Презентация по информатике на тему "Представление информации в ПК"

• 1 слайд

  Представление графической
  информации в компьютере
  учитель информатики
  МБОУ СОШ №3
  Нетесова Н. А.
  

• 2 слайд

  Для преобразования «естественной» информации в дискретную форму ее подвергают дискретизации и квантованию
  

• 3 слайд

  Дискретизация - – процедура устранения временнóй и/или пространственной непрерывности естественных сигналов, являющихся носителями информации
  С информационной точки зрения графическое изображение является совокупностью световых сигналов на плоскости: отдельные световые сигналы различаются местоположением, цветовым оттенком и яркостью
  

• 4 слайд

  Для преобразования «естественной» информации в дискретную форму ее подвергают дискретизации и квантованию
  Пространственная дискретизация – изображение разбивается на отдельные маленькие фрагменты, в пределах которого характеристики изображения считают неизменными.
  

• 5 слайд

  Векторное представление графической информации
  Векторное представление описывает, как построить исходное изображение при помощи стандартных геометрических фигур из заранее определенного набора (графических примитивов)
  Построение векторного представления называется векторизацией изображения
  

• 6 слайд

  Растровое представление графической информации
  Процедура разбиения изображения на пиксели называется растеризацией, или оцифровкой, изображения.
  Пиксель – наименьший элемент изображения на экране (точка изображения)
  Для представления плохо векторизируемых изображений используют растровое представление (изображение разбивается на множество маленьких элементов, расположенных в пространстве определенным образом).
  Порядок разбиения изображения на элементы называется растром
  

• 7 слайд

  Растровое представление графической информации
  Растр – специальным образом организованная совокупность пикселей, на которой представляется изображение.
  Координаты, форма и размеры пикселей задаются при определении растра. Изменяемым атрибутом пикселей является ЦВЕТ.
  В технике и компьютерной графике чаще всего используют прямоугольный растр, в котором пиксели составляют прямоугольную матрицу (сетку)
  Размер сетки растра , задаваемый в виде M*N,
  где M - число пикселей по горизонтали, N – число пикселей по вертикали называется разрешающей способностью (или графическим разрешением) экрана.
  

• 8 слайд

  Растровое представление графической информации
  Видеопамять – оперативная память, хранящая видеоинформацию во время ее воспроизведения в изображение на экране ( может делиться на страницы).
  Страница – раздел видеопамяти, вмещающий информацию об одном образе экрана (одной картинке)
  Графический файл – файл, хранящий информацию о графическом изображении.
  Стандартные значения графического разрешения экрана :
  640*480 800*600 1024*768 1280*1024 1600*1200
  

• 9 слайд

  Квантование цвета
  Квантование (кодирование) цвета базируется на математическом описании цвета, которое опирается на тот факт, что цвета можно измерять и сравнивать.
  Научная дисциплина, изучающая вопросы измерения цветовых характеристик, называется метрологией цвета или колориметрией.
  

• 10 слайд

  Законы Грассмана
  Закон трехмерности : с помощью трех выбранных линейно независимых цветов можно однозначно выразить любой цвет.
  (Цвета считаются линейно независимыми, если никакой из них нельзя получить путем смешения остальных)
  Закон непрерывности : при непрерывном изменении излучения цвет смеси также меняется непрерывно. (К любому цвету можно подобрать бесконечно близкий цвет)
  Закон аддитивности : все цвета равноправны, разложение цветов можно выполнять по любым независимым цветам.
  
  Цвета – это характеристики реальных объектов, а колометрические законы Грассмана устанавливают общие свойства математических моделей цвета.
  
  

• 11 слайд

  Цветовые модели
  Цвета можно рассматривать как точки или векторы в трехмерном цветовом пространстве.
  Каждая цветовая модель задает в нем некоторую систему координат, в которой основные цвета модели играют роль базисных векторов.
  В компьютерной технике чаще всего используются следующие цветовые модели:
  RGB (Red-Green-Blue, красный – зеленый – синий)
  CMYK (Cyan-Magenta-Yellow, голубой – пурпурный - желтый – черный)
  HSB (Hue – Saturation – Brightness, цветовой тон – насыщенность – яркость)
  

• 12 слайд

  Цветовая модель RGB
  

• 13 слайд

  Цветовая модель CMYK
  

• 14 слайд

  Цветовая модель HSB
  (Hue-Saturation-Brightness)
  (цветовой тон-насыщенность-яркость)
  

• 15 слайд

  Битовая глубина
  Количество бит, используемых для кодирования цвета одной точки называется глубиной цвета (битовой глубиной, цветовым разрешением)
  От глубины цвета зависит количество отображаемых цветов, которое может быть вычислено по формуле: N=2k,
  где N – количество отображаемых цветов,
  k – глубина цвета.
  Наиболее распространенными значениями глубины цвета являются 4, 8, 16 или 24 бита на точку.
  

• 16 слайд

  Битовая глубина
  

• 17 слайд

  8 основных цветовых
  комбинаций
  Цвет
  
  R
  
  G
  
  B
  
  Цвет
  
  R
  
  G
  
  B
  
  Черный
  
  0
  
  0
  
  0
  
  Красный
  
  1
  
  0
  
  0
  
  Синий
  
  0
  
  0
  
  1
  
  Фиолетовый
  
  1
  
  0
  
  1
  
  Зеленый
  
  0
  
  1
  
  0
  
  Коричневый
  
  1
  
  1
  
  0
  
  Голубой
  
  0
  
  1
  
  1
  
  Белый
  
  1
  
  1
  
  1
  
  

• 18 слайд

  Кодирование 16-цветной палитры
  

• 19 слайд

  Кодирование основных цветов
  при глубине цвета 24 бит ( RGB)
  Цвет
  
  Интенсивность
  
  R
  
  G
  
  B
  
  Черный
  
  00000000
  
  00000000
  
  00000000
  
  Синий
  
  00000000
  
  00000000
  
  11111111
  
  Зеленый
  
  00000000
  
  11111111
  
  00000000
  
  Голубой
  
  00000000
  
  11111111
  
  11111111
  
  Красный
  
  11111111
  
  00000000
  
  00000000
  
  Фиолетовый
  
  11111111
  
  00000000
  
  11111111
  
  Коричневый
  
  11111111
  
  11111111
  
  00000000
  
  Белый
  
  11111111
  
  11111111
  
  11111111
  
  

• 20 слайд

  Битовая карта изображения
  Битовая карта является двоичным кодом изображения, хранится в видеопамяти компьютера, считывается видеопроцессором ( не реже 60 раз в секунду – частота обновления экрана) и отображается на экран.
  Битовая карта черно-белого изображения будет выглядеть так:
  00000000
  00100100
  00101000
  00110000
  00110000
  00101000
  00100100
  00100010
  Битовая карта при трехбитном кодировании изображения будет выглядеть так:
  011 011 011 011 011 011 011 011
  011 011 001 011 011 001 011 011
  011 011 001 011 001 011 011 011
  011 011 001 001 011 011 011 011
  011 011 001 001 011 011 011 011
  011 011 001 011 001 011 011 011
  011 011 001 011 011 001 011 011
  011 011 001 011 011 011 001 011
  Информационный объем
  изображения
  I=8*8*1(бит)=64 бита=8 байт
  Информационный объем изображения
  I=8*8*3(бит)=192 бита=24 байт
  

• 21 слайд

  При масштабировании (изменении размеров изображения) качество растрового изображения значительно ухудшается
  При увеличении проявляется «пикселизованность» - контуры становятся ступенчатыми (добавляются лишние точки с цветом соседней точки)
  При уменьшении безвозвратно теряется часть информации (уменьшается количество точек)
  Несжатое полноцветное растровое изображение занимает значительное место в памяти компьютера.
  

• 22 слайд

  Векторная графика
  В векторном представлении графическое изображение на экране формируется из объектов – линий, прямоугольников, окружностей, дуг, закрасок – которые называются графическими примитивами.
  В этом случае графическая информация – это данные, однозначно определяющие все графические примитивы, составляющие рисунок (координаты, толщину линий, цвет).
  Векторные команды:
  Цвет черный
  Линия (3, 2)-(3, 8)
  Линия (4, 4)- (6, 2)
  Линия (4, 5)-(7, 8)
  
  Векторное изображение занимает значительно меньше места, легко масштабируется, при этом качество изображения не ухудшается.
  

• 23 слайд

  Форматы графических файлов.
  Windows Bit MaP (расширение файлов - .bmp) – формат операционной системы Windows для хранения растровых изображений; поддерживается всеми Windows-приложениями.
  TIFF (Tagged Image Fпредназначен для хранения растровых изображений высокого качества в широком цветовом диапазонеile Format) (расширение файлов - .tif) –; поддерживается большинством графических, издательских и дизайнерских программ;
  GIF (Graphic Interchange Format) (расширение файлов - .gif) – стандартизирован в 1987 г. как средство хранения изображений с фиксированным (256) количеством цветов. Из-за ограниченных цветовых возможностей применяется исключительно в электронных публикациях. Благодаря компактности файлов широко используется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете
  PSD (PhotoShop Document) (расширение файлов - .psd) – собственный формат графического редактора Adobe Photoshop, один из наиболее мощных по возможностям хранения растровой графической информации.
  
  

• 24 слайд

  Форматы графических файлов.
  JPEG (Joint Photographic Experts Group) (расширение файлов - .jpg) –обеспечивает хранение растровых графических изображений в более компактной форме на основе использования эффективного алгоритма сжатия. Применяемые методы сжатия основаны на удалении «избыточной» информации. Позволяет регулировать соотношение между степенью сжатия файла и качеством изображения.
  PDF (Portable Document Format) (расширение файлов - .pdf) – разработан фирмой Adobe для хранения изображений документов (например, страниц книг, журналов и др.); является аппаратно-независимым (вывод изображений допустим на любых устройствах). Мощный алгоритм сжатия со средствами управления итоговым разрешением изображения обеспечивает компактность файлов при высоком качестве иллюстраций.
  WMF (Windows MetaFile) (расширение файлов - .wmf) – формат операционной системы Windows для хранения векторных изображений; поддерживается всеми Windows-приложениями. Однако отсутствие средств для работы со стандартизированными цветовыми палитрами, принятыми в полиграфии, и другие недостатки ограничивают его применение.
  

• 25 слайд

  Задание
  Заполните таблицу, вычислив информационный объем графической информации при различных соотношениях графического и цветового разрешения.
  

• 26 слайд

  Представление
  графической информации
  в памяти компьютера
  
  

• 27 слайд

  Задача 1
  Закодируйте монохромный рисунок с помощью двоичного алфавита в соответствии с матричным принципом.
  Решение.
  Имеем матрицу 6Х9, всего 54 бита. Закрашенной клетке поставим в соответствие 1, незакрашенной – 0.
  Получим: 011111 100010 100010 100010 011110 001010 010010 010010 110111
  ВЫВОД: Отсканированная страница текста занимает места в памяти больше, чем та же страница после распознавания текста (перевода рисунка в текстовый формат)
  

• 28 слайд

  Задача 2
  Сколько места в памяти будет занимать тот же рисунок, если сохранить его в формате как
  А) 256-цветный рисунок;
  В) в режиме HighColor;
  С) в режиме True Color?
  Решение.
  Рисунок разбит на 6*9=54 пикселя.
  А) 256=28, т.е. код каждого пикселя передается 8 битами. I=54*8=432 бита = 54 байта
  В) HighColor: 1 пиксель передается 16 битами (2 байта). I=54*2=108 байтов
  С) TrueColor: цвет пикселя передается 24 битами (3 байта). I=54*3=162 байта (т.е. в 24 раза больше, чем монохромный)
  

• 29 слайд

  Задача 3.
  Какой объем видеопамяти необходим для хранения четырех страниц изображения, при условии, что разрешающая способность дисплея равна 640Х480 точек, а используемых цветов 32?
  
  Решение.
  1) N=2i, 32=2i, i=5 бит – глубина цвета
  2) I=640*480*5*4=6144000 бит = 750 Кбайт
  Ответ: 750 Кбайт
  

• 30 слайд

  Задача 4.
  256-цветный рисунок содержит 1 Кбайт информации. Из скольких точек он состоит?
  
  Решение.
  1) N=2i, 256=2i, i=8 бит – информационный объем одной точки;
  2) 1 Кбайт =1*1024*8 бит =8192 бит - объем изображения;
  3) 8192:8=1024 точек – на изображении
  Ответ: 1024 точки
  

• 31 слайд

  Задача 5.
  На экране монитора необходимо получить 1024 оттенка серого цвета (RGB). Какой должна быть глубина цвета?
  
  Решение.
  1) 102410*10*10 – по 10 бит приходится на каждую из трех составляющих (красную, зеленую, синюю) ;
  2) 10*3 =30 бит - глубина цвета;
  
  Ответ: 30 бит
  

• 32 слайд

  Задача 6.
  После преобразования графического изображения количество цветов уменьшилось с 256 до 32. Во сколько раз уменьшился объем занимаемой памяти?
  
  Ответ: 1,6 раза
  Решение.
  1) N1=2i, 256=2i, i1=8 бит – информационный объем одной точки 1-го изображения;
  2) N2=2i, 32=2i, i2=5 бит - информационный объем одной точки 2-го изображения;
  3) i1/i2=8/5=1,6 раза
  

• 33 слайд

  Задача 7.
  Видеопамять имеет объем, в котором может храниться 8-цветное изображение размером 640Х350 точек. Какого размера изображение можно хранить в том же объеме видеопамяти, если использовать 512-цветную палитру?
  
  Ответ: 74667 точек
  Решение.
  N1=2i, 8=2i, i1=3 бита – глубина цвета 1-го изображения;
  640*350*3=672000 бит – объем видеопамяти
  3) N2=2i, 512=2i, i2=9 бит - информационный объем одной точки 2-го изображения;
  3) 672000/9=74667 точек – размер 2-го изображения