4 Apakah mod warna sebenar. Pengekodan raster. Kaedah pengekodan maklumat

Raster, piksel, pensampelan, resolusi

Seperti semua jenis maklumat, imej dalam komputer dikodkan sebagai jujukan binari. Mereka menggunakan dua kaedah pengekodan yang berbeza secara asasnya, setiap satunya mempunyai kelebihan dan kekurangannya sendiri.

Kedua-dua garis dan rantau terdiri daripada bilangan mata yang tidak terhingga. Kita perlu kod warna setiap titik ini. Sekiranya terdapat bilangan yang tidak terhingga, kami segera membuat kesimpulan bahawa ini memerlukan jumlah ingatan yang tidak terhingga. Oleh itu, tidak mungkin untuk mengekod imej dalam cara "titik demi titik". Walau bagaimanapun, idea ini masih boleh digunakan.

Mari kita mulakan dengan lukisan hitam putih. Mari kita bayangkan bahawa grid ditumpangkan pada imej rombus, yang membahagikannya kepada segi empat sama. Grid ini dipanggil raster. Sekarang untuk setiap segi empat sama kita tentukan warna (hitam atau putih). Bagi petak yang bahagiannya dicat hitam dan bahagian putih, pilih warna bergantung pada bahagian mana (hitam atau putih) lebih besar.

Gambar 1.

Kami mempunyai apa yang dipanggil imej raster yang terdiri daripada segi empat sama piksel.

Definisi 1

Piksel(eng. pixel = elemen gambar, elemen gambar) ialah elemen terkecil gambar yang anda boleh tetapkan warna anda sendiri. Setelah membahagikan lukisan "biasa" ke dalam segi empat sama, kami melakukan pendiskretannya - kami membahagikan satu objek ke dalam elemen yang berasingan. Sesungguhnya, kami mempunyai lukisan tunggal dan tidak boleh dibahagikan - imej rombus. Akibatnya, kami menerima objek diskret - satu set piksel.

Kod binari untuk imej hitam putih yang diperoleh hasil daripada pensampelan boleh dibina seperti berikut:

gantikan piksel putih dengan sifar dan piksel hitam dengan satu;
Kami menulis baris jadual yang terhasil satu demi satu.

Contoh 1

Mari tunjukkan ini dengan contoh mudah:

Rajah 2.

Lebar angka ini ialah $8$ piksel, jadi setiap baris jadual mengandungi $8$ digit binari - bit. Untuk tidak menulis rantaian sifar dan satu yang sangat panjang, adalah mudah untuk menggunakan sistem nombor perenambelasan, pengekodan $4$ bit bersebelahan (tetrad) dengan satu digit heksadesimal.

Rajah 3.

Sebagai contoh, untuk baris pertama kita mendapat kod $1A_(16)$:

dan untuk keseluruhan angka: $1A2642FF425A5A7E_(16)$.

Nota 1

Adalah sangat penting untuk memahami apa yang telah kita perolehi dan apa yang kita telah hilang akibat daripada diskretisasi. Perkara yang paling penting ialah kami dapat mengekod lukisan dalam kod binari. Walau bagaimanapun, lukisan itu diherotkan - bukannya berlian, kami mendapat satu set petak. Sebab herotan adalah bahawa dalam beberapa petak bahagian gambar asal telah dicat dengan warna yang berbeza, tetapi dalam imej yang dikodkan setiap piksel semestinya mempunyai satu warna. Oleh itu, beberapa maklumat asal telah hilang semasa pengekodan. Ini akan nyata, sebagai contoh, apabila gambar dibesarkan - petak menjadi lebih besar, dan gambar menjadi lebih herot. Untuk mengurangkan kehilangan maklumat, anda perlu mengurangkan saiz piksel, iaitu, meningkatkan resolusi.

Definisi 2

kebenaran ialah bilangan piksel setiap inci saiz imej.

Resolusi biasanya diukur dalam piksel per inci (menggunakan tatatanda bahasa Inggeris $ppi$ = piksel per inci). Contohnya, resolusi $254$ppi$ bermakna terdapat $254$piksel setiap inci ($25.4$mm), supaya setiap piksel "mengandungi" segi empat sama imej asal berukuran $0.1x0.1$mm. Lebih tinggi resolusi, lebih tepat imej dikodkan (kurang maklumat yang hilang), tetapi pada masa yang sama saiz fail juga meningkat.

Pengekodan warna

Apa yang perlu dilakukan jika lukisan itu berwarna? Dalam kes ini, satu bit tidak lagi mencukupi untuk mengekod warna piksel. Contohnya, dalam imej bendera Rusia $4$ yang ditunjukkan dalam gambar, warnanya adalah hitam, biru, merah dan putih. Ia memerlukan $2$ bit untuk mengekod salah satu daripada empat pilihan, jadi kod untuk setiap warna (dan kod untuk setiap piksel) akan terdiri daripada dua bit. Biarkan $00$ mewakili hitam, $01$ merah, $10$ biru dan $11$ putih. Kemudian kita mendapat jadual berikut:

Rajah 4.

Satu-satunya masalah ialah apabila dipaparkan pada skrin, anda perlu menentukan warna mana yang sepadan dengan kod ini atau itu. Iaitu, maklumat warna mesti dinyatakan sebagai nombor (atau set nombor).

Seseorang menganggap cahaya sebagai pelbagai gelombang elektromagnet. Panjang gelombang tertentu sepadan dengan warna tertentu. Sebagai contoh, panjang gelombang $500-565 nm berwarna hijau. Cahaya yang dipanggil "putih" sebenarnya adalah campuran panjang gelombang yang menjangkau keseluruhan julat yang boleh dilihat.

Menurut konsep moden penglihatan warna (teori Young-Helmholtz), mata manusia mengandungi tiga jenis unsur sensitif. Setiap daripada mereka melihat keseluruhan aliran cahaya, tetapi yang pertama adalah paling sensitif di kawasan merah, yang kedua di kawasan hijau, dan yang ketiga di kawasan biru. Warna adalah hasil rangsangan ketiga-tiga jenis reseptor. Oleh itu, dipercayai bahawa mana-mana warna (iaitu, sensasi seseorang yang merasakan gelombang dengan panjang tertentu) boleh ditiru menggunakan hanya tiga pancaran cahaya (merah, hijau dan biru) dengan kecerahan yang berbeza. Akibatnya, apa-apa warna lebih kurang terurai kepada tiga komponen - merah, hijau dan biru. Dengan menukar kekuatan komponen ini, anda boleh mencipta sebarang warna. Model warna ini dipanggil RGB selepas huruf awal perkataan Inggeris merah, hijau dan biru.

Dalam model RBG, kecerahan setiap komponen (atau, seperti yang mereka katakan, setiap saluran) paling kerap dikodkan sebagai integer daripada $0$ hingga $255$. Dalam kes ini, kod warna ialah tiga nombor (R, G, B), kecerahan saluran individu. Warna ($0,0,0$) adalah hitam dan ($255,255,255$) berwarna putih. Jika semua komponen mempunyai kecerahan yang sama, warna kelabu diperoleh, dari hitam ke putih.

Rajah 5.

Untuk membuat warna merah muda (merah jambu), anda perlu meningkatkan kecerahan saluran hijau dan biru secara sama rata dalam warna merah ($255,0,0$), contohnya, warna ($255, 150, 150$) ialah merah jambu. Mengurangkan kecerahan semua saluran secara seragam menjadikan warna gelap, contohnya, warna dengan kod ($100,0,0$) adalah merah gelap.

Secara keseluruhan terdapat pilihan kecerahan $256$ untuk setiap tiga warna. Ini membolehkan kami mengekod $256^3= $16,777,216 rona, yang lebih daripada cukup untuk manusia. Sejak $256 = 2^8$, setiap satu daripada tiga komponen menggunakan $8$ bit atau $1$ bait dalam ingatan, dan semua maklumat tentang warna tertentu memerlukan $24$ bit (atau $3$ bait). Nilai ini dipanggil kedalaman warna.

Definisi 3

Kedalaman warna ialah bilangan bit yang digunakan untuk mengekod warna piksel.

Pengekodan warna $24$-bit sering dipanggil mod warna sebenar. Untuk mengira volum gambar dalam bait dengan pengekodan ini, anda perlu menentukan jumlah bilangan piksel (darab lebar dan tinggi) dan darabkan hasilnya dengan $3$, kerana warna setiap piksel dikodkan dalam tiga bait. Sebagai contoh, gambar $20×30$ piksel yang dikodkan dalam warna sebenar akan mengambil masa $20×30×3 = 1800$ bait.

Selain mod warna sebenar, pengekodan $16$-bit juga digunakan (Bahasa Inggeris: High Color), apabila $5$ bit diperuntukkan kepada komponen merah dan biru, dan $6$ bit diperuntukkan kepada komponen hijau, yang mana mata manusia lebih sensitif. Mod Warna Tinggi boleh mengekod $2^(16) = $65,536 warna berbeza. Telefon mudah alih menggunakan pengekodan warna $12-bit ($4 bit setiap saluran, $4096 warna).

Pengekodan dengan palet

Sebagai peraturan umum, semakin sedikit warna yang digunakan, semakin herot imej warna tersebut. Oleh itu, apabila pengekodan warna, terdapat juga kehilangan maklumat yang tidak dapat dielakkan, yang "ditambah" kepada kerugian yang disebabkan oleh pensampelan. Selalunya (contohnya, dalam rajah, rajah dan lukisan) bilangan warna dalam imej adalah kecil (tidak lebih daripada $256$). Dalam kes ini, pengekodan palet digunakan.

Definisi 4

Palet warna ialah jadual di mana setiap warna, dinyatakan sebagai komponen dalam model RGB, dikaitkan dengan kod berangka.

Pengekodan dengan palet dilakukan seperti berikut:

pilih bilangan warna $N$ (biasanya tidak lebih daripada $256$);
daripada palet warna sebenar ($16,777,216 warna) kami memilih mana-mana warna $N$ dan bagi setiap daripadanya kami dapati komponen dalam model RGB;
setiap warna diberi nombor (kod) daripada $0$ hingga $N–1$;
Kami mencipta palet dengan menulis dahulu komponen RGB warna dengan kod $0$, kemudian komponen warna dengan kod $1$, dsb.

Warna setiap piksel dikodkan bukan sebagai nilai komponen RGB, tetapi sebagai nombor warna dalam palet. Contohnya, apabila mengekod imej bendera Rusia (lihat di atas), $4$ warna telah dipilih:

hitam: kod RGB ($0,0,0$); binari $002$;
merah: Kod RGB ($255,0,0$); binari $012$;
biru: kod RGB ($0,0,255$); binari $102$;
putih: Kod RGB ($255,255,255); kod binari $112$.

Oleh itu, palet, yang biasanya ditulis ke kawasan perkhidmatan khas pada permulaan fail (dipanggil pengepala fail), terdiri daripada empat blok tiga bait:

Rajah 6.

Kod untuk setiap piksel hanya mengambil dua bit.

Palet dengan kuantiti warna lebih daripada $256$ tidak digunakan dalam amalan.

Kebaikan dan keburukan pengekodan raster

Pengekodan raster mempunyai martabat:

kaedah universal (sebarang imej boleh dikodkan);
Satu-satunya kaedah untuk pengekodan dan pemprosesan imej kabur yang tidak mempunyai sempadan yang jelas, seperti gambar.

DAN kecacatan:

sentiasa ada kehilangan maklumat semasa pensampelan;
apabila menukar saiz imej, warna dan bentuk objek dalam gambar diputarbelitkan, kerana apabila meningkatkan saiz, anda perlu entah bagaimana memulihkan piksel yang hilang, dan apabila berkurangan, anda perlu menggantikan beberapa piksel dengan satu;
Saiz fail tidak bergantung pada kerumitan imej, tetapi hanya ditentukan oleh resolusi dan kedalaman warna.

Sebagai peraturan, imej raster mempunyai jumlah yang besar.

Soalan 7: Kedalaman warna

Kedalaman warna - ini ialah bilangan bit yang diperuntukkan untuk mengekod satu piksel.

Jika untuk mengekod satu piksel yang kita ambil 1 bit- maka dengan bantuannya kita hanya boleh mendapatkan 2 warna: hitam (0) dan putih (1), iaitu imej hitam putih.

2 bit– 4 warna (00, 01, 10, 11)

8 bit– 2 8 warna = 256 bunga, dsb.

Oleh itu, bilangan warna boleh ditentukan dengan formula:

di mana, N- bilangan bunga,

saya - kedalaman warna sedikit.

Kesimpulan: Lebih banyak bit digunakan untuk mengekod 1 piksel, lebih banyak warna dan lebih realistik imej, tetapi saiz fail juga bertambah.

Oleh itu, saiz fail bitmap ialah hasil daripada lebar dan tinggi imej dalam piksel dan kedalaman warna.

Dalam kes ini, apa yang ditunjukkan dalam gambar adalah sama sekali tidak peduli. Jika ketiga-tiga parameter adalah sama, maka saiz fail yang tidak dimampatkan akan sama untuk mana-mana imej.

Contoh pengiraan. Tentukan saiz fail grafik 24-bit dengan resolusi 800 x 600.

Penyelesaian. Daripada keadaan fail mempunyai parameter

A = 800 piksel

B = 600 piksel

Kedalaman warna saya= 24 bit(3 bait)

maka formula isipadu fail ialah V = A + B + I

V = 800 x 600 x 24 = 11520000 bit = 1440000 bait = 1406, 25 KB = 1.37 MB

Contoh 2. Semasa proses pengoptimuman, bilangan warna telah dikurangkan daripada 65536 kepada 256. Berapa kali saiz fail dikurangkan?

Daripada formula N = 2 I ia mengikuti bahawa kedalaman warna saya 1 = log 2 65536 = 16 bit, dan selepas pengoptimuman saya 2 = log 2 256 = 8 bit

Pada masa yang sama, saiz imej dalam piksel tidak berubah. menggunakan formula untuk mengira saiz fail yang kita ada: V 1 = a x b x 16 = 16 ab dan

V 2 = a x b x 8 = 8 ab

Kami membentuk bahagian V 1: V 2 = 16 ab: 8 ab

Jadi: saiz fail grafik bergantung pada saiz imej dan bilangan warna.

Pada masa yang sama, imej berkualiti tinggi dengan pengekodan 24 atau 32 bit ternyata agak besar (megabait).

Ini sangat menyusahkan untuk menyimpan dan menghantar imej (terutamanya di Internet). Oleh itu, fail grafik dioptimumkan.

Kedalaman warna– bilangan bit yang melalui setiap 1 piksel (bpp). Peleraian yang paling popular ialah 8 bpp (256 warna), 16 bpp (65536 warna)

Sejak tahun 80-an Teknologi untuk memproses maklumat grafik pada PC sedang berkembang. Bentuk perwakilan pada skrin paparan imej grafik yang terdiri daripada titik individu (piksel) dipanggil raster.

Objek minimum dalam editor grafik raster ialah titik. Editor grafik raster direka untuk membuat lukisan dan gambar rajah.

Resolusi monitor (bilangan titik secara mendatar dan menegak), serta bilangan warna yang mungkin untuk setiap titik, ditentukan oleh jenis monitor.

Resolusi biasa ialah 800 x 600 = 480,000 piksel.

1 piksel skrin hitam putih dikodkan oleh 1 bit maklumat (titik hitam atau titik putih). Bilangan warna K yang berbeza dan bilangan bit untuk mengekodnya dikaitkan dengan formula: K = 2b.

Monitor moden mempunyai palet warna berikut: 16 warna, 256 warna; 65,536 warna (warna tinggi), 16,777,216 warna (warna sebenar).

Dalam jadual Rajah 1 menunjukkan pergantungan kapasiti maklumat satu piksel pada palet warna monitor.

Jadual 1

Bilangan warna pantau	Bilangan bit pengekodan satu titik



	16 (2 16 = 65 536)
	24 (2 24 =16 777 216)

Ingatan, diperlukan untuk menyimpan imej grafik yang menduduki keseluruhan skrin (memori video), sama dengan produk resolusi dan bilangan bit pengekodan satu titik. Memori video PC menyimpan peta bit (kod imej binari), yang dibaca oleh pemproses sekurang-kurangnya 50 kali sesaat dan dipaparkan pada skrin.

Dalam jadual Rajah 2 menunjukkan jumlah memori video untuk monitor dengan resolusi dan palet warna yang berbeza.

jadual 2

256 warna	65536 warna	167777216 warna

Memasuki dan menyimpan lukisan teknikal dan imej grafik yang serupa dalam komputer dijalankan secara berbeza. Mana-mana lukisan terdiri daripada segmen, lengkok, bulatan. Kedudukan setiap segmen dalam lukisan ditentukan oleh koordinat dua titik yang menentukan permulaan dan penghujungnya. Bulatan ditentukan oleh koordinat pusat dan panjang jejari. Arka – koordinat permulaan dan penghujung, pusat dan jejari. Untuk setiap baris, jenisnya ditunjukkan: nipis, titik sempang, dsb. Bentuk mewakili maklumat grafik ini dipanggil vektor. Unit minimum yang diproses oleh editor grafik vektor ialah objek (segi empat tepat, bulatan, lengkok). Maklumat mengenai lukisan diproses oleh program khas. Menyimpan maklumat dalam bentuk vektor mengurangkan jumlah memori yang diperlukan dengan beberapa susunan magnitud berbanding dengan bentuk raster perwakilan maklumat.

Memori video mengandungi maklumat binari tentang imej yang dipaparkan pada skrin. Hampir semua imej yang dibuat, diproses atau dilihat menggunakan komputer boleh dibahagikan kepada dua bahagian besar - grafik raster dan vektor.

Imej raster ialah grid satu lapisan titik yang dipanggil piksel (piksel, daripada unsur gambar bahasa Inggeris). Kod piksel mengandungi maklumat tentang warnanya.

Untuk imej hitam-putih (tanpa halftones), piksel boleh mengambil hanya dua nilai: putih dan hitam (bercahaya atau tidak menyala), dan untuk mengekodnya, satu bit memori sudah mencukupi: 1 - putih, 0 - hitam .

Piksel pada paparan warna boleh mempunyai warna yang berbeza, jadi satu bit setiap piksel tidak mencukupi. Pengekodan imej 4 warna memerlukan dua bit setiap piksel kerana dua bit boleh mengambil 4 keadaan berbeza. Sebagai contoh, pilihan pengekodan warna berikut boleh digunakan: 00 - hitam, 10 - hijau, 01 - merah, 11 - coklat.

Pada monitor RGB, semua pelbagai warna diperoleh dengan gabungan warna asas - merah (Merah), hijau (Hijau), biru (Biru), dari mana 8 kombinasi asas boleh diperoleh:

			warna


			coklat

Sudah tentu, jika anda mempunyai keupayaan untuk mengawal keamatan (kecerahan) cahaya warna asas, maka bilangan pilihan yang berbeza untuk kombinasi mereka, menghasilkan pelbagai warna, meningkat. Bilangan warna yang berbeza - K dan bilangan bit untuk mengekodnya - N dikaitkan antara satu sama lain dengan formula mudah: 2 N = K.

Berbanding dengan grafik raster imej vektor berlapis-lapis. Setiap elemen imej vektor - garis, segi empat tepat, bulatan atau sekeping teks - terletak dalam lapisannya sendiri, yang pikselnya ditetapkan secara berasingan daripada lapisan lain. Setiap elemen imej vektor ialah objek yang diterangkan menggunakan bahasa khas (persamaan matematik garis, lengkok, bulatan, dll.). Objek kompleks (garisan patah, pelbagai bentuk geometri) diwakili sebagai satu set objek grafik asas.

Tugasan

Soalan kawalan

1. Berapakah bilangan digit binari yang diperlukan untuk mengekod 1 aksara?

2. Purata kelajuan membaca pelajar ialah 160 aksara seminit. Berapa banyak maklumat yang akan dia proses dalam 7 jam membaca teks berterusan?

3. Apakah intipati bentuk raster mewakili maklumat grafik?

4. Berapa banyak bit maklumat yang diperlukan untuk mengekod 1 titik skrin monitor hitam-putih?

5. Apakah formula yang digunakan untuk menentukan jumlah memori video paparan?

6. Apakah intipati bentuk vektor yang mewakili maklumat grafik?

Tugasan 1. Tentukan saiz fail grafik 24-bit dengan resolusi 1024 x 600.

Tugasan 2. Semasa proses pengoptimuman, bilangan warna telah dikurangkan daripada 65536 kepada 2. Berapa kali saiz fail dikurangkan?

Tugasan 3. Kod binari lukisan diberikan. Adalah diketahui bahawa coraknya adalah monokrom dan matriks mempunyai saiz 8X8. Pulihkan lukisan menggunakan kod:

a) 00111100 01000010 00000010 01111110 10000010 10000010 10000110 01111011

b) 10111110 11000001 10000001 00111110 00000001 00000001 10000001 01111110

c) 00111111 01000010 01000010 01000010 00111110 00100010 01000010 11000111

Tugasan4 . Imej pada skrin paparan dibina daripada titik individu (piksel). Biarkan resolusi skrin ditetapkan kepada 1200x1024. Berapa banyak bait yang akan diambil oleh imej skrin dalam memori komputer jika anda menyimpannya (titik demi titik, dalam peta bit -* format bmp) sebagai:

a) imej monokrom;

b) lukisan 256 warna;

c) Lukisan 24-bit.

Tugasan 5. Untuk mengekod teduh warna satu titik (piksel) imej warna mengikut model pembentukan warna RGB, 1 bait (8 bit) digunakan: 3 bit untuk pengekodan tahap kecerahan warna Merah, 2 bit untuk pengekodan tahap kecerahan warna Hijau dan 3 bit pada warna biru (Biru). takrifkan:

a) berapa banyak tahap kecerahan setiap warna boleh dikodkan dengan cara ini;

b) berapa banyak warna warna imej yang boleh disampaikan.

Selesaikan masalah yang sama, tetapi menggunakan mod Warna Benar, apabila 3 bait digunakan untuk menghantar warna satu piksel - satu untuk setiap warna.

Ujian

1. Kurikulum mengambil 19 KB memori PC. Arahan program menduduki 1 bingkai paparan (25 baris 80 aksara). Apakah bahagian program yang merupakan arahan?

a) 2000 bait;

c) 1/10 bahagian;

2. Skrin komputer boleh beroperasi dalam pelbagai mod, yang berbeza dalam resolusi dan bilangan warna yang mungkin bagi setiap titik.

Isi jadual:

3. Apakah objek minimum yang digunakan dalam editor grafik raster?

a) Titik skrin (piksel);

b) objek (segi empat tepat, bulatan, dll.);

c) palet warna;

d) tempat biasa (simbol).

4. Apakah tujuan editor grafik vektor?

a) Untuk membuat lukisan;

b) untuk memplot graf:

c) untuk membina gambar rajah;

d) untuk mencipta dan mengedit lukisan.

6. Berapa banyak maklumat yang diperlukan oleh pengekodan binari 1 titik pada skrin hitam putih (tanpa penggredan kecerahan)?

d) 16 bait.

7. Fail grafik raster mengandungi imej hitam dan putih dengan 16 warna kelabu, bersaiz 10x10 piksel. Berapakah jumlah maklumat bagi fail ini?

b) 400 bait;

d) 100 bait.

Jawapan yang betul untuk ujian 2.2: 1-d, 3-a, 4-a, 5-b, 6-a, 7-c.

Kod ialah satu set konvensyen (atau isyarat) untuk merekod (atau berkomunikasi) beberapa konsep yang telah ditetapkan.

Pengekodan maklumat ialah proses membentuk perwakilan maklumat tertentu. Dalam erti kata yang lebih sempit, istilah "pengekodan" sering difahami sebagai peralihan daripada satu bentuk perwakilan maklumat kepada yang lain, lebih mudah untuk penyimpanan, penghantaran atau pemprosesan.

Biasanya, setiap imej semasa pengekodan (kadangkala dipanggil penyulitan) diwakili oleh tanda yang berasingan.

Tanda ialah unsur bagi satu set unsur terhingga yang berbeza antara satu sama lain.

Dalam erti kata yang lebih sempit, istilah "pengekodan" sering merujuk kepada peralihan daripada satu bentuk perwakilan maklumat kepada yang lain, lebih mudah untuk penyimpanan, penghantaran atau pemprosesan.

Komputer hanya boleh memproses maklumat yang dibentangkan dalam bentuk berangka. Semua maklumat lain (contohnya, bunyi, imej, bacaan instrumen, dsb.) mesti ditukar kepada bentuk berangka untuk diproses pada komputer. Sebagai contoh, untuk mengukur bunyi muzik, seseorang boleh mengukur keamatan bunyi pada frekuensi tertentu pada selang masa yang singkat, mewakili keputusan setiap ukuran dalam bentuk berangka. Menggunakan program komputer, anda boleh mengubah maklumat yang diterima, sebagai contoh, bunyi "superpose" daripada sumber yang berbeza di atas satu sama lain.

Begitu juga, maklumat teks boleh diproses pada komputer. Apabila dimasukkan ke dalam komputer, setiap huruf dikodkan dengan nombor tertentu, dan apabila output ke peranti luaran (skrin atau cetakan), imej huruf dibina daripada nombor ini untuk persepsi manusia. Korespondensi antara satu set huruf dan nombor dipanggil pengekodan aksara.

Sebagai peraturan, semua nombor dalam komputer diwakili menggunakan sifar dan satu (bukan sepuluh digit, seperti biasa untuk orang). Dalam erti kata lain, komputer biasanya beroperasi dalam sistem nombor binari, kerana ini menjadikan peranti untuk memprosesnya lebih mudah. Memasukkan nombor ke dalam komputer dan mengeluarkannya untuk bacaan manusia boleh dilakukan dalam bentuk perpuluhan biasa, dan semua penukaran yang diperlukan dilakukan oleh program yang dijalankan pada komputer.

Kaedah pengekodan maklumat.

Maklumat yang sama boleh dibentangkan (dikodkan) dalam beberapa bentuk. Dengan kemunculan komputer, timbul keperluan untuk mengekod semua jenis maklumat yang ditangani oleh individu dan manusia secara keseluruhan. Tetapi manusia mula menyelesaikan masalah pengekodan maklumat jauh sebelum kemunculan komputer. Pencapaian hebat umat manusia - menulis dan mengira - tidak lebih daripada sistem pengekodan pertuturan dan maklumat berangka. Maklumat tidak pernah muncul dalam bentuk tulennya, ia sentiasa dibentangkan entah bagaimana, dikodkan entah bagaimana.

Pengekodan binari adalah salah satu cara biasa untuk mewakili maklumat. Dalam komputer, robot dan mesin yang dikawal secara berangka, sebagai peraturan, semua maklumat yang dikendalikan oleh peranti dikodkan dalam bentuk perkataan abjad binari.

Pengekodan maklumat simbolik (teks).

Operasi utama yang dilakukan pada aksara teks individu ialah perbandingan aksara.

Apabila membandingkan aksara, aspek yang paling penting ialah keunikan kod untuk setiap aksara dan panjang kod ini, dan pilihan prinsip pengekodan itu sendiri boleh dikatakan tidak relevan.

Pelbagai jadual penukaran digunakan untuk mengekod teks. Adalah penting bahawa jadual yang sama digunakan semasa pengekodan dan penyahkodan teks yang sama.

Jadual penukaran ialah jadual yang mengandungi senarai aksara yang dikodkan yang dipesan dalam beberapa cara, mengikut mana watak itu ditukar kepada kod binari dan belakangnya.

Jadual penukaran paling popular: DKOI-8, ASCII, CP1251, Unicode.

Dari segi sejarah, 8 bit atau 1 bait telah dipilih sebagai panjang kod untuk pengekodan aksara. Oleh itu, selalunya satu aksara teks yang disimpan dalam komputer sepadan dengan satu bait memori.

Dengan panjang kod 8 bit, boleh terdapat 28 = 256 kombinasi berbeza 0 dan 1, jadi tidak lebih daripada 256 aksara boleh dikodkan menggunakan satu jadual penukaran. Dengan panjang kod 2 bait (16 bit), 65536 aksara boleh dikodkan.

Pengekodan maklumat berangka.

Persamaan dalam pengekodan maklumat berangka dan teks adalah seperti berikut: untuk membandingkan data jenis ini, nombor yang berbeza (serta aksara yang berbeza) mesti mempunyai kod yang berbeza. Perbezaan utama antara data berangka dan data simbolik ialah sebagai tambahan kepada operasi perbandingan, pelbagai operasi matematik dilakukan pada nombor: penambahan, pendaraban, pengekstrakan akar, pengiraan logaritma, dll. Peraturan untuk melaksanakan operasi ini dalam matematik dibangunkan secara terperinci untuk nombor yang diwakili dalam sistem nombor kedudukan.

Sistem nombor asas untuk mewakili nombor dalam komputer ialah sistem nombor kedudukan binari.

Pengekodan maklumat teks

Pada masa ini, kebanyakan pengguna menggunakan komputer untuk memproses maklumat teks, yang terdiri daripada simbol: huruf, nombor, tanda baca, dsb. Mari kita hitung berapa banyak simbol dan berapa banyak bit yang kita perlukan.

10 nombor, 12 tanda baca, 15 simbol aritmetik, huruf abjad Rusia dan Latin, JUMLAH: 155 aksara, yang sepadan dengan 8 bit maklumat.

Unit pengukuran maklumat.

1 bait = 8 bit

1 KB = 1024 bait

1 MB = 1024 KB

1 GB = 1024 MB

1 TB = 1024 GB

Intipati pengekodan ialah setiap aksara diberikan kod binari dari 00000000 hingga 11111111 atau kod perpuluhan yang sepadan dari 0 hingga 255.

Perlu diingat bahawa pada masa ini lima jadual kod berbeza digunakan untuk mengekod huruf Rusia (KOI - 8, CP1251, CP866, Mac, ISO), dan teks yang dikodkan menggunakan satu jadual tidak akan dipaparkan dengan betul dalam yang lain

Paparan utama pengekodan aksara ialah kod ASCII - American Standard Code for Information Interchange, iaitu jadual 16 kali 16 di mana aksara dikodkan dalam sistem nombor heksadesimal.

Pengekodan maklumat grafik.

Langkah penting dalam pengekodan imej grafik ialah membahagikannya kepada elemen diskret (persampelan).

Cara utama untuk mewakili grafik untuk penyimpanan dan pemprosesan menggunakan komputer ialah imej raster dan vektor

Imej vektor ialah objek grafik yang terdiri daripada bentuk geometri asas (paling kerap segmen dan lengkok). Kedudukan segmen asas ini ditentukan oleh koordinat titik dan jejari. Untuk setiap baris, kod binari ditunjukkan untuk jenis garisan (pepejal, bertitik, bertitik sempang), ketebalan dan warna.

Imej raster ialah himpunan titik (piksel) yang diperoleh hasil persampelan imej mengikut prinsip matriks.

Prinsip matriks pengekodan imej grafik ialah imej dibahagikan kepada bilangan baris dan lajur tertentu. Kemudian setiap elemen grid yang terhasil dikodkan mengikut peraturan yang dipilih.

Piksel (elemen gambar) ialah unit minimum imej, warna dan kecerahannya boleh ditetapkan secara berasingan daripada imej yang lain.

Selaras dengan prinsip matriks, imej dibina, output ke pencetak, dipaparkan pada skrin paparan, dan diperoleh menggunakan pengimbas.

Semakin tinggi kualiti imej, semakin padat piksel, iaitu, semakin tinggi resolusi peranti, dan semakin tepat warna setiap daripadanya dikodkan.

Untuk imej hitam-putih, kod warna untuk setiap piksel ditentukan oleh satu bit.

Jika gambar berwarna, maka untuk setiap titik kod binari untuk warnanya ditentukan.

Oleh kerana warna dikodkan dalam kod binari, jika, sebagai contoh, anda ingin menggunakan gambar 16 warna, maka anda memerlukan 4 bit (16=24) untuk mengekod setiap piksel, dan jika boleh menggunakan 16 bit (2 bait) untuk mengekod warna satu piksel, maka anda boleh menghantar 216 = 65536 warna yang berbeza. Menggunakan tiga bait (24 bit) untuk mengekod warna satu titik membolehkan anda mencerminkan 16,777,216 (atau kira-kira 17 juta) warna warna yang berbeza - yang dipanggil mod "warna sebenar". Ambil perhatian bahawa ini sedang digunakan, tetapi jauh daripada keupayaan maksimum komputer moden.

Pengekodan maklumat audio.

Daripada kursus fizik anda, anda tahu bahawa bunyi adalah getaran udara. Mengikut sifatnya, bunyi adalah isyarat berterusan. Jika kita menukar bunyi kepada isyarat elektrik (contohnya, menggunakan mikrofon), kita akan melihat voltan berubah dengan lancar dari semasa ke semasa.

Untuk pemprosesan komputer, isyarat analog entah bagaimana mesti ditukar menjadi urutan nombor binari, dan untuk melakukan ini ia mesti disampel dan didigitalkan.

Anda boleh melakukan perkara berikut: ukur amplitud isyarat pada selang masa yang tetap dan tulis nilai berangka yang terhasil ke dalam memori komputer.

Apakah kesukaran yang anda hadapi? Bagaimana mereka boleh diatasi?

2. Bina lukisan hitam putih selebar 8 piksel, dikodkan dengan jujukan heksadesimal 2466FF6624 16 .

3. Bina lukisan hitam putih 5 piksel lebar yang dikodkan dengan turutan perenambelasan 3A53F88 16 .

4. Gambar berukuran 10x15 cm dikodkan dengan resolusi 300 ppi. Anggarkan bilangan piksel dalam lukisan ini. (Jawapan: kira-kira 2 megapiksel)

5. Bina kod perenambelasan untuk warna dengan kod RGB (100,200,200), (30,50,200), (60,180, 20), (220, 150, 30). (Jawapan: #64C8C8, #1E32C8, #3CB414, #DC961E)

6. Apakah yang akan anda panggil warna yang diberikan pada halaman web sebagai kod: #CCCCCC, #FFCCCC, #CCCCFF, #000066, #FF66FF, #CCFFFF, #992299, #999900, #99FF99? Cari nilai perpuluhan bagi komponen kod RGB. (Jawapan: (204,204,204), (255,204,204), (204,204,255), (0,0,102), (255,255,102), (104,255,255), (153,34,153), (153,34,153), (153,34,153)

7. Apakah kedalaman warna? Bagaimanakah kedalaman warna dan saiz fail berkaitan?

8. Berapakah kedalaman warna jika lukisan menggunakan 65536 warna? 256 warna? 16 warna? (Jawapan: 16 bit; 8 bit; 4 bit)

9. Untuk warna kuning, cari komponen merah, hijau dan biru menggunakan pengekodan 12-bit. (Jawapan: R=G=15, B=0)

10. Berapa banyak ruang yang digunakan oleh palet dalam fail yang menggunakan 64 warna? 128 warna?

11. Berapa banyak bait yang akan diambil oleh kod untuk imej 40x50 piksel dalam mod warna sebenar? apabila pengekodan dengan palet 256 warna? apabila pengekodan dengan palet 16 warna? dalam hitam dan putih (dua warna)? (Jawapan: 6000, 2000, 1000, 250)

12. Berapa banyak bait yang akan diambil oleh kod imej 80x100 piksel apabila dikodkan dengan kedalaman warna 12 bit setiap piksel? (Jawapan: 12000)

13. Untuk menyimpan imej raster 32x32 piksel, 512 bait memori telah diperuntukkan. Apakah bilangan warna maksimum yang mungkin dalam palet imej? (Jawapan: 16)

14. Untuk menyimpan imej raster berukuran 128 x 128 piksel, 4 kilobait memori telah diperuntukkan. Apakah bilangan warna maksimum yang mungkin dalam palet imej? (Jawapan: 4)

15. Dalam proses menukar fail grafik raster, bilangan warna berkurangan daripada 1024 kepada 32. Berapa kali jumlah maklumat fail berkurangan? (Jawapan: 2 kali)

16. Dalam proses menukar fail grafik raster, bilangan warna berkurangan daripada 512 kepada 8. Berapa kali jumlah maklumat fail berkurangan? (Jawapan: 3 kali)

17. Resolusi skrin monitor ialah 1024 x 768 piksel, kedalaman warna ialah 16 bit. Berapakah jumlah memori video yang diperlukan untuk mod grafik ini? (Jawapan: 1.5 MB)

18. Selepas menukar fail grafik raster 256 warna kepada hitam dan putih (2 warna), saiznya dikurangkan sebanyak 70 bait. Apakah saiz fail asal? (Jawapan: 80 bait)

19. Berapakah jumlah memori yang diperlukan untuk menyimpan grafik bitmap 64-warna, 32-kali-128-piksel? (Jawapan: 3 KB)

20. Apakah lebar (dalam piksel) bagi peta bit terbongkar 64 warna segi empat tepat yang menduduki 1.5 MB ruang cakera jika ketinggiannya separuh lebar? (Jawapan: 2048)

21. Apakah lebar (dalam piksel) bagi imej bitmap terbongkar 16 warna segi empat tepat yang menduduki 1 MB ruang cakera jika ketinggiannya dua kali lebarnya? (Jawapan: 1024)

Palet warna
Sinaran yang boleh dilihat

warna 24-bit(menjadi subset Warna sebenar Inggeris "warna sebenar") dalam grafik komputer - kaedah mewakili dan menyimpan imej yang membolehkan anda memaparkan sejumlah besar warna, halftone dan warna. Warna diwakili menggunakan 256 tahap untuk setiap tiga komponen model RGB: merah (R), hijau (G) dan biru (B), menghasilkan 16,777,216 (2 8+8+8) warna yang berbeza.

TrueColor 32-bit boleh menyimpan saluran alfa, yang menetapkan tahap ketelusan piksel untuk memaparkan imej lut sinar, seperti untuk memaparkan kesan tetingkap lut sinar, menu larut dan bayang-bayang. Sesetengah penyesuai video mampu memproses saluran alfa dalam perkakasan.

Super-Truecolor

Terdapat juga sistem (contohnya SGI), di mana lebih daripada 8 bit setiap saluran diperuntukkan untuk perwakilan warna; kaedah sedemikian untuk mewakili maklumat imej juga biasanya dipanggil TrueColor (contohnya, pengimbas TrueColor 48-bit).

Dalam kamera dengan resolusi lebih besar daripada 8 bit setiap saluran (biasanya 12, kadangkala sehingga 22), imej "warna penuh" disimpan dalam bentuk data mentah (RAW).

Nota

Yayasan Wikimedia. 2010.

Lihat apa "TrueColor" dalam kamus lain:

Warna sebenar- Lihat juga Warna Sebenar (nyahkekaburan). Truecolor ialah kaedah mewakili dan menyimpan maklumat imej grafik (terutamanya dalam pemprosesan komputer) dalam ruang warna RGB supaya sejumlah besar warna, rona dan rona boleh… … Wikipedia

Imej bit kedalaman warna 8 bit skala kelabu 8 bit warna 15/16 bit: Highcolor 24 bit: Truecolor 30/36/48 bit: Warna Dalam Lihat juga Palet warna Pancaran warna Warna pada Web Warna 24 bit (yang merupakan subset . .. Wikipedia

Warna sebenar- Istilah Truecolor reka bentuk kaedah representasi dan stok d maklumat d imej dan warna ruang RVB menceritakan tentang nama besar couleurs, nuansa dan ciri ciri ciri khas dan imej, comme… … Wikipédia dalam Bahasa Perancis

Warna sebenar- Warna Benar (engl. für Echtfarben) ialah Begriff aus der Computertechnik (Grafikkarten) dan bezeichnet eine Farbtiefe von 24 Bit (3×8 Bit, entspricht 224 ≈ 16.78 Millionen Farben). Bilder dieser Farbtiefe erwecken beim menschlichen Betrachter… … Deutsch Wikipedia

warna sebenar- ● en /trou ko lor/ adj. GRAF Se dit d un dispositif de restitution qui permet d afficher plus de couleurs que ne peut en distinguer l œil humanin, qui ne voit donc plus la différence entre les vraies couleurs et les couleurs d une photo. Aussi... ... Dictionnaire d'informatique francophone

Kedalaman warna- 1 bit monokrom 8 bit skala kelabu Warna 8 bit Warna 15/16 bit (Warna tinggi) Warna 24 bit (Warna sebenar) Warna 30/36/48 bit (Warna dalam) Berkaitan Warna diindeks Model warna RGB Palet Warna selamat web Kotak ini … Wikipedia

Grafik Rangkaian Mudah Alih- PNG Imej PNG dengan saluran ketelusan 8 bit (atas). Imej yang sama ditindih pada latar belakang berkotak-kotak (bawah... Wikipedia

Bildspeicher

Bildwiederholspeicher- Der Bildspeicher bzw. Framebuffer (engl. frame – Einzelbild, buffer – Puffer) ialah Teil des Video RAM dari Computern und entspricht einer digitalen Kopie des Monitorbildes. Seperti yang anda lihat, gambar Bildschirmpixel boleh didapati dalam bentuk terbaik Bereich des… … Deutsch Wikipedia

Penampan bingkai- Der Bildspeicher bzw. Framebuffer (engl. frame – Einzelbild, buffer – Puffer) ialah Teil des Video RAM dari Computern und entspricht einer digitalen Kopie des Monitorbildes. Seperti yang anda lihat, gambar Bildschirmpixel boleh didapati dalam bentuk terbaik Bereich des… … Deutsch Wikipedia

Buku

Bahasa Rusia. Kami lulus Peperiksaan Negeri Bersepadu 2014 (CDpc), Dunaeva L. A., Rudenko-Morgun O. I., Shchegoleva A. E., Kedrova G. E., Streltsova T. E.. Kompleks "1 C: Tutor. Bahasa Rusia. Kami lulus Peperiksaan Negeri Bersepadu 2014" telah dibangunkan untuk menyokong peperiksaan negeri bersatu yang dikendalikan oleh Kementerian Pendidikan dan Sains Persekutuan Rusia dan…

a) b)

Rajah 6.3 – Lukisan raster

a) raster; b) pemodelan lukisan

Imej raster ialah satu set piksel segi empat sama. Saiz segi empat sama ditentukan resolusi. Resolusi ialah bilangan piksel per unit panjang imej. Resolusi diukur dalam piksel per inci. ppi – piksel per inci. Contohnya, resolusi 254 ppi bermakna terdapat 254 piksel per inci (25.4 mm), jadi setiap piksel bersaiz 0.1 × 0.1 mm. Lebih tinggi resolusi, lebih tepat (lebih jelas) lukisan dimodelkan.

6.2 Pengekodan warna

Setiap piksel dikodkan dengan warna. Contohnya, untuk gambar hitam putih, putih ialah 1, hitam ialah 0. Kemudian gambar 6.3 boleh dikodkan oleh matriks 4 ∙ 9, tiga baris pertama yang diisi dengan kod, ditunjukkan di bawah:

Bagaimana jika lukisan itu berwarna? Sebagai contoh, reka bentuk bendera yang menggunakan 4 warna - hitam, putih, merah, biru (Rajah 6.4, a). Lampiran menyediakan lukisan berwarna.

biru

merah

Rajah 6.4 – Pengekodan imej raster warna;

a) imej raster; b) matriks pengekodan corak

Ia mengambil masa 2 bit untuk mengekod salah satu daripada empat pilihan warna, jadi kod untuk setiap warna (dan kod untuk setiap piksel) akan terdiri daripada dua bit. Biarkan 00 mewakili hitam, 01 merah, 10 biru dan 11 putih. Kemudian kita mendapat jadual kod (Rajah 6.4, b).

6.2.1 Pengekodan warna skrin

Adalah dipercayai bahawa mana-mana dipancarkan warna boleh disimulasikan menggunakan hanya tiga pancaran cahaya (merah, hijau dan biru) dengan kecerahan yang berbeza. Akibatnya, sebarang warna (termasuk "putih") boleh diuraikan secara kasar kepada tiga komponen - merah, hijau dan biru. Dengan menukar kecerahan komponen ini, anda boleh mencipta sebarang warna. Model warna ini dipanggil RGB selepas huruf awal perkataan Inggeris. merah- merah, hijau– hijau dan biru– biru (Rajah 6.5,a). Lukisan warna diberikan dalam lampiran.

Dalam model RGB, kecerahan setiap komponen paling kerap dikodkan sebagai integer dari 0 hingga 255. Dalam kes ini, kod warna ialah tiga nombor (R, G, B), kecerahan komponen individu. Warna (0,0,0) adalah hitam dan (255,255,255) berwarna putih. Jika semua komponen mempunyai kecerahan yang sama, warna kelabu diperoleh, dari hitam ke putih. Contohnya, (75,75,75) ialah kelabu gelap dan (175,175,175) ialah kelabu muda.

Untuk membuat warna merah muda (merah jambu), anda perlu meningkatkan kecerahan warna hijau dan biru secara sama rata dalam warna merah (255,0,0), contohnya, (255, 155, 155) ialah warna merah jambu. Ini boleh disemak dalam editor MSWord, alat - warna teks - warna lain... - spektrum(Rajah 6.5, b).

a) b)

Rajah 6.5 – Model warna RGB;

a) model RGB; b) alat "warna teks" dalam MSWord

Beberapa kod warna dibentangkan di bawah dalam Jadual 6.1.

Jadual 6.1 – Kod warna

Terdapat sejumlah 256 pilihan kecerahan untuk setiap tiga warna. Ini membolehkan kami mengekod 256 3 = 16,777,216 warna (lebih daripada 16 juta), yang lebih daripada cukup untuk seseorang. Kerana
256 = 2 8 , setiap satu daripada tiga komponen menduduki 8 bit atau satu bait dalam ingatan, dan semua maklumat tentang warna tertentu mengambil 24 bit (atau tiga bait). Kuantiti ini dipanggil kedalaman warna.

Kedalaman warna ialah bilangan bit yang digunakan untuk mengekod warna piksel.

Setiap piksel diperuntukkan daripada 1 bit hingga 3 bait memori video ( imej terbentuk dalam ingatan video). Sebagai contoh:

Mod monokrom, 2 warna (hitam dan putih) – 1 bit (Rajah 6.3, b).

Mod warna, 8 warna - 3 bit. Merah=0; 1. Hijau=0; 1. Biru=0; 1. RGB= 2 3 = 8.

Mod warna, 16 warna - 4 bit; i = 0; 1 - keamatan (terang, malap); i RGB = 2∙2 3 = 2 4 = 16 (Jadual 6.2).

Mod warna, 256 warna - 8 bit; i = 00000 ,…, 11111 = = 2 5 = 32 penggredan keamatan; i RGB = 2 5 * 2 3 = 2 8 = 256.

Atau 2 penggredan intensiti dan 2 warna RGB
i 2 R 2 G 2 B 2 = 4*4*4*4 =2 8 = 256 (Jadual 6.3).

Mod warna, 16 juta warna - 3 bait = 24 bit
(Rajah 6.5, b).

Jadual 6.2 – Kod untuk menghasilkan 16 warna

№	Warna	i RGB
	Hitam
	Biru
	hijau
	Cyan (biru-hijau)
	merah
	Magenta (ungu)
	coklat
	Kelabu cerah
	Kelabu Gelap (kelabu gelap)
	Biru Muda (biru terang)
	Hijau Muda (hijau terang)
	Sian terang (turquoise)
	Merah Muda (merah terang)
	Magenta terang (ungu)
	Kuning
	putih

Jadual 6.3 – Kod untuk menghasilkan 256 warna

i	R	G	B




∙∙∙	∙∙∙	∙∙∙	∙∙∙

Pengekodan warna 24-bit sering dipanggil mod warna sebenar(Bahasa Inggeris) Warna sebenar- warna sebenar). Untuk mengira volum gambar dalam bait dengan pengekodan ini, anda perlu menentukan jumlah bilangan piksel (darabkan lebar dan tinggi) dan darabkan hasilnya dengan 3, kerana warna setiap piksel dikodkan dalam tiga bait. Sebagai contoh, imej 20x30 piksel yang dikodkan dalam warna sebenar akan mengambil masa 20x30x3 = 1800 bait.

Selain mod warna benar, pengekodan 16-bit juga digunakan. Warna Tinggi– warna “tinggi”, apabila lima bit diperuntukkan kepada komponen merah dan biru, dan enam bit kepada komponen hijau, yang mana mata manusia lebih sensitif (jumlah 16 bit). Dalam mod Warna Tinggi, 2 16 = 65536 warna berbeza boleh dikodkan. Telefon bimbit menggunakan pengekodan warna 12-bit (4 bit setiap komponen, 2 12 = 4096 warna).

Hubungan antara kedalaman warna dan bilangan warna yang terbentuk boleh ditunjukkan dalam Jadual 6.4.

Jadual 6.4 – Kedalaman warna dan bilangan warna

Sebagai peraturan umum, semakin sedikit warna yang digunakan, semakin herot imej warna tersebut. Oleh itu, apabila pengekodan warna, terdapat juga kehilangan maklumat yang tidak dapat dielakkan, yang "ditambah" kepada kerugian yang disebabkan oleh pensampelan. Diskretisasi berlaku apabila gambar digantikan dengan set piksel segi empat sama. Walau bagaimanapun, apabila bilangan warna yang digunakan meningkat, saiz fail juga meningkat. Sebagai contoh, dalam mod warna sebenar fail akan menjadi dua kali lebih besar daripada
Pengekodan 12-bit.

Selalunya (contohnya, dalam rajah, rajah dan lukisan) bilangan warna dalam imej adalah kecil (tidak lebih daripada 256). Dalam kes ini terpakai pengekodan dengan palet.

Palet warna ialah jadual di mana setiap warna, dinyatakan sebagai komponen dalam model RGB, dikaitkan dengan kod berangka.

Saiz palet– ini ialah bilangan bait yang menunjukkan warna palet.

Sebagai contoh, palet hitam dan putih, hanya 2 warna (Rajah 6.3):

ü hitam: Kod RGB (0,0,0); kod binari 0 2;

ü putih: Kod RGB (255,255,255); kod binari 1 2 .

Di sini saiz palet ialah 6 bait.

Pengekodan imej bendera, empat warna (Rajah 6.4):

ü hitam: Kod RGB (0,0,0); kod binari 00 2;

ü merah: Kod RGB (255,0,0); kod binari 01 2;

ü biru: kod RGB (0,0,255); kod binari 10 2;

ü putih: Kod RGB (255,255,255); kod binari 11 2 .

Di sini saiz palet ialah 12 bait.

Di bawah ialah data pada beberapa pilihan pengekodan palet (Jadual 6.5).

Jadual 6.5 – Pilihan pengekodan dengan palet

Memandangkan ciri skrin monitor yang diketahui (resolusi skrin dan bilangan warna piksel), anda boleh mengira jumlah minimum memori video untuk membentuk imej berkualiti tinggi (Jadual 6.6).

Jadual 6.6 – Kapasiti memori video

6.2.2 Pengekodan warna pada kertas

Pengekodan RGB paling sesuai menerangkan warna yang dipancarkan oleh sesetengah peranti, seperti skrin monitor atau komputer riba. Apabila kita melihat imej yang dicetak di atas kertas, keadaannya berbeza sama sekali. Kita tidak melihat sinaran langsung dari sumber yang memasuki mata, tetapi dipantulkan dari permukaan. "Cahaya putih" dari beberapa sumber (matahari, mentol), yang mengandungi gelombang dalam keseluruhan julat yang boleh dilihat, jatuh pada kertas yang digunakan cat. Cat menyerap sebahagian daripada sinar (tenaga mereka dibelanjakan untuk memanaskan kertas), dan baki warna yang dipantulkan memasuki mata, inilah warna yang kita lihat.

Sebagai contoh, jika cat menyerap sinar merah, hanya sinar biru dan hijau yang dipantulkan - kita melihat biru. Dalam pengertian ini, warna merah dan biru saling melengkapi, sama seperti pasangan "hijau-ungu" dan "biru-kuning". Sesungguhnya, jika anda "tolak" hijau daripada putih, anda mendapat warna ungu, dan jika anda "tolak" biru, anda mendapat warna kuning.

Mari kita perhatikan sinonim warna: ungu = ungu.

Nisbah kejadian dan warna pantulan ditunjukkan di bawah (Jadual 6.7).

Jadual 6.7 – Nisbah kejadian dan warna pantulan

Model warna dibina pada tiga warna tambahan - biru, ungu dan kuning CMY(Bahasa Inggeris) Cyan- biru, Magenta- ungu, Kuning– kuning), yang digunakan untuk mencetak (Rajah 6.6b). Oleh itu, model warna RGB dan CMY boleh diterbalikkan (Rajah 6.7). Lukisan warna ditunjukkan dalam lampiran.

Rajah 6.6 – Model warna;

a) Model RGB (untuk monitor); b) modelCMY (untuk pencetak)

Rajah 6.7 – Model warna boleh balik

Nilai C=M=Y=0 menunjukkan bahawa pada kertas putih
tiada cat digunakan, jadi semua sinar dipantulkan, ia berwarna putih.

Apabila menggunakan cat biru, ungu dan kuning, secara teorinya warna harus hitam (Rajah 6.6b), semua sinaran diserap. Walau bagaimanapun, dalam praktiknya warna tidak sesuai, jadi bukannya hitam warnanya menjadi coklat kotor. Di samping itu, apabila mencetak kawasan hitam, anda perlu "menuangkan" bahagian tiga kali ganda dakwat ke satu tempat. Anda juga harus mengambil kira bahawa pencetak sering mencetak teks hitam, dan dakwat warna jauh lebih mahal daripada dakwat hitam.

Untuk menyelesaikan masalah ini, hitam ditambah pada set cat, inilah yang dipanggil kunci warna (Inggeris) Warna kunci), jadi model yang terhasil dilambangkan CMYK.

Selain model warna RGB dan CMY (CMYK), terdapat model lain. Yang paling menarik ialah modelnya H.S.B.(Bahasa Inggeris Hue - nada, warna; Ketepuan - ketepuan, Kecerahan - kecerahan), yang paling hampir dengan persepsi semula jadi seseorang. Nada, contohnya, biru, hijau, kuning. Ketepuan ialah ketulenan nada; mengurangkan ketepuan kepada sifar menghasilkan warna kelabu. Kecerahan menentukan betapa terang atau gelap sesuatu warna. Apabila kecerahan dikurangkan kepada sifar, sebarang warna menjadi hitam.

6.3 Ciri pengekodan raster

Dengan pengekodan raster, imej dibahagikan kepada piksel (sampel). Untuk setiap piksel, warna ditentukan, yang paling kerap dikodkan menggunakan kod RGB.

Pengekodan raster mempunyai martabat:

ü kaedah universal (sebarang imej boleh dikodkan);

ü satu-satunya kaedah untuk pengekodan dan pemprosesan imej kabur yang tidak mempunyai sempadan yang jelas, seperti gambar;

Dan kecacatan:

ü semasa persampelan sentiasa ada kehilangan maklumat;

ü apabila menukar saiz imej, warna dan bentuk objek dalam gambar diputarbelitkan, kerana apabila meningkatkan saiz, entah bagaimana perlu memulihkan piksel yang hilang, dan apabila berkurangan, beberapa piksel mesti digantikan dengan satu;

ü saiz fail tidak bergantung pada kerumitan imej, tetapi hanya ditentukan oleh resolusi dan kedalaman warna; Sebagai peraturan, imej raster mempunyai jumlah yang besar.

Terdapat banyak format yang berbeza untuk grafik raster. Sambungan nama fail yang paling biasa ialah:

.bmp(Peta bit Inggeris - peta bit) - format standard dalam sistem pengendalian Windows; menyokong pengekodan palet dan truecolor;

.jpg atau .jpeg(ms. Kumpulan Pakar Fotografi Bersama - kumpulan bersama jurugambar pakar) - format yang dibangunkan khusus untuk pengekodan gambar; Menyokong mod warna sebenar sahaja; Untuk mengurangkan saiz fail, pemampatan kuat digunakan, yang memesongkan imej sedikit, jadi tidak disyorkan untuk menggunakannya untuk lukisan dengan sempadan yang jelas;

.gif(Bahasa Inggeris: Graphics Interchange Format - format untuk pertukaran imej) - format yang hanya menyokong pengekodan dengan palet (dari 2 hingga 256 warna); tidak seperti format sebelumnya, bahagian reka bentuk boleh telus; dalam versi moden anda boleh menyimpan imej animasi; pemampatan tanpa kehilangan digunakan, iaitu, imej tidak diherotkan semasa pemampatan;

.png(Bahasa Inggeris: Grafik Rangkaian Mudah Alih - imej rangkaian mudah alih) - format yang menyokong kedua-dua mod warna sebenar dan pengekodan palet; bahagian imej boleh menjadi telus dan juga lut sinar (pengekodan RGBA 32-bit, di mana bait keempat menentukan ketelusan); imej dimampatkan tanpa herotan; animasi tidak disokong.

6.4 Nota tentang pengekodan fail

Dikatakan sebelum ini bahawa semua jenis maklumat disimpan dalam ingatan komputer dalam bentuk kod binari, iaitu rantaian sifar dan satu. Setelah menerima rantaian sedemikian, adalah mustahil untuk mengatakan sama ada teks, lukisan, bunyi atau video. Sebagai contoh, kod 11001000 2 boleh mewakili nombor 200, huruf "I", salah satu komponen warna piksel dalam mod warna sebenar, nombor warna dalam palet untuk gambar dengan palet 256 warna, warna sebanyak 8 piksel dalam gambar hitam putih, dsb. Bagaimana pula Adakah komputer memahami data binari? Pertama sekali, anda perlu fokus pada sambungan nama fail. Sebagai contoh, selalunya fail dengan sambungan .txt mengandungi teks dan fail dengan sambungan .bmp, .gif, .jpg, .png mengandungi gambar.

Walau bagaimanapun, sambungan fail boleh diubah seperti yang dikehendaki. Sebagai contoh, anda boleh membuat fail teks mempunyai sambungan .bmp dan gambar dalam format JPEG mempunyai sambungan .txt. Oleh itu, pada permulaan semua fail format khas (kecuali teks biasa, .txt), pengepala ditulis, yang mana anda boleh "mengetahui" jenis fail dan ciri-cirinya. Contohnya, fail BMP bermula dengan aksara "BM", dan fail GIF bermula dengan aksara "GIF". Di samping itu, tajuk menunjukkan saiz gambar dan ciri-cirinya, contohnya, bilangan warna dalam palet, kaedah mampatan, dsb. Menggunakan maklumat ini, program menyahkod (mentafsir) bahagian utama fail dan memaparkannya pada skrin.

6.5 Soalan dan tugasan

1. Apakah dua prinsip pengekodan corak yang digunakan dalam teknologi komputer?

2. Mengapa kita tidak boleh menghasilkan satu kaedah untuk pengekodan gambar yang sesuai dalam semua situasi?

3. Apakah idea di sebalik pengekodan raster?
Apakah raster?

4. Apakah idea di sebalik pengekodan vektor? Apakah primitif grafik?

5. Apakah piksel? Bagaimanakah perkataan sedemikian terbentuk?

6. Apakah persampelan corak? Kenapa perlu?

7. Apakah yang hilang semasa mendigitalkan gambar?

8. Apakah resolusi (skrin, pencetak)? Dalam unit apakah ia diukur?

9. Apakah kedalaman warna? Dalam unit apa
diukur?

10. Apakah mod Warna Sebenar?

11. Apakah mod Warna Tinggi?

12. Apakah pengekodan palet? Bagaimanakah ia secara asasnya berbeza daripada mod warna sebenar?

13. Apakah kelebihan dan kekurangan pengekodan raster?

14. Apakah kelebihan dan kekurangan pengekodan vektor?

15. Dalam format apa adalah dinasihatkan untuk menyimpan foto?

16. Dalam format apakah dinasihatkan untuk menyimpan lukisan dan lukisan dengan sempadan yang jelas?

17. Bagaimanakah kod untuk gambar berikut ditulis? Imej bitmap hitam dan putih dikodkan baris demi baris, bermula di sudut kiri atas dan berakhir di sudut kanan bawah. Apabila pengekodan, 0 mewakili hitam dan 1 mewakili putih.

Penyelesaian. Kemasukan kod imej adalah seperti berikut:

010100 011111 101010 011101 = 010100011111101010011101 2 =

24375235 8 = 51FAD 16 .

Senarai sumber yang digunakan

1. Andreeva E. V. Asas matematik sains komputer: buku teks. elaun / E. V. Andreeva, L. L. Bosova, I. N. Falina. – M.: BINOM. Makmal Pengetahuan, 2007.

2. Pospelov D. A. Asas aritmetik mesin pengkomputeran diskret / D. A. Pospelov. – M.: Tenaga, 1970.

3. Savelyev A. Ya. Asas aritmetik dan logik automata digital / A. Ya. Savelyev. – M.: Sekolah Tinggi, 1980.

4. Pozdnyakov S. N. Matematik diskret: buku teks
/ S. N. Pozdnyakov, S. V. Rybin. – M.: Akademi, 2008.

5. Hartley R.V.L. Pemindahan maklumat / R.V.L. Hartley
// Teori maklumat dan aplikasinya. – M.: Fizmatgiz, 1959.

6. Shannon K. Teori komunikasi matematik. (Shannon C.E. A Mathematical Theory of Communication. Bell System Technical Journal. – 1948. – ms 379-423, 623-656).

7. Yushkevich A. P. Sejarah matematik pada Zaman Pertengahan
/ A. P. Yushkevich. – M.: Fizmatgiz, 1961.