Обработка графической информации

Информационные и телекоммуникационные технологии

Компьютерная графика — раздел информатики, предметом которого является работа на компьютере с графическими изображениями (рисунками, чертежами, фотографиями, видеокадрами и пр.). Пиксель — наименьший элемент изображения на экране (точка на экране). Растр — прямоугольная сетка пикселей на экране. Разрешающая способность экрана — размер сетки растра, задаваемого в виде произведения М х N, где М — число точек по горизонтали, N — число точек по вертикали (число строк).

Видеоинформация — информация об изображении, воспро­изводимом на экране компьютера, хранящаяся в компьютерной памяти.

Видеопамять — оперативная память, хранящая видеоин­формацию во время ее воспроизведения в изображение на эк­ране.

Графический файл — файл, хранящий информацию о гра­фическом изображении.

Число цветов, воспроизводимых на экране дисплея (К), и число бит, отводимых в видеопамяти под каждый пиксель (N), связаны формулой:

К = 2^N.

Пример1. Сколько бит видеопамяти занимает информация об одном пикселе на черно – белом экране ( без полутонов)?

Решение. Для черно-белого изображения без полутонов К = 2. Следовательно 2^N = 2. Отсюда — N = 1 бит на пиксель.

Пример 2. Современный монитор позволяет получать на экране 16 777 216 различных цветов. Сколько бит памяти занимает 1 пиксель?

Решение. Поскольку К = 16777216 = 2²⁴, то N = 24 бита на пиксель.

Величину N называют битовой глубиной.

Страница — раздел видеопамяти, вмещающий ин­формацию об одном образе экрана (одной «картинке» на экране). В видеопамяти могут размещаться одновре­менно несколько страниц.

Пример 3.На экране с разрешающей способностью 640 х 200 высвечиваются только двухцветные изображения. Какой минимальный объем видеопамяти необходим для хранения изо­бражения?

Решение. Так как битовая глубина двухцветного изображе­ния равна 1, а видеопамять, как минимум, должна вмещать одну страницу изображения, то объем видеопамяти равен 640 х 200 х 1 = 128000 бит = 16000 байт.

Решение.Для кодирования изображения на таком экране требуется 100 бит (1 бит на пиксель) видеопамяти. Пусть «1» обозначает закрашенный пиксель, а «0» — не закрашенный. Вот как будет выглядеть такая матрица:

Все многообразие красок на экране получается путем смешивания трех базовых цветов: красного, синего и зеленого. Каждый пиксель на экране состоит из трех близко расположенных элементов, светящихся этими цветами. Цветные дисплеи, использующие такой принцип, на­зываются RGB (Red-Green-BIue)-мониторами.

Код цвета пикселя содержит информацию о доле каждого базового цвета.

Если все три составляющие имеют одинаковую интенсив­ность (яркость), то из их сочетаний можно получить 8 различ­ных цветов ( ). Следующая таблица показывает кодировку 8-цветной палитры с помощью трехразрядного двоичного кода. В ней наличие базового цвета обозначено единицей, а отсутст­вие нулем.

Пример 5. Из смешения каких цветов получается розо­вый цвет?

Решение. Глядя на таблицу, видим, что код розового цвета — 101. Это значит, что розовый цвет получается смешением красной и синей красок.

Шестнадцатицветная палитра получается при использовании 4 разрядной кодировки пикселя: к трем битам базовых цветов добавляется один бит интенсивности. Этот бит управляет яркостью всех трех цветов одновре­менно. Например, если в 8-цветной палитре код 100 обозначает красный цвет, то в 16-цветной палитре: 0100 — красный, 1100 — ярко-красный цвет; 0110 — коричневый, 1110 — ярко-коричневый (желтый).

Большее количество цветов получается при раздельном уп­равлении интенсивностью базовых цветов. Причем интенсив­ность может иметь более двух уровней, если для кодирования каждого из базовых цветов выделять больше одного бита.

При использовании битовой глубины 8 бит/пиксель коли­чество цветов: 2⁸ = 256. Биты такого кода распределены сле­дующим образом: