Тема 6 Подання графічної інформації на комп’ютері, Контент-платформа

подання

Тема 6: Подання графічної інформації на комп'ютері.

Існують два принципи представлення зображення на комп'ютері:растровийтавекторний. В обох випадках графічне зображення розбивається на частини, що їх легко описати за допомогою кодів.

У процесі кодування зображення проводиться його просторове розбиття (дискретизація) на окремі маленькі фрагменти -пікселі(pixel), причому кожному фрагменту надається значення його кольору, тобто код кольори (червоний, зелений, синій тощо).

Якість кодування зображення залежить від двох параметрів.

По-друге, чим більша кількість кольорів, тобто більша кількість можливих станів точки зображення, використовується, тим якісніше кодується зображення (кожна точка несе більшу кількість інформації). Сукупність кольорів, що використовуються в наборі, утворює палітру кольорів, яка пов'язана з кількістю пам'яті, призначеної для зберігання одного пікселя -глибиною кольору.

КІЛЬКІСТЬ КОЛІРІВ = 2ГЛУБИНА КОЛЬОРУ

Застосовують кілька систем кодування кольорових графічних зображень: HSB, RGB і CMYK та ін. Використання цих колірних моделей пов'язане з тим, що світловий потік може формуватися випромінюваннями, що є комбінацією "чистих" спектральних кольорів: червоного, зеленого, синього або їх похідних.

Розрізняютьадитивнекольоровідтворення (характерно для випромінюючих об'єктів) ісубтрактивнекольоровідтворення (характерно для об'єктів, що відображають).

Модель HSBхарактеризується трьома компонентами: відтінок кольору (Hue), насиченість кольору (Saturation) та яскравість кольору (Brightness). Можна отримати багато довільних кольорів, регулюючи ці компоненти.

Принцип моделі RGB полягає в наступному: відомо, що будь-який колір можна представити у вигляді комбінації трьох кольорів: червоного (Red, R), зеленого (Green, G), синього (Blue, B). Інші кольори та їх відтінки виходять за рахунок наявності чи відсутності цих складових. За першими буквами основних кольорів система і отримала свою назву – RGB. Ця колірна модель є адитивною, тобто будь-який колір можна отримати поєднання основних кольорів у різних пропорціях. При накладанні одного компонента основного кольору інший яскравість сумарного випромінювання збільшується. Якщо поєднати всі три компоненти, то отримаємо сірий ахроматичний колір, при збільшенні яскравості якого відбувається наближення до білого кольору.

При 256 градаціях тону (кожна точка кодується 3 байтами) мінімальні значення RGB (0,0,0) відповідають чорному кольору, а білому – максимальні з координатами (255, 255, 255). Чим більше значення байта колірної складової, тим яскравіший колір. Наприклад, темно-синій кодується трьома байтами (0, 0, 128), а яскраво-синій (0, 0, 255).

МодельCMYKвикористовується для підготовки публікацій до друку. Кожному з основних кольорів ставиться у відповідність додатковий колір (доповнює основний до білого). Отримують додатковий колір за рахунок підсумовування пари інших основних кольорів. Отже, додатковими кольорами для червоного є блакитний (Cyan, C) = зелений + синій = білий – червоний, для зеленого – пурпуровий (Magenta, M) = червоний + синій = білий – зелений, для синього – жовтий (Yellow, Y) = червоний + зелений = білий -синій. Причому принцип декомпозиції довільного кольору на складові можна застосовувати як для основних, так і для додаткових, тобто будь-який колір можна уявити або у вигляді суми червоної, зеленої, синьої складової або у вигляді суми блакитної, пурпурової, жовтої складової. Здебільшого такий метод прийнято у поліграфії. Але там ще використовують чорний колір (BlacК, тому що буква В вже зайнята синім кольором, то позначають буквою K). Це пов'язано з тим, що накладання один на одного додаткових кольорів не дає чистого чорного кольору.

Розрізняють кілька режимів подання кольорової графіки: а) повнокольоровий (5 True Color); б)High Color; в)індексний.

При повнокольоровому режимі для кодування яскравості кожної зі складових використовують по 256 значень (вісім двійкових розрядів), тобто кодування кольору одного пікселя (у системі RGB) треба витратити 8*3=24 розряду. Це дозволяє однозначно визначати 16,5 млн кольорів. Це дуже близько до чутливості людського ока. При кодуванні за допомогою системи CMYK для представлення кольорової графіки треба мати 8*4=32 двійкові розряди.

Режим High Color – це кодування за допомогою 16-розрядних двійкових чисел, тобто зменшується кількість двійкових розрядів під час кодування кожної точки. Але при цьому значно зменшується діапазон кольорів, що кодуються.

При індексному кодуванні кольору можна передати лише 256 колірних відтінків. Кожен колір кодується за допомогою восьми біт даних. Але оскільки 256 значень не передають весь діапазон кольорів, доступний людському оку, то мається на увазі, що до графічних даних додається палітра (довідкова таблиця), без якої відтворення буде неадекватним: море може бути червоним, а листя - синіми. Сам код точкирастра в даному випадку означає не сам собою колір, а тільки його номер (індекс) в палітрі. Звідси і назва режиму – індексний.

При векторному підході зображення розглядається як сукупність простих елементів: прямих ліній, дуг, кіл, еліпсів, прямокутників, забарвлень та ін., які називаються графічними примітивами. Базовим елементом є лінія. Як і будь-який об'єкт, вона володіє властивостями: формою (пряма, крива), товщиною, кольором, накресленням (пунктирна, суцільна). Замкнуті лінії мають властивість заповнення (або іншими об'єктами або вибраним кольором). Решта об'єктів векторної графіки складаються з ліній. Оскільки лінія описується математично як єдиний об'єкт, те обсяг даних для відображення об'єкта засобами векторної графіки значно менше, ніж у растрової графіці. Інформація про векторне зображення кодується як звичайна буквено-цифрова та обробляється спеціальними програмами.

Якщо палітра складається із 256 кольорів, то 8 біт глибина кольору.

Кількість пікселів екрану 640 200 = 128000. Для збереження зображення екрана потрібно 128000 8=1024000біт=128000байт=125 Кбайт.

Для чорно-білого зображення без напівтонівК= 2. Отже2N=2. ЗвідсиN= 1 біт на піксель.

Приклад 3.Сучасний монітор дозволяє отримувати на екрані різних кольорів. Скільки бітів пам'яті займає 1 піксель?

ОскількиК== 224, тоN= 24 біта на піксель.