Кодирование графической информации

Кодирование графических файлов

Кодирование - это операция преобразования знаков или групп знаков одной знаковой системы в знаки или группы знаков другой знаковой системы. Все компьютерные графические изображения разделяют на два типа: растровые и векторные.

При использовании растровой графики исходное графическое изображение в процессе кодирования разбивается на отдельные маленькие фрагменты - точки (пиксели), причём каждой точке присваивается код её цвета. Информация о каждой точке (код её цвета) хранится в видеопамяти компьютера. 

При использовании векторной графики изображение формируется из объектов (точка, линия, окружность, прямоугольник и т. д.), которые хранятся в памяти компьютера в виде графических примитивов и описывающих их математических формул, объём.

Растр. Формирование изображения

Изображение на экране монитора, телевизора или напечатанное принтером на листе бумаги кажется нам непрерывным, сплошным.

Однако это не так!

Изображение состоит из отдельных светящихся или отражающих точек, т.е оно дискретизировано. Дискретизация-это преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов.

В этом можно убедиться, если близко посмотреть на экран телевизора : изображение состоит из отдельных светящихся точек красного, зеленого и синего цветов.

Соседние точки люминофора красного, зеленого и синего цветов образуют триаду точек, которая воспринимается нами как одна точка, цвет которой зависит от интенсивности составляющих цветов (RGB)

При формировании изображения на экране используются свойства нашего зрения:

Объекты, имеющие малое угловое разрешение, глаз не различает - они сливаются в один объект

Инертность зрения - глаз не успевает различить отдельные объекты, если они ”мелькают” перед глазами с частотой свыше 20 Гц (больше 20 объектов в секунду)

Модулированный электронный луч очень быстро пробегает экран монитора, формируя один кадр.

Расчет графического файла

Качество кодирования изображения зависит от 2-х параметров:

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

Во- вторых, чем больше количество цветов, то есть больше возможных состояний точки изображения, используется, тем более качественно кодируется изображение (каждая точка несет большее количество информации).

Используемый набор цветов образует цветовую палитру.

Объем графического файла (картинки) зависит:

От числа пикселей в картинке, которое равно произведению ширины изображения (в пикселях) на его высоту.

От того, сколько бит информации необходимо для кодирования одного пикселя. Эта величина называется глубиной цвета.

ОБЪЕМ ФАЙЛА = A ЧB Ч I

где:

А - ширина изображения в пикселях;

В - высота изображения в пикселях;

I - глубина цвета в битах

Количество разрядов двоичного кода (бит), используемого для кодирования цвета точки, называется глубиной цвета, а количество точек в изображении по горизонтали и вертикали называется разрешающей способностью экрана.

В настоящее время используются значения глубины цвета 4, 8, 16 или 24 бит на точку и разрешающая способность экрана 640 х 480, 800 х 600, 1024 х 768 и 1280 х 1024 точек по горизонтали и вертикали, соответственно.

Глубина цвета

- это количество бит, отводимых для кодирования одного пикселя.

Если для кодирования одного пикселя взять:

1 бит, то с его помощью мы можем получить только 2 цвета: черный (0) и белый (1) , т.е. черно-белое изображение;

2 бита - 4 цвета (00,01,10,11);

8 бит - 2⁸ цветов = 256 цветов …и т.д.

Таким образом, число цветов можно определить по формуле:

N=2^I

N - количество цветов;

I - битовая глубина цвета.

Вывод

Чем больше бит применяется для кодирования 1 пикселя, тем больше цветов и реалистичнее изображение, но и размер файла тоже увеличивается.

Объем файла точечной графики - это произведение ширины и высоты изображения в пикселях на глубину цвета.

При этом совершенно безразлично, что изображено на фотографии. Если все три параметра одинаковы, то размер файла без сжатия будет одинаков для любого изображения.