Графическое представление информации

В компьютере растровые рисунки рисуются в системе координат, схожей с той, которую мы используем в математике.

Рис. 1	Система координат

Рисунок представляет собой совокупность точек на плоскости, каждая из которой имеет свой цвет. Эти точки называются пикселями (от англ. pixel - "точка").

Рис. 2	Рисуем растровую картинку

Простейший рисунок состоит из двух цветов - чёрного и белого. Т.к. цветов два, то и для кодирования одной точки нам понадобится один бит. Для примера положим, что "0" соответствует белому цвету, а "1" - чёрному.

Рис. 3	Кодируем цвета

Далее просто переписываем числа слева-направо и сверху-вниз, как при обычном письме. А потом переводим двоичные числа в привычные нам десятичные.

Рис. 4	В итоге получаем числа

Но чёрно-белые принтеры и мониторы давно устарели. У человека цветное зрение и ему намного комфортнее смотреть на цветные картинки.

Цветные картинки кодируются схожим образом, только каждый пиксел "весит" побольше.

. Например, в большинстве сотовых телефонов глубина цвета экрана составляет 16 бит. Это значит, что каждый пиксел занимает 16 бит.

Как узнать сколько цветов может отобразить такой экран? Пойдём от простого к сложному. Самый простой "монитор" - лампочка может отобразить 2 цвета: белый и чёрный (0 и 1). Это 1 бит. Если для кодирования используется 2 бита, то разных цветов уже 4 (00, 01, 10, 11). Если 3 бита - 8 цветов (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111). Несложно догадаться, что чтобы найти количество цветов, нужно возвести двойку в степень глубины цвета.

Рис. 5	Связь количества цветов и глубины цвета

Таким образом, если глубина цвета экрана равна 16 бит, то этот экран может отобразить
N=2¹⁶=65536 цветов.

Рассмотрим теперь как кодируется цвет на компьютерах. Чтобы закодировать любой цвет, достаточно трёх компонент цвета (эта цветовая схема называется RGB):

• Красной(Red);
• Зелёной(Green);
• Синей(Blue);

Как и любая другая информация, информация о цвете пиксела кодируется в виде числа. Рассмотрим для примера 24битный цвет.
В каждом пикселе по 3 компонента, весь пиксел занимает 24 бита, значит на каждую компоненту приходится по
24:3=8 бит.

Рис. 6	RGB модель цвета

Задавая разные интенсивности для компонент получим разные цвета.

Теперь научимся считать сколько занимает та или иная картинка в памяти компьютера. Любая картинка имеет разрешение, т.е. количество столбцов и строчек (количество пикселей по горизонтали и вертикали).

• Чтобы узнать количество точек (T), нужно перемножить высоту (a) и ширину (b) картинки (в пикселях);
• Чтобы узнать информационный объём картинки (размер в битах), нужно перемножить количество точек (T) в картинки и глубину цвета (С);
• Глубину цвета (С) можно найти зная количество цветов(N);

Рис. 7	Подсчёт размера картинки

Скачать всю статью целиком (+дополнения) можно тут:

Урок1.zip (309 кБ)