2. Создание и обработка графических изображений средствами гра­фического редактора. Простейшая обработка цифрового изображения.

Создать с помощью графического редактора рисунок:

Билет № 4

1. Дискретное представление информации: кодирование цветного изображения в компьютере (растровый подход). Представление и обработ­ка звука и видеоизображения. Понятие мультимедиа.

Теория кодирования - это раздел теории информации, связанный с задачами кодирования и декодирования сообщений, поступающих к потребителям и посылаемых из источников информации.

Код - способ отображения информации при её хранении, передаче и обработке в виде систем соответствий между элементами сообщений и сигналами, при которых эти элементы можно понять.

Важным этапом кодирования графического изображения является разбиение его на дискретные элементы (точки).

Представление графики в компьютере:

• Растровое изображение

• Векторное изображение

Векторное изображение представляет графический объект, состоящий из геометрических фигур (отрезки и дуги). Положение этих фигур определяется координатами точек и величиной радиуса. Для каждой линии указываются двоичные коды типа линии (сплошная или пунктирная), толщины и цвета.

Растровое изображение представляет совокупность точек (пикселей), полученных в результате дискретизации (разрезки) изображения в соответствии с матричным принципом.

Матричный принцип кодирования графических изображений заключается в том, что изображение разбивается на заданное количество строк и столбцов. Затем каждый элемент полученной сетки кодируется по выбранному правилу.

Например, рисунок может быть закодирован следующей последовательностью нулей и единиц:

0000111000

0000101000

0011001111 и т. д.

Пиксель - минимальная единица изображения, цвет и яркость которой можно задать независимо от остального изображения.

Качество изображения будет тем выше, чем «плотнее» расположены пиксели, т. е. Чем больше разрешающая способность устройства, и чем точнее закодирован цвет каждого из них.

Для чёрно-белого изображения код цвета каждого пикселя задаётся одним битом.

Если рисунок цветной, то для каждой точки задаётся двоичный код её цвета.

Поскольку и цвета кодируются в двоичном коде, то если, например, вы хотите использовать 16-цветный рисунок, для кодирования каждого пикселя вам потребуется 4 бита ( 16 = 2 ), а если есть возможность использовать 16 битов ( 2 байта ) для кодирования цвета одного пикселя, то вы можете передать 2 = 65536 различных цветов. Использование 3 байтов ( 24 битов ) для кодирования цвета одной точки позволяет отразить 16777216 различных оттенков цвета - так называемый режим «истинного цвета» (True Color).

Компьютерная графика — область информатики, зани­мающаяся проблемами получения различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) на компьютере.

Устройства вывода графических изображений на компью­тере: графопостроитель (плоттер), графический дисплей, принтер.

Для получения графических изображений требуется спе­циальное программное обеспечение — графические пакеты.

Основные области применения компьютерной графики: научная графика; деловая графика; конструкторская гра­фика; иллюстративная графика; художественная и реклам­ная графика.

Временная дискретизация звука. Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и ча­стотой. Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон. Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть превращен в последователь­ность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц).

В процессе кодирования непрерывного звукового сигнала производится его временная дискретизация. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды.

Таким образом, непрерывная зависимость амплитуды сигнала от времени А(t) заменяется на дискретную последовательность уровней громкости. На графике это выглядит как замена гладкой кривой на последовательность «ступенек»

Каждой «ступеньке» присваивается значение уровня громкости звука, его код (1, 2, 3 и так далее). Уровни громкости звука можно рассматривать как набор возможных состояний,

Соответственно, чем большее количество уровней громкости будет выделено в процессе кодирования, тем большее количество информации будет нести значение каждого уровня и тем клее качественным будет звучание.

Современные звуковые карты обеспечивают 16-битную

глубину кодирования звука. Количество различных уровней сигнала (состояний при данном кодировании) можно рассчитать по формуле:

N = 2 ^J = 2¹⁶ = 65536, где J — глубина звука.

Таким образом, современные звуковые карты могут обеспечивать кодирование 65536 уровней сигнала. Каждому значению амплитуды звукового сигнала присваивается 16-битный код.

Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации.

Количество измерений в секунду может лежать в диапа­зоне от 8000 до 48 000, то есть частота дискретизации ана­логового звукового сигнала может принимать значения от 8 до 48 кГц. При частоте 8 кГц качество дискретизированного звукового сигнала соответствует качеству радиотрансляции, а при частоте 48 кГц — качеству звучания аудио-CD. Следу­ет также учитывать, что возможны как моно-, так и стерео-режимы.

Компьютерная анимация — это получение движущихся изображений на дисплее.

Мультимедиа — это объединение высококачественного изображения на экране компьютера со звуковым сопровож­дением.

Мультимедиа — сравнительно молодая отрасль новых ин­формационных технологий. Под словом «мультимедиа» по­нимают воздействие на пользователя по нескольким инфор­мационным каналам одновременно. Можно еще сказать так: мультимедиа — это объединение высококачественного изо­бражения на экране компьютера (в том числе графической анимации и видеокадров) со звуковым сопровождением.

Наибольшее распространение системы мультимедиа по­лучили в области обучения, рекламы, развлечений.

Итог: Знание систем кодировок, используемых компьютерами, поможет понять как они обрабатывают графическую, видео и звуковую информацию.