Thực đơn
trang chủYandex

4 Chế độ màu sắc trung thực là gì. Mã hóa thông tin đồ họa §16. Mã hóa đồ họa

Raster, pixel, lấy mẫu, độ phân giải

Giống như tất cả các loại thông tin, hình ảnh trong máy tính được mã hóa dưới dạng chuỗi nhị phân. Họ sử dụng hai phương pháp mã hóa cơ bản khác nhau, mỗi phương pháp đều có ưu điểm và nhược điểm riêng.

Cả đường thẳng và vùng đều bao gồm vô số điểm. Chúng ta cần mã hóa màu sắc của từng dấu chấm này. Nếu có vô số chúng, chúng ta sẽ ngay lập tức đi đến kết luận rằng việc này đòi hỏi một lượng bộ nhớ vô hạn. Vì vậy, sẽ không thể mã hóa hình ảnh theo kiểu “từng điểm một”. Tuy nhiên, ý tưởng này vẫn có thể được sử dụng.

Hãy bắt đầu với một bản vẽ đen trắng. Hãy tưởng tượng rằng một lưới được đặt chồng lên hình ảnh của một hình thoi, chia nó thành các hình vuông. Lưới này được gọi là raster. Bây giờ đối với mỗi hình vuông, chúng ta xác định màu (đen hoặc trắng). Đối với những hình vuông có một phần được sơn đen và một phần màu trắng, hãy chọn màu tùy thuộc vào phần nào (đen hoặc trắng) lớn hơn.

Bức tranh 1.

Chúng tôi có cái gọi là hình ảnh raster bao gồm các ô vuông pixel.

Định nghĩa 1

Pixel(tiếng Anh pixel = phần tử hình ảnh, phần tử hình ảnh) là phần tử nhỏ nhất của hình ảnh mà bạn có thể đặt màu của riêng mình. Sau khi chia bản vẽ “thông thường” thành các hình vuông, chúng tôi thực hiện việc rời rạc hóa nó - chúng tôi chia một đối tượng duy nhất thành các phần tử riêng biệt. Thật vậy, chúng tôi đã có một hình vẽ duy nhất và không thể chia cắt - hình ảnh hình thoi. Kết quả là chúng tôi nhận được một đối tượng riêng biệt - một tập hợp pixel.

Mã nhị phân cho hình ảnh đen trắng thu được từ việc lấy mẫu có thể được xây dựng như sau:

  • thay thế các pixel trắng bằng các số 0 và các pixel đen bằng các pixel;
  • Chúng tôi lần lượt viết ra các hàng của bảng kết quả.

ví dụ 1

Hãy thể hiện điều này bằng một ví dụ đơn giản:

Hình 2.

Chiều rộng của hình này là $8$ pixel, vì vậy mỗi hàng của bảng bao gồm các chữ số nhị phân $8$ - bit. Để không phải viết một chuỗi số 0 và số 1 quá dài, nên sử dụng hệ thống số thập lục phân, mã hóa $4$ các bit liền kề (tetrad) bằng một chữ số thập lục phân.

Hình 3.

Ví dụ: đối với dòng đầu tiên, chúng tôi nhận được mã $1A_(16)$:

và cho toàn bộ hình: $1A2642FF425A5A7E_(16)$.

Lưu ý 1

Điều rất quan trọng là phải hiểu những gì chúng ta đã đạt được và những gì chúng ta đã mất do sự rời rạc hóa. Điều quan trọng nhất là chúng tôi có thể mã hóa bản vẽ bằng mã nhị phân. Tuy nhiên, hình vẽ đã bị bóp méo - thay vì hình thoi, chúng ta có một tập hợp các hình vuông. Nguyên nhân của sự biến dạng là ở một số phần hình vuông của ảnh gốc được sơn bằng các màu khác nhau, nhưng trong ảnh được mã hóa, mỗi pixel nhất thiết phải có một màu. Vì vậy, một số thông tin gốc đã bị mất trong quá trình mã hóa. Điều này sẽ tự biểu hiện, chẳng hạn như khi hình ảnh được phóng to - các hình vuông trở nên lớn hơn và hình ảnh thậm chí còn bị méo hơn. Để giảm mất thông tin, bạn cần giảm kích thước pixel, nghĩa là tăng độ phân giải.

Định nghĩa 2

Sự cho phép là số pixel trên inch của kích thước hình ảnh.

Độ phân giải thường được đo bằng pixel trên inch (sử dụng ký hiệu tiếng Anh $ppi$ = pixel trên inch). Ví dụ: độ phân giải $254$ppi$ có nghĩa là có $254$pixel mỗi inch ($25,4$mm), sao cho mỗi pixel "chứa" một hình vuông của hình ảnh gốc có kích thước 0,1x0,1$mm. Độ phân giải càng cao thì hình ảnh được mã hóa càng chính xác (mất ít thông tin hơn) nhưng đồng thời kích thước của file cũng tăng lên.

Mã màu

Phải làm gì nếu bản vẽ bị tô màu? Trong trường hợp này, một bit không còn đủ để mã hóa màu của pixel. Ví dụ: trong hình ảnh lá cờ Nga $4$ hiển thị trong hình, các màu là đen, xanh, đỏ và trắng. Cần $2$ bit để mã hóa một trong bốn tùy chọn, do đó mã cho mỗi màu (và mã cho mỗi pixel) sẽ bao gồm hai bit. Giả sử $00$ đại diện cho màu đen, $01$ màu đỏ, $10$ màu xanh lam và $11$ màu trắng. Sau đó chúng ta nhận được bảng sau:

Hinh 4.

Vấn đề duy nhất là khi hiển thị trên màn hình, bạn cần bằng cách nào đó xác định màu nào tương ứng với mã này hoặc mã kia. Nghĩa là thông tin về màu sắc phải được thể hiện dưới dạng số (hoặc tập hợp số).

Một người cảm nhận ánh sáng như vô số sóng điện từ. Một bước sóng nhất định tương ứng với một màu nhất định. Ví dụ, bước sóng $500-565 nm có màu xanh lá cây. Cái gọi là ánh sáng “trắng” thực chất là một hỗn hợp các bước sóng trải rộng trên toàn bộ phạm vi khả kiến.

Theo khái niệm hiện đại về tầm nhìn màu sắc (lý thuyết Young-Helmholtz), mắt người chứa ba loại yếu tố nhạy cảm. Mỗi người trong số họ cảm nhận được toàn bộ luồng ánh sáng, nhưng luồng đầu tiên nhạy cảm nhất ở vùng màu đỏ, luồng thứ hai ở vùng xanh lục và luồng thứ ba ở vùng xanh lam. Màu sắc là kết quả của sự kích thích của cả ba loại thụ thể. Do đó, người ta tin rằng bất kỳ màu nào (nghĩa là cảm giác của một người cảm nhận được sóng có độ dài nhất định) đều có thể được bắt chước chỉ bằng ba chùm ánh sáng (đỏ, lục và lam) có độ sáng khác nhau. Do đó, bất kỳ màu nào cũng bị phân hủy thành ba thành phần - đỏ, lục và lam. Bằng cách thay đổi cường độ của các thành phần này, bạn có thể tạo ra bất kỳ màu nào. Mô hình màu này được gọi là RGB theo các chữ cái đầu tiên của các từ tiếng Anh red, green và blue.

Trong mô hình RBG, độ sáng của từng thành phần (hoặc, như người ta nói, mỗi kênh) thường được mã hóa dưới dạng số nguyên từ $0$ đến $255$. Trong trường hợp này, mã màu là bộ ba số (R, G, B), độ sáng của từng kênh riêng lẻ. Màu ($0,0,0$) là đen và ($255,255,255$) là màu trắng. Nếu tất cả các thành phần có độ sáng bằng nhau thì sẽ thu được các sắc thái xám, từ đen sang trắng.

Hình 5.

Để tạo màu đỏ nhạt (hồng), bạn cần tăng độ sáng của kênh xanh lục và xanh lam bằng nhau ở màu đỏ ($255,0,0$), ví dụ màu ($255, 150, 150$) là hồng. Việc giảm đồng đều độ sáng của tất cả các kênh sẽ tạo ra màu tối, ví dụ: màu có mã ($100,0,0$) là màu đỏ sẫm.

Tổng cộng có các tùy chọn độ sáng $ 256 $ cho mỗi màu trong số ba màu. Điều này cho phép chúng tôi mã hóa các sắc thái $256^3= $16,777,216, quá đủ đối với một con người. Vì $256 = 2^8$, mỗi thành phần trong số ba thành phần này chiếm $8$ bit hoặc $1$ byte trong bộ nhớ và tất cả thông tin về một màu nhất định chiếm $24$ bit (hoặc $3$ byte). Giá trị này được gọi là độ sâu màu.

Định nghĩa 3

Độ đậm của màu là số bit được sử dụng để mã hóa màu của pixel.

Mã hóa màu $24$-bit thường được gọi là chế độ màu thực. Để tính khối lượng của hình ảnh theo byte bằng mã hóa này, bạn cần xác định tổng số pixel (nhân chiều rộng và chiều cao) và nhân kết quả với $3$, vì màu của mỗi pixel được mã hóa theo ba byte. Ví dụ: một hình ảnh có $20×30$ pixel được mã hóa bằng màu thực sẽ chiếm $20×30×3 = 1800$ byte.

Ngoài chế độ màu thực, mã hóa $16$-bit cũng được sử dụng (tiếng Anh: High Color), khi các bit $5$ được phân bổ cho các thành phần màu đỏ và xanh lam, và các bit $6$ được phân bổ cho thành phần màu xanh lá cây, mà các bit này được phân bổ cho các thành phần màu xanh lá cây. mắt người nhạy cảm hơn. Chế độ Màu cao có thể mã hóa $2^(16) = $65.536 màu khác nhau. Điện thoại di động sử dụng mã màu 12-bit ($4 bit cho mỗi kênh, $4096 màu).

Mã hóa bằng bảng màu

Theo nguyên tắc chung, càng sử dụng ít màu thì hình ảnh màu sẽ càng bị méo. Như vậy, khi mã hóa màu cũng không thể tránh khỏi tình trạng mất thông tin, được “thêm” vào những mất mát do lấy mẫu gây ra. Rất thường xuyên (ví dụ: trong sơ đồ, sơ đồ và bản vẽ) số lượng màu trong hình ảnh rất nhỏ (không quá $256$). Trong trường hợp này, mã hóa bảng màu được sử dụng.

Định nghĩa 4

Bảng màu là một bảng trong đó mỗi màu, được chỉ định làm thành phần trong mô hình RGB, được liên kết với một mã số.

Mã hóa bằng bảng màu được thực hiện như sau:

  • chọn số lượng màu $N$ (thường không quá $256$);
  • từ bảng màu thực ($16.777.216 màu), chúng tôi chọn bất kỳ màu $N$ nào và đối với mỗi màu đó, chúng tôi tìm thấy các thành phần trong mô hình RGB;
  • mỗi màu được gán một số (mã) từ $0$ đến $N–1$;
  • Trước tiên, chúng tôi tạo bảng màu bằng cách viết ra các thành phần RGB của màu với mã $0$, sau đó là các thành phần màu có mã $1$, v.v.

Màu của mỗi pixel được mã hóa không phải dưới dạng giá trị thành phần RGB mà dưới dạng số màu trong bảng màu. Ví dụ: khi mã hóa hình ảnh lá cờ Nga (xem ở trên), màu $4$ đã được chọn:

  • màu đen: mã RGB ($0,0,0$); nhị phân $002$;
  • màu đỏ: mã RGB ($255,0,0$); nhị phân $012$;
  • màu xanh lam: mã RGB ($0,0,255$); nhị phân $102$;
  • màu trắng: mã RGB ($255,255,255); mã nhị phân $112$.

Do đó, bảng màu thường được ghi vào một vùng dịch vụ đặc biệt ở đầu tệp (được gọi là tiêu đề tệp), bao gồm bốn khối ba byte:

Hình 6.

Mã cho mỗi pixel chỉ mất hai bit.

Các bảng màu có số lượng màu lớn hơn $256$ không được sử dụng trong thực tế.

Ưu điểm và nhược điểm của mã hóa raster

Mã hóa raster có phẩm giá:

  • phương pháp phổ quát (bất kỳ hình ảnh nào cũng có thể được mã hóa);
  • Phương pháp duy nhất để mã hóa và xử lý hình ảnh mờ không có ranh giới rõ ràng, chẳng hạn như ảnh chụp.

VÀ sai sót:

  • luôn có sự mất thông tin trong quá trình lấy mẫu;
  • khi thay đổi kích thước của hình ảnh, màu sắc và hình dạng của các đối tượng trong ảnh bị biến dạng, vì khi tăng kích thước, bạn cần khôi phục bằng cách nào đó các pixel bị thiếu và khi giảm, bạn cần thay thế một số pixel bằng một pixel;
  • Kích thước tệp không phụ thuộc vào độ phức tạp của hình ảnh mà chỉ được xác định bởi độ phân giải và độ sâu màu.

Theo quy định, hình ảnh raster có khối lượng lớn.

Thông tin đồ họa có thể được hiểu là một bức vẽ, một bức vẽ, một bức ảnh, một bức tranh trong sách, hình ảnh trên màn hình TV hoặc trong rạp chiếu phim, v.v. Hãy xem xét các nguyên tắc mã hóa thông tin đồ họa bằng ví dụ về hình ảnh trên TV màn hình. Hình ảnh này bao gồm các đường ngang - hàng, mỗi hàng lần lượt bao gồm các đơn vị cơ bản nhỏ nhất của hình ảnh - các điểm, thường được gọi là điểm ảnh (picsel - PICture "S ELement - phần tử ảnh). Toàn bộ mảng đơn vị ảnh cơ bản được gọi là raster .

Mức độ rõ nét của hình ảnh phụ thuộc vào số dòng trên toàn màn hình và số chấm trên dòng biểu thị nghị quyết màn hình, hoặc chỉ sự cho phép . Càng nhiều đường và chấm thì hình ảnh càng rõ và đẹp hơn.

Nếu nhìn vào xếp hạng độ phân giải của TV plasma và LCD hiện đại, chúng ta sẽ thấy rằng độ phân giải phổ biến nhất là 640x480 (TV LCD có tỷ lệ khung hình 4:3); 852×480 (tấm plasma có tỷ lệ khung hình 16:9), 1024×768 (tấm LCD và plasma cả 4:3 và 16:9); 1366x768 (Sẵn sàng cho HD); Pixel 1920x1080 (Full HD). Một số giá trị độ phân giải khác cũng được tìm thấy nhưng hiếm, chẳng hạn như 800x600 hoặc 1024x1024 pixel.

Chỉ định độ phân giải như 640x480 có nghĩa là có 480 dòng ngang, mỗi dòng 640 pixel. Do đó, hình ảnh trên màn hình là một chuỗi có kích thước 640·480=307200 pixel.

Hình ảnh có thể là đơn sắc hoặc màu sắc.

Hình ảnh đơn sắc bao gồm hai màu tương phản bất kỳ - đen và trắng, xanh lá cây và trắng, nâu và trắng, v.v. Để đơn giản cho việc thảo luận, chúng ta sẽ giả sử rằng một trong các màu là đen và màu kia là màu trắng. Sau đó, mỗi pixel trong ảnh có thể có màu đen hoặc trắng. Bằng cách gán mã nhị phân “0” cho màu đen và mã “1” cho màu trắng (hoặc ngược lại), chúng ta có thể mã hóa trạng thái 1 pixel của ảnh đơn sắc trong 1 bit. Tuy nhiên, hình ảnh thu được sẽ có độ tương phản quá cao.

Ngày nay, nó thường được chấp nhận, cho hình ảnh đơn sắc khá thực tế, mã hóa trạng thái 1 pixel bằng 1 byte, cho phép bạn truyền 256 sắc thái xám khác nhau từ trắng hoàn toàn sang đen hoàn toàn. Trong trường hợp này, việc truyền toàn bộ raster 640x480 pixel sẽ cần 307200 byte.

Hình ảnh màu có thể được hình thành trên cơ sở các mô hình khác nhau. Các mô hình màu phổ biến nhất:

· RGB thường được sử dụng nhiều nhất trong khoa học máy tính;


· CMYK - mô hình màu chủ đạo trong in ấn;

· Trong truyền hình, mô hình màu YUV được sử dụng cho tiêu chuẩn PAL, mô hình YDbDr cho SÉCAM và mô hình YIQ cho NTSC;

· Mô hình tham chiếu XYZ dựa trên các phép đo đặc điểm của mắt người.

mô hình RGB(từ các từ Red, Green, Blue - đỏ, lục, lam) khớp chính xác nhất với nguyên tắc hiển thị hình ảnh trên màn hình điều khiển - ba số thiết lập độ sáng của các hạt lân quang đỏ, lục và lam tại một điểm nhất định trên màn hình. màn hình. Vì vậy, mô hình này được sử dụng rộng rãi nhất trong lĩnh vực đồ họa máy tính, tập trung vào việc xem hình ảnh trên màn hình điều khiển.

Mô hình RGB dựa trên thực tế là mắt người cảm nhận tất cả các màu là tổng của ba màu cơ bản - màu đỏ , màu xanh lá Và màu xanh da trời (Hình 4.1). Vì màu sắc được hình thành bằng cách thêm ba màu nên mô hình này thường được gọi là phụ gia(tổng hợp).

Ví dụ: để đặt màu trắng, bạn phải chỉ định giá trị độ sáng tối đa cho cả ba thành phần và để đặt màu đen, bạn phải tắt hoàn toàn tất cả các nguồn (ví dụ: điểm lân quang) đặt màu ở điểm mong muốn trong ảnh và đặt độ sáng bằng 0 cho chúng.

Nếu mỗi màu được mã hóa bằng 1 byte (độ sáng của từng thành phần được chỉ định bằng các số từ 0 đến 255), theo thông lệ đối với hình ảnh đơn sắc thực tế, thì có thể truyền 256 sắc thái của mỗi màu cơ bản. Tổng cộng, trong trường hợp này, việc truyền 256 · 256 · 256 = 16.777.216 màu khác nhau được cung cấp, khá gần với độ nhạy thực sự của mắt người. Do đó, với sơ đồ mã hóa màu này, hình ảnh 1 pixel cần 3 byte hoặc 24 bit bộ nhớ. Phương pháp trình bày đồ họa màu này thường được gọi là chế độ Màu thật (true color – màu thật) hoặc chế độ đầy đủ màu sắc .

Có những thiết bị chuyên nghiệp (ví dụ: máy quét) cho phép bạn thu được hình ảnh trong đó mỗi pixel được mô tả không phải bằng ba mà bằng sáu (16 bit cho mỗi thành phần màu) hoặc thậm chí tám byte. Các chế độ như vậy được sử dụng để truyền sắc thái tốt nhất và quan trọng nhất là độ sáng của pixel hình ảnh. Điều này cho phép bạn tái tạo hình ảnh của những cảnh phức tạp về mặt kỹ thuật một cách đáng tin cậy nhất, chẳng hạn như phong cảnh buổi tối hoặc bình minh.

Cơm. 4.1. Mô hình màu RGB được biểu diễn dưới dạng khối lập phương

Ví dụ 4.7. Trong Win32, loại tiêu chuẩn để thể hiện màu sắc là COLORREF. Để xác định màu trong RGB, 4 byte được sử dụng ở dạng:

BB, GG, RR - giá trị cường độ của các thành phần màu xanh lam, xanh lục và đỏ tương ứng. Giá trị tối đa của chúng là 0xFF.

Sau đó, bạn có thể định nghĩa một biến kiểu COLORREF như sau:

MÀU SẮC C=(b, g, r);

b, g Và r- cường độ (trong khoảng từ 0 đến 255) của các thành phần xanh lam, xanh lục và đỏ của màu C được xác định tương ứng, nghĩa là màu đỏ tươi có thể được định nghĩa là (255,0,0), màu tím sáng - (255). ,0,255), đen - (0,0,0) và trắng - (255,255,255).

Chế độ đủ màu đòi hỏi nhiều bộ nhớ. Do đó, nhiều chế độ bộ nhớ và định dạng đồ họa khác nhau đang được phát triển để truyền tải màu sắc kém hơn một chút nhưng yêu cầu ít bộ nhớ hơn nhiều. Đặc biệt, chúng ta có thể kể đến chế độ High Color (màu cao - màu phong phú), trong đó 16 bit được sử dụng để truyền màu của 1 pixel và do đó có thể truyền đi 65.535 sắc thái màu, cũng như chế độ chỉ mục, đó là dựa trên bảng màu được tạo trước đó cho bảng vẽ này. Sau đó, màu pixel mong muốn được chọn từ bảng này bằng cách sử dụng số chỉ mục, chỉ chiếm 1 byte bộ nhớ. Khi ghi một hình ảnh vào bộ nhớ máy tính, ngoài màu sắc của từng chấm riêng lẻ, cần ghi thêm rất nhiều thông tin - kích thước của hình ảnh, độ phân giải, độ sáng của các chấm, v.v. Một phương pháp cụ thể để mã hóa tất cả thông tin cần thiết khi ghi hình ảnh vào bộ nhớ máy tính tạo thành định dạng đồ họa. Các định dạng mã hóa thông tin đồ họa, dựa trên sự truyền màu của từng pixel riêng lẻ tạo nên hình ảnh, thuộc nhóm định dạng raster hoặc BMP (Bit MaP).

mô hình CMYK Sơ đồ hình thành màu trừ (Lục lam, Đỏ tươi, Vàng, blacK), được sử dụng chủ yếu trong in ấn cho quy trình in tiêu chuẩn. Lược đồ CMYK (Hình 4.2), theo quy luật, có gam màu tương đối nhỏ.

Cơm. 4.2. Sơ đồ tổng hợp trừ trong CMYK

Trong tiếng Nga, những màu này thường được gọi như sau: lục lam, đỏ tươi, vàng . Màu sắc trong sơ đồ như vậy không chỉ phụ thuộc vào đặc tính quang phổ của thuốc nhuộm và phương pháp ứng dụng của chúng mà còn phụ thuộc vào số lượng, đặc tính của giấy và các yếu tố khác. Ví dụ, có các tiêu chuẩn của Mỹ, Châu Âu và Nhật Bản đối với giấy tráng và không tráng.

Mặc dù về mặt lý thuyết, màu đen có thể được tạo ra bằng cách trộn các màu đỏ tươi, lục lam và vàng theo tỷ lệ bằng nhau, nhưng trên thực tế, việc trộn các màu thực tế là đỏ tươi, lục lam và vàng sẽ tạo ra màu nâu hoặc xám bẩn hơn. Vì độ tinh khiết và đậm đà của màu đen cực kỳ quan trọng trong quá trình in nên một màu khác đã được đưa vào mô hình - đen .

Giải thích về ba chữ cái đầu tiên trong chữ viết tắt CMYK đã được đưa ra ở trên và đối với chữ cái thứ tư, một trong các phiên bản cho rằng K- viết tắt từ tiếng Anh. màu đen K (nếu chúng ta lấy B, sẽ có sự nhầm lẫn với mô hình RGB, trong đó B có màu xanh lam). Theo phiên bản này, khi in phim được in trên chúng, một chữ cái chỉ màu mà chúng thuộc về. Theo một lựa chọn khác, lá thư K xuất hiện từ chữ viết tắt của tiếng Anh. từ Chìa khóa : ở các nước nói tiếng Anh, thuật ngữ này tấm chìa khóa biểu thị một tấm in cho mực đen.

CMYK được gọi là mô hình trừ vì mô hình này được sử dụng chủ yếu trong in ấn để in màu, giấy và các vật liệu in khác đóng vai trò là bề mặt phản chiếu ánh sáng: sẽ thuận tiện hơn khi tính toán lượng ánh sáng (và màu sắc) được phản chiếu từ một bề mặt cụ thể hơn là hấp thụ bao nhiêu. Do đó, nếu chúng ta trừ ba màu cơ bản, RGB, khỏi màu trắng, chúng ta sẽ có được bộ ba màu CMY bổ sung. "Trừ" có nghĩa là "trừ" - ​​chúng tôi trừ màu trắng khỏi các màu cơ bản.

Mỗi số xác định một màu trong CMYK biểu thị phần trăm mực của màu đó tạo nên sự kết hợp màu. Ví dụ: để có được màu cam đậm, bạn sẽ trộn 30% lục lam, 45% đỏ tươi, 80% vàng. và 5% màu đen. Điều này có thể được ký hiệu như sau: (30,45,80,5). Đôi khi họ sử dụng ký hiệu sau: C30M45Y80K5.

Câu hỏi và bài tập kiểm tra

1. Định dạng dữ liệu là gì?

2. Thông tin số được mã hóa trong máy tính như thế nào?

3. Phạm vi biểu diễn của một số nguyên liên quan như thế nào đến định dạng lưu trữ của nó.

4. Có sự khác biệt nào trong cách hiển thị số dương ở mã xuôi, mã nghịch và mã bù không?

5. Biểu thị số -78 ở định dạng một byte.

6. Độ chính xác và phạm vi biểu diễn của số thực liên quan như thế nào đến độ sâu bit của phần định trị?

7. Tại sao thứ tự biểu diễn số thực lại bị dịch chuyển?

8. Tại sao chữ số đầu tiên của phần định trị không được lưu khi biểu diễn số thực được chuẩn hóa?

9. Thể hiện số 34.256 dưới dạng số thực đơn.

10. Thông tin văn bản trong máy tính được mã hóa như thế nào?

11. Bảng mã dùng để làm gì? Bạn biết những bảng mã nào?

12. Sự khác biệt giữa bảng ASCII cơ bản và bảng ASCII mở rộng là gì?

13. Việc thể hiện thông tin văn bản dưới dạng Unicode có lợi ích gì?

14. Xác định khái niệm pixel, raster, độ phân giải .

15. Cần bao nhiêu byte bộ nhớ để mã hóa một hình ảnh trên màn hình máy tính có độ phân giải 800x600 với 256 màu?

16. Bạn biết những mô hình tạo ảnh màu nào?

17. Màu nào được coi là màu chính trong các mẫu RGB và CMYK?


5. Các khái niệm cơ bản của đại số logic

3 Lấy mẫu pixel mã hóa raster! Hình vẽ bị bóp méo! Pixel là thành phần nhỏ nhất của hình ảnh mà bạn có thể đặt màu của riêng mình. Hình ảnh raster là hình ảnh được mã hóa dưới dạng một số pixel.

4 Mã hóa raster 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 A 26 42 FF 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 42 5 A 5 A 7 E 1 A 2642 FF 425 A 5 A 7 E 16

6 Độ phân giải là số pixel trên inch của kích thước hình ảnh. ppi = pixel trên inch, pixel trên inch 1 inch = 2,54 cm 300 ppi 96 ppi màn hình in 48 ppi 24 ppi

7 Vấn đề về độ phân giải 1. Một hình ảnh được mã hóa với độ phân giải 300 ppi phải có kích thước pixel như thế nào để tạo ra bản in 10x15 cm từ nó? chiều cao 10 cm × 300 pixel 1181 pixel 2,54 cm 15 cm × 300 pixel 1771 pixel chiều rộng 2,54 cm

8 Vấn đề về độ phân giải 2. Hình ảnh được mã hóa có kích thước 5760 × 3840 pixel và độ phân giải 600 ppi. Hình ảnh được in trên máy in sẽ có kích thước như thế nào? chiều rộng 5760 pixel × 2,54 cm 24,4 cm 600 pixel chiều cao 3840 pixel × 2,54 cm 16,3 cm 600 pixel

9 Lý thuyết màu sắc Young-Helmholtz độ nhạy ba loại “hình nón” 0 400 500 600 700, nm! Ánh sáng ở bất kỳ bước sóng nào cũng có thể được thay thế bằng các tia đỏ, lục và lam!

10 mẫu màu RGB D. Maxwell, 1860 màu = (R, G, B) xanh đỏ xanh đỏ xanh xanh 0. . 255 (0, 0, 0) (255, 255) (255, 0, 0) (255, 150) (0, 255, 0) (0, 255) (0, 0, 255) (100, 0, 0 ) ? Bạn có thể mã hóa bao nhiêu màu khác nhau? 256 256 = 16.777.216 (Màu thật) ! RGB là mô hình màu dành cho các thiết bị phát ra ánh sáng (màn hình)!

11 Kiểu màu RGB (255, 0) #FFFF 00 Trang web RGB (0, 0, 0) #000000 (255, 255) #FFFFFF (255, 0, 0) #FF 0000 (0, 255, 0) # 00 FF 00 (0, 0, 255) #0000 FF (255, 0) #FFFF 00 (204, 204) #CCCCCC

12 Bài toán Xây dựng mã thập lục phân: RGB (100, 200) RGB (30, 50, 200) RGB (60, 180, 20) RGB (220, 150, 30)

13 Độ sâu màu là số bit được sử dụng để mã hóa màu của pixel. ? Cần bao nhiêu bộ nhớ để lưu trữ màu của 1 pixel ở chế độ True Color? R (0. . 255) 256 = 28 tùy chọn 8 bit = 1 byte R G B: 24 bit = 3 byte Vấn đề về màu sắc thực. Xác định kích thước tệp của bitmap 20x30 pixel được mã hóa ở chế độ True Color? 20 3 byte = 1800 byte

14 Mã hóa bằng bảng màu? Làm thế nào để giảm kích thước tập tin? giảm độ phân giải giảm chất lượng độ sâu màu giảm Bảng màu là một bảng trong đó mỗi màu, được chỉ định là các thành phần trong mô hình RGB, được liên kết với một mã số.

15 Mã hóa bằng bảng màu 00 11 11 11 11 00 01 01 01 01 00 10 10 10 10 Bảng màu: 0 0 0 màu 002 0 0 255 0 0 màu 012 màu 102 ? Độ sâu màu là gì? ? Bảng màu mất bao lâu? 255 255 màu 112 2 bit trên mỗi pixel 3 4 = 12 byte

16 Mã hóa bằng bảng màu Bước 1. Chọn số lượng màu: 2, 4, ... 256. Bước 2. Chọn 256 màu từ bảng màu: 248 0 88 0 221 21 181 192 0 21 0 97 Bước 3. Tạo một bảng màu (mỗi màu có một số 0 . 255) bảng màu được lưu ở đầu tệp 0 248 0 88 1 0 221 21 254 181 192 0 … 255 21 0 97 Bước 4. Mã pixel = số màu của nó trong bảng màu 2 45 65 14 … 12 23

17 Mã hóa bằng bảng màu Tệp có bảng màu: bảng màu mã pixel Số màu Kích thước bảng màu (byte) Độ sâu màu (bit trên mỗi pixel) 2 4 16 256 6 12 48 768 1 2 4 8

18 Vấn đề Vấn đề 1. Trong quá trình chuyển đổi một tệp đồ họa raster, số lượng màu giảm từ 512 xuống còn 8. Khối lượng thông tin của tệp đã giảm bao nhiêu lần? Nhiệm vụ 2. Màn hình có độ phân giải 1024 x 768 pixel, độ sâu màu 16 bit. Dung lượng bộ nhớ video cần thiết cho chế độ đồ họa này là bao nhiêu? Vấn đề 3. Mã cho ảnh 40×50 pixel sẽ có bao nhiêu byte ở chế độ màu thực? khi mã hóa bằng bảng màu gồm 256 màu? Bài toán 4. Để lưu trữ hình ảnh raster có kích thước 128 x 128 pixel, 4 kilobyte bộ nhớ đã được phân bổ. Số màu tối đa có thể có trong bảng hình ảnh là bao nhiêu?

19 Hình ảnh raster: định dạng tệp Định dạng BMP JPG Màu thật GIF bảng màu PNG Minh bạch Hoạt ảnh

20 Mã màu in (CMYK) R R G B G B Trắng – đỏ = lục lam C = Lục lam Trắng – lục = đỏ tươi M = Trắng đỏ tươi – xanh lam = vàng Y = Vàng C M Y 0 0 0 255 255 255 Kiểu CMYK: + Màu sắc chính § tiêu thụ mực ít hơn và chất lượng tốt nhất cho màu đen và màu xám

21 RGB và CMYK được một người nhìn thấy RGB CMYK Không phải tất cả các màu mà màn hình hiển thị (RGB) đều có thể in được (CMYK) khi chuyển đổi mã màu từ RGB sang CMYK, màu bị biến dạng RGB(0, 255, 0) CMYK( 65, 0, 100, 0) RGB(104, 175, 35)

22 Mô hình màu HSB (HSV) HSB = Hue (hue) Saturation (bão hòa) Độ sáng (độ sáng) hoặc Giá trị (giá trị) 0 /360 270 0 Hue (H) Nas 100 Độ sáng (B) 90 100 độ chói (S) 0 180 độ bão hòa – thêm độ sáng trắng – thêm màu đen

Phòng thí nghiệm mô hình màu 23 Tiêu chuẩn quốc tế về mã hóa màu độc lập với thiết bị (1976) Dựa trên mô hình nhận biết màu sắc của con người. Lab = Lightness a, b (đặt tông màu) để dịch giữa các mẫu màu: RGB Lab CMYK Lightness 25% Lightness 75% để chỉnh màu cho ảnh

24 Cấu hình thiết bị? Chúng ta sẽ thấy màu gì? RGB(255, 0, 0) dưới dạng 680 nm Cấu hình màn hình RGB(255, 0, 0) 680 nm Cấu hình máy quét RGB(225, 10, 20) Cấu hình máy in CMYK(0, 100, 0)

25 Mã hóa raster: phương pháp phổ quát tóm tắt (bất kỳ hình ảnh nào cũng có thể được mã hóa) phương pháp duy nhất để mã hóa và xử lý hình ảnh mờ không có ranh giới rõ ràng (ảnh) mất thông tin (tại sao?) khi thay đổi kích thước, màu sắc và hình dạng của các đối tượng trong ảnh bị biến dạng, kích thước file không phụ thuộc vào độ phức tạp của hình vẽ (và nó phụ thuộc vào cái gì?)

26 Mã hóa vectơ Bản vẽ các hình dạng hình học: đoạn thẳng, đường đứt nét, hình chữ nhật, hình tròn, hình elip, hình cung, đường trơn (đường cong Bézier) Đối với mỗi hình dạng, những thông tin sau được lưu trong bộ nhớ: kích thước và tọa độ trong bản vẽ, màu sắc và kiểu dáng của hình đường viền, màu sắc và kiểu tô (đối với hình dạng đóng)

27 Mã hóa véc tơ Đường cong Bezier: A B B nút trơn nút góc D D Tọa độ của các nút và điểm cuối của “đòn bẩy” được lưu trữ (3 điểm cho mỗi nút, đường cong bậc 3).

28 Mã hóa Vector (tóm tắt) cách tốt nhất để lưu trữ bản vẽ, sơ đồ, bản đồ trong quá trình mã hóa không bị mất thông tin khi thay đổi kích thước không bị biến dạng bản vẽ raster bản vẽ vector kích thước tệp nhỏ hơn, phụ thuộc vào độ phức tạp của bản vẽ không hiệu quả khi sử dụng ảnh chụp và hình ảnh mờ

29 Mã hóa vectơ: định dạng tệp WMF (Windows Metafile) EMF (Windows Metafile) CDR (chương trình Corel. Draw) AI (chương trình Adobe Illustrator) cho trang web SVG (Đồ họa vectơ có thể mở rộng)

Chiều rộng:="" tự động="">

31 Bài tập thực hành Trang 12 để hoàn thành vào vở. Trong chương trình Paint, làm theo ví dụ. công việc:

33 Số hóa tín hiệu tương tự âm thanh Số hóa là việc chuyển đổi tín hiệu tương tự thành mã số (lấy mẫu). – khoảng lấy mẫu (s) – tần số lấy mẫu (Hz, k. Hz) T Một người nghe được 16 Hz ... 20 k Hz t 8 k Hz – tần số tối thiểu để nhận dạng giọng nói 11 k Hz, 44 k. , 1 k Hz – chất lượng CD 48 k Hz – phim DVD 96 k Hz, 192 k Hz.

34 Số hóa âm thanh: lượng tử hóa? Cần bao nhiêu bit để viết số 0,6? Lượng tử hóa (lấy mẫu theo cấp độ) là biểu diễn của một số dưới dạng mã kỹ thuật số có độ dài hữu hạn. ADC = Bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số Mã hóa 3 bit: 8 bit = 256 cấp 16 bit = 65536 cấp 24 bit = 224 cấp 7 6 5 4 3 2 1 0 Độ rộng mã hóa là số bit được sử dụng để lưu trữ một mẫu. T t

35 Nhiệm vụ số hóa âm thanh. Xác định khối lượng thông tin dữ liệu thu được khi số hóa âm thanh kéo dài 1 phút ở tần số 44 kHz bằng card âm thanh 16 bit. Việc ghi âm được thực hiện ở chế độ âm thanh nổi. Trong 1 giây, mỗi kênh ghi 44.000 giá trị, mỗi kênh lấy tổng cộng 16 bit = 2 byte 44.000 2 byte = 88.000 byte Có tính đến “âm thanh nổi” tổng cộng 88.000 2 = 176.000 byte Trong 1 phút 176.000 60 = 1.056.000 byte 10.313 KB 10 MB

36 Số hóa âm thanh Làm thế nào để khôi phục tín hiệu? DAC = Bộ chuyển đổi Digital-to-Analog sau không có trước khử răng cưa số hóa các thiết bị analog T khử răng cưa! t? Cái nào để cải thiện chất lượng? ? Điều gì sẽ trở nên tồi tệ hơn? giảm kích thước tập tin T

37 Số hóa - kết quả là có thể mã hóa bất kỳ âm thanh nào (bao gồm giọng nói, tiếng còi, tiếng xào xạc, ...) có bị mất thông tin trong một khối lượng lớn tệp không? Những đặc tính nào của âm thanh số hóa quyết định chất lượng âm thanh? Định dạng tệp: WAV (Định dạng âm thanh dạng sóng), thường không nén (kích thước!) MP 3 (MPEG-1 Audio Layer 3, nén mà con người có thể đọc được) AAC (Mã hóa âm thanh nâng cao, 48 kênh, nén) WMA (Windows Media Audio, âm thanh phát trực tuyến , nén) OGG (Ogg Vorbis, định dạng mở, nén)

38 Mã hóa nhạc cụ MIDI (Musical Instrument Digital Interface - giao diện kỹ thuật số của các nhạc cụ). trong tập tin. giữa: 128 nốt giai điệu (cao độ, thời lượng) và 47 chương trình thông số âm thanh của nhạc cụ gõ (âm lượng, âm sắc) cho tối đa 1024 kênh card âm thanh! trong bộ nhớ card âm thanh: mẫu âm thanh (bảng sóng) Bàn phím MIDI: § không mất thông tin khi mã hóa nhạc cụ § kích thước tệp nhỏ không thể mã hóa âm thanh, giọng nói không chuẩn

39 Nhạc theo dõi Trong tệp (mô-đun): mẫu âm thanh (mẫu) ký hiệu âm nhạc, bản nhạc (bản nhạc) - bản nhạc nhạc cụ lên đến 32 kênh Định dạng tệp: MOD được thiết kế cho máy tính Amiga S 3 M kênh số hóa + âm thanh tổng hợp, 99 nhạc cụ XM , STM , ... Cách sử dụng: demoscenes (quan trọng là kích thước file)

40 Mã hóa video! Video = hình ảnh + âm thanh Đồng bộ! hình ảnh: ≥ 25 khung hình mỗi giây PAL: 768 × 576, 24 bit mỗi 1 giây: 768 × 576 × 3 byte ≈ 32 MB mỗi 1 phút: 60 × 32 MB ≈ 1,85 GB HDTV: 1280 × 720, 1920 × 1080 . khung + thay đổi (10 -15 giây) nén (codec - thuật toán nén) Div. Âm thanh X, Xvid, H. 264, WMV, Ogg Theora...: 48 kHz, nén 16 bit (codec - thuật toán nén) MP 3, AAC, WMA, ...

41 Định dạng file video AVI – Audio Video Interleave – xen kẽ âm thanh và video; container – có thể sử dụng các codec khác nhau MPEG – Nhóm chuyên gia hình ảnh chuyển động WMV – Windows Media Video, định dạng Microsoft MP 4 – MPEG-4, video và âm thanh nén MOV – Phim thời gian nhanh, định dạng Web Apple. M – định dạng mở, được trình duyệt hỗ trợ

42 Nguồn minh họa 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. http://ru. wikipedia. org/ http://www. vật lý mạng. đồng. Vương quốc Anh http://epson. su http://www 8. hp. com http://head-fi. org http://ru. wikipedia. org/ http://ru. wikipedia. tài liệu bản quyền org

Câu 7: Độ sâu màu

Độ đậm của màu -Đây là số bit được phân bổ để mã hóa một pixel.

Nếu để mã hóa một pixel chúng ta lấy 1 chút- thì với sự trợ giúp của nó, chúng ta chỉ có thể có được 2 màu:đen (0) và trắng (1), tức là hình ảnh đen trắng.

2 bit– 4 màu (00, 01, 10, 11)

8 bit– 2 8 màu = 256 hoa, v.v.

Do đó, số lượng màu có thể được xác định theo công thức:

Ở đâu, N- số lượng hoa

TÔI - độ sâu màu bit.

Phần kết luận: Càng sử dụng nhiều bit để mã hóa 1 pixel thì hình ảnh càng có nhiều màu sắc và chân thực hơn nhưng kích thước tệp cũng tăng lên.

Như vậy, kích thước tập tin bitmap là tích của chiều rộng và chiều cao của hình ảnh tính bằng pixel và độ sâu màu.

Trong trường hợp này, nó hoàn toàn không quan tâm đến những gì được thể hiện trong bức ảnh. Nếu ba tham số giống nhau thì kích thước tệp không nén sẽ giống nhau đối với mọi hình ảnh.

Ví dụ tính toán. Xác định kích thước của tệp đồ họa 24 bit có độ phân giải 800 x 600.

Giải pháp. Từ điều kiện file có tham số

A = 800 pixel

B = 600 pixel

Độ đậm của màu TÔI= 24 bit(3 byte)

thì công thức dung lượng file là V = A + B + I

V = 800 x 600 x 24 = 11520000 bit = 1440000 byte = 1406, 25 KB = 1,37 MB

Ví dụ 2. Trong quá trình tối ưu hóa, số lượng màu đã giảm từ 65536 xuống 256. Kích thước tệp đã giảm bao nhiêu lần?

Từ công thức N = 2 I, độ sâu màu TÔI 1 = nhật ký 2 65536 = 16 bit và sau khi tối ưu hóa TÔI 2 = nhật ký 2 256 = 8 bit

Đồng thời, kích thước của hình ảnh tính bằng pixel không thay đổi. sử dụng công thức tính kích thước file ta có: V 1 = a x b x 16 = 16 ab và

V 2 = a x b x 8 = 8 ab

Ta lập tỉ lệ V 1: V 2 = 16 ab: 8 ab

Vì vậy: kích thước của tệp đồ họa phụ thuộc vào kích thước của hình ảnh và số lượng màu.

Đồng thời, một hình ảnh chất lượng cao với mã hóa 24 hoặc 32 bit hóa ra khá lớn (megabyte).

Điều này rất bất tiện cho việc lưu trữ và truyền hình ảnh (đặc biệt là trên Internet). Do đó, các tập tin đồ họa được tối ưu hóa.

Độ đậm của màu– số bit truyền trên 1 pixel (bpp). Độ phân giải phổ biến nhất là 8 bpp (256 màu), 16 bpp (65536 màu)

Từ những năm 80 Công nghệ xử lý thông tin đồ họa trên PC đang phát triển. Dạng biểu diễn trên màn hình hiển thị của một hình ảnh đồ họa bao gồm các chấm (pixel) riêng lẻ được gọi là raster.

Đối tượng tối thiểu trong trình soạn thảo đồ họa raster là một điểm. Trình chỉnh sửa đồ họa raster được thiết kế để tạo bản vẽ và sơ đồ.

Độ phân giải của màn hình (số lượng điểm theo chiều ngang và chiều dọc), cũng như số lượng màu có thể có cho mỗi điểm, được xác định bởi loại màn hình.

Độ phân giải phổ biến là 800 x 600 = 480.000 pixel.

1 pixel của màn hình đen trắng được mã hóa bằng 1 bit thông tin (chấm đen hoặc chấm trắng). Số lượng màu K khác nhau và số bit mã hóa chúng có liên hệ với nhau theo công thức: K = 2b.

Màn hình hiện đại có các bảng màu sau: 16 màu, 256 màu; 65.536 màu (high color), 16.777.216 màu (true color).

Trong bảng Hình 1 cho thấy sự phụ thuộc của dung lượng thông tin của một pixel vào bảng màu của màn hình.

Bảng 1

Số lượng màu sắc

màn hình

Số bit mã hóa một điểm

16 (2 16 = 65 536)

24 (2 24 =16 777 216)

Ký ức, cần thiết để lưu trữ hình ảnh đồ họa chiếm toàn bộ màn hình (bộ nhớ video), bằng tích của độ phân giải và số bit mã hóa một điểm. Bộ nhớ video của PC lưu trữ bitmap (mã hình ảnh nhị phân), được bộ xử lý đọc ít nhất 50 lần mỗi giây và hiển thị trên màn hình.

Trong bảng Hình 2 hiển thị dung lượng bộ nhớ video cho các màn hình có độ phân giải và bảng màu khác nhau.

ban 2

256 màu

65536 màu sắc

167777216 màu sắc

Việc nhập và lưu trữ các bản vẽ kỹ thuật và các hình ảnh đồ họa tương tự trong máy tính được thực hiện khác nhau. Bất kỳ bản vẽ nào cũng bao gồm các đoạn, vòng cung, vòng tròn. Vị trí của mỗi đoạn trong bản vẽ được xác định bởi tọa độ của hai điểm xác định điểm đầu và điểm cuối của đoạn đó. Một đường tròn được xác định bởi tọa độ tâm và độ dài bán kính. Cung - tọa độ của điểm đầu và điểm cuối, tâm và bán kính. Đối với mỗi dòng, loại của nó được chỉ định: mỏng, dấu gạch ngang, v.v. Hình thức biểu diễn thông tin đồ họa này được gọi là vector. Đơn vị tối thiểu được xử lý bởi trình soạn thảo đồ họa vector là một đối tượng (hình chữ nhật, hình tròn, hình cung). Thông tin về bản vẽ được xử lý bằng các chương trình đặc biệt. Việc lưu trữ thông tin ở dạng vectơ làm giảm lượng bộ nhớ cần thiết xuống vài bậc so với dạng biểu diễn thông tin raster.

Bộ nhớ video chứa thông tin nhị phân về hình ảnh hiển thị trên màn hình. Hầu như tất cả các hình ảnh được tạo, xử lý hoặc xem bằng máy tính đều có thể được chia thành hai phần lớn - đồ họa raster và vector.

Hình ảnh raster là một lưới các điểm một lớp được gọi là pixel (pixel, từ phần tử hình ảnh tiếng Anh). Mã pixel chứa thông tin về màu sắc của nó.

Đối với hình ảnh đen trắng (không có bán sắc), một pixel chỉ có thể lấy hai giá trị: trắng và đen (sáng hoặc không sáng) và để mã hóa nó, một bit bộ nhớ là đủ: 1 - trắng, 0 - đen .

Một pixel trên màn hình màu có thể có nhiều màu khác nhau, vì vậy một bit cho mỗi pixel là không đủ. Mã hóa hình ảnh 4 màu yêu cầu hai bit cho mỗi pixel vì hai bit có thể đảm nhận 4 trạng thái khác nhau. Ví dụ: có thể sử dụng tùy chọn mã hóa màu sau: 00 - đen, 10 - xanh lá cây, 01 - đỏ, 11 - nâu.

Trên màn hình RGB, tất cả sự đa dạng của màu sắc đều thu được bằng cách kết hợp các màu cơ bản - đỏ (Đỏ), xanh lá cây (Xanh lục), xanh lam (Xanh lam), từ đó có thể thu được 8 kết hợp cơ bản:

màu sắc

màu nâu

Tất nhiên, nếu bạn có khả năng kiểm soát cường độ (độ sáng) phát sáng của các màu cơ bản, thì số lượng tùy chọn khác nhau cho sự kết hợp của chúng, tạo ra các sắc thái khác nhau, sẽ tăng lên. Số lượng các màu khác nhau - K và số bit để mã hóa chúng - N có liên hệ với nhau bằng một công thức đơn giản: 2 N = K.

Ngược lại với đồ họa raster hình ảnh vector nhiều lớp. Mỗi phần tử của hình ảnh vector - một đường thẳng, một hình chữ nhật, một hình tròn hoặc một đoạn văn bản - nằm trong lớp riêng của nó, các pixel của chúng được đặt độc lập với các lớp khác. Mỗi phần tử của ảnh vector là một đối tượng được mô tả bằng một ngôn ngữ đặc biệt (phương trình toán học của đường thẳng, cung tròn, v.v.). Các đối tượng phức tạp (các đường đứt nét, các hình dạng hình học khác nhau) được biểu diễn dưới dạng một tập hợp các đối tượng đồ họa cơ bản.

Nhiệm vụ

Câu hỏi kiểm soát

1. Cần bao nhiêu chữ số nhị phân để mã hóa 1 ký tự?

2. Tốc độ đọc trung bình của một học sinh là 160 ký tự/phút. Anh ta sẽ xử lý được bao nhiêu thông tin trong 7 giờ đọc văn bản liên tục?

3. Bản chất của dạng raster thể hiện thông tin đồ họa là gì?

4. Cần bao nhiêu bit thông tin để mã hóa 1 điểm trên màn hình đen trắng?

5. Công thức nào được sử dụng để xác định dung lượng bộ nhớ video của màn hình?

6. Bản chất của dạng vector biểu diễn thông tin đồ họa là gì?

Nhiệm vụ 1. Xác định kích thước của tệp đồ họa 24 bit có độ phân giải 1024 x 600.

Nhiệm vụ 2. Trong quá trình tối ưu hóa, số lượng màu đã giảm từ 65536 xuống còn 2. Kích thước tệp đã giảm bao nhiêu lần?

Nhiệm vụ 3. Mã nhị phân của bản vẽ được đưa ra. Được biết, mẫu này có màu đơn sắc và ma trận có kích thước 8X8. Khôi phục bản vẽ bằng mã:

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

Nhiệm vụ4 . Hình ảnh trên màn hình hiển thị được xây dựng từ các chấm (pixel) riêng lẻ. Hãy để độ phân giải màn hình được đặt thành 1200x1024. Hình ảnh màn hình sẽ chiếm bao nhiêu byte trong bộ nhớ máy tính nếu bạn lưu nó (từng điểm một, ở định dạng bitmap -* bmp) dưới dạng:

a) ảnh đơn sắc;

b) Bản vẽ 256 màu;

c) Bản vẽ 24-bit.

Nhiệm vụ 5.Để mã hóa sắc thái màu của một điểm (pixel) của ảnh màu theo mô hình tạo màu RGB, sử dụng 1 byte (8 bit): 3 bit để mã hóa mức độ sáng của màu Đỏ, 2 bit để mã hóa độ sáng của màu Đỏ. mức độ sáng của màu Xanh lục và 3 bit trên màu xanh lam (Xanh lam). Định nghĩa:

a) có thể mã hóa bao nhiêu mức độ sáng của mỗi màu theo cách này;

b) có bao nhiêu sắc thái màu của hình ảnh có thể được truyền tải.

Giải quyết vấn đề tương tự, nhưng sử dụng chế độ True Color, khi 3 byte được sử dụng để truyền màu của một pixel - một pixel cho mỗi màu.

Bài kiểm tra

1. Chương trình giảng dạy chiếm 19 KB bộ nhớ PC. Hướng dẫn chương trình chiếm 1 khung hiển thị (25 dòng 80 ký tự). Phần nào của chương trình là hướng dẫn?

a) 2000 byte;

c) 1/10 phần;

2. Màn hình máy tính có thể hoạt động ở nhiều chế độ khác nhau, khác nhau về độ phân giải và số lượng màu có thể có cho mỗi dấu chấm.

Điền vào bảng:

3. Đối tượng tối thiểu được sử dụng trong trình chỉnh sửa đồ họa raster là gì?

a) Điểm màn hình (pixel);

b) vật thể (hình chữ nhật, hình tròn, v.v...);

c) bảng màu;

d) địa điểm quen thuộc (ký hiệu).

4. Trình soạn thảo đồ họa vector dùng để làm gì?

a) Tạo bản vẽ;

b) để vẽ đồ thị:

c) để xây dựng sơ đồ;

d) để tạo và chỉnh sửa bản vẽ.

6. Mã nhị phân 1 chấm trên màn hình đen trắng (không tăng độ sáng) cần bao nhiêu thông tin?

d) 16 byte.

7. Tệp đồ họa raster chứa hình ảnh đen trắng với 16 sắc thái xám, kích thước 10x10 pixel. Khối lượng thông tin của tập tin này là gì?

b) 400 byte;

d) 100 byte.

Đáp án đúng câu hỏi 2.2: 1-d, 3-a, 4-a, 5-b, 6-a, 7-c.

Mã là một tập hợp các quy ước (hoặc tín hiệu) để ghi lại (hoặc truyền đạt) một số khái niệm được xác định trước.

Mã hóa thông tin là quá trình hình thành một biểu diễn thông tin cụ thể. Theo nghĩa hẹp hơn, thuật ngữ “mã hóa” thường được hiểu là sự chuyển đổi từ dạng biểu diễn thông tin này sang dạng biểu diễn thông tin khác, thuận tiện hơn cho việc lưu trữ, truyền tải hoặc xử lý.

Thông thường, mỗi hình ảnh khi mã hóa (đôi khi được gọi là mã hóa) được thể hiện bằng một dấu hiệu riêng.

Dấu hiệu là một phần tử của một tập hữu hạn các phần tử khác nhau.

Theo nghĩa hẹp hơn, thuật ngữ “mã hóa” thường ám chỉ sự chuyển đổi từ dạng biểu diễn thông tin này sang dạng biểu diễn thông tin khác, thuận tiện hơn cho việc lưu trữ, truyền tải hoặc xử lý.

Máy tính chỉ có thể xử lý thông tin được trình bày dưới dạng số. Tất cả các thông tin khác (ví dụ: âm thanh, hình ảnh, chỉ số nhạc cụ, v.v.) phải được chuyển đổi sang dạng số để xử lý trên máy tính. Ví dụ, để định lượng một âm thanh trong âm nhạc, người ta có thể đo cường độ của âm thanh ở những tần số cụ thể trong những khoảng thời gian ngắn, biểu diễn kết quả của từng phép đo dưới dạng số. Sử dụng các chương trình máy tính, bạn có thể chuyển đổi thông tin nhận được, chẳng hạn như âm thanh "chồng" từ các nguồn khác nhau lên nhau.

Tương tự, thông tin văn bản có thể được xử lý trên máy tính. Khi nhập vào máy tính, mỗi chữ cái được mã hóa bằng một số nhất định và khi xuất ra thiết bị bên ngoài (màn hình hoặc bản in), hình ảnh của các chữ cái được xây dựng từ những con số này để con người nhận thức. Sự tương ứng giữa một tập hợp các chữ cái và số được gọi là mã hóa ký tự.

Theo quy định, tất cả các số trong máy tính đều được biểu diễn bằng số 0 và số 1 (không phải mười chữ số như thường lệ đối với mọi người). Nói cách khác, máy tính thường hoạt động ở hệ thống số nhị phân, vì điều này làm cho các thiết bị xử lý chúng đơn giản hơn nhiều. Việc nhập số vào máy tính và xuất ra để con người đọc có thể được thực hiện ở dạng thập phân thông thường và tất cả các chuyển đổi cần thiết đều được thực hiện bởi các chương trình chạy trên máy tính.

Các phương pháp mã hóa thông tin.

Thông tin tương tự có thể được trình bày (mã hóa) dưới nhiều hình thức. Với sự ra đời của máy tính, nhu cầu mã hóa tất cả các loại thông tin mà cả cá nhân và nhân loại nói chung đều nảy sinh. Nhưng loài người đã bắt đầu giải quyết vấn đề mã hóa thông tin từ rất lâu trước khi máy tính ra đời. Những thành tựu to lớn của nhân loại - chữ viết và số học - không gì khác hơn là một hệ thống mã hóa thông tin lời nói và số. Thông tin không bao giờ xuất hiện ở dạng thuần túy, nó luôn được trình bày bằng cách nào đó, được mã hóa bằng cách nào đó.

Mã hóa nhị phân là một trong những cách phổ biến để thể hiện thông tin. Trong máy tính, robot và máy điều khiển số, theo quy luật, tất cả thông tin mà thiết bị xử lý đều được mã hóa dưới dạng các từ của bảng chữ cái nhị phân.

Mã hóa thông tin tượng trưng (văn bản).

Thao tác chính được thực hiện trên từng ký tự văn bản riêng lẻ là so sánh ký tự.

Khi so sánh các ký tự, khía cạnh quan trọng nhất là tính duy nhất của mã cho mỗi ký tự và độ dài của mã này, và bản thân việc lựa chọn nguyên tắc mã hóa thực tế không liên quan.

Các bảng chuyển đổi khác nhau được sử dụng để mã hóa văn bản. Điều quan trọng là sử dụng cùng một bảng khi mã hóa và giải mã cùng một văn bản.

Bảng chuyển đổi là bảng chứa danh sách các ký tự được mã hóa được sắp xếp theo cách nào đó, theo đó ký tự đó được chuyển đổi thành mã nhị phân và ngược lại.

Các bảng chuyển đổi phổ biến nhất: DKOI-8, ASCII, CP1251, Unicode.

Trong lịch sử, 8 bit hoặc 1 byte được chọn làm độ dài mã để mã hóa ký tự. Do đó, thông thường một ký tự văn bản được lưu trữ trong máy tính tương ứng với một byte bộ nhớ.

Với độ dài mã 8 bit, có thể có 28 = 256 kết hợp 0 ​​và 1 khác nhau, do đó không thể mã hóa quá 256 ký tự bằng một bảng chuyển đổi. Với độ dài mã 2 byte (16 bit), có thể mã hóa 65536 ký tự.

Mã hóa thông tin số

Điểm giống nhau trong cách mã hóa thông tin số và văn bản như sau: để so sánh dữ liệu thuộc loại này, các số khác nhau (cũng như các ký tự khác nhau) phải có mã khác nhau. Sự khác biệt chính giữa dữ liệu số và dữ liệu ký hiệu là ngoài phép toán so sánh, các phép toán khác nhau được thực hiện trên các số: cộng, nhân, trích rút căn, tính logarit, v.v. Các quy tắc thực hiện các phép toán này trong toán học được phát triển chi tiết cho các số được biểu diễn trong hệ thống số vị trí.

Hệ thống số cơ bản để biểu diễn số trong máy tính là hệ thống số vị trí nhị phân.

Mã hóa thông tin văn bản

Hiện nay, hầu hết người dùng sử dụng máy tính để xử lý thông tin văn bản, bao gồm các ký hiệu: chữ cái, số, dấu chấm câu, v.v. Hãy tính xem chúng ta cần bao nhiêu ký hiệu và bao nhiêu bit.

10 số, 12 dấu câu, 15 ký hiệu số học, các chữ cái trong bảng chữ cái tiếng Nga và tiếng Latin, TỔNG: 155 ký tự, tương ứng với 8 bit thông tin.

Đơn vị đo lường thông tin.

1 byte = 8 bit

1 KB = 1024 byte

1 MB = 1024 KB

1 GB = 1024 MB

1TB = 1024GB

Bản chất của mã hóa là mỗi ký tự được gán một mã nhị phân từ 00000000 đến 11111111 hoặc mã thập phân tương ứng từ 0 đến 255.

Cần phải nhớ rằng hiện tại có năm bảng mã khác nhau được sử dụng để mã hóa các chữ cái tiếng Nga (KOI - 8, CP1251, CP866, Mac, ISO) và các văn bản được mã hóa bằng bảng này sẽ không được hiển thị chính xác trong bảng khác.

Màn hình chính của mã hóa ký tự là mã ASCII - Mã tiêu chuẩn Mỹ để trao đổi thông tin, là bảng 16 x 16 trong đó các ký tự được mã hóa theo ký hiệu thập lục phân.

Mã hóa thông tin đồ họa

Một bước quan trọng trong việc mã hóa một hình ảnh đồ họa là chia nó thành các phần tử rời rạc (lấy mẫu).

Các cách chính để biểu diễn đồ họa để lưu trữ và xử lý bằng máy tính là hình ảnh raster và vector

Hình ảnh vector là một đối tượng đồ họa bao gồm các hình dạng hình học cơ bản (thường là các đoạn và cung). Vị trí của các đoạn cơ bản này được xác định bởi tọa độ của các điểm và bán kính. Đối với mỗi dòng, mã nhị phân được chỉ định cho loại đường (rắn, chấm, chấm gạch), độ dày và màu sắc.

Ảnh raster là tập hợp các điểm (pixel) thu được từ việc lấy mẫu ảnh theo nguyên tắc ma trận.

Nguyên tắc ma trận của việc mã hóa hình ảnh đồ họa là hình ảnh được chia thành một số hàng và cột nhất định. Sau đó, mỗi phần tử của lưới kết quả được mã hóa theo quy tắc đã chọn.

Pixel (phần tử hình ảnh) là đơn vị tối thiểu của hình ảnh, màu sắc và độ sáng của nó có thể được đặt độc lập với phần còn lại của hình ảnh.

Theo nguyên lý ma trận, hình ảnh được xây dựng, xuất ra máy in, hiển thị trên màn hình hiển thị và thu được bằng máy quét.

Chất lượng hình ảnh càng cao thì pixel càng dày đặc, tức là độ phân giải của thiết bị càng cao và màu sắc của từng pixel được mã hóa càng chính xác.

Đối với hình ảnh đen trắng, mã màu cho mỗi pixel được chỉ định bằng một bit.

Nếu hình ảnh có màu, thì đối với mỗi điểm, một mã nhị phân cho màu của nó sẽ được chỉ định.

Vì màu sắc được mã hóa dưới dạng mã nhị phân, chẳng hạn, nếu bạn muốn sử dụng ảnh 16 màu thì bạn sẽ cần 4 bit (16=24) để mã hóa mỗi pixel và nếu có thể sử dụng 16 bit (2 byte) để mã hóa màu một pixel, thì bạn có thể truyền 216 = 65536 màu khác nhau. Việc sử dụng ba byte (24 bit) để mã hóa màu của một điểm duy nhất cho phép bạn phản ánh 16.777.216 (hoặc khoảng 17 triệu) sắc thái màu khác nhau - chế độ được gọi là chế độ "màu thật". Lưu ý rằng những thứ này hiện đang được sử dụng, nhưng vẫn chưa đạt được khả năng tối đa của máy tính hiện đại.

Mã hóa thông tin âm thanh

Từ khóa học vật lý của bạn, bạn biết rằng âm thanh là sự rung động của không khí. Về bản chất, âm thanh là một tín hiệu liên tục. Nếu chúng ta chuyển đổi âm thanh thành tín hiệu điện (ví dụ như sử dụng micro), chúng ta sẽ thấy điện áp thay đổi đều đặn theo thời gian.

Để xử lý máy tính, một tín hiệu tương tự bằng cách nào đó phải được chuyển đổi thành một chuỗi số nhị phân và để làm được điều này, nó phải được lấy mẫu và số hóa.

Bạn có thể làm như sau: đo biên độ tín hiệu đều đặn và ghi các giá trị số thu được vào bộ nhớ máy tính.

Bảng màu
Bức xạ nhìn thấy được

Màu 24-bit(là tập con Màu thật Tiếng Anh "màu thật") trong đồ họa máy tính - một phương pháp biểu diễn và lưu trữ hình ảnh cho phép bạn hiển thị một số lượng lớn màu sắc, bán sắc và sắc thái. Màu sắc được thể hiện bằng 256 cấp độ cho mỗi thành phần trong mô hình

TrueColor 32-bit có thể lưu trữ kênh alpha, kênh này đặt mức độ trong suốt của pixel để hiển thị hình ảnh mờ, chẳng hạn như hiển thị hiệu ứng của cửa sổ mờ, menu hòa tan và bóng. Một số bộ điều hợp video có khả năng xử lý kênh alpha trong phần cứng.

Màu siêu thật

Ngoài ra còn có các hệ thống (ví dụ SGI), trong đó hơn 8 bit trên mỗi kênh được phân bổ để thể hiện màu sắc; các phương pháp biểu diễn thông tin hình ảnh như vậy cũng thường được gọi là TrueColor (ví dụ: máy quét TrueColor 48 bit).

Trong các máy ảnh có độ phân giải lớn hơn 8 bit trên mỗi kênh (thường là 12, đôi khi lên đến 22), hình ảnh “đầy màu sắc” được lưu trữ ở dạng dữ liệu thô (RAW).

Nguồn

Xem thêm

Quỹ Wikimedia. 2010.

Xem "True color" là gì trong các từ điển khác:

    Màu thật- , Bildschirmdarstellung mit einer Farbtiefe von 24 bit. Für jede der drei Grundfarben (Rot, Grün, Blau; RGB) stehen damit in jedem Bildpunkt 8 bit, d h. 28 = 256 Helligkeitsstufen zur Verfügung. Diese Farbtiefe… …Universal-Lexikon

    Màu thật- (engl. für Echtfarben) ist ein Begriff aus der Computertechnik (Grafikkarten) và bezeichnet eine Farbtiefe von 24 Bit (3×8 Bit, entspricht 224 ≈ 16,78 Millionen Farben). Bilder dieer Farbtiefe erwecken beim menschlichen Betrachter einen… … Wikipedia tiếng Đức

    màu thật- ● và điều chỉnh. ĐỒ HỌA Chính tả thực sự của màu sắc trung thực … Từ điển thông tin Pháp ngữ

    hình ảnh màu thật- hình ảnh hiển thị màu sắc như ngoài đời thực… Từ điển tiếng Anh hiện đại

    hình ảnh màu thật- Trong hình ảnh kỹ thuật số, thường đề cập đến hình ảnh 24 bit hoặc tốt hơn… Bảng chú giải thuật ngữ nghệ thuật

    Độ đậm của màu- 1 bit đơn sắc 8 bit thang độ xám 8 bit màu 15/16 bit màu (Màu cao) Màu 24 bit (Màu thật) Màu 30/36/48 bit (Màu đậm) Bảng màu được lập chỉ mục liên quan Mô hình màu RGB Màu an toàn cho web Hộp này … Wikipedia

    Màu thật- True Color (engl. für Echtfarben) ist ein Begriff aus der Computertechnik (Grafikkarten) và bezeichnet eine Farbtiefe von 24 Bit (3×8 Bit, entspricht 224 ≈ 16,78 Millionen Farben). Bilder dieer Farbtiefe erwecken beim menschlichen Betrachter… … Wikipedia tiếng Đức

    Màu sắc không đổi- Độ ổn định màu sắc: Màu sắc của khinh khí cầu được nhận biết là giống nhau dưới ánh nắng và bóng râm… Wikipedia

    Màu sắc thật- steht für True Colors (Lied), einen Nr.1 ​​​​Hit von Cyndi Lauper True Colors (Album), ein Musikalbum của Cyndi Lauper aus dem Jahr 1986 den Originaltitel des Film Dramas Der Preis der Macht True Colors (Serie), eine Phim sitcom Mỹ của Mỹ... ... Wikipedia tiếng Đức

    Mù màu- Chuyển hướng mù màu và mù màu tại đây. Đối với các mục đích sử dụng khác, xem Mù màu (định hướng). Mù màu hoặc thiếu màu Phân loại và các nguồn bên ngoài Minh họa năm 1895 về thị lực bình thường và các loại mù màu khác nhau ... Wikipedia