Гіпермаркет Знань>>Інформатика>>Інформатика 11 клас. Повні уроки>> Інформатика: Кодування графічної інформації.

Тема: Кодування графічної інформації.

Мета: Дати представлення про кодування зображень комп'ютером.

Тип уроку: теоретично-практичний

Хід уроку:

Вступ. З появою графічних станцій у вигляді комп'ютера розпочався новий етап в освоєнні ПК -машини як засобу обробки графічної інформації.

Адже комп'ютер здатний не тільки вирішувати обчислювальні завдання, але і показувати, візулізувати будь-які процеси на дисплеї.
Графічний інтерфейс користувача став стандартом програмного забезпечення різних програмних областей.

Можливо, це пов'язане з людською психікою: наочність сприяє швидкому вивченню і розумінню.

Форми графіки.
Будь-яка графіка представляється в аналоговій або дискретних формах.

Аналогова форма - це мальовниче полотно, дискретне зображення – малюнок, виконаний на струменевому принтері, яке складаєтсья з безлічей різнобарвних маленьких крапок.
Зображення з аналогової форми (папір, фото-, кіноплівка) у цифрову (дискретну) форматується шляхом дискретизації – наприклад, шляхом сканування.

Кодування графічної інформації.

Кодування - це перетворення символів однієї знакової системи в іншу. Всі комп'ютерні зображення розділяють на два основні типи: растрові і векторні.

В растровій графіці зображення в процесі кодування розбивається на маленькі крапки або пікселі. Кожному пікселю привласнюється код кольору.

Інформація про кожну таку крапку містить комп'ютерна відеопам'ять.

Векторна графіка створюється із примітивних об'єктів таких як лінія, крива, крапка, прямокутник, трикутник, коло тощо.

Ці елементи (і їх обсяг) описуються за допомогою математичних формул.

Характеристики графічних зображень:
- Графічна інформація являє собою зображення, побудоване з конкретного числа крапок (пікселів) – це і є просторова дискретизація.

Цей процес можна зрівняти із зображеннями, побудованих з мозаїки. У такому зображенні кожній мозаїці (крапці) привласнюється свій код кольору
- Чим більше крапок тим якісніше зображення. Чим менша за розміром крапка, тим більше роздільна здатність, а значить знову - вища якість зображення.
- Якість зображення залежить і від кількості кольорів. Чим більше несе в собі інформацію кожна крапка про кількість кольорів, тим розширенішою буде палітра кольорів зображення.

Кодування кольору.
При кодуванні кольору відбувається його розкладання на основні складові - їх три (червоний, синій, зелений). Змішуючи ці кольори виходять різні відтінки.
У процесі дискретизації використовуються різні палітри.

Кожний колір розглядається як майбутній стан крапки.

Кількість кольорів N і кількість інформації I, зв'язані між собою і обчислюються по формулі: N=2i. Такі вихідні дані необхідні для кодування кольору кожної окремо крапки.
Наприклад, у найпростішому випадку палітра кольорів складається із двох - чорного і білого.

Значить кожна крапка на екрані приймає або «чорне» або «біле» стан.
По заданій формулі можна обчислити кількість інформації, необхідну для кодування кольору кожної крапки.

Кількість біт, необхідних для кодування кольору пікселя - це глибина кольору.
Кольорові зображення будуються із двійковим кодом кольору кожної крапки. Ця інформація зберігається у відеопам'яті. Такі зображення змінюють глибини кольору - 8, 16, 24 і 32 біта.
Кольорова картинка народжується на екрані шляхом змішування трьох базових кольорів: червоного, зеленого та синього. Ця колірна модель називається RGB (по перших буквах англійських назв квітів - Red, Green, Blue)

Для одержання безлічі відтінків (відповідно виходить і багата палітра кольорів) основним або базовим кольорам задаються різні інтенсивності (яскравість, контрастність, насиченість).
Наприклад, при глибині кольору в 24 біта (по 8 біт на кожний колір або канал) виходить N=28 =256 рівнів інтенсивності, задані двійковими кодами - від 00000000 (мінімальної ) до 11111111 (максимальної).

Графічні режими моніторів.
Розглянемо формування растрового зображення на екрані монітора, розміром 800х600 крапок.
Розраховуємо необхідний обсяг відеопам'яті для графічного режиму 800х600 і глибиною кольору в 24 бита.
Усіх крапок на екрані 480 000 (800 множимо на 600).
Обчислюємо необхідний обсяг відеопам'яті: 24 біт х 480 000 = 11 520 000 біт = 1,37 Мегабайт
По такій же аналогії розраховуються обсяги відеопам'яті і для інших популярних графічних режимів – 1024х768, 1280х1024, 1440х900, 1600х1200 і т.д.

Для довідки: в Windows є можливість вибору графічних режимів; також можна налаштовувати відеосистему комп'ютера (монітор і відеоадаптер).

Самоконтроль:

1. Форми графіки.

2. Що таке кодування?

3. Типи графіки і їх кодування
4. Як відбувається процес кодування кольору?
5. По якій формулі кодується колір?

6. Розкажіть про графічні режими мониторів.

Завдання:

Обчисліть обсяг відеопам'яті для графічного режиму 1440х900.

Список використаної літератури:

1. Урок на тему "Зображення", Голубев М. М., м. Таганрог

2. Урок на тему «Кодирование изображения», Гимадиева М. Ш., учитель информатики, Шалинская COШ, Республики Татарстан.
3. Сиденко Л. Компьютерная графика и геометрическое моделирование. - Питер, 2009 г.

4. Гурский Ю., Гурская И. , Жвалевский А. Компьютерная графика. Photoshop CS3, CorelDRAW X3, Illustrator CS3. Трюки и эффекты. - Питер, 2008 г.

5. Шокуров А. В., Михалёв А. В. Кодирование изображений с последующим возможным оптимальным декодированием // Успехи мат. наук., 2007 г.

Скомпоновано та надіслано викладачем Київського національного університету імені Тараса Шевченка Соловйовим М. С.

----

Над уроком працювали

Гімадієва М. Ш.

Голубєв М. М.

Соловйов М. С.

Поставить вопрос о современном образовании, выразить идею или решить назревшую проблему Вы можете на Образовательном форуме, где на международном уровне собирается образовательный совет свежей мысли и действия. Создав блог, Вы не только повысите свой статус, как компетентного преподавателя, но и сделаете весомый вклад в развитие школы будущего. Гильдия Лидеров Образования открывает двери для специалистов  высшего ранга и приглашает к сотрудничеству в направлении создания лучших в мире школ.