Как найти глубину цвета 65536

Светило науки — 46 ответов — 0 раз оказано помощи

Глубина цвета это количество бит, которое требуется для хранения одной точки изображения. То есть мы берем число 65536 и смотрим какое количество бит требуется для его хранения.

Бит может иметь значение 0 или 1, поэтому мы просто ищем степень двойки.

= 256 — этого мало, места в 8 битах нам не хватает, смотрим дальше

2^16= 65536 — подходит идеально, значит глубина цвета для 65536 — 16 бит.

Вопрос
7. Глубина цвета

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), то есть черно-белое
изображение.

2
бита
– 4 цвета (00, 01, 10, 11)

8 бит
– 2 ⁸
цветов
= 256
цветов и т.д.

Таким образом,
число цветов можно определить по формуле:

N
= 2 ^I

где,
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.

Таким
образом, объем
файла точечной графики
– это произведение ширины и высоты
изображения в пикселях на глубину цвета.

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

Пример
расчета.
Определить размер 24-битного графического
файла с разрешением 800 х 600.

Решение.
Из условия файл имеет параметры

А = 800 пикселей

В = 600 пикселей

Глубина
цвета I
= 24 бита (3
байта)

тогда
формула объема файла V
= A
+ B
+ I

V
= 800 х 600 х 24 = 11520000 бит = 1440000байт = 1406, 25
Кбайт = 1,37 Мб

Пример
2.
В процессе оптимизации количество
цветов было уменьшено с 65536 до 256. Во
сколько раз уменьшился объем файла.

Из
формулы N
= 2 ^I
следует,
что глубина цвета I₁
= log
₂
65536
= 16 бит, а после оптимизации I₂
= log
₂
256
= 8 бит

При
этом, размеры картинки в пикселях не
изменились. используя формулу для
вычисления объема файла имеем: V₁
= a
x
b
x
16 = 16 ab
и

V₂
= a
x
b
x
8 = 8 ab

Составляем
пропорцию V_1
: V_2
= 16
ab
: 8 ab

Итак: размер
графического файла зависит от размеров
изображения и количества цветов.

При этом качественное
изображение с 24 или 32 битным кодированием
получается довольно большим (мегабайт).

Это очень неудобно
для хранения и передачи изображений
(особенно в сети Интернет). Поэтому
графические файлы подвергаются
оптимизации.

Глубина
цвета
– количество бит, проходящий на 1 пиксел
(bpp).
Наиболее популярным разрешением является
8 bpp
(256 цветов), 16 bpp
(65536 цветов)

С 80-х гг. развивается
технология обработки на ПК графической
информации. Форму представления на
экране дисплея графического изображения,
состоящего из отдельных точек (пикселей),
называют растровой.

Минимальным
объектом в растровом графическом
редакторе является точка. Растровый
графический редактор предназначен для
создания рисунков, диаграмм.

Разрешающая
способность монитора (количество точек
по горизонтали и вертикали), а также
число возможных цветов каждой точки
определяются типом монитора.

Распространённая
разрешающая способность – 800 х 600 =
480 000 точек.

1 пиксель чёрно-белого
экрана кодируется 1 битом информации
(чёрная точка или белая точка). Количество
различных цветов К и количество битов
для их кодировки связаны формулой: К =
2b.

Современные
мониторы имеют следующие цветовые
палитры: 16 цветов, 256 цветов; 65 536 цветов
(high color), 16 777 216 цветов (true color).

В табл. 1 показана
зависимость информационной ёмкости
одного пикселя от цветовой палитры
монитора.

Таблица
1

Количество цветов монитора	Количество бит, кодирующих одну точку
2	1 (21 = 2)
8	3 (23 =
16	4 (24 = 16)
65 536	16 (216 = 65 536)
16 777 216	24 (224 =16 777 216)

Объём
памяти,
необходимой для хранения графического
изображения, занимающего весь экран
(видеопамяти), равен
произведению разрешающей способности
на количество бит, кодирующих одну
точку.
В видеопамяти ПК хранится битовая карта
(двоичный код изображения), она считывается
процессором не реже 50 раз в секунду и
отображается на экране.

В табл. 2 приведены
объёмы видеопамяти для мониторов с
различными разрешающей способностью
и цветовой палитрой.

Таблица 2

Ввод и хранение в
ЭВМ технических чертежей и им подобных
графических изображений осуществляются
по-другому. Любой чертёж состоит из
отрезков, дуг, окружностей. Положение
каждого отрезка на чертеже задаётся
координатами двух точек, определяющих
его начало и конец. Окружность задаётся
координатами центра и длиной радиуса.
Дуга – координатами начала и конца,
центром и радиусом. Для каждой линии
указывается её тип: тонкая, штрихпунктирная
и т.д. Такая форма представления
графической информации называется
векторной. Минимальной единицей,
обрабатываемой векторным графическим
редактором, является объект (прямоугольник,
круг, дуга). Информация о чертежах
обрабатывается специальными программами.
Хранение информации в векторной форме
на несколько порядков сокращает
необходимый объём памяти по сравнению
с растровой формой представления
информации.

Видеопамяти
находится двоичная информация об
изображении, выводимом на экран. Почти
все создаваемые, обрабатываемые или
просматриваемые с помощью компьютера
изображения можно разделить на две
большие части — растровую и векторную
графику.

Растровые
изображения
представляют собой однослойную сетку
точек, называемых пикселами (pixel, от
англ. picture element). Код
пиксела
содержит информации о его цвете.

Для черно-белого
изображения (без полутонов) пиксел может
принимать только два значения: белый и
черный (светится — не светится), а для
его кодирования достаточно одного бита
памяти: 1 — белый, 0 — черный.

Пиксел на цветном
дисплее может иметь различную окраску,
поэтому одного бита на пиксел недостаточно.
Для кодирования 4-цветного изображения
требуются два бита на пиксел, поскольку
два бита могут принимать 4 различных
состояния. Может использоваться,
например, такой вариант кодировки
цветов: 00 — черный, 10 — зеленый,
01 — красный, 11 — коричневый.

На RGB-мониторах
все разнообразие цветов получается
сочетанием базовых цветов — красного
(Red), зеленого (Green), синего (Blue), из которых
можно получить 8 основных комбинаций:

Разумеется,
если иметь возможность управлять
интенсивностью (яркостью) свечения
базовых цветов, то количество различных
вариантов их сочетаний, порождающих
разнообразные оттенки, увеличивается.
Количество различных цветов — К и
количество битов для их кодировки —
N связаны между собой простой формулой:
2^N
= К.

В
противоположность растровой графике
векторное
изображение
многослойно. Каждый элемент векторного
изображения — линия, прямоугольник,
окружность или фрагмент текста —
располагается в своем собственном слое,
пикселы которого устанавливаются
независимо от других слоев. Каждый
элемент векторного изображения является
объектом, который описывается с помощью
специального языка (математических
уравнения линий, дуг, окружностей и
т. д.). Сложные объекты (ломаные линии,
различные геометрические фигуры)
представляются в виде совокупности
элементарных графических объектов.

Задачи

Контрольные
вопросы

1. Сколько двоичных
разрядов необходимо для кодирования 1
символа?

2. Средняя скорость
чтения ученика составляет 160 символов
в минуту. Сколько информации он
переработает за 7 часов непрерывного
чтения текста?

3. В чём суть
растровой формы представления графической
информации?

4. Сколько бит
информации необходимо для кодирования
1 точки чёрно-белого экрана монитора?

5. По какой формуле
определяется объём видеопамяти дисплея?

6. В чём суть
векторной формы представления графической
информации?

Задача 1. Определить
размер 24-битного графического файла с
разрешением 1024 х 600.

Задача 2. В
процессе оптимизации количество цветов
было уменьшено с 65536 до 2. Во сколько раз
уменьшился объем файла.

Задача 3. Дан
двоичный код рисунка. Известно, что
рисунок монохромный и матрица имеет
размер 8X8.
Восста­новите рисунок по коду:

а) 00111100 01000010
00000010 01111110 10000010 10000010 10000110 01111011

б) 10111110 11000001
10000001 00111110 00000001 00000001 10000001 01111110

в) 00111111 01000010
01000010 01000010 00111110 00100010 01000010 11000111

Задача 4.
Изображение
на экране дисплея строится из отдель­ных
точек (пикселей). Пусть установлено
разрешение экрана 1200×1024. Сколько байт
займет образ экра­на в памяти компьютера,
если сохранить его (пото­чечно, в
формате bit
map
-* bmp)
как:

а) монохромное
изображение;

б) 256-цветный
рисунок;

в) 24-разрядный
рисунок.

Задача 5. Для
кодирования оттенка цвета одной точки
(пиксе­ля) цветного изображения в
соответствии с RGB
моделью цветообразования используется
1 байт (8 бит): 3 бита для кодирования
уровня яркости красного (Red)
цвета, 2 бита для кодирования уровня
яркости зеленого (Green)
цвета и 3 бита на синий (Blue)
цвет. Определите:

а) сколько уровней
яркости каждого цвета может быть
закодировано таким образом;

б) сколько всего
цветовых оттенков изображения можно
передать.

Решите
ту же задачу, но при условии использования
режима True
Color,
когда для передачи цвета одного пикселя
используется 3 байта — по одному на каждый
цвет.

Тест

1. Учебная программа
занимает 19 Кбайт памяти ПК. Инструкция
к программе занимает 1 кадр дисплея (25
строк по 80 символов). Какую часть программы
занимает инструкция?

а) 2000 байт;

б) 20%;

в) 1/10 часть;

г) 10%.

2. Экран компьютера
может работать в различных режимах,
которые отличаются разрешающей
способностью и количеством возможных
цветов каждой точки.

Заполните таблицу:

3. Что является
минимальным объектом, используемым в
растровом графическом редакторе?

а) Точка экрана
(пиксель);

б) объект
(прямоугольник, круг и т.д.);

в) палитра цветов;

г) знакоместо
(символ).

4. Для чего
предназначен векторный графический
редактор?

а) Для создания
чертежей;

б) для построения
графиков:

в) для построения
диаграмм;

г) для создания
и редактирования рисунков.

5. Файл, содержащий
черно-белый квадратный рисунок, имеет
объём 200 байтов. Каков размер рисунка в
пикселях?

а) 1000х1000;

б) 40х40;

в) 1х1;

г) 100х100.

6. Какого количества
информации требует двоичное кодирование
1 точки на черно-белом экране (без
градации яркости)?

а) 1 бит;

б) 1 байт;

в) 4 бит;

г) 16 байт.

7. Растровый
графический файл содержит черно-белое
изображение с 16 градациями серого цвета
размером 10х10 точек. Каков информационный
объём этого файла?

а) 100 бит;

б) 400 байт;

в) 400 бит;

г) 100 байт.

Правильные ответы
к тесту 2.2: 1-г, 3-а, 4-а, 5-б, 6-а, 7-в.

Код — это набор условных обозначений
(или сигналов) для записи (или передачи)
некоторых заранее определенных понятий.

Кодирование информации – это процесс
формирования определенного представления
информации. В более узком смысле под
термином «кодирование» часто понимают
переход от одной формы представления
информации к другой, более удобной для
хранения, передачи или обработки.

Обычно каждый образ при кодировании
(иногда говорят — шифровке) представлении
отдельным знаком.

Знак — это элемент конечного множества
отличных друг от друга элементов.

В более узком смысле под термином
«кодирование» часто понимают
переход от одной формы представления
информации к другой, более удобной для
хранения, передачи или обработки.

Компьютер может обрабатывать только
информацию, представленную в числовой
форме. Вся другая информация (например,
звуки, изображения, показания приборов
и т. д.) для обработки на компьютере
должна быть преобразована в числовую
форму. Например, чтобы перевести в
числовую форму музыкальный звук, можно
через небольшие промежутки времени
измерять интенсивность звука на
определенных частотах, представляя
результаты каждого измерения в числовой
форме. С помощью программ для компьютера
можно выполнить преобразования полученной
информации, например «наложить»
друг на друга звуки от разных источников.

Аналогичным образом на компьютере можно
обрабатывать текстовую информацию. При
вводе в компьютер каждая буква кодируется
определенным числом, а при выводе на
внешние устройства (экран или печать)
для восприятия человеком по этим числам
строятся изображения букв. Соответствие
между набором букв и числами называется
кодировкой символов.

Как правило, все числа в компьютере
представляются с помощью нулей и единиц
(а не десяти цифр, как это привычно для
людей). Иными словами, компьютеры обычно
работают в двоичной системе счисления,
поскольку при этом устройства для их
обработки получаются значительно более
простыми. Ввод чисел в компьютер и вывод
их для чтения человеком может осуществляться
в привычной десятичной форме, а все
необходимые преобразования выполняют
программы, работающие на компьютере.

Способы кодирования информации.

Одна и та же информация может быть
представлена (закодирована) в нескольких
формах. C появлением компьютеров возникла
необходимость кодирования всех видов
информации, с которыми имеет дело и
отдельный человек, и человечество в
целом. Но решать задачу кодирования
информации человечество начало задолго
до появления компьютеров. Грандиозные
достижения человечества — письменность
и арифметика — есть не что иное, как
система кодирования речи и числовой
информации. Информация никогда не
появляется в чистом виде, она всегда
как-то представлена, как-то закодирована.

Двоичное кодирование – один из
распространенных способов представления
информации. В вычислительных машинах,
в роботах и станках с числовым программным
управлением, как правило, вся информация,
с которой имеет дело устройство,
кодируется в виде слов двоичного
алфавита.

Кодирование символьной (текстовой)
информации.

Основная операция, производимая над
отдельными символами текста — сравнение
символов.

При сравнении символов наиболее важными
аспектами являются уникальность кода
для каждого символа и длина этого кода,
а сам выбор принципа кодирования
практически не имеет значения.

Для кодирования текстов используются
различные таблицы перекодировки. Важно,
чтобы при кодировании и декодировании
одного и того же текста использовалась
одна и та же таблица.

Таблица перекодировки — таблица,
содержащая упорядоченный некоторым
образом перечень кодируемых символов,
в соответствии с которой происходит
преобразование символа в его двоичный
код и обратно.

Наиболее популярные таблицы перекодировки:
ДКОИ-8, ASCII, CP1251, Unicode.

Исторически сложилось, что в качестве
длины кода для кодирования символов
было выбрано 8 бит или 1 байт. Поэтому
чаще всего одному символу текста,
хранимому в компьютере, соответствует
один байт памяти.

Различных комбинаций из 0 и 1 при длине
кода 8 бит может быть 28 = 256, поэтому с
помощью одной таблицы перекодировки
можно закодировать не более 256 символов.
При длине кода в 2 байта (16 бит) можно
закодировать 65536 символов.

Кодирование числовой информации.

Сходство в кодировании числовой и
текстовой информации состоит в следующем:
чтобы можно было сравнивать данные
этого типа, у разных чисел (как и у разных
символов) должен быть различный код.
Основное отличие числовых данных от
символьных заключается в том, что над
числами кроме операции сравнения
производятся разнообразные математические
операции: сложение, умножение, извлечение
корня, вычисление логарифма и пр. Правила
выполнения этих операций в математике
подробно разработаны для чисел,
представленных в позиционной системе
счисления.

Основной системой счисления для
представления чисел в компьютере
является двоичная позиционная система
счисления.

Кодирование текстовой информации

В настоящее время, большая часть
пользователей, при помощи компьютера
обрабатывает текстовую информацию,
которая состоит из символов: букв, цифр,
знаков препинания и др. Подсчитаем,
сколько всего символов и какое количество
бит нам нужно.

10 цифр, 12 знаков препинания, 15 знаков
арифметических действий, буквы русского
и латинского алфавита, ВСЕГО: 155 символов,
что соответствует 8 бит информации.

Единицы измерения информации.

1 байт = 8 бит

1 Кбайт = 1024 байтам

1 Мбайт = 1024 Кбайтам

1 Гбайт = 1024 Мбайтам

1 Тбайт = 1024 Гбайтам

Суть кодирования заключается в том, что
каждому символу ставят в соответствие
двоичный код от 00000000 до 11111111 или
соответствующий ему десятичный код от
0 до 255.

Необходимо помнить, что в настоящее
время для кодировки русских букв
используют пять различных кодовых
таблиц (КОИ — 8, СР1251, СР866, Мас, ISO), причем
тексты, закодированные при помощи одной
таблицы не будут правильно отображаться
в другой

Основным отображением кодирования
символов является код ASCII — American Standard
Code for Information Interchange- американский
стандартный код обмена информацией,
который представляет из себя таблицу
16 на 16, где символы закодированы в
шестнадцатеричной системе счисления.

Кодирование графической информации.

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

Основными способами представления
графики для ее хранения и обработки с
помощью компьютера являются растровые
и векторные изображения

Векторное изображение представляет
собой графический объект, состоящий из
элементарных геометрических фигур
(чаще всего отрезков и дуг). Положение
этих элементарных отрезков определяется
координатами точек и величиной радиуса.
Для каждой линии указывается двоичные
коды типа линии (сплошная, пунктирная,
штрихпунктирная), толщины и цвета.

Растровое изображение представляет
собой совокупность точек (пикселей),
полученных в результате дискретизации
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.

Pixel (picture element — элемент рисунка) — минимальная
единица изображения, цвет и яркость
которой можно задать независимо от
остального изображения.

В соответствии с матричным принципом
строятся изображения, выводимые на
принтер, отображаемые на экране дисплея,
получаемые с помощью сканера.

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

Для черно-белого изображения код цвета
каждого пикселя задается одним битом.

Если рисунок цветной, то для каждой
точки задается двоичный код ее цвета.

Поскольку и цвета кодируются в двоичном
коде, то если, например, вы хотите
использовать 16-цветный рисунок, то для
кодирования каждого пикселя вам
потребуется 4 бита (16=24), а если есть
возможность использовать 16 бит (2 байта)
для кодирования цвета одного пикселя,
то вы можете передать тогда 216 = 65536
различных цветов. Использование трех
байтов (24 битов) для кодирования цвета
одной точки позволяет отразить 16777216
(или около 17 миллионов) различных оттенков
цвета — так называемый режим “истинного
цвета” (True Color). Заметим, что это
используемые в настоящее время, но
далеко не предельные возможности
современных компьютеров.

Кодирование звуковой информации.

Из курса физики вам известно, что звук
— это колебания воздуха. По своей природе
звук является непрерывным сигналом.
Если преобразовать звук в электрический
сигнал (например, с помощью микрофона),
мы увидим плавно изменяющееся с течением
времени напряжение.

Для компьютерной обработки аналоговый
сигнал нужно каким-то образом преобразовать
в последовательность двоичных чисел,
а для этого его необходимо дискретизировать
и оцифровать.

Можно поступить следующим образом:
измерять амплитуду сигнала через равные
промежутки времени и записывать
полученные числовые значения в память
компьютера.

Информатика

7 класс

Урок № 11

Растровая графика

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:

• Понятия растровой графики, пикселя, растра.
• Достоинства и недостатки растровых изображений.
• Решение типовых задач.
• Знакомство с растровыми графическими редакторами.

Тезаурус:

Пиксель – это наименьший элемент изображения.

Растр – совокупность пикселей, образующих строки и столбцы.

Каждый пиксель может иметь свой цвет.

Достоинства растровой графики: точность цветопередачи – при сохранении растрового изображения, сохраняется и информация о цвете каждого пикселя; изображения можно распечатать на принтере.

Недостатки: чувствительность к уменьшению и увеличению рисунка; большой объём всего изображения.

Способ, при котором задаются цвет и яркость для каждого отдельно взятого пикселя, называется растровым.

Растровые графические редакторы: Paint, GIMP, AdobePhotoshop и другие.

Формулы, которые используются при решении типовых задач:

N = 2ⁱ

I = K · i

где N – количество цветов в палитре,i – глубина цвета, K – размер растрового изображения.

Основная литература:

1. Босова Л. Л. Информатика: 7 класс. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2017. – 226 с.

Дополнительная литература:

1. Босова Л. Л. Информатика: 7–9 классы. Методическое пособие. // Босова Л. Л., Босова А. Ю., Анатольев А. В., Аквилянов Н.А. – М.: БИНОМ, 2019. – 512 с.
2. Босова Л. Л. Информатика. Рабочая тетрадь для 7 класса. Ч 1. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2019. – 160 с.
3. Босова Л. Л. Информатика. Рабочая тетрадь для 7 класса. Ч 2. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2019. – 160 с.
4. Гейн А. Г. Информатика: 7 класс. // Гейн А. Г., Юнерман Н. А., Гейн А.А. – М.: Просвещение, 2012. – 198 с.

Теоретический материал для самостоятельного изучения.

Сегодня существуют различные способы создания графических изображений на компьютере. Но, всё же, самым распространённым способом считается создание изображений с помощью графических редакторов. Поэтому, в зависимости от способа создания изображения на компьютере, различают растровую и векторную графику. Сегодня на уроке мы познакомимся с растровой графикой, научимся получать растровые изображения и попробуем создать такие изображения с помощью графического редактора.

Ведь, если взять в руки лупу и рассмотреть экран монитора, то можно увидеть изображение, состоящее из каких-то отдельных мелких элементов. Что же это такое? Это пиксель – наименьший элемент изображения. А всё изображение в растровой графике формируется в виде растра – совокупности пикселей, образующих строки и столбцы. Каждый пиксель может иметь свой цвет.

Растровые изображения чаще всего получают с помощью сканера или цифрового фотоаппарата.

У любых растровых изображений есть определённые особенности:

1) чувствительность к уменьшению и увеличению рисунка;

2) если в изображении большое количество пикселей и используется множество цветов в палитре, то возрастает и объём всего изображения.

Всё это является недостатками растровых изображений.

Но есть, конечно же, и достоинство– это точность цветопередачи. При сохранении растрового изображения, сохраняется и информация о цвете каждого пикселя.

Таким образом, можно сделать вывод, что, если в памяти компьютера сохраняется информация о цвете каждого входящего в него пикселя, то такой способ создания изображения называется растровым.

И, хотя растровые изображения очень редко создают вручную, получить его можно и с помощью простейшего растрового графического редактора Paint. Такой редактор позволяет получать изображения с помощью панели инструментов и палитры, также окно данного графического редактора содержит строку заголовка, строку меню, полосы прокрутки и, конечно же, рабочую область.

Больше возможностей имеет растровый графический редактор Gimp. Панель инструментов редактора содержит диалог «Параметры инструментов». Имеется панель слоёв, каналов, контуров и путей, а также панель кистей, текстур и градиентов. Инструменты редактора Gimp можно разделить на следующие группы: инструменты выделения, инструменты рисования, инструменты преобразования, инструменты цвета.

Но нельзя забывать о том, что большинство растровых редакторов предназначено для обработки изображений, а не для их создания.

Решим задачу.

Растровый рисунок размером 1366×768 пикселей сохранили в виде несжатого файла размером 2 Мб. Каково максимально возможное число цветов в палитре?

Для решения этой задачи переведем 2 Мб в биты.

В одном байте – 8 бит, в 1 Мб – 1024 Кб, а в 1 Кб– 1024 байта.

Вычислим разрешение картинки.

Делим объём памяти на количество пикселей.

Количество цветов определяем по формуле N=2^I, где i– глубина цвета в битах.

Получили 65536 максимально возможных цветов в палитре.

Решение:

2 Мбайт = 2 · 1024 · 1024 · 8= 16777216 битов

1366 · 768=1049088 точек

16777216 : 1049088≈16 битов на пиксель

N= 2¹⁶=65536 цветов.

Ответ: 65536 цветов.

Растровый графический редактор AdobePhotoshop

Получить растровое изображение с помощью сканера, цифрового фотоаппарата или видеокамеры не составляет особого труда. Гораздо сложнее создать растровое изображение вручную. Для этого существуют специальные растровые графические редакторы. Мы с вами рассмотрим более подробно один из них: растровый графический редактор AdobePhotoshop. РедакторAdobePhotoshop способен изменить изображение, например, отретушировать фотографию; объединить изображения, создать изображение.

Панель инструментов этого редактора содержит, помимо главного меню, кнопки с пиктограммами, которые позволяют выполнять различные действия.

Рисунок 5.1. Photoshop оснащён большим числом инструментов создания контуров выделения.

Программа AdobePhotoshop позволяет работать с готовыми фотографиями с помощью набора инструментов: цветокоррекции, фильтров, слоёв масок, можно выполнять различные действия, а также можно рисовать, изменять изображения экранными фильтрами.

Но, к сожалению, программа не является свободным программным обеспечением.

Форматы растровых графических файлов имеют следующие расширения: BMP, GIF, JPEG.

Разбор решения заданий тренировочного модуля

№1. Сколько цветов(N) насчитывается в палитре, если глубина цвета(i) равна 3? Выделите цветом правильный ответ.

Варианты ответов:

1) 2

2) 6

3) 8

Решение:

Задача решается с помощью формулы N=2ⁱ

Т.е., N=2³=8

Ответ: в палитре 8 цветов, вариант ответа 3.

№2. Фотографию размером 256×128 пикселей сохранили в виде несжатого файла. А для кодирования одного пикселя используется 2 байта. Определите размер файла в Кб.

Варианты ответов:

1) 56 Кб

2) 87 Кб

3) 64 Кб

4) 92 Кб

Решение:

Сначала определяем размер растрового изображения:

256 · 128 = 32768 точек в изображении

Теперь определяем размер файла: т.к. для кодирования одного пикселя используется 2 байта, то 32768 · 2 = 65536 байтов. Ответ нужно выразить в килобайтах, для этого 65536 : 1024 = 64 Кб.

Верный ответ: 64 Кб.

№3. Цветной рисунок состоит из 65536 цветов и занимает 3 Кб информации. Из скольких точек состоит данный рисунок?

Решение:

Определим глубину цвета по формуле: N = 2ⁱ, 65536 = 2ⁱ, отсюда, i = 16 бит.

Теперь, 3 Кб переведём в биты, для этого 3 · 1024 · 8 = 24576 бит – это объём всего изображения.

Далее, используя формулу I = K · i.

Определим К:

К = I : i

К = 24576 : 16 = 1536 точек.

Ответ: 1536 точек в рисунке.

Решение задач по кодированию графической информации

Определить требуемый объем видеопамяти для различных графических режимов экрана монитора, если известна глубина цвета на одну точку.

Режим экрана

Глубина цвета (бит на точку)

4

640 на 480

8

800 на 600

16

1024 на 768

24

1280 на 1024

32

Задача

• Черно-белое (без градаций серого) растровое графическое изображение имеет размер 10  10 точек. Какой объем памяти займет это изображение?

Решение:

• Количество точек -100
• Так как всего 2 цвета черный и белый. то глубина цвета равна 1 ( 2 1 =2)
• Объем видеопамяти равен 100*1=100 бит

Задача

Для хранения растрового изображения размером 128 x 128 пикселей отвели 4 КБ памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения

Решение

• Определим количество точек изображения. 128*128=16384 точек или пикселей.
• Объем памяти на изображение 4 Кб выразим в битах, так как V=I*X*Y вычисляется в битах. 4 Кб=4*1024=4 096 байт = 4096*8 бит =32768 бит
• Найдем глубину цвета I =V/(X*Y)=32768:16384=2
• N=2 I , где N – число цветов в палитре. N=4
• Ответ: 4

Задача

• Сколько бит видеопамяти занимает информация об одном пикселе на ч/б экране (без полутонов)?

Решение

• Если изображение Ч/Б без полутонов, то используется всего два цвета –черный и белый, т.е. К=2, 2 i =2, I= 1 бит на пиксель.

Ответ: 1 пиксель

Задача

Какой объем видеопамяти необходим для хранения четырех страниц изображения, если битовая глубина равна 24, а разрешающая способность дисплея- 800 х 600 пикселей?

Решение

• Найдем объем видеопамяти для одной страницы: 800*600*24=11520000 бит =1440000 байт =1406,25 Кб ≈1, 37 Мб
• 1,37*4 =5,48 Мб ≈5.5 Мб для хранения 4 страниц.

Ответ: 5.5 Мб

Задача

Определить объем видеопамяти компьютера, который необходим для реализации графического режима монитора High Color с разрешающей способностью 1024 х 768 точек и палитрой цветов из 65536 цветов.

Решение

• 1. По формуле K=2 I , где K – количество цветов, I – глубина цвета определим глубину цвета. 2 I =65536
• Глубина цвета составляет: I = log 2 65 536 = 16 бит (вычисляем с помощью программы Wise Calculator)
• 2.. Количество точек изображения равно: 1024  768 = 786 432
• 3. Требуемый объем видеопамяти равен: 16 бит  786 432 =  12 582 912 бит = 1572864 байт = 1536 Кб =1,5 Мб (  1,2 Мбайта. Ответ дан в практикуме Угринович). Приучаем учеников, переводя в другие единицы, делить на 1024, а не на 1000.
• Ответ: 1,5 Мб

Задача

В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 65536 до 16. Во сколько раз уменьшится объем занимаемой им памяти?

Решение

Чтобы закодировать 65536 различных цветов для каждой точки, необходимо 16 бит. Чтобы закодировать 16 цветов, необходимо всего 4 бита. Следовательно, объем занимаемой памяти уменьшился в 16:4=4 раза.

Ответ: в 4 раза

Задача

• Достаточно ли видеопамяти объемом 256 Кбайт для работы монитора в режиме 640  480 и палитрой из 16 цветов? (2.77 [3])
• Решение:

решение

• Узнаем объем видеопамяти, которая потребуется для работы монитора в режиме 640х480 и палитрой в 16 цветов. V=I*X*Y=640*480*4 (2 4 =16, глубина цвета равна 4),
• V= 1228800 бит = 153600 байт =150 Кб.
• 150
• Ответ: достаточно

Задача

Укажите минимальный объем памяти (в килобайтах), достаточный для хранения любого растрового изображения размером 256 х 256 пикселей, если известно, что в изображении используется палитра из 2 16 цветов. Саму палитру хранить не нужно.

• 128
• 512
• 1024
• 2048

Решение

Найдем минимальный объем памяти, необходимый для хранения одного пикселя. В изображении используется палитра из 2 16 цветов, следовательно, одному пикселю может быть сопоставлен любой из 2 16 возможных номеров цвета в палитре. Поэтому, минимальный объем памяти, для одного пикселя будет равен log 2 2 16 =16 битам. Минимальный объем памяти, достаточный для хранения всего изображения будет равен 16*256*256 =2 4 * 2 8 * 2 8 =2 20 бит=2 20 : 2 3 =2 17 байт = 2 17 : 2 10 =2 7 Кбайт =128 Кбайт, что соответствует пункту под номером 1.

Ответ: 1

Задача

Сколько секунд потребуется модему, передающему сообщения со скоростью 28800 бит/с, чтобы передать цветное растровое изображение размером 640 х 480 пикселей, при условии, что цвет каждого пикселя кодируется тремя байтами?

Решение

• Определим объем изображения в битах:
• 3 байт = 3*8 = 24 бит,
• V=I*X*Y=640*480*24 бит =7372800 бит
• Найдем число секунд на передачу изображения: 7372800 : 28800=256 секунд

Ответ: 256.

Задача

Сколько секунд потребуется модему, передающему сообщения со скоростью 14400 бит/сек, чтобы передать цветное растровое изображение размером 800 х 600 пикселей, при условии, что в палитре 16 миллионов цветов?

Решение

Для кодирования 16 млн. цветов требуется 3 байта или 24 бита (Графический режим True Color). Общее количество пикселей в изображении 800 х 600 =480000. Так как на 1 пиксель приходится 3 байта, то на 480000 пикселей приходится 480000*3=1 440 000 байт или 11520000 бит. 11520000 : 14400 = 800 секунд.

Ответ: 800 секунд.

Задача

Современный монитор позволяет получать на экране 16777216 различных цветов. Сколько бит памяти занимает 1 пиксель?

Решение

• Один пиксель кодируется комбинацией двух знаков «0» и «1». Надо узнать длину кода пикселя.
• 2 х =16777216, log 2 16777216 =24 бит

Ответ: 24.

Задача

Каков минимальный объем памяти ( в байтах), достаточный для хранения черно-белого растрового изображения размером 32 х 32 пикселя, если известно, что в изображении используется не более 16 градаций серого цвета

Решение

• Глубина цвета равна 4, т.к. 16 градаций цвета используется.
• 32*32*4=4096 бит памяти для хранения черно-белого изображения
• 4096 : 8 = 512 байт.

Ответ: 512 байт

Задача

Монитор работает с 16 цветной палитрой в режиме 640*400 пикселей. Для кодирования изображения требуется 1250 Кбайт. Сколько страниц видеопамяти оно занимает?

Решение

• Т.к. страница –раздел видеопамяти, вмещающий информацию об одном образе экрана одной «картинки» на экране, т.е. в видеопамяти могут размещаться одновременно несколько страниц, то, чтобы узнать число страниц надо поделить объем видеопамяти для всего изображения на объем памяти на 1 страницу. К-число страниц, К=V изобр /V 1 стр
• V изобр =1250 Кб по условию
• Для этого вычислим объем видеопамяти для одной страницы изображения с 16 цветовой палитрой и разрешающей способностью 640*400.
• V 1 стр = 640*400*4 , где 4- глубина цвета (2 4 =16)
• V 1 стр = 1024000 бит = 128000 байт =125 Кб
• 3. К=1250 : 125 =10 страниц

Ответ: 10 страниц

Задача

Страница видеопамяти составляет 16000 байтов. Дисплей работает в режиме 320*400 пикселей. Сколько цветов в палитре?

Решение

• 1. V=I*X*Y – объем одной страницы, V=16000 байт = 128000 бит по условию. Найдем глубину цвета I.
• I=V/(X*Y).
• I= 128000 / (320*400)=1.
• 2. Определим теперь, сколько цветов в палитре. K=2 I , где K – количество цветов, I – глубина цвета. K=2

Ответ: 2 цвета.

Задача

Сканируется цветное изображение размером 10  10 см. Разрешающая способность сканера 600 dpi и глубина цвета 32 бита. Какой информационный объем будет иметь полученный графический файл

Решение

• Разрешающая способность сканера 600 dpi (dot per inch — точек на дюйм) означает, что на отрезке длиной 1 дюйм сканер способен различить 600 точек. Переведем разрешающую способность сканера из точек на дюйм в точки на сантиметр:
• 600 dpi : 2,54  236 точек/см (1 дюйм = 2.54 см.)
• 2. Следовательно, размер изображения в точках составит 2360  2360 точек. (умножили на 10 см.)
• 3. Общее количество точек изображения равно:
• 2360  2360 = 5 569 600
• 4. Информационный объем файла равен:
• 32 бит  5569600 = 178 227 200 бит  21 Мбайт  

Ответ: 21 Мбайт

Задача

Сколько цветов будет использоваться, если для каждого цвета пикселя взято 2 уровня градации яркости? 64 уровня яркости каждого цвета?

Решение

• 1. Всего для каждого пикселя используется набор из трех цветов (красный, зеленый, синий) со своими уровнями яркости (0-горит, 1-не горит). Значит, K=2 3 =8 цветов.
• 2.64 3 =262144

Ответ: 8; 262 144 цвета.

Решить дома следующие задачи:

• Объем страницы видеопамяти -125 Кбайт. Монитор работает с 16 цветной палитрой. Какова разрешающая способность экрана
• Достаточно ли видеопамяти объемом 256 Кбайт для работы монитора в режиме 640   ´   480 и палитрой из 16 цветов?