Двоичное кодирование графической информации

Пространственная дискретизация. В процессе кодирова­ния изображения производится его пространственная диск­ретизация. Пространственную дискретизацию изображе­ния можно сравнить с построением изображения из мозаики (большого количества маленьких разноцветных стекол). Изображение разбивается на отдельные маленькие фрагменты (точки), причем каждому фрагменту присваива­ется значение его цвета, то есть код цвета (красный, зеле­ный, синий и так далее) — рис. 2.7.

Рис. 2.7

Пространственная

дискретизация

изображения

гмгггга нпгшая

шшшшяшш

Качество кодирования изображения зависит от двух па­раметров. Во-первых, качество кодирования изображения тем выше, чем меньше размер точки и соответственно боль­шее количество точек составляет изображение.

Во-вторых, чем большее количество цветов, то есть боль­шее количество возможных состояний точки изображения, используется, тем более качественно кодируется изображе­ние (каждая точка несет большее количество информации). Совокупность используемых в наборе цветов образует па­литру цветов.

Формирование растрового изображения. Графическая ин­формация на экране монитора представляется в виде растро­вого изображения, которое формируется из определенного ко­личества строк, которые в свою очередь содержат определенное количество точек (пикселей).

Качество изображения определяется разрешающей спо­собностью монитора, т.е. количеством точек, из которых оно складывается. Чем больше разрешающая способность, то есть чем больше количество строк растра и точек в строке, тем выше качество изображения. В современных персональ­ных компьютерах обычно используются три основные разре­шающие способности экрана: 800 х 600, 1024 х 768 и 1280 х 1024 точки.

Рассмотрим формирование на экране монитора растрово­го изображения, состоящего из 600 строк по 800 точек в каждой строке (всего 480 000 точек). В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета) каж­дая точка экрана может иметь одно из двух состояний — «черная» или «белая», то есть для хранения ее состояния необходим 1 бит.

Цветные изображения формируются в соответствии с дво­ичным кодом цвета каждой точки, хранящимся в видеопа­мяти (рис. 2.8). Цветные изображения могут иметь различ­ную глубину цвета, которая задается количеством битов, используемым для кодирования цвета точки. Наиболее рас­пространенными значениями глубины цвета являются 8, 16, 24 или 32 бита.

О Качество двоичного кодирования изображения М определяется разрешающей способностью экра- ** на и глубиной цвета.

Каждый цвет можно рассматривать как возможное состо­яние точки, тогда количество цветов, отображаемых на эк­ране монитора, может быть вычислено по формуле (2.1):

N = 2⁷,

где I — глубина цвета (табл. 2.4).

Таблица 2.4. Глубина цвета и количество отображаемых цветов Глубина цвета (/) Количество отображаемых цветов (N) 28 = 256 16 (High Color) 216 = 65 536 24 (True Color) 224= 16 777 216 32 (True Color) 232 = 4 294 967 296

Цветное изображение на экране монитора формируется за счет смешивания трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Такая цветовая модель называется RGB-моделью по первым буквам английских названий цветов (Red, Green, Blue).

Для получения богатой палитры цветов базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности. Например, при глубине цвета в 24 бита на каждый из цветов выделяет­ся по 8 бит, то есть для каждого из цветов возможны N — 2⁸ = 256 уровней интенсивности, заданные двоичными кодами (от минимальной — 00000000 до максимальной — 11111111) — табл. 2.5.

Таблица 2.5. Формирование цветов при глубине цвета 24 бита Название цвета Интенсивность Красный Зеленый Синий I Черный I Красный I Зеленый I Синий I Голубой Желтый Белый

Графический режим. Графический режим вывода изобра­жения на экран монитора определяется величиной разрешаю­щей способности и глубиной цвета. Для того чтобы на экране монитора формировалось изображение, информация о каждой его точке (код цвета точки) должна храниться в видеопамяти компьютера. Рассчитаем необходимый объем видеопамяти для одного из графических режимов, например, с разрешением 800 х 600 точек и глубиной цвета 24 бита на точку. Всего точек на экране: 800 • 600 = 480 000. Необходимый объем видеопамяти: 24 бит • 480 000 = 11 520 000 бит = 1 440 000 байт = = 1406,25 Кбайт = 1,37 Мбайт.

Аналогично рассчитывается необходимый объем видеопа­мяти для других графических режимов.

В Windows предусмотрена возможность выбора графиче­ского режима и настройки параметров видеосистемы компь­ютера, включающей монитор и видеоадаптер.