Как кодируется в пк графическая информация?

С 80-х годов интенсивно развивается технология обработки графической информации с помощью компьютера. Компьютерная графика позволяет создавать и редактировать рисунки, схемы, фотографии, анимации и т.д.

Пространственная дискретизация. В процессе кодирования изображения производится его пространственная дискретизация. Пространственную дискретизацию можно сравнить с построением изображения из мозаики. Изображение разбивается на отдельные элементы (точки), каждому из которых присваивается его цвет.

Качество изображения зависит от двух параметров:

Во-первых, качество кодирования изображения тем выше, чем меньше размер точки и соответственно большее количество точек составляет изображение.

Во-вторых, чем большее количество цветов, т.е. большее количество возможных состояний точки изображения используется, тем более качественно кодируется изображение (каждая точка несет большее количество информации). Используемый набор цветов образует палитру цветов.

Формирование растрового изображения. Графическая информация на экране монитора представляется в виде растрового изображения, которое формируется из определенного количества строк, которые, в свою очередь, содержат определенное количество точек (пикселей). Каждому пикселю присвоен код, хранящий информацию о цвете пикселя.

Качество изображения определяется разрешающей способностью монитора, т.е. количеством точек, из которых оно складывается. Чем больше разрешающая способность, т.е. чем больше количество строк растра и точек в строке, тем выше качество изображение. В современных персональных компьютерах обычно используются четыре основных разрешающих способности экрана: 640 на 480, 800 на 600, 1024 на 768 и 1280 на 1024 точки.

Для получения черно-белого изображения (без полутонов) пиксель может принимать только два состояния: “белый” или “черный”. Тогда для его кодирования достаточно 1 бита:

1 – белый,

0 – черный.

Пиксель на цветном дисплее может иметь различную окраску. Поэтому 1 бита на пиксель – недостаточно.

Для кодирования 4-цветного изображения требуется два бита на пиксель, поскольку два бита могут принимать 4 различных состояния. Может использоваться, например, такой вариант кодировки цветов:

00 – черный 10 – зеленый

01 – красный 11 – коричневый

Цветное изображение на экране монитора формируется за счет смешивания трех базовых цветов: красного, зеленого, синего. Такая модель называется RGB моделью, по первым буквам английских названий цветов (Red, green, Blue). Из трех цветов можно получить восемь комбинаций:

К	З	С	Цвет
0	0	0	Черный
0	0	1	Синий
0	1	0	Зеленый
0	1	1	Голубой
1	0	0	Красный
1	0	1	Розовый
1	1	0	Коричневый
1	1	1	Белый

Следовательно, для кодирования 8-цветного изображения требуется три бита памяти на один пиксель.

Для получения богатой палитры цветов базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности, тогда количество различных вариантов их сочетаний, дающих разные краски и оттенки, увеличивается.

Шестнадцатицветная палитра получается при использовании 4-разрядной кодировки пикселя: к трем битам базовых цветов добавляется один бит интенсивности. Этот бит управляет яркостью всех трех цветов одновременно.

Количество различных цветов и количество бит, необходимых для их кодировки связаны между собой формулой:

,

Где N – количество цветов, р- число бит, отводимых в видеопамяти под каждый пиксель (глубина цвета).

Объем растрового изображения определяется умножением количества точек на информационный объем одной точки, который зависит от количества возможных цветов.

Графический режим. Для того, чтобы на экране монитора формировалось изображение, информация о каждой его точке (код цвета точки) должна храниться в видеопамяти компьютера.

Пример: Рассчитаем необходимый объем видеопамяти для одного из графических режимов, например, с разрешением 800х600 точек и глубиной цвета 24 бит на точку.

Определим сколько всего точек на экране: 800х600=480000.

Рассчитаем необходимый объем видеопамяти:

ОБЪЕМ ВИДЕОПАМЯТИ = ГЛУБИНА ЦВЕТА * КОЛИЧЕСТВО ТОЧЕК

24 бит * 480000=11520000 бит = 11520000 / 8=1440000 байт = 1440000 / 1024 = 1406,25 Кбайт = 1406,25 / 1024 = 1,37 Мбайт

Аналогично рассчитывается необходимый объем видеопамяти для других графических режимов.

Также графическая информация может быть представлена в виде векторного изображения. Векторное изображение представляет собой графический объект, состоящий из элементарных отрезков и дуг. Положение этих элементарных объектов определяется координатами точек и длиной радиуса. Для каждой линии указывается ее тип (сплошная, пунктирная, штрих-пунктирная), толщина и цвет. Информация о векторном изображении кодируется как обычная буквенно-цифровая и обрабатывается специальными программами.