7. Представление информации в эвм. Кодирование графической информации. Растровая и векторная графика. Представление мультимедийной информации. Форматы графических файлов.

7.1. Большинство существующих компьютеров способно хранить и обрабатывать только дискретную информацию. Следовательно, любой вид информации, подлежащий к обработке на ЭВМ необходимо закодировать в числовом виде.

7.2. Кодирование графической информации

а) Для кодирования цветных изображений применяется принцип декомпозиции произвольного цвета на основные составляющие.

В основном применяют цветовые модели:

1) RGB (Red-Green-Blue) - для устройств, работающих по принципу излучения (мониторы, сканеры, проекторы). Кодировка RGB является суммарной, что означает, что цвета в ней добавляются к черному цвету. R+G=Y (ж); G+B=C (г); B+R=M (пурпур); R+G+B=W. В системе RGB при глубине цвета 24 бита, состояние пикселя задается 24 битами, по 8 бит для каждого цвета. Каждая RGB составляющая может принимать значения в диапазоне от 0 до 255 (всего 2⁸=256 ), а каждая точка может быть раскрашена в один из 2²⁴ цветов. Такой набор принято называть TrueColor.

2) CMYK - для устройств, работающих по принципу отражения (печать на бумагу, полиграфия). Вычитаются из белого цвета С=W-R; M=W-G; Y=W-B и суммируются дополнительные цвета Y+C=G; C+M=B; M+Y=R. В теории C+M+Y=K (черный), но не на практике из-за примесей в полиграфических красках, поэтому к триаде СMY добавляется буква К.

б) Общепринятым считается представление ч-б изображения в виде комбинаций точек с 256 градациями серого цвета, и для кодирования яркости любой точки обычно достаточно восьмиразрядного двоичного числа.

7.3. Растровая и векторная графика

Растровые изображения представляют собой однослойную сетку точек, называемых пикселами, каждая из которых имеет определенный цвет. Диапазон доступных цветов определяется текущей палитрой. Так, например, для черно-белого изображения в палитре два цвета - черный и белый, для цветных изображений палитра может состоять из 2¹,2⁴,2⁸,2¹⁶,2²⁴ а также 2³² цветов.

Векторное изображение - многослойно. Каждый элемент этого изображения - располагается в своем собственном слое, пиксели которого устанавливаются совершенно независимо от других слоёв. Слои, накладываясь друг на друга, формируют цельное изображение. Каждый элемент векторного изображения является объектом, который описывается с помощью специального языка (мат. уравнения линий, дуг, окружности и т.д.).

Объекты векторного изображения, могут произвольно без потери качества изменять свои размеры. При изменении размеров объектов растрового изображения происходит потеря качества. В настоящее время имеется множество программ для редактирования графических изображений. Эти программы делятся на работу с растровой (например, Adobe Photoshop) и векторной графикой (например, Corel Draw). Также имеются программы, которые совмещают возможности программ этих двух классов.

7.4. Стандарт представления мультимедийной информации это ее двоичное кодирование, т.е. представление в виде цепочек нулей или единиц определенной длины. Информация, представленная в аналоговом виде, должна быть оцифрована и приведена к двоичному коду.

7.5. Форматы графических файлов:Программы работы с растровой графикой позволяют сохранять изображения в файлах стандартных форматов: bmp, pcx, gif, tif, tga, img, jpeg, а программы работы с векторной графикой используют для этих целей свои форматы: wmf, eps, dxf, cgm.

8. Кодирование звуковой информации. Цифровой и синтезированный звук. Форматы звуковых файлов.

Большинство существующих компьютеров способно хранить и обрабатывать только дискретную информацию. Следовательно, любой вид информации, подлежащий к обработке на ЭВМ необходимо закодировать в числовом виде.

Кодирование звуковой информации. Физически звук представляет собой волновые колебания давления в той или иной среде. Важно то, что звук представляет собой нечто неделимое на части (непрерывное), пробегающее в пространстве и времени. Но такая информация является аналоговой. Но как на компьютере любая информация представлена в цифровой форме. Данные должны быть представлены числами, а, следовательно, информация в компьютере дискретна (разделена). Для того, чтобы записать звук на цифровой носитель информации (например, жесткий диск), его подвергают так называемой оцифровке.

Кодирование звуковой информации:

Метод FM. Любой сложный звук можно разложить на последовательность простейших гармонических сигналов разных частот, каждый из которых представляет собой правильную синусоиду и может быть описан числовыми параметрами(кодом). Процесс получения цифровой формы звука называется оцифровка. Устройство, выполняющее оцифровку звука, называется АЦП (аналого-цифровой преобразователь). Устройство, выполняющее обратное преобразование ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь). При таких преобразованиях неизбежны потери информации, поэтому и качество страдает.

Метод таблично-волнового синтеза. Звукозапись складывается из сэмплов – готовых образцов звуков. Процесс преобразования звуковой информации в цифровую носит название – сэмплирование.

Цифровой и синтезированный звук. Цифровой звук (*.wav, *.mp3, *.wma, *.ogg) – аналог фотографии, точная цифровая копия введенных извне звуков. Это может быть сделанная с микрофона запись голоса, копия звуковых дорожек с компакт диска и других источников. такой звук занимает много места. Одна минута цифрового звука, записанного с максимальным качеством, занимает около 10 мегабайт.

Синтезированный звук (*.mid, *.rmi, *.kar) - музыка в формате MIDI. Компьютер не просто проигрывает нужную мелодию, а синтезирует ее с помощью звуковой карты. MIDI-мелодии – это всего лишь системы команд, управляющие звуковой картой, коды нот, которые она должна «изобразить» (с указанием инструментов, длительности и некоторых других параметров оной ноты). Эта технология идеальна для компьютерных композиторов, поскольку позволяет с легкостью изменять любые параметры созданной на компьютере мелодии – заменять инструменты, добавлять или удалять их, изменять темп и даже стиль композиции. И файлы с MIDI-музыкой – крохотные, всего в несколько десятков килобайт.

Сэмплированный звук - При работе с программами этого типа приходится «конструировать» музыкальную композицию из небольших периодически повторяющихся «кусочков» цифрового или синтезированного звука – петель или сэмплов.

Форматы звуковых файлов:

MIDI, WAV, MP3, APE, MP4, AIFF, (D/AD)РСМ

Запомнить: Звук измеряется в децибеллах

Звукозапись – процесс сохранения информации о параметрах звуковых волн.

Основной тон – колебание, которое имеет наиболее низкую частоту. Другие колебания – обертоны.

Тембр – окраска звука, разное количество обертонов, присущих тому или иному звуку. Музыкальный звук можно охарактеризовать: тембром, частотой, амплитудой.