение разбивается на отдельные маленькие фрагменты (точки, или пиксели), каждый элемент имеет свой цвет (красный, зеленый, синий и т. д.).

Пиксель — минимальный участок изображения, для которого независимым образом можно задать цвет.

Разрешающая способность .

Разрешающая способность растрового изображения определяется количеством точек по горизонтали и вертикали на единицу длины изображения.

Глубина цвета.

В процессе дискретизации могут использоваться различные палитры цветов, т. е. наборы тех цветов, которые могут принимать точки изображения.

Количество цветов N в палитре и количество информации I , необходимое для кодирования цвета каждой точки, связаны между собой и могут быть вычислены по формуле:

Глубина цвета .

В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета) палитра цветов состоит всего из двух цветов (черного и белого).

В двоичной системе 1 пиксель (1 точка) = 1 бит

Глубина цвета.

Количество информации или информационный объем , которое используется для кодирования цвета

1 точки изображения, называется глубиной цвета .

Глубина цвета и количество цветов в палитре

Глубина цвета, I (битов)

1пиксель = 8 бит

Количество цветов в палитре, N

1пиксель = 16 бит

2 8 = 256

2 16 = 65 536

1пиксель = 24 бит

2 24 = 16 777 216

Задачи:

1. Растровый графический файл содержит черно-белое изображение с 16 градациями серого цвета размером 10х10 пикселей. Каков информационный объем этого файла?

4

Решение: 16 = 2 ; 10*10*4 = 400 бит

2. 256-цветный рисунок содержит 120 байт информации. Из скольких точек он состоит?

Решение :

120 байт = 120*8 бит; 265 = 2 (8 бит – 1 точка).

120*8/8 = 120

8

Качество растровых изображений, полученных

в результате сканирования, зависит от разрешающей способности сканера.

Оптическое разрешение – количество светочувствительных элементов на одном дюйме полоски

Аппаратное разрешение –

количество «микрошагов» светочувствительной полоски на 1 дюйм изображения

например, 1200 dpi

например, 2400 dpi

Объем видеопамяти

• Объём требуемой видеопамяти можно рассчитать по формуле:
• V =I * X * Y, 
• Где V — информационный объём видеопамяти в битах; X * Y — количество точек изображения;  I — глубина цвета в битах на точку.

Задание:

Черно-белое растровое изображение имеет размер 10*10 точек. Какой информационный объем имеет изображение?

Решение:

1точка = 1 бит

100 точек = 100 бит

I=100бит

Графические режимы монитора

Монитор может отображать информацию с различными пространственными разрешениями (800(строк) х 600(количество точек в строке), 1024 х 768, 1152 х 864 и выше).

Чем больше пространственное разрешение и глубина цвета, тем выше качество изображения

Белый свет может быть разложен при помощи природных явлений или оптических приборов на различные цвета спектра:

— красный

— оранжевый

— желтый

— зеленый

— голубой

— синий

— фиолетовый

Человек воспринимает цвет с помощью цветовых рецепторов (колбочек), находящихся на сетчатке глаза.

Колбочки наиболее чувствительны к красному , зеленому и синему цветам.

Палитра цветов в системе цветопередачи RGB

В системе цветопередачи RGB палитра цветов формируется путём сложения красного ,

зеленого и синего цветов.

Цвет палитры Color можно определить с помощью формулы:

Color = R + G + В

При этом надо учитывать глубину цвета — количество битов, отводимое в компьютере для кодирования цвета.

Для глубины цвета 24 бита (8 бит на каждый цвет ):

0 ≤ R ≤ 255, 0 ≤ G ≤ 255, 0 ≤ B ≤ 255

Формирование цветов

в системе цветопередачи RGB

Цвет

Черный

Формирование цвета

Белый

Black = 0 + 0 + 0

Красный

Зеленый

While = R max + G max + B max

Синий

Red = R max + 0 +0

Green = 0 + G max + 0

Голубой

Blue = 0 + 0 + B max

Пурпурный

Cyan = 0+ G max + B max

Желтый

Magenta = R max + 0 + B max

Yellow = R max + G max + 0

Цвета в палитре RGB формируются путём сложения базовых цветов, каждый из которых может иметь различную интенсивность.

Система цветопередачи RGB применяется в мониторах компьютеров, в телевизорах и других излучающих свет технических устройствах.

Палитра цветов в системе цветопередачи CMYK

В системе цветопередачи CMYK палитра цветов формируется путём наложения голубой , пурпурной , жёлтой и черной красок.

Формирование цветов

в системе цветопередачи СMYK

Цвет

Черный

Формирование цвета

Белый

Красный

Black = C + M + Y = W – G – B – R = K

Зеленый

While = (C = 0, M = 0, Y = 0)

Red = Y + M = W – G – B = R

Синий

Green = Y + C = W – R – B = G

Голубой

Blue = M + C = W – R – G = B

Пурпурный

Cyan = C = W – R = G + B

Желтый

Magenta = M = W – G = R + B

Yellow = Y = W – B = R + G

Цвета в палитре CMYK формируются путем вычитания из белого цвета определенных цветов.

Цвет палитры Color можно определить с помощью формулы:

Color = С + M + Y

Интенсивность каждой краски задается в процентах:

0% ≤ С ≤ 100%, 0% ≤ М ≤ 100%, 0% ≤ Y ≤ 100%

Смешение трех красок – голубой, желтой и пурпурной – должно приводить к полному поглощению света, и мы должны увидеть черный цвет. Однако на практике вместо черного цвета получается грязно-бурый цвет. Поэтому в цветовую модель добавляют еще один, истинно черный цвет – bla К.

Расширенная палитра получила название CMYK.

Система цветопередачи CMYK применяется

в полиграфии.

Решение задач

• Сколько цветов будет содержать палитра, если каждый базовый цвет кодировать в 2 битах?

Дано:

I=2бит

Решение.

N=2 i

Найти:

подставляем значение I,

N=?

N=2 2

N=4 цвета.

Решение задач

• Рассчитайте объём памяти, необходимый для кодирования

рисунка, построенного при графическом разрешении монитора 800х600 с палитрой 32 цвета.

Решение :

800*600*5 бит = 2400000 бит : 8 : 1024 = 293 Кбайт

2. Какой объем видеопамяти необходим для хранения четырех страниц изображения при условии, что разрешающая способность дисплея 640х480 точек, а глубина цвета 32?

Решение:

640*480*5*4 = 6144000 бит : 8 : 1024 = 750 Кбайт

3. В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 65 536 до 16. Во сколько раз уменьшился его информационный объем?

4 . Цветное растровое графическое изображение с палитрой из 256 цветов имеет размер 10*10 точек. Какой информационный объем имеет изображение?

5. Определить цвета, если заданы интенсивности базовых цветов в двоичной системе, в системе цветопередачи RGB .

Цвет

Интенсивность базовых цветов

Красный

Зеленый

00000000

Синий

11111111

00000000

00000000

00000000

00000000

00000000

00000000

11111111

00000000

00000000

00000000

11111111

11111111

11111111

11111111

00000000

11111111

11111111

11111111

11111111

00000000

11111111

11111111

Вопросы для закрепления.

• Как связаны между собой количество цветов в палитре и глубина цвета?
•   Какова частота обновлений на экране монитора
• Почему частота обновлений должна быть больше чем частота кадров в кино?
• Как формируется палитра цветов в системе цветопередачи RGB?

Разрядность и размер файла

Битовая глубина и Оценка размера файла (с отсылкой к цифровым камерам) Клайв Р. Хейнс ФПС

Размер файла и качество изображения напрямую связано. Цифровые фотоаппараты быстро стали «норма» в фотографии. В связи с этим необходимо эмпирическое правило для обозначения насколько хорошим может быть изображение для предназначенной цели. Установлено что выставочное качество формата А3, фотореалистичная, цветная картинка для просмотра на «нормальном расстоянии просмотра» требуется файл размером от 20 до 25 МБ. Такой изображение будет содержать от 7 до 9 миллионов пикселей. Фотореалистичное изображение формата А4 имеет размер около 11 МБ и содержит от 3,5 до 4 миллионов пикселей для рендеринга качество изображения на обычном расстоянии просмотра. Это выгодно иметь хорошее рабочее представление о том, что конкретное отношение пикселей будет производиться как размер файла. Часто мы видим такие цифры, как 640. х 480 пикселей или 1200 х 800 пикселей и так далее. Количество пикселей в изображении является абсолютным, поэтому, по сути, чем больше, тем лучше. Изменение количества пикселей на повторная выборка нежелательна, так как она включает создание/изобретение пикселей или отбрасывание пикселей. На рынке есть несколько очень умных программ передискретизации, однако нет ничего лучше, чем правильное количество пикселей для начала с.

Куда Начало? А изображение в оттенках серого (т. е. монохромное/черно-белое) использует один байт на пиксель (байт равен 8 битам). 8-битный блок или байт, как его называют, может хранить до 256 уровней информации. Таким образом, мы можем хранить до 256 уровней. яркости на пиксель, что дает нам 8-битную шкалу серого. А цветное изображение получается, когда каждый элемент ПЗС-матрицы, в фотоаппарате или сканере, выборки уровня определенного основного цвета — красного, зеленого или синего (RGB). результирующая выборка объединяет информацию для создания одного полноцветного пикселя. Этот полноцветный пиксель содержит три байта (каждый 8 МБ в глубину). Три байта на пикселей (RGB), поэтому 8 x 3 = 24 бита. Таким образом, для данной области цвет изображению требуется в три раза больше байтов по сравнению с его эквивалентом в оттенках серого. Итак по одному байту на цвет (помните, это 8 бит x 3 = 24 бита) мы имеем то, что называется 24-битным цветом и является типичной битовой глубиной для реалистичных изображений. А 24-битное изображение RGB имеет 8 бит на пиксель для каждого из каналов R, G и B.

Бит Глубина . Это иногда называется глубиной пикселей или глубиной цвета. А пиксель с битовой глубиной 1 имеет два возможных значения: черный или белый. А пиксель с битовой глубиной 8 имеет 2 8 или 256 возможных значений. Пиксель с битовой глубиной 24 имеет 2 24 , или прибл. 16 миллионов возможных ценности. чем больше битовая глубина, тем мельче уровни изменений, которые могут быть записаны, поэтому тем выше точность градаций изображения. Естественно оборудование для выполнения эта задача дороже и размер результирующего файла соответственно больше. Как следствие, требуется больше места в компьютерной системе для обработки и сохраните изображение. В зависимости от параметров сканирования глубина цвета может быть 24, 30, 36, 48 или даже 64

Расчет Размер файла: Простой расчет. Умножение общее количество пикселей по количеству «битов» цвета (обычно 24) и разделите результат на 8 (потому что в «байте» 8 «бит»). напр. Изображение размером 1200 x 800 пикселей 1200 х 800 = 960 000 = 960 000 пикселей x 24 (обычная 24-битная глубина для цифровой камеры) = 23 040 000 8 = 2 880 000 или как мы сказать 2.88mb выше формула предоставит быструю ссылку для оценки размера файла (и, следовательно, руководство по разрешению). Примечание: формат файла, используемый для сохранения информации об изображении, может изменить рассчитанную цифру но не в огромных количествах. Файлы, конечно, могут быть «сжаты». Так это «расширенный» или несжатый размер файла, который действительно важен.

Как можно ли использовать информацию в качестве ориентира? Взять пример: та же формула применительно к цветному слайду (или негативу), отсканированному в мой Nikon Coolscan V. При значении 2700 пикселей на дюйм получается около 8 000 000 пикселей. (8 мегапикселей) умножьте на 24 и разделите на 8 ответ будет 24мб, что примерно правильно для изображения, которое будет приемлемо в качестве печати формата A3.

Цифровые фотоаппараты Многие превосходные цифровые фотоаппараты теперь доступно, но будьте осторожны и помните о разрешении / размере файла для отпечатков большего размера чем, скажем, А4 (многое зависит от контента, ваших требований и потребностей). Немного камеры используют хитрые методы интерполяции для повышения уровня пикселей — посмотрите на спецификации тщательно. Итак, в качестве ориентира, камеры по реальной цене со спецификацией от 6 до 7 мегапикселей можно рассматривать нижний предел допустимых отпечатков формата A3. Изображение 6 или 7mgpxl в несжатом виде расшириться примерно до 18mb. Для отпечатков формата A4 достаточно разрешения 3,5 мегапикселя, т.к. это, когда «несжатый» расширяется примерно до 10 МБ. Однако помните, что если изображение «обрезается» для удаления лишнего материала, пиксели также «обрезаются» и, следовательно, размер результирующего файла уменьшается. Верхний ряд «бытовых» цифровых камер теперь дает превосходные результаты. Высококачественные потребительские (зеркальные) модели, такие как Nikon D70, Canon EOS 300 и Fuji S3 Pro даст отличные результаты из сжатого 6-мегабайтного файла, расширяясь до некоторых 18 мб, что дает очень приемлемые отпечатки формата А3. Однако многие «потребители» мегапиксельные модели будут бороться за создание качественных изображений больше, чем A4 (много зависит от содержания, ваших требований и нужд). Тем не менее, я видел отличные изображения, создаваемые моделями с разрешением около 4 мегапикселей и выше. Там также большая разница в качестве (и стоимости!) между «потребительскими чипами» и «профессиональными чипами». чипсы». Цифровые камеры создают текстурно гладкие изображения без зернистости, результат которого часто выглядит лучше, чем отсканированные слайды или неги с присущую им зернистую структуру и поверхностные дефекты. Про такие камеры, как «полнокадровые» мегапиксельные зеркальные фотокамеры, фантастические, но по цене выходит за рамки бюджета большинства техно-энтузиастов-любителей (мы речь идет о ценниках от 3000 до 7000 фунтов стерлингов здесь!) В конце концов, они предназначены для «профессиональных фотографов». Что является приемлемым конечно субъективным и зависит от содержания и цель, для которой предназначено изображение. Качество цифровые камеры (обычно типа «SLR») снимают в формате RAW, и это позволяет 16 бит работает, чтобы перенести в «Фотошоп». Для получения дополнительной информации о «RAW» Нажмите на ссылку ниже.

Как определить глубину цвета? – Quick-Advisors.com

Содержание

Как определить глубину цвета?

Глубина цвета определяется разрядностью изображения (количество двоичных разрядов, определяющих оттенок или цвет каждого пикселя в растровом изображении). Например, пиксель с битовой глубиной 1 может иметь два значения: черный и белый.

Что такое измерение глубины цвета?

Глубина цвета изображения измеряется в битах. Количество бит указывает, сколько цветов доступно для каждого пикселя. В черно-белом изображении нужны только два цвета. Это означает, что он имеет глубину цвета 1 бит.

Как узнать разрядность изображения?

Часто задаваемые вопросы

1. Шаг 1: Умножьте количество пикселей детектора по горизонтали на количество пикселей по вертикали, чтобы получить общее количество пикселей детектора.
2. Шаг 2: Умножьте общее количество пикселей на разрядность детектора (16 бит, 14 бит и т. д.), чтобы получить общее количество битов данных.

Что такое нормальная глубина цвета?

24-битный
Цветовой диапазон компьютера определяется глубиной цвета, которая представляет собой количество цветов, которые может отображать оборудование с учетом его аппаратного обеспечения. Наиболее распространенными режимами нормальной глубины цвета, которые вы увидите, являются 8-битный (256 цветов), 16-битный (65 536 цветов) и 24-битный (16,7 миллиона цветов) режимы.

Какова глубина цвета 4 цветов?

Глубина цвета

Глубина цвета	Доступные цвета
3-битный	2 3 = 8
4-битный	2 4 = 16
5-битный	2 5 = 32
6-битный	2 6 = 64

Как рассчитать глубину цвета бита?

Простой расчет. Умножьте общее количество пикселей на количество «бит» цвета (обычно 24) и разделите результат на 8 (потому что в «байте» 8 «бит»). 98 уникальных цветов на канал, всего 256 цветов. 256 оттенков зеленого, 256 оттенков синего и 256 оттенков красного, смешанные вместе, чтобы сформировать изображение. Важно отметить, что каждый пиксель сэмплирует все три цвета.

Что такое 32-битная глубина?

«32 бита» также обычно означает 32 бита на пиксель и 8 бит на канал с дополнительным 8-битным альфа-каналом, который используется для прозрачности. 16 777 216 цветов снова. Иногда это называют 32-битным RGBA.

Что такое 8-бит и 10-бит?

Говоря более технически, 8-битный файл работает с RGB, используя 256 уровней на канал, а 10-битный — до 1024 уровней на канал. Это означает, что 10-битное изображение может отображать до 1,07 миллиарда цветов, а 8-битное фото — только 16,7 миллиона.

Сколько существует цветов по 4 бита?

16
СРАВНЕНИЕ

Бит на пиксель	Количество доступных цветов	Общеупотребительное имя(я)
4	16	ЭГА
8	256	VGA
16	65536	XGA, High Color
24	16777216	SVGA, истинный цвет

Как глубина цвета используется в изображении?

Глубина цвета определяет, сколько цветов может быть воспроизведено в изображении. Он указывает, сколько битов данных используется для представления значения цвета или сколько используется в каждом канале.

Где настроить глубину цвета на компьютере?

Windows 7 устанавливает максимальную глубину цвета, несмотря ни на что. Windows Vista и Windows XP должны делать то же самое, но вместо этого они предоставляют вам варианты. Место для установки глубины цвета для Windows Vista и Windows XP находится в том же месте, где задается разрешение экрана: либо в диалоговом окне «Настройки дисплея», либо в диалоговом окне «Свойства экрана».

Почему в Photoshop глубина цвета 24 бита?

24-битная глубина цвета (8 бит на канал) позволяла изображениям в достаточной степени походить на реальную жизнь, настолько, что мониторы не выходят за пределы этой глубины. (32-битные режимы в мониторах фактически используют 24-битную глубину, а дополнительные восемь бит не используются.) Формат изображения JPEG использует 24-битную глубину цвета.

Что означает количество бит глубины цвета?

Число битов указывает, сколько цветов доступно для каждого пикселя. В черно-белом изображении нужны только два цвета. Это означает, что он имеет глубину цвета 1 бит. 2-битная глубина цвета допускает четыре различных значения: 00, 01, 10, 11.

Какова глубина цвета?

Глубина цвета или глубина цвета (см. различия в правописании), также известная как битовая глубина, представляет собой либо количество битов, используемых для указания цвета одного пикселя в растровом изображении или видеобуфере кадра, либо количество используемых битов. для каждой цветовой составляющей одного пикселя.

Как узнать глубину цвета моего ноутбука?

@MishaPrivalov В окне панели управления нажмите «Оформление и темы», а затем нажмите «Экран». В окне «Свойства экрана» перейдите на вкладку «Настройки». Нажмите, чтобы выбрать нужную глубину цвета в раскрывающемся меню в разделе «Цвета».

Как рассчитать разрядность?

Что такое битовая глубина цвета?

Достаточно ли 8-битной глубины цвета?

Число 256 равно 2, возведенному в 8-ю степень, или 8-битной глубине цвета. Это означает, что каждый из каналов RGB имеет 256 оттенков, поэтому всего в этой 8-битной системе RGB имеется 256x256x256 или 16 777 216 цветов. 8-битная цветовая система способна воспроизводить более 16 миллионов цветов.

CS110 — Расчет размера файла

Обзор

В этом упражнении вы увидите расширенную серию примеров, помогающих прояснить индексированное цветовое представление, используемое для изображений. примеры основаны на национальных флаги, а используемые изображения взяты из эта Википедия статья о стилях национальных флагов

В индексированном представлении цвета вместо сохранения 3-байтового (24-битного) значения цвета для каждого пикселя на картинке ваш номер или проиндексируйте различные цвета, используемые в изображении, и сохраните индекс или номер цвета для каждого пикселя. Этот метод значительно уменьшает размер файла изображения. Часть метода заключается в том, что вам также нужна таблица цветов , которая содержит фактический цвет. значения в индексированном порядке.

Вот общие формулы для определения размера файла с использованием индексированного цвета для изображения. используя определенный #colors с размерами ширина и высота в пикселях.

1. Рассчитайте количество битов, необходимых для хранения индекса цвета для каждого пикселя (известного как битовая глубина (ПРИМЕЧАНИЕ: потолок означает, что если есть дробная часть, округлить до следующего большего целого числа):

  битовая глубина  = потолок(лог(#цвета)/лог(2)). 

Или используйте эту таблицу:

#colors	битовая глубина (бит/пиксель)
1 — 2	1
3 — 4	2
5 — 8	3
9 — 16	4
17 — 32	5
33 — 64	6
65 — 128	7
129 — 256	8

2. Вычисления. таблица

  #bytes для таблицы цветов  = #colors x 3  (bytes/color)  . 

3. Вычислить общее количество пикселей в изображении заданной ширины и высоты:

  # пикселей в изображении  = ширина x высота. 

4. Рассчитайте количество байтов, необходимых для хранения номера цвета для каждого пикселя (ПРИМЕЧАНИЕ: деление на 8 преобразует биты в байты):

  # байтов для информации о цвете пикселей  = # пикселей x битовая глубина/8. 

5. Подсчитайте общее количество байтов, необходимых для файла изображения:

  # байт для файла изображения  = # байт для таблицы цветов +
                        #bytes для информации о цвете пикселей. 

Польша

Флаг Польши выглядит так:

Если бы мы создали для этого набор «раскраски по номерам», это было бы довольно легко. Есть только два цвета, красный и белый, поэтому у нас есть только предоставить две краски. Образ создать будет довольно просто. Наш единственный решение, на самом деле, состоит в том, чтобы решить, будет ли «красный» цветом 0 и «белый» цвет 1 или наоборот. Предположим, мы сделали белый цвет нулевым. Вот наш комплект:

Конечно, если мы хотим, чтобы красный был цветом 0, мы просто перенумеровываем цвета. и настроить:

Дело в том, что наше представление состоит из двух частей:

1. Таблица цветов или палитра , в которой каждый отдельный цвет (3-байтовое значение RGB), используемый в изображение хранится в таблице, и каждой записи присваивается номер.
2. Информация о цвете пикселей , которая представляет собой номер цвета из таблицы для каждого пикселя изображения.

Общее количество бит/байтов для хранения этих двух частей равно размеру файла изображения.

ПРИМЕЧАНИЕ. размеры изображения также сохраняются как часть файла изображения, поэтому на самом деле также пара байтов в начало файла изображения для ширины и высоты. Однако пока это нужно и важно, это не очень интересная часть представления, поэтому обычно мы не будем добавлять их в наши расчеты размера файла.

Расчет размера файла

Прежде чем мы сможем рассчитать размер файла, мы должны определить битовая глубина изображения. В данном случае, поскольку есть только два цвета, одного бита достаточно, чтобы пронумеровать все цвета. Следовательно, битовая глубина составляет один бит .

Размеры флага 200 (ширина в пикселях) на 125 (высота в пикселях), поэтому имеем следующие расчеты:

Индонезия

Флаг Индонезии очень похож на флаг Польши, за исключением того, что полосы меняются местами:

Итак, мы можем использовать точно такой же эскиз, как и для флага Польши, и просто измените таблицу цветов:

Расчет размера файла

Поскольку этот флаг имеет то же количество цветов, что и флаг Польши, разрядность одинаковая. Количество байтов для представления палитры то же самое, а именно 6 байт. Количество байтов для представления информация о цвете пикселя зависит от разрядности (такой же, как предыдущий флаг), и размеры флага (которые немного отличаются на 200 x 133).

Итак, расчет почти, но не совсем тот же:

• Таблица цветов или палитра: 2 (цвета) * 3 (байты/цвет) = 6 (байтов).
• Есть 200 x 133 = 26600 (всего пикселей), каждому из которых требуется один бит для хранения номера цвета. 26600 (бит)/8 (байт/бит) = 3325 (байт).
• Полное представление, включающее как информацию о цвете пикселей, так и таблица цветов, составляет 3325 (байт) + 6 (байт) = 3331 (байт).

Украина

Еще одна страна, чей флаг состоит из двух равных горизонтальных полос, это Украина:

Еще раз, чтобы сделать этот флаг, мы можем использовать тот же двухцветный эскиз, что и раньше, и просто измените палитру:

Расчет размера файла

Предположим, что флаг Украины имеет те же размеры, что и Индонезия. Рассчитать:

1. разрядность,
2. размер в байтах таблицы цветов,
3. размер в байтах информации о цвете пикселей и
4. общий размер файла изображения в байтах.

У вас одинаковые ответы? Так как на флаге Украины такое же количество цветов, как и на флаге Украины. Индонезия, и изображение имеет те же размеры, размер файла вы рассчитали, должно быть то же самое. Фактически используемые цвета не влияют на размер файла (по крайней мере, для наших целей. Форматы файлов реальных изображений имеют дополнительные приемы. для сжатия информации, но это выходит за рамки этого курса.)

Швейцария

Конечно, есть флаги, которые не состоят из двух равных горизонтальных полосы. Один — флаг Швейцарии:

Хотя расположение цветов на флаге отличается от предыдущего флаги, есть еще только два разных цвета, красный и белый.

Расчет размера файла

Предположим, что ширина флага = 200 пикселей, а высота = 200 пикселей, и вычислите:

1. разрядность,
2. размер в байтах таблицы цветов,
3. размер в байтах информации о цвете пикселей и
4. общий размер файла изображения в байтах.

Разрядность

До сих пор все наши флаги были двухцветными; то есть таблица цветов имеет только две записи, и поэтому мы могли бы использовать только один бит для указания цвет в любом конкретном пикселе: ноль для первого цвета, и один для второго цвета. Потому что всего один бит достаточно, битовая глубина всех наших флагов на данный момент равна один кусочек.

Франция

Флаг Франции состоит из трех вертикальных полос синего, белого и красного цветов:

Расчет размера файла

Предположим, что размер французского флага составляет 200×133 пикселей. Рассчитать:

1. разрядность,
2. размер в байтах таблицы цветов,
3. размер в байтах информации о цвете пикселей и
4. общий размер файла изображения в байтах.

Соединенные Штаты Америки

Флаг США довольно знаком:

Таблица цветов такая же, как таблица цветов французского флага: 3 разных цвета:

Расчет размера файла

Если бы изображение флага США имело те же размеры, что и флаг Франции, расчеты размера файла будут идентичными . Почему?

Предположим, что приведенное выше изображение флага США немного отличается при разрешении 200×105 пикселей. Рассчитать:

1. разрядность,
2. размер в байтах таблицы цветов,
3. размер в байтах информации о цвете пикселей и
4. общий размер файла изображения в байтах.

Другие примеры

Мы могли бы продолжить это для многих примеров. Рассмотрим флаг Великобритания следующая: она тоже красная, белая и синяя, так что та же таблица цветов, что и у флагов США и Франции, хотя дизайн достаточно разный:

Рассмотрим флаг Италии:

Как и французский флаг, он состоит из трех равные вертикальные полосы. Мы нужно только изменить таблицу цветов, чтобы изменить французский флаг на Итальянский флаг, при условии, что размеры одинаковы:

Это также верно для флагов Ирландии и Бельгии. Так как они все три цвета, все они будут иметь одинаковую разрядность: два бита.

Много флагов с тремя одинаковыми горизонтальными полосами (Германия, Боливия, Эстония, Венгрия и др. ). Так как их всего три цветов, они также будут иметь битовую глубину в два бита.

Вычисление размера файла

Все примеры трехцветных флагов имеют разрядность в два бита, поэтому единственное изменение в расчете размера файла в размеры .

Гана

Конечно, есть много флагов, которые имеют более трех цветов. Рассмотрим флаг Ганы:

Показаны все четыре цвета:

Расчет размера файла

Предположим, что размер файла составляет 200×133 пикселя. Рассчитать:

1. разрядность,
2. размер в байтах таблицы цветов,
3. размер в байтах информации о цвете пикселей и
4. общий размер файла изображения в байтах.

Сейшельские острова

Флаг Сейшельских островов имеет пять цветов:

Вычисление размера файла

Предположим, что размеры 200×100 пикселей. Рассчитать:

1. разрядность,
2. размер в байтах таблицы цветов,
3. размер в байтах информации о цвете пикселей и
4. общий размер файла изображения в байтах.

Белиз

Самый яркий национальный флаг — флаг Белиза, состоящий из двенадцати цветов:

Расчет размера файла

Предположим, что размер файла составляет 200×133 пикселя. Рассчитать:

1. разрядность,
2. размер в байтах таблицы цветов,
3. размер в байтах информации о цвете пикселей и
4. общий размер файла изображения в байтах.

Заключение

Формат GIF позволяет использовать до 256 цветов, что более достаточно для любого флага и для многих изображений, которые мы могли бы захотеть представить. Если мы нужно больше цветов, чем это, мы обращаемся к форматам PNG или JPEG.

Мы не будем обсуждать флаг Непала, который не является прямоугольником:

На самом деле, мы можем сделать флаг Непала в формате GIF или PNG, потому что эти форматы допускают прозрачность . Формат представляет собой прямоугольный эскиз с некоторыми пикселями, обозначенными как прозрачными . Вы можете думайте об этом как о другом цвете в палитре, цвете, называемом «Чисто.»

Расчет размера файла

FutureLearn использует куки-файлы для повышения удобства работы с веб-сайтом. Все файлы cookie, кроме строго необходимых, в настоящее время отключены для этого браузера. Включите JavaScript, чтобы применить настройки файлов cookie для всех необязательных файлов cookie. Вы можете ознакомиться с политикой FutureLearn в отношении файлов cookie здесь.

Что влияет на размер файла растровых изображений? В этой статье показано, как рассчитать размер несжатых файлов.

Миллионы изображений передаются через социальные сети за то время, которое требуется вам, чтобы прочитать это предложение: данные в изображении могут быть переданы в одно мгновение. Как мы можем отправлять изображения так быстро? В этом разделе вы узнаете, почему размер изображения имеет значение и как рассчитать размер файла растровых изображений.

Что такое размер файла и почему он важен?

Как упоминалось ранее, размеры файлов варьируются от бит , байт и килобайт (наименьшие размеры) до (и выше) гигабайт , терабайт и 6 петабайт (самые большие).

В наши дни быстрые интернет-соединения позволяют нам быстро передавать изображения. Если время передачи важно, изображение должно быть как можно меньше.

Коэффициенты размера файла

Чем больше количество пикселей в изображении, тем больше места вам потребуется для его хранения.

Больше пикселей = больше размер файла изображения

Разрешение

Количество пикселей в изображении называется его разрешением . Это часто представляется как ширина × высота , и в большинстве операционных систем вы можете найти его в свойствах файла изображения

Упражнение в классе: найти разрешение

Попросите учащихся найти разрешение одного или нескольких изображений в общей папке. Таким образом, вы можете плавно ввести тему метаданных .

1. Щелкните правой кнопкой мыши (или Ctrl+щелчок , если вы используете Mac) на смайлике выше
2. Сохраните изображение на свой компьютер
3. Откройте папку, содержащую изображение, и щелкните правой кнопкой мыши ( Ctrl+щелчок для Mac) на изображении
4. Нажмите свойства
5. Найти высоту и ширину изображения
6. Рассчитать разрешение изображения

Наряду с разрешением вы могли найти и другую информацию об изображении. Эта информация широко известна как метаданные .

Перерыв: метаданные

Когда вы делаете снимок с помощью телефона, вы можете хранить больше данных, чем ожидаете. Помимо самого изображения, ваш телефон также может сохранять такую ​​информацию, как настройки камеры , дата и время , и, возможно, даже ваше местоположение !

Если вы отправите изображение другу, и он сделает его снимок экрана, сами данные изображения (изображение) не изменятся, но некоторые свойства изображения (например, как и когда было снято изображение) изменятся. Информация о свойствах изображения, которые не являются частью изображения, известна как метаданные .

Метаданные — это информация о данных, а не сами фактические данные .

Совет учителю : попросите учащихся подумать о том, какие еще типы метаданных могут собираться различными мобильными приложениями.

Битовая глубина

Вторым фактором, влияющим на размер файла изображения, является битная глубина . Битовая глубина — это пространство для хранения, которое требуется каждому пикселю для представления диапазона различных цветов.

Представьте черно-белое изображение. Каждый пиксель может быть только черным или белым, поэтому мы можем представить это изображение двумя цветами и, следовательно, одним двоичным битом: 1 = белый и 0 = черный.

Цветному изображению требуется больше бит.

Доступны двоичные биты для цвета	Количество цветов, которые мы можем представить для пикселя
1	2, черный и белый
2	4, напр. черный, белый и два оттенка серого
3	8
4	16
8	256
16	65536
24	16,7 млн ​​

Вы заметили закономерность? Как это повлияет на размер изображения?

Изображения, снятые с помощью онлайн-приложений, например Instagram или Snapchat, скорее всего, будут храниться с 16- или 24-битной глубиной цвета . Это означает, что каждый пиксель может использовать один из 90 155 65 536 или 16,7 миллионов 90 156 цветов соответственно. Ух ты!

Больше цветов = требуется больше битов = требуется больше места для хранения файлов

Итак, если большее количество цветов означает больший размер файла, зачем нам вообще использовать 24-битную глубину цвета?

Представьте, что вы работаете в компании по производству воздушных шаров и хотите создать цифровую рекламу, чтобы продемонстрировать все свои замечательные воздушные шары. Рекламу увидят миллионы людей со всего мира. Здесь использование 24 бит (16,7 миллионов цветов) для создания наиболее яркого и точного изображения в вашей рекламе имеет смысл! Качество изображения и небольшой размер файла — две конкурирующие цели, которые должны быть сбалансированы для каждого изображения.

Вычисление размера

Размер файла может быть выражен как разрешение (ширина изображения, умноженная на высоту изображения), умноженное на глубину в битах (число битов, необходимое для хранения цветов).

Размер файла изображения = разрешение * битовая глубина

Файлы обычно также содержат некоторые метаданные, которые немного увеличивают размер файла, но пока мы это игнорируем.

Упражнение: Насколько велик твой смайлик?

Ваша цель — найти общий размер изображения смайлика, включая его разрядность . Еще раз откройте изображение смайлика, которое вы скачали для первого действия этого шага.

1. Найдите разрешение , умножив высоту на ширину
2. Рассчитайте размер файла изображения смайлика, используя следующие разрядности :

а. 1

б. 2

в. 8

д. 16

эл. 24

Делитесь своими ответами в комментариях.

Упражнение: используйте Python для расчета размера файла изображения

Этот сценарий Python вычисляет ширину и высоту изображения:

 из PIL import Image 
 im = Image.open('myimage.png') #путь к файлу изображения 
 
 ширина, высота = im.size 
 
 разрешение = ширина * высота 
 
 print("Разрешение изображения: ", ширина, "x", высота) 
 print("Разрешение: ", разрешение) 
 

Можете ли вы расширить код до:

• Рассчитать разрешение другого файла?
• Попросить пользователя ввести фиксированную разрядность, а затем обновить вычисление выходных данных, включив ее?
• Рассчитать размеры файлов всех изображений в заданной папке?

Исследовательская задача : можете ли вы написать/найти какой-нибудь код, чтобы скрипт Python автоматически определял разрядность изображений? Эта беседа на форуме может помочь вам начать работу.

Самое главное, поддерживайте совместную работу, делясь своим кодом в комментариях, в идеале используя pastebin для сохранения форматирования.

Эта статья взята из бесплатного онлайн-ресурса

Представление данных в вычислениях: оживление данных

Создано

Присоединяйся сейчас

Наша цель — изменить доступ к образованию.

Мы предлагаем широкий выбор курсов от ведущих университетов и учреждений культуры со всего мира. Они предоставляются поэтапно и доступны на мобильных устройствах, планшетах и ​​компьютерах, поэтому вы можете приспособить обучение к своей жизни.

Мы считаем, что обучение должно быть приятным, социальным опытом, поэтому наши курсы дают возможность обсудить то, что вы изучаете, с другими, помогая вам делать новые открытия и формировать новые идеи.
Вы можете разблокировать новые возможности с неограниченным доступом к сотням коротких онлайн-курсов в течение года, подписавшись на наш безлимитный пакет. Развивайте свои знания в ведущих университетах и ​​организациях.

Узнайте больше о том, как FutureLearn меняет доступ к образованию

ShortCourses-Изучение пикселей и цветов

Часть 3 рабочего листа Excel «Калькулятор пикселей и изображений» вычисляет размер печати, который вы можете ожидать от заданного размера файла и разрешения, которое вы выбрали для печати. Цифры в последующих описаниях относятся к номерам строк на рабочем листе.

1. Биты на цвет — здесь вы вводите количество битов, которое ваше изображение использует для каждого цвета — красного, зеленого и синего.

2. Биты на пиксель вычисляются по формуле, которая умножает биты на цвет (строка 1) на 3, поскольку для каждого пикселя используются три цвета.

3. Количество возможных цветов вычисляется путем возведения числа 2 в число бит на пиксель (строка 2).

4. Ширина изображения (в пикселях) — здесь вы вводите ширину изображения в пикселях.

5. Высота изображения (в пикселях) — здесь вы вводите высоту изображения в пикселях.

6. Общее количество пикселей в изображении рассчитывается путем умножения ширины изображения на его высоту.

7. Размер файла (без сжатия) рассчитывается путем умножения общего количества пикселей в изображении на количество битов, используемых для хранения каждого пикселя. Размеры файлов отображаются в битах, байтах, килобайтах и ​​мегабайтах.

8. Таблица глубины цвета показывает глубину цвета, используемую различными типами изображений.

Упражнения

Откройте рабочий лист, нажав кнопку Excel в этом разделе, и введите числа в зеленые ячейки, чтобы изучить следующие вопросы.

1. Если изображение назначает каждому пикселю следующее количество битов, сколько цвета могут отображаться?

• 2 бита = __________ цветов
• 8 битов = __________ цветов
• 16 бит = __________ цветов
• 24 бита = __________ цветов
• 32 бита = __________ цветов
• 36 битов = __________ цветов

2. Если размер изображения 3000 x 2000 пикселей и 32 бита цвета, насколько велик файл в мегабайтах?

 

ОБЗОР: БИТЫ И БАЙТЫ

. Читая о цифровых системах, вы часто сталкиваетесь с терминами «бит» и «байт».
. Бит – это наименьшая цифровая единица. По сути, это один элемент компьютера, который, подобно лампочке, имеет только два возможных состояния: включено (указывает 1) или выключено (указывает 0). Термин «бит» представляет собой сокращение более описательной фразы «двоичная цифра».
. Байты представляют собой группы из 8 битов, связанных вместе для обработки. Поскольку каждый из восьми битов имеет два состояния (включено или выключено), общее количество информации, которое может быть передано, равно 2 ⁸ (2 в 8-й степени), или 256 возможных комбинаций.

Сканирование и размеры изображений

Цветные сканеры работают, создавая отдельные красные, зеленые и синие версии изображения, а затем объединяя их вместе для создания окончательного цифрового изображения. Некоторые сканируют все цвета за один проход, в то время как другие используют три прохода, что является более медленным, но более качественным методом. Какой метод используется, зависит от датчика изображения сканера. В большинстве сканеров используются линейные ПЗС-матрицы, расположенные в ряд. Те, которые требуют трех проходов, используют один ряд фотосайтов и пропускают разные фильтры (красный, зеленый или синий) перед датчиком для каждого прохода или используют три разных источника света. У других есть 3 ряда фотосайтов, каждый ряд со своим собственным фильтром, поэтому они могут захватывать все три цвета за один проход.

При сканировании изображения источник света перемещается по фотографии (некоторые сканеры печати и документов вместо этого перемещают документ мимо источника света). Источник света отражается от отпечатка или проходит через прозрачную пленку и фокусируется на датчике изображения с помощью системы зеркал и линз. Из-за этой системы зеркал и линз датчик не обязательно должен быть таким же широким, как сканируемая область.

Горизонтальное оптическое разрешение сканера определяется количеством фотосайтов на его сенсоре. Однако вертикальное разрешение определяется расстоянием, на которое перемещается бумага или источник света между сканами. Например, сканер с разрешением 600 x 1200 имеет 600 фотосайтов на своем сенсоре и перемещается на 1/1200 дюйма между каждым сканированием.

Сканирование и размеры файлов

При сканировании ваша цель состоит в том, чтобы получить файл цифрового изображения, содержащий все необходимые детали, но при этом файл не должен быть слишком большим для работы. Если вы сканируете со слишком низким разрешением, вы потеряете детали. Если вы просканируете слишком высоко, ваш файл будет слишком большим. При сканировании исходного изображения — будь то слайд или отпечаток — размер файла зависит от ряда факторов, включая сканируемую область, разрешение сканера и глубину цвета или количество битов, присвоенных каждому пикселю. Давайте рассмотрим это шаг за шагом, как если бы вы вычисляли размеры файлов с помощью загружаемого калькулятора сканирования — часть 1.

1. Введите ширину сканируемого изображения в дюймах.

2. Введите глубину или высоту сканируемого изображения.

3. Введите оптическое разрешение сканера или разрешение, с которым предполагается сканировать.

4. Отсканированные пиксели по горизонтали рассчитываются путем умножения разрешения сканера (строка 3) на размер оригинала по горизонтали (строка 1).

5. Отсканированные пиксели по вертикали рассчитываются путем умножения разрешения сканера (строка 3) на размер оригинала по вертикали (строка 2).

6. Общее количество отсканированных пикселей рассчитывается путем умножения количества пикселей, отсканированных по горизонтали (строка 4), на количество пикселей, отсканированных по вертикали (строка 5).

7. Глубина цвета — это то, где вы вводите количество битов, присвоенных каждому пикселю. Обычно это 1, если изображение черно-белое, 8, если оно в градациях серого (например, черно-белая фотография), или 24, если оно цветное.

8. Размер файла в битах рассчитывается путем умножения количества пикселей в изображении (строка 6) на глубину цвета (строка 7).

9. Размер файла в байтах рассчитывается путем деления размера файла в битах (строка 8) на 8.

10. Размер файла в килобайтах рассчитывается путем деления размера файла в байтах (строка 9) на 1000.

11. Размер файла в мегабайтах рассчитывается путем деления размера файла в килобайтах (строка 10) на 1000.

Сканирование изображения для печати указанного размера

Бывают случаи, когда вы знаете, какой размер вы хотите отпечатать, и вам нужно вычислить размер файла изображения в обратном порядке. Для большинства целей вы можете рассчитывать на фотореалистичное качество печати с разрешением около 300 dpi. Это означает, что для печати 4 x 6 требуется файл изображения размером 1200 x 1800, а для печати 8 x 10 требуется один файл размером 2400 x 3000.

Вы можете растягивать или сжимать изображения, импортированные в такие программы, как PageMaker и QuarkXPress. Поскольку количество пикселей в изображении не меняется, количество точек на дюйм должно меняться. Например, допустим, вы поместили на страницу изображение размером 800 x 600 и шириной 2 дюйма. Если вы распечатаете его в этом размере, оно будет напечатано с разрешением 400 dpi (800, разделенное на 2 дюйма). Если теперь вы растянете изображение до ширины 4 дюйма, разрешение упадет до 200 (800, разделенное на 4 дюйма). Если вам нужно изображение шириной 4 дюйма И разрешением 400 точек на дюйм, лучше всего отсканировать его, чтобы оно имело ширину 1600 пикселей, прежде чем импортировать его. Однако, если оно должно быть напечатано на печатном станке, правила меняются и становятся более сложными. Вам следует отсканировать изображение. поэтому его соты на дюйм равны в два раза больше количества строк на дюйм (lpi), с которым оно будет напечатано.

1. Введите ширину сканируемого изображения в дюймах.

2. Введите глубину или высоту сканируемого изображения.

3. Введите одно из выходных разрешений принтера в точках на дюйм (dpi).

4. Размер оригинала по горизонтали рассчитывается путем умножения требуемого размера вывода по горизонтали (строка 1) на требуемое разрешение вывода (строка 3).

5. Размер оригинала по вертикали рассчитывается путем умножения желаемого размера вывода по вертикали (строка 2) на требуемое разрешение вывода (строка 3).

6. Введите глубину цвета изображения. Обычно это 1, если изображение черно-белое, 8, если оно в градациях серого (например, черно-белая фотография), или 24, если оно цветное.

7. Размер файла в битах рассчитывается путем умножения размера оригинала по горизонтали на размер по вертикали (строки 4 и 5) для расчета общего количества пикселей в изображении, а затем умножения на глубину цвета (строка 6). .

8. Размер файла в байтах рассчитывается путем деления размера файла в битах (строка 7) на 8.

9. Размер файла в килобайтах рассчитывается путем деления размера файла в байтах (строка 8) на 1024.

10. Размер файла в мегабайтах рассчитывается путем деления размера файла в килобайтах (строка 9) на 1000.

Сканирование изображения для отображения на экране

Сканирование изображения для экрана аналогично сканированию изображения для печати, за исключением того, что выходные данные обычно указываются в пикселях, а не в дюймах. Хотя фактическое количество пикселей на дюйм на мониторе зависит от его размера и разрешения, изображения обычно сканируются с разрешением 72 ppi для отображения на экране (хотя иногда они сканируются до 9 пикселей).6 точек на дюйм). Увеличение их размера не добавляет к изображению никакой информации, а просто увеличивает размер файлов.

1. Введите ширину сканируемого изображения в дюймах.

2. Введите глубину или высоту сканируемого изображения.

3. Введите разрешение экрана в точках на дюйм (dpi). Обычно это в среднем 72 dpi.

4. Введите желаемую ширину изображения в пикселях.

5. Размер изображения по вертикали рассчитывается путем деления его ширины в строке 4 на отношение ширины оригинала к высоте, которое рассчитывается путем деления строки 1 на строку 2.

6. Введите глубину цвета изображения. Обычно это 1, если изображение черно-белое, 8, если оно в градациях серого (например, черно-белая фотография), или 24, если оно цветное.

7. Размер файла в битах рассчитывается путем умножения размера оригинала по горизонтали на размер по вертикали (строки 4 и 5) для расчета общего количества пикселей в изображении, а затем умножения на глубину цвета (строка 6). .

8. Размер файла в байтах рассчитывается путем деления размера файла в битах (строка 7) на 8.

9. Размер файла в килобайтах рассчитывается путем деления размера файла в байтах (строка 8) на 1024.

10. Размер файла в мегабайтах рассчитывается путем деления размера файла в килобайтах (строка 9) на 1000.

Что такое 8-бит, 10-бит, 12-бит, 4:4:4, 4:2:2 и 4:2:0 | Датавидео

Что такое 8-бит, 10-бит, 12-бит, 4:4:4, 4:2:2 и 4:2:0

07 января 2020 г.

Когда дело доходит до производства цифрового видео, мы часто видим 8-битную, 10-битную или даже 12-битную спецификацию обработки изображений. Иногда на записывающих устройствах также можно встретить такие числа, как 4:4:4, 4:2:2 и 4:2:0. Что именно означают эти цифры и как они влияют на качество изображения и цвета? Мы ответим на все ваши вопросы в этой статье.

Что такое 8-битная, 10-битная и 12-битная глубина цвета?

Глубина цвета также известна как битовая глубина, которая относится к числу битов, используемых для определения цветовых каналов, красного, зеленого или синего, для каждого пикселя.

В большинстве систем RGB имеется 256 оттенков на цветовой канал. Если вы достаточно хорошо знаете двоичную систему, это число 256 должно показаться вам очень знакомым. Число 256 равно 2 в 8-й степени или 8-битной глубине цвета. Это означает, что каждый из каналов RGB имеет 256 оттенков, поэтому всего в этой 8-битной системе RGB имеется 256x256x256 или 16 777 216 цветов.

8-битная цветовая система способна воспроизводить более 16 миллионов цветов. Это может выглядеть огромным, но по сравнению с 10-битным это на самом деле ничто. В 10-битной системе вы можете воспроизвести 1024 x 1024 x 1024 = 1 073 741 824 цвета, что в 64 раза больше, чем в 8-битной системе. Что еще более шокирует, так это то, что 12-битная система способна воспроизводить колоссальные 4096 x 4096 x 4096 = 68 719 476 736 цветов! В результате увеличение глубины цвета позволит вам лучше представить свои цвета.

Что такое выборка цветности и числа 4:4:4, 4:2:2 и 4:2:0?

Мы часто видим числа 4:4:4, 4:2:2 и 4:2:0 на записывающих устройствах, и они известны как субдискретизация цветности. Вы когда-нибудь задумывались, как субдискретизация цветности влияет на цвета изображения? И что именно означают эти числа 4:4:4, 4:2:2 и 4:2:0?

Прежде чем мы углубимся в субдискретизацию цветности, давайте сначала поговорим о пикселях изображения. Пиксель изображения определяется компонентами яркости и цветности. Без компонентов цветности яркость каждого пикселя создает представление изображения в оттенках серого. Кроме того, исследования показывают, что человеческие глаза более чувствительны к свету или яркости, чем к цветам.

YCbCr — это семейство цветовых пространств, используемых как часть конвейера цветных изображений в видеосистемах и системах цифровой фотографии. Y относится к яркости пикселя и разделяет 1/3 количества сигнала. Сигнал яркости всегда сохраняется без сжатия. Cb и Cr — это два сигнала цветности, которые делят 2/3 количества сигнала. Сигналы цветности могут быть сжаты для уменьшения количества загружаемых данных.

Возьмем для примера 4:4:4. Первые 4 представляют собой количество пикселей, которые мы подвергаем субдискретизации. Вторые 4 означают, что 4 цвета дают в первой строке выборки цветности, а третьи 4, опять же, означают, что 4 цвета дают во второй строке выборки цветности. С технической точки зрения, 4:4:4 означает, что каждый пиксель имеет свое собственное значение цвета, которое включает в себя всю информацию о цветности, поэтому это не субдискретизация цветности. Теперь давайте посмотрим на 4:2:2. Вторые 2 означают две субдискретизации цветности в первой строке. А третья 2 означает тоже два подвыборки цветности во втором ряду. Таким образом, изображение 4:2:2 сохраняет только половину выборок цветности, что и изображение 4:4:4. Что касается 4:2:0, это указывает на две подвыборки цветности в первой строке и отсутствие подвыборки цветности во второй строке, поэтому пиксели во второй строке копируют то же значение цветности, что и в первой строке. В результате изображение 4:2:0 сохраняет только четверть цветовой подвыборки по сравнению с изображением 4:4:4.

 

Почему видеокамера вещательного уровня такая мощная?

Пиксели представляют собой очень маленькие цветные точки, поэтому очень сложно обнаружить заметную визуальную разницу, записано ли видео в формате 4:4:4, 4:2:2 или 4:2:0. Однако 4:4:4 может записывать больше информации о цвете, чем 4:2:2 и 4:2:0, поэтому модель субдискретизации цветности 4:4:4 по-прежнему имеет преимущества перед 4:2:0 и 4:2. :2 с точки зрения качества цвета.

Большинство имеющихся на рынке зеркальных и беззеркальных камер используют модель цветовой подвыборки 4:2:0 для сжатия видеофайлов. Несмотря на то, что вы можете получить хорошее качество изображения из видео 4:2:0, вы все равно можете столкнуться с проблемами при выполнении хроматического кеинга или постредактирования из-за низкого разрешения для информации о цветности. По сравнению с изображениями 4:4:4 будет сложнее и труднее добиться чистого результата хромакея с видео 4:2:0. Вот почему профессиональные видеопроизводители по-прежнему предпочитают работать с видео формата 4:4:4 или 4:2:2, которое содержит больше информации о цветности, что облегчает постредактирование, только финальное видео сжимается в формате 4:2:0 для сохранения размера. файла. Эта производственная процедура похожа на то, что профессиональный фотограф всегда снимает фотографии с файлами RAW, а затем выводит изображения после редактирования в формате JPG для последующих приложений.

Зная теорию субдискретизации цветности, зрители уже должны знать, почему только профессиональное видеооборудование вещательного уровня способно воспроизводить изображение очень высокого качества и почему оно дороже потребительских цифровых камер и мобильных телефонов. Возьмем в качестве примера видеокамеру со сменными объективами BC-100 компании Datavideo. BC-100 — это видеокамера вещательного уровня, предназначенная для виртуальной студии. Камера оснащена 12-битным датчиком обработки изображений, способным захватывать огромное количество информации о цвете и отображать мельчайшие цветовые различия. Насыщенные цвета и четкое качество изображения нужны не только для визуального удовольствия, но и для получения четких и чистых объектов на фоне с помощью хромакея. С помощью продвинутой техники вы можете легко выполнить цветовой ключ сложных объектов, таких как стекло или волосы, представляя мельчайшие детали в сочетании с виртуальным фоном. Кроме того, технология расширенного динамического диапазона (HDR) позволяет видеокамере записывать детали ярких и темных частей изображения в условиях высокой контрастности, делая изображения более реальными для человеческого глаза.

No related posts.