2.3.3. Графическая информация

Мониторы современных компьютеров могут работать в двух режимах: текстовом и графическом. Информация, которая выводится на экран дисплея в текстовом режиме, является текстовой и кодиру­ется как символьная информация. При этом экран дисплея обычно разбивается на 25 строк по 80 символов в строке. В каждую позицию экрана (знакоместо) может быть выведен один из 256 символов. В текстовом режиме на экран монитора можно выводить тексты и про­стые рисунки, составленные из символов псевдографики.

С 80-х гг. начала развиваться технология обработки на ЭВМ графической информации. В графическом режиме экран дисплея разделяется на отдельные светящиеся точки (пиксели), количество которых определяет разрешающую способность монитора и зависит от его типа и режима (например, 640 по горизонтали и 480 по вертикали при 16 цветах или 800 по горизонтали и 600 по вертикали при 256 цветах). При хранении графических изображений количество элемен­тов, заносимых в память, соответствует количеству точек экрана, за­нятых данным изображением. Такую форму представления графиче­ских изображений, состоящих из отдельных точек (пикселей), назы­вают растровой.

Растровую форму представления графической информации можно сравнить с построением изображения в виде мозаики из боль­шого количества маленьких разноцветных стекол. Ясно, что при та­кой форме кодирования графической информации качество изображения ухудшается при увеличении масштаба просмотра (например, прямые линии становятся ломаными). Посмотрите, как выглядит закодированная часть черно-белого рисунка, изображающего стрелку в увеличенном масштабе (рис.2.5):

Рис.2.5. Кодирование графического изображения

Качество такого кодирования графического изображения зави­сит от двух параметров. Во-первых, оно 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 пикселя, используется, тем бо­лее качественно кодируется изображение. Совокупность используе­мого набора цветов образует цветовую палитру.

Современные мониторы имеют следующие цветовые палитры: 16, 256, 65 536 (high color), 16 777 216 (true color) и выше. Опреде­лим, сколько разрядов потребуется для кодирования цвета одного пикселя для различной палитры. Один пиксель черно-белого экрана (два цвета) кодируется 1 битом информации (например, 0 - цвет чер­ный, 1 - цвет белый). Для кодирования четырех (2²) цветов потребу­ется 2 бита, восьми (2³) цветов - 3 бита, а шестнадцати (2⁴) цветов -4 бита. Таким образом, количество различных цветов п, которые можно закодировать в k битах, вычисляется по формуле n=2 . В табл. 2.13 показана зависимость информационной емкости одного пикселя от цветовой палитры монитора.

Пример кодировки для 16 цветов приведен в табл. 2.14.

Подсчитаем объем памяти необходимый для хранения одного 16-цветного графического изображения на мониторе EGA, имеющего 640 точек по горизонтали и 350 по вертикали. Так как 16-цветное изображение требует 4 бита на каждую точку экрана, а всего точек 640*350, то получим

4*640*350 = 896 000 бит) = 112 000 (байт) =110 (Кбайт).

Растровый способ хранения графической информации применя­ется для рисунков типа аппликации, отсканированных фотографий, иллюстраций и т.п..

Ввод и хранение в компьютере технических чертежей и им по­добных графических изображений осуществляется по-другому. Лю­бой чертеж состоит из отрезков, дуг, окружностей. Положение каж­дого отрезка на чертеже задается координатами двух точек, опреде­ляющих их начало и конец, окружность задается координатами цен­тра и длиной окружности, дуга - координатами начала и конца, цен­тром и радиусом. Для каждой линии указывается ее тип: тонкая, штрихпунктирная и т. д. Такая форма представления графической информации называется векторной. Минимальной единицей, обраба­тываемой специальными программами, при векторной форме пред­ставления графической информации является объект (прямоугольник, круг, дуга). Хранение графической информации, представленной в векторной форме, на несколько порядков сокращает необходимый объем памяти по сравнению с растровой формой представления гра­фической информации. Такая информация о чертеже вводится в ЭВМ как обычная буквенно-цифровая и обрабатывается в дальнейшем специальными программами.