Презентация на тему «Кодирование графической информации»

Компьютерная графика вчера и сегодня Кодирование графики

Сегодня на уроке Сегодня на уроке Формирование изображения на экране Растровая и векторная графика Кодирование графических изображений

Графический дисплей Графическая система компьютера включает в себя Графический дисплей нужен для отображения картинки Видеокарта управляет работой графического дисплея. В ее состав входят видеопамять и дисплейный процессор. Видеопамять – это часть оперативной памяти. В видеопамяти хранится двоичный код изображения Дисплейный процессор читает содержимое видеопамяти 75-100 раз в секунду и передает ее на дисплей. Видеокарта (видеоадаптер) Видеопамять Дисплейный процессор

Видеокарта

РАСТР ФОРМИРОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Изображение на экране монитора, телевизора или напечатанное принтером на листе бумаги кажется нам непрерывным, сплошным. Однако это не так! Изображение состоит из отдельных светящихся или отражающих точек, т.е оно дискретизировано В этом можно убедиться, если близко посмотреть на экран телевизора : изображение состоит из отдельных светящихся точек красного, зеленого и синего цветов. мозаика точек люминофора на экране монитора, телевизора

Соседние точки люминофора красного, зеленого и синего цветов образуют триаду точек, которая воспринимается нами как одна точка, цвет которой зависит от интенсивности составляющих цветов (RGB) триада точек на экране фрагмент экрана монитора из нескольких триад При формировании изображения на экране используются свойства нашего зрения: Объекты, имеющие малое угловое разрешение, глаз не различает – они сливаются в один объект Инертность зрения – глаз не успевает различить отдельные объекты, если они ”мелькают” перед глазами с частотой свыше 20 Гц (больше 20 объектов в секунду)

Таким образом, изображение на экране дискретизировано, т.е. разбито на отдельные маленькие участки – пиксели, совокупность которых образует растр. РАСТР – графическая сетка Пиксель – элемент картинки, точка

КОДИРОВАНИЕ ГРАФИКИ

Растровая графика Векторная графика

РАСТРОВАЯ ГРАФИКА

Растр – это совокупность отдельных элементов изображения (пикселей), каждый из которых содержит усредненные значения цвета и яркости маленькой части изображения (цветная мозаика пикселей) Растровая графика – построение изображений на основе массива пикселей, каждому из которых присваивается свой цветовой код ПРЕИМУЩЕСТВА РАСТРОВОЙ ГРАФИКИ : - очень высокое качество изображения, близкое к реальному - огромная цветовая гамма - простота вывода изображения на монитор и принтер эффект пикселизации при увеличении изображения

ВЕКТОРНАЯ ГРАФИКА

Векторная графика – способ построения изображений на основе графических примитивов (сплайнов) Например: Для создания окружности (и хранения информации о ней) достаточно знать только координаты центра и радиус окружности, а также информацию о типе линии Таким образом в векторном представлении графического файла хранится не сам файл с описанием каждого пикселя (как в растровой графике) а только координаты и формулы, по которым прорисовывается фигура O(x,y) R

ПРЕИМУЩЕСТВА ВЕКТОРНОЙ ГРАФИКИ : - очень маленький (по сравнению с растровой) размер файла свободная трансформация изображения без потери качества (линия в 1 пиксель при увеличении (уменьшении) в 100 раз опять перерисовывается в линию толщиной в 1 пиксель) четкость границ объектов, отсутствие эффекта пикселизации НЕДОСТАТКИ ВЕКТОРНОЙ ГРАФИКИ : программная зависимость (каждая программа создает изображения по своим алгоритмам) трудность конвертирования изображения в другие форматы изображение не фотореалистично (рисунок)

Сравните рисунки, определите, где растровый рисунок, где векторный

СХЕМЫ ЦВЕТООБРАЗОВАНИЯ

МОДЕЛИ ЦВЕТООБРАЗОВАНИЯ RGB CMYK HSB LAB Модель основана на сложении трех основных излучающих цветов RED – красный GREEN – зеленый BLUE – синий АДДИТТИВНАЯ МОДЕЛЬ Модель основана на вычитании трех основных отраженных цветов CIAN - голубой MAGENTA – пурпурный YELLOW – желтый blacK -черный СУБТРАКТИВНАЯ МОДЕЛЬ Модель основана на особенностях восприятия глазом цветов и оттенков HUE – цветовой тон SATURATION – насыщенность BRIGHTNESS - яркость Аппаратно – независимая модель, соответствующая особенностям человеческого зрения - Яркость (светлота) - Хроматические параметры: а – от зеленого до красного b – от синего до желтого

МОДЕЛЬ RGB Эта модель описывает излучаемые цвета. Она основана на трёх основных (базовых) цветах: красный (Red), зелёный (Green) и синий (Blue) и является трехканальной Остальные цвета получаются сочетанием базовых В компьютере каждый канал кодируется одним байтом, т.е. каждый базовый цвет может принимать значения от 0 до 255 (в десятичной) или от 00 до FF (в шестнадцатеричной) - пространственное представление модели RGB в виде куба

МОДЕЛЬ CMYK Эта модель описывает поглощаемые цвета. Основными цветами в CMYK являются голубой (Cyan), пурпурный (Magenta), жёлтый (Yellow), которые получаются путем вычитания из белого основных цветов модели RGB ГОЛУБОЙ = БЕЛЫЙ - КРАСНЫЙ ПУРПУРНЫЙ = БЕЛЫЙ - ЭЕЛЕНЫЙ ЖЕЛТЫЙ = БЕЛЫЙ - СИНИЙ (поглощается бумагой красный) (поглощается бумагой зеленый) (поглощается бумагой синий) - пространственное представление модели CMYK в виде куба CMYK – основа полиграфии, добавлен черный цвет BLACK, четырехканальная модель

КОДИРОВАНИЕ ГРАФИКИ

В памяти компьютера сохраняется двоичный код цвета каждого пикселя 0 – черный цвет 1 – белый цвет, тогда в видеопамяти будет храниться такой код: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 Количество бит, необходимое для хранения номера цвета каждого пикселя картинки , называют глубиной пикселей (глубиной цвета). Глубина пикселей - 1 бит, так как 1 бит – это одна двоичная цифра, которая может принимать два значения: 0 или 1

На этой картинке пиксели четырех цветов: черные, белые, красные, синие. Можно закодировать цвета так: 00 – черный цвет 01 –синий цвет 10 – красный цвет 11 –белый цвет Глубина пикселей-2 бита

На этой картинке есть 8 цветов: черный, белый, зеленый, синий, красный, розовый, коричневый, голубой. Какова будет глубина пикселей в этом случае? Как изменится глубина пикселей, если на картинке будет 16 цветов? 3 бита 4 бита Сколько цветов используется в картинке, если глубина пикселей 8 бит? 256 цветов

Количество используемых цветов К и глубина пикселей (количество битов для их кодировки) b связаны формулой K = 2b

Домашнее задание На клетчатом поле размером 24 х 8 нарисуйте черно-белый рисунок и получите его код в 2с/с и в 16с/с