Кодирование графических данных

ОГБОУ СПО

Рязанский политехнический колледж

 

 

 

 

 

Реферат на тему

 

 

Кодирование графических

               данных 

 

 

 

 

 

 

 

                                                  Выполнил:

   Мишнин Владислав  гр.№103

                                                                                               

Проверила: Е. Ю. Добашина

 

                                                                                               

 

 

 

 

Г.Рязань Проезд Шабулина д.25  

Существует два способа представления графических изображений – растровый и векторный. Соответственно различают растровый и векторный форматы графических файлов, содержащих информацию графического изображения. Растровые форматы хорошо подходят для изображений со сложными гаммами цветов, оттенков и форм (фотографии, рисунки, отсканированные данные). Векторные форматы хорошо применимы для чертежей и изображений с простыми формами, тенями и окраской.

 

РАСТРОВАЯ ГРАФИКА

 

Растр, или растровый массив (bitmap), представляет совокупность битов, расположенных на сетчатом поле-канве. Бит может быть включен (единичное состояние) или выключен (нулевое состояние). Растровое изображение напоминает лист клетчатой бумаги, на котором каждая клеточка закрашена черным или белым цветом, в совокупности формируя рисунок.

 

Основным элементом растрового изображения является пиксел (pixel):

– пиксел – отдельный элемент растрового изображения;

– видеопиксел – элемент изображения на экране монитора;

– точка – отдельная точка, создаваемая принтером.

 

Цвет каждого пиксела растрового изображения – черный, белый, серый или любой из спектра – запоминается с помощью комбинации битов. Чем больше битов используется для этого, тем большее количество оттенков цвета для каждого пиксела можно получить. Число битов, используемых компьютером для хранения информации о каждом пикселе, называется битовой глубиной или глубиной цвета.

 

Наиболее простой тип растрового изображения состоит из пикселов, имеющих два возможных цвета – черный и белый. Для хранения такого типа пикселов требуется один бит в памяти компьютера (1-битовые изображения). Для отображения большего количества цветов используется больше битов информации. 24 бита обеспечивают более 16 миллионов цветов. 16 разрядов – High Color, 32 – True Color.

 

Основной недостаток растровой графики – каждое изображение требует для своего хранения большое количество памяти. Для решения проблемы обработки объемных (по затратам памяти) изображений используется два основных способа: увеличение памяти компьютера и сжатие изображений. Другой недостаток – снижение качества изображений при масштабировании.

 

 

 

ВЕКТОРНАЯ ГРАФИКА

 

Векторное представление определяет описание изображений в виде линий и фигур, возможно, с закрашенными областями. Для описания объектов используются комбинации компьютерных команд и математических формул. Это позволяет различным устройствам компьютера (монитор или принтер) при рисовании вычислять, где необходимо помещать реальные точки.

 

Векторную графику часто называют объектно-ориентированной или чертежной графикой. Имеется ряд простейших объектов (примитивов): эллипс, прямоугольник, линия. Эти примитивы и их комбинации используются для создания более сложных изображений. Если посмотреть содержание файла векторной графики, обнаруживается сходство с программой. Он может содержать команды, похожие на слова, и данные в коде ASCII, поэтому векторный файл можно отредактировать с помощью текстового редактора.

Описание окружности (в упрощенном виде):

 

объект – окружность;

центр – 50, 70; радиус – 40;

линия: цвет – черный, толщина – 0.50;

заливка – нет.

Данный пример показывает основное достоинство векторной графики – описание объекта является простым и занимает мало памяти. Для описания этой же окружности средствами растровой графики потребовалось бы запомнить каждую отдельную точку изображения, что заняло бы гораздо больше памяти.

 

Преимущества по сравнению с растровой:

 

простота масштабирования изображения без ухудшения его качества;

независимость объема памяти, требуемой для хранения изображения, от выбранной цветовой модели.

Недостаток: некоторая искусственность – любое изображение необходимо разбить на конечное множество составляющих его примитивов.

 

Векторные рисунки могут включать в себя и растровые изображения. Векторные и растровые изображения могут быть преобразованы друг в друга (конвертация графических файлов в другие форматы). Векторный –> растровый – просто, наоборот – сложнее и не всегда (растровая картинка должна содержать линии, которые могут быть идентифицированы программой конвертации как векторные примитивы).

 

 

 

Если графическое изображение рассматривать как комбинацию мельчайших точек, образующих определённый узор, называемый растром. То с помощью линейных координат и индивидуальных свойств каждой точки, выраженных с помощью целых чисел, можно применить систему двоичного кодирования и для графических данных. К  индивидуальным свойствам точки относятся  яркость и цвет.

Чёрно – белые иллюстрации представляются в виде комбинации точек с 256 градациями серого цвета. Таким образом, для кодирования яркости любой точки достаточно 8 разрядов двоичного числа. 

 Кодирование цветных графических  изображений осуществляется  на принципе декомпозиции произвольного цвета на основные составляющие. В качестве таких составляющих используются три  цвета: красный (Red, R), зелёный (Green, G) и синий (Blue, B). Такое кодирование называется системой RGB. При этом если для кодирования яркости каждой из основных составляющих использовать по 256 значений (8 двоичных разрядов), то на кодирование цвета одной точки требуется 24 разряда. Такая система кодирования обеспечивает 16,5 миллионов цветов. Эта система является  полноцветной и называется True Color. Если уменьшить количество двоичных разрядов, используемых для кодирования цвета каждой точки, то можно сократить объём данных, но при этом заметно сократится диапазон кодируемых цветов. Кодирование цветной графики двоичными числами, содержащими 16 разрядов, называется High Color.

На практике применяется индексный метод кодирования информации о цвете. При этом  код каждой точки растра выражает не цвет сам по себе, а только его номер (индекс) в справочной таблице, называемой палитрой, которая прилагается к графическим данным.