Кодирование графической информации

В настоящее время существует два подхода к решению проблемы представления данных в графическом виде (в виде изображений) на технических устройствах обработки информации (компьютере): растровый и векторный. Суть обоих методов в декомпозиции, т.е. разбиении изображения на части, которые легко описать.

Растровый подход предполагает разбиение изображения на маленькие одноцветные элементы – видеопиксели, которые, сливаясь, дают общую картину. Черно-белое графическое изображение состоит из мельчайших точек, образующих растр. Линейные координаты и индивидуальные свойства каждой точки (яркость) можно выразить с помощью целых чисел, а значит использовать двоичный код для представления графических данных. Общепринятым сегодня считается представление черно-белых изображений в виде комбинаций точек с 256 градациями серого цвета, т.е. для кодирования яркости любой точки достаточно восьми разрядного двоичного числа (одного байта).

Для кодирования цветных графических изображений применяется принцип декомпозиции произвольного цвета на основные составляющие, т.е. информация в коде каждого пикселя должна содержать сведения о том, какую интенсивность (яркость) имеет каждая составляющая в его цвете. На практике считается, что любой цвет можно получить смешением трех основных цветов или дополнительных (восьмицветная палитра и использование трехбитового кода):

1. Основные цвета - красный (Red, R), зеленый (Green, G), синий (Blue, B). Система получила название - RGB. Чувствительность человеческого глаза более 16 миллионов различных цветов. Поэтому для кодирования цвета точки необходимо использовать три байта (24 разряда двоичного кода).

2. Основные цвета голубой, пурпурный и желтый – дополняющие до белого цвета основные цвета (CMY). Голубой (Cyan, C) – дополнительный цвет красного, пурпурный (Magenta, M) – дополнительный цвет зеленого, желтый (Yellow, Y) – дополнительный цвет синего основного цвета.

Такое кодирование называется полноцветным (True Color).

При использовании для кодирования каждой цветовой точки двух байтового кода (16 бит) сокращается объем хранимых данных, но ухудшается цветовая гамма. Такой режим называют High Color.

Индексный режим кодирования цветовой информации использует один байт кода, которым определяется номер цвета (индекс) в соответствии с некоторой справочной таблицей цветов, называемой палитрой. Палитра должна храниться в памяти кодирующего устройства. В этом случае видеоинформация представляет собой перечисление в определенном порядке цветов этих элементов, т.е. в видеопамяти хранится совокупность кодов цветов каждого пикселя экрана.

Если обозначить b – разрядность кода цвета, M x N – разрешающая способность дисплея (M точек по горизонтали, N точек по вертикали), Vm – минимальный объем видеопамяти в битах, то Vm = b* M * N. Полученная величина – это объем видеопамяти, необходимый для хранения одного кадра, одной страницы изображения. Практически всегда в современных компьютерах в видеопамяти помещается одновременно несколько страниц изображения.

При векторном подходе изображение рассматривается как совокупность простых элементов: прямых линий, дуг, окружностей, эллипсов, прямоугольников, закрасок и пр., которые называются графическими примитивами. Графическая информация – это данные, однозначно определяющие все графические примитивы, составляющие рисунок.

Положение и форма графических примитивов задаются в системе графических координат, связанных с экраном. Обычно начало координат расположено в верхнем левом углу экрана. Сетка пикселей совпадает с координатной сеткой. Горизонтальная ось X направлена слева направо; вертикальная ось Y – сверху вниз.

Отрезок прямой линии однозначно определяется указанием координат его концов; окружность – координатами центра и радиусом; многоугольник – координатами его углов; закрашенная область – граничной линией и цветом закраски и пр.

Векторный формат изображения создается в результате использования графических редакторов векторного типа (например, CorelDraw), а растровые редакторы (например, Paint, Adobe Photoshop) образуют графические файлы растрового типа. Различие в представлении графической информации в растровом и векторном форматах существует лишь для графических режимов работы технического устройства. При выводе на экран любого изображения, в видеопамяти формируется информация растрового типа, содержащая сведения о цвете каждого пикселя.

Дата добавления: 2014-01-06