1666850354643__ee8nix (1)

Ключевые слова
растр, растровая графика
векторная графика
пиксель
цветовая модель
глубина цвета, палитра

Общие подходы к кодированию
Изображение на фотографии дискретное или аналоговое?

Общие подходы к кодированию

Общие подходы к кодированию

Векторная и растровая графика
Получено с помощью цифрового фотоаппарата
Преобразовано с помощью Corel Draw

Векторная и растровая графика
P2

Векторная и растровая графика
Совокупность пикселей. Геометрия растра задается при определении. Цвет пикселей – изменяемый атрибут.
Изображаемые объекты заданы математической функцией.
изменение размера изображения приводит к потере качества
геометрические размеры изображения определяют размер файла
изменение размера изображения не влияет на качество
геометрические размеры изображения не влияют на размер файла

Векторная и растровая графика
Совокупность пикселей. Геометрия растра задается при определении. Цвет пикселей – изменяемый атрибут.
Изображаемые объекты заданы математической функцией.
Используется для обработки фотографий.
Программы:
Photoshop
Gimp
Используется для создания логотипов.
Программы:
Corel Draw
Inkscape
Свободное ПО

Исаак Ньютон разделил спектр на семь цветов:
красный
оранжевый
желтый
зеленый
голубой
синий
фиолетовый
М.В. Ломоносов пришел к выводу, что можно получить любой цветовой оттенок, смешивая три основных краски в разных пропорциях.
Герман Грассман сформулировал законы синтеза цвета:
Закон трёхмерности. Любой цвет однозначно выражается с помощью трёх линейно независимых цветов.
Закон непрерывности. При непрерывном изменении пропорции, компонентов цветовой смеси, цвет
меняется непрерывно.
Историческая справка
ЧЕТВЕРТОЕ
ПОКОЛЕНИЕ
1970

Цветовая модель RGB
Аддитивная модель – цвет образуется путем смешения трех основных цветов.

Цветовая модель RGB
Модель RGB – единичный куб с осями R, G, B.
0, 0, 0
0, 0, 1
0, 1, 1
1, 1, 1
1, 1, 0
0, 1, 0
1, 0, 0
1, 0, 1
В компьютере интенсивность цветовых компонентов
задается целыми числами от 0 до 255.

Цветовая модель RGB
Режим True Color
(3 байта на пиксель)
Количество цветов:
2563 = 16 777 216
Режим High Color
(2 байта на пиксель)
Количество цветов:
32 · 64 · 32 = 65 536

Стеганография
Стеганография – способ передачи информации с учётом сохранения в тайне самого факта такой передачи.
Изменение последнего бита любой цветовой компоненты не будет видно человеческому глазу, но позволит сохранить в передаваемом изображении черно-белую картинку со спрятанной информацией. Используя три компоненты можно внедрить в исходное изображение три независимых скрытых изображения или спрятать цветную картинку.
Шифрование: Старшие биты каждой компоненты секретного изображения запомним в последних битах открытого изображения.
Дешифрование: Для прочтения скрытой информации переместим младшие биты на первые позиции.
Декодированное
изображение
Исходные
Изображение
с секретом

Цветовая модель RGB
Задание 1. По каналу связи, обеспечивающему передачу информации со скоростью 6 Мбит/с, передали 100 одинаковых квадратных изображений, записанных в режиме True Color цветовой модели RGB. Время передачи составило 25 с. Определите размеры одного изображения в пикселях.
Дано:
V = 6 Мбит/с
K = 100
i = 24 бита
t = 25 c
x (размер) - ?
I = x2 · i · K
x2 · i · K = V· t
Ответ: 256 х 256 пикселей
I = V · t
x2 = ( V · t) / ( i · K )
x2 = ( 6 · 10242 · 52 ) / ( 6 · 22 · 102 )
x2 = ( 1024 · 5 / ( 2 · 10 ) ) 2
x2 = ( 1024 / 4 )2 = 2562

Цветовая модель HSB
Цветовой оттенок (Hue) один из цветов спектра.
Цветовой оттенок – величина угла на круге.

Цветовая модель HSB
Тон
Насыщенность
Яркость
Насыщенность цвета (Saturation) – степень разбавления его белым цветом.
Яркость цвета (Brightness) – зависит от добавления к нему чёрного цвета – чем больше чёрного цвета, тем меньше яркость.
Цветовой оттенок (Hue) один из цветов спектра.
Цветовой оттенок – величина угла на круге.

Цветовая модель HSB
147°
95%
79%
Пространство цветов модели HSB может быть представлено в
форме вложенных концентрических конусов с общей вершиной и
общей осью симметрии

Цветовая модель CMYK
Субтрактивная (вычитающая) модель CMYK – единичный куб с осями Cyan (голубой), Magenta (пурпурный), Yellow (желтый). Цвет BlacK (черный) добавлен для корректировки яркости.
1, 1, 1
1, 1, 0
1, 0, 0
0, 0, 0
0, 0, 1
1, 0, 1
0, 1, 1
0, 1, 0
Для
печати

Задача
Рассчитайте объём видеопамяти, необходимой для хранения графического изображения, занимающего весь экран монитора с разрешением 640 × 480 и палитрой из 65 536 цветов.
Решение:
N = 65 536
K = 640 × 480
I — ?
65 536 = 2i , i = 16,
I = 640 × 480 × 16 = 26 × 10 × 24 × 30 × 24 =
= 300 × 214 (битов) = 300 × 211 (байтов) = 600 (Кбайт).
Ответ: 600 Кбайт.
N = 2i,
I = K × i

Самое главное
Графическая информация хранится в памяти компьютера в двоичном коде. Пространственная дискретизация и квантование приводит к потере некоторой доли информации.
Векторный метод кодирования графической информации основывается на выделении конечного количества областей пространства – графических примитивов (многоугольников, кривых, овалов, и др.).
Растровый метод кодирования графической информации основывается на выделении конечного количества точек пространства – пикселей. Для каждого элемента пространства (области, точки) сохраняется информация о его цвете.

Самое главное
Любой цвет – композиция трёх независимых цветов. В компьютерной технике чаще всего используются следующие цветовые модели:
RGB (Red – Green – Blue) для компьютерной обработки имеющихся изображений и воспроизведения на экране
HSB (Hue – Saturation – Brightness) при создании изображений инструментами графического редактора
CMYK (Cyan – Magenta – Yellow – blacK) для подготовки печатных изображений.
Количество бит, используемое для кодирования одного пикселя, называется глубиной цвета (i).
Палитра (N) – количество цветов, которые могут быть использованы в изображении. N = 2i.

Вопросы и задания
Что общего между пуантилизмом (техника живописи), созданием мозаичных изображений и формированием изображения на экране монитора?

Вопросы и задания
Какое из представленных изображений является дискретным?
Ответ
Все изображения являются дискретными, так как они представлены на слайде. Компьютер не позволяет сохранить изображение без потери качества.

Вопросы и задания
Файл цветовой модели RGB в режиме High Color напечатали на принтере. Для печати использовали линейное разрешение 128 пикселей/см. Размеры печатного оттиска изображения 10 х 16 см2. Определите размер файла (в Мбайтах).
Ответ
Решение:
Линейное разрешение означает количество пикселей на единицу длины.
Определим размеры изображения в пикселях:
10 ⋅ 128 = 5 ⋅ 28 пикселей
16 ⋅ 128 = 211 пикселей
В режиме High Color каждый пиксель кодируется 2 байтами.
5 ⋅ 28 ⋅ 211 ⋅ 2 = 5 ⋅ 220 (байт) = 5 (Мбайт
Ответ: 5 Мбайт

Пиксель – отдельная точка изображение на экране монитора.
Видеосистема
Монитор
Видеокарта
Опорный конспект
Количество пикселей, из которых складывается изображение
на экране монитора – пространственное разрешение
монитора.
Видеопамять
Видеопроцессор
Цветовая модель RGB – комбинация трёх базовых цветов –
Красного (R), зелёного (G) и синего (B).
N = 2i,
где N – количество цветов в палитре, i – глубина цвета