Представление графических данных

Графическая информация может быть представлена в аналоговой (с бесконечным множеством значений, изменяющихся непрерывно) или дискретной (с конечным множеством значений) формах. При кодировании изображения производится его пространственная дискретизация, т.е. преобразование непрерывных форм изображений в набор дискретных значений в форме кодов. Изображение разбивается на отдельные графические точки (пиксели), причем каждому фрагменту присваивается код цвета. Совокупность используемых в наборе цветов образует палитру цветов. Чаще всего используются следующие цветовые модели:

• RGB(красный – зеленый – синий);

• CMYK (голубой – пурпурный – желтый – черный);

• HSB (цветовой оттенок – насыщенность – яркость).

Таким образом, при компьютерном представлении графической информации формируется растровое изображение из определенного количества строк пикселей. Качество изображения определяется разрешающей способностью монитора (количеством точек) и глубиной цвета. Разрешающая способность может быть, например 800х600, 1024х768 или 1280х1024. Глубина цвета задается количеством бит, используемых для кодирования цвета точки. Наиболее распространенные значениями глубины цвета являются 8, 16 (для модели High Color), 24 и 32 (для True Color). Количество цветов, отображаемых на экране монитора, вычисляется по формуле Хартли N=2^I , где I – глубина цвета.

Для того чтобы на экране монитора формировалось изображение, информация о каждой его точке (код цвета пикселя) должна храниться в видеопамяти компьютера. Для вычисления объема видеопамяти для каждого из графических режимов:

V= I ∙ К, где К – количество точек, I – глубина цвета в битах.

Пример. Сколько килобайт дискового пространства понадобится для хранения изображения экрана разрешением 1024х768 пикселей с глубиной цвета 8 бит?

1. I=8 бит

2. К=1024 ∙ 768

3. Необходимый объем видеопамяти:

V = 1024 ∙ 768 ∙ 8 бит= (1024 ∙ 768 ∙ 8)/(1024 ∙ 8) Кбайт= 768 Кбайт

Задания:

1. Количество цветов, воспроизводимых на экране сотового телефона равно 1024, разрешение экрана 256х128. Определить минимальный объем требуемой видеопамяти.

2. Растровый графический файл, позволяющий представить изображение в режиме высококачественной графики (High Color), имеет объем 8000 бит. Чему равно максимальное число точек, данные о которых могут содержаться в этом файле?

Представление звуковых данных

Звук – звуковая волна с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Чем больше частота сигнала, тем выше тон и чем больше амплитуда сигнала, тем он громче для человека. Частоту звука измеряют в герцах – количество колебаний в секунду. Человек способен воспринимать звук от 16 Гц до 20 КГц. Амплитуду называют звуковым давлением или силой звука, которая измеряется в единицах давления паскалях (Па). Это величина характеризует воспринимаемую громкость звука. Для воспроизведения звука компьютером непрерывный звуковой сигнал должен быть превращен в последовательность электрических импульсов. При этом непрерывная зависимость амплитуды сигнала от времени заменяется на дискретную последовательность уровней громкости. Глубина кодирования звука I – это количество бит, используемых для кодирования различных уровней сигнала. Количество различных уровней сигнала можно рассчитать по формуле Хартли: N=2^I, где I – глубина звука. Современные звуковые карты обеспечивают 16-битную глубину кодирования звука и тогда N= 65536. Частота дискретизации М – количество измерений уровня звукового сигнала в единицу времени. Одно измерение за секунду соответствует частоте 1 Гц. Качественная радиотрансляция обеспечивается глубиной кодирования 8 бит и частотой дискретизации до 8 КГц. При частоте 48 КГц и глубине 16 бит – высококачественное звучание CD-диска (стереозвук –2 канала, моно –1 канал), а при 11 КГц и 8 битах – звук приглушенный. Для вычисления объема звуковой информации V= M ∙I ∙t, где t – время звучания (в секундах), М – в Гц, I – в битах.

Пример. Определить объем стереоаудиофайла в формате PCM с длительностью звучания 1 сек.

М=48 КГц=4800 Гц, I= 16 бит , t=1 сек

V= M ∙I ∙t= 48∙ 16 ∙ 1∙ 2(канала) =1536 бит = 192 байт.