3. Представление графической информация

Экран дисплея представляется как набор отдельных точек - пикселей (pixels elements). Число пикселей отражается парой чисел, первое из которых показывает количество пикселей в одной строке, а второе - число строк (например, 640×420). Число пикселей определяет разрешающую способность (разрешение) экрана. Разрешение экрана определяется как конструктивными особенностями дисплея, так и настройкой драйверов (программ управления экраном).

Опция "настройка экрана" в большинстве ЭВМ позволяет настраивать разрешение экрана в пределах от 640×420 до 1280×1024 пикселей.

Каждому пикселю ставится в соответствие фиксированное количество битов (атрибутов пикселя) в некоторой области памяти, которая называется видеопамятью. Атрибуты пикселя определяют цвет и яркость каждой точки изображения на экране дисплея. Если для атрибутов пикселя отводится один бит, то графика является двухцветной, например, черно-белой (нулю соответствует черный цвет пикселя, а единице – белый). Если атрибут пикселя представляется n битами, то имеется возможность отобразить на экране 2ⁿ оттенков цвета для каждой точки (градаций).

В монохромных дисплеях значение атрибута пикселя управляет интенсивностью одного электронного луча, т.е. яркостью точки на экране, а в цветных дисплеях - интенсивностью трех лучей, составляющих цветовые компоненты изображения пикселя. При этом используется разделение цвета на RGB – компоненты: красную, зеленую и синюю. Если каждая компонента имеет m градаций, то общее количество цветовых оттенков составляет m × m × m, при этом в число цветовых оттенков включаются белый, черный и градации серого цвета.

В процессе формирования изображения обеспечивается периодическое считывание видеопамяти и преобразование значений атрибутов пикселей в последовательность сигналов, управляющих интенсивностью электронных лучей монитора, отвечающих за RGB – компоненты.

Для управления выводом изображения на экран используется специальное аппаратно-программное устройство – видеоадаптер. В настоящее время на персональных компьютерах наиболее часто устанавливаются видеоадаптеры, позволяющие задавать цветовые оттенки каждого пикселя от 256 цветов до 2²⁴ = 16 777 216 цветов (режим 24 разряда). Цвет в режиме 24 разряда является основным при программировании.

Возможен режим цвета в 32 разряда, это та же цветовая палитра, но в ней имеется четвертая компонента (8 разрядов) – альфа-компонента, которая используется для моделирования различных световых эффектов, например, для задания прозрачности или затемнения изображения или слоя.

При использовании цвета в режиме 24 разряда, каждая цветовая компонента RGB задается с помощью восьмиразрядного целого числа. Это число определяет интенсивность соответствующего электронного луча при формировании пикселя на экране монитора. Если все цветовые компоненты заданы одинаковыми значениями, то на экране отображаются оттенки серого цвета:

R (красный) G (зеленый) B (синий) Цвет пикселя

00₍₁₆₎ 00₍₁₆₎ 00₍₁₆₎ черный

77₍₁₆₎ 77₍₁₆₎ 77₍₁₆₎ градации оттенок серого

FF₍₁₆₎ FF₍₁₆₎ FF₍₁₆₎ белый.

Если цветовые компоненты заданы несовпадающими значениями (достаточно одного несовпадения), то на экране отображаются цветные пиксели разной степени "чистоты" цвета.

Несколько иначе задаются цвета в режиме 256 цветов. Этот режим соответствует режиму 18 разрядов. Несколько иначе задаются цвета в режиме 18 разрядов (256 цветов). На каждую компоненту цвета RGB отводится 6 разрядов. Если использовать весь диапазон чисел, можно получить 2¹⁸ = 262 144 цветовых оттенков. Но из всего этого множества используются только 256 комбинаций. Эти комбинации записываются в таблице цветовой палитры (карты цвета). Строки в карте цветов можно изменять программным путем.

Цвет пикселя задается косвенно через карту цветов указанием 8-битного номера строки. Содержимое указанной строки карты цветов используется в качестве 18-разрядного кода цвета пикселя. Задание цвета в режиме 256 цветов сохраняется по соображениям совместимости программ для ЭВМ разных поколений.

Задание графического изображения полной совокупностью пикселей – это растровый метод задания. Альтернативой растровому методу является векторный метод. При использовании векторного метода изображение отдельных элементов графики задаются аналитическими соотношениями (формулами), которые используются для воспроизведения и масштабирования графики.

Вопросы для самопроверки.

1. Определите понятие пикселя.

2. Задается число пикселей на экране.

3. Порядок (примерное значение) числа пикселей используемые современными мониторами.

4. Где хранятся атрибуты пикселей.

5. Каким числом задается цвет пикселя, если на атрибуты пикселя отведен только один бит.

6. Назовите компоненты, которыми задается цветная палитра.

7. Определите задание оттенков серого цвета. Как задаются оттенкив серого цвета

8. Определите разрядность и предназначения альфы компоненты. Какова разрядность и предназначение альфы компоненты.

9. Определите растровый метод задания графики.

10. Определите векторный метод задания графики.