Объем изображения как найти

girl 2189247 1920 Советы на день

Задачи на расчет информационного объёма растрового графического изображения

Теория

Расчёт информационного объёма растрового графического изображения (количества информации, содержащейся в графическом изображении) основан на подсчёте количества пикселей в этом изображении и на определении глубины цвета (информационного веса одного пикселя).

При расчетах используется формула V = i * k,

где V – это информационный объём растрового графического изображения, измеряющийся в байтах, килобайтах, мегабайтах;

k – количество пикселей (точек) в изображении, определяющееся разрешающей способностью носителя информации (экрана монитора, сканера, принтера);

i – глубина цвета, которая измеряется в битах на один пиксель.

Глубина цвета задаётся количеством битов, используемым для кодирования цвета точки.

Глубина цвета связана с количеством отображаемых цветов формулой

Примеры

1. Видеопамять компьютера имеет объем 512Кб, размер графической сетки 640×200, в палитре 8 цветов. Какое количество страниц экрана может одновременно разместиться в видеопамяти компьютера?

Найдем количество пикселей в изображении одной страницы экрана:

k = 640*200=128000 пикселей.

Находим объем видеопамяти, необходимый для размещения одной станицы экрана. V = i * k (бит), V = 3*128000 = 384000(бит) = 48000 (байт) = 46,875Кб.

Т.к. объем видеопамяти компьютера 512Кб, то можно одновременно хранить в видеопамяти компьютера 512 / 46,875 = 10,923 ≈ 10 целых страниц экрана.

Ответ: 10 полных страниц экрана можно одновременно хранить в видеопамяти компьютера

2. В результате преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 256 до 16. Как при этом изменился объем видеопамяти, занимаемой изображением?

Ответ: объём графического изображения уменьшится в два раза.

3. Сканируется цветное изображение стандартного размера А4 (21×29,7 см 2 ). Разрешающая способность сканера 1200dpi (точек на один дюйм) и глубина цвета 24 бита. Какой информационный объём будет иметь полученный графический файл?

i=24 бита на пиксель;

Переведем размеры изображения в дюймы и найдем количество пикселей k: k = (21/2,54)*(29,7/2,54)*1200 2 (dpi) ≈ 139210118 (пикселей)

Используем формулу V = i * k

V=139210118*24 = 3341042842 (бита) = 417630355байт = 407842Кб = 398Мб

Ответ: объём сканированного графического изображения равен 398 Мб

Задачи для самостоятельного решения

1. Определите количество цветов в палитре при глубине цвета 4, 8, 16, 24, 32 бита.

2. В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 65536 до 16. Во сколько раз уменьшится информационный объем файла?

3. 256-цветный рисунок содержит 120 байт информации. Из скольких точек он состоит?

4. Достаточно ли видеопамяти объёмом 256 Кбайт для работы монитора в режиме 640×480 и палитрой из 16 цветов?

5. Какой объем видеопамяти необходим для хранения двух страниц изображения при условии, что разрешающая способность дисплея равна 640×350 пикселей, а количество используемых цветов – 16?

6. Какой объем видеопамяти необходим для хранения четырех страниц изображения, если битовая глубина равна 24, а разрешающая способность дисплея 800×600 пикселей?

7. Объем видеопамяти равен 2 Мб, битовая глубина 24, разрешающая способность дисплея 640×480. Какое максимальное количество страниц можно использовать при этих условиях?

8. Видеопамять имеет объем, в котором может храниться 4-х цветное изображение размером 640×480. Какого размера изображение можно хранить в том же объеме видеопамяти, если использовать 256 – цветную палитру?

9. Для хранения растрового изображения размером 1024×512 отвели 256 Кб памяти. Каково максимальное возможное количество цветов в палитре изображения?

Задачи на расчет объёма звуковой информации

Теория

Размер цифрового моноаудиофайла вычисляется по формуле А=Д*Т*i,

где Д- частота дискретизации;

Т- время звучания или записи звука;

Для стереоаудиофайла размер вычисляется по формуле А=2*Д*Т*i

Примеры

1. Подсчитать, сколько места будет занимать одна минута цифрового звука на жестком диске или любом другом цифровом носителе, записанного с частотой 44.1 кГц и разрядностью 16 бит.

Если записывают стереосигнал

А = 2*Д*Т*i = 44100*120*16 = 84672000бит = = 10584000байт = 10335,9375Кб = 10,094Мб.

Если записывают моносигнал А = 5Мб.

Т = 10737418,24/44100/2 = 121,74(сек) = 2,03(мин)

Задачи для самостоятельного решения

1. Определить размер (в байтах) цифрового аудиофайла, время звучания которого составляет 10 секунд при частоте дискретизации 22,05 кГц и разрешении 8 бит. Файл сжатию не подвержен.

2. В распоряжении пользователя имеется память объемом 2,6 Мб. Необходимо записать цифровой аудиофайл с длительностью звучания 1 минута. Какой должна быть частота дискретизации и разрядность?

3. Объем свободной памяти на диске – 0,01 Гб, разрядность звуковой платы – 16. Какова длительность звучания цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 44100 Гц?

4. Одна минута записи цифрового аудиофайла занимает на диске 1,3 Мб, разрядность звуковой платы – 8. С какой частотой записан звук?

Источник

Информационный объем графического изображения

В наше время уже не найдешь школьника, который бы не играл в компьютерные игры, или не пытался с помощью компьютера нарисовать простейший рисунок. С помощью специальных программ можно редактировать фотографии или рисунки, создавать видеофильмы. Раздел информатики, занимающийся работой на компьютере с графическими изображениями, называется компьютерной графикой.

Первые компьютеры использовались лишь для решения научных и производственных задач. Результатом работы этих компьютеров были длинные колонки цифр, напечатанных на бумаге. Инженерам самим приходилось расшифровывать эти расчеты, затем чертить графики и схемы. Довольно быстро пришла идея поручить эту работу компьютеру.

image018Сейчас все типы ПК оснащены графическими дисплеями, причем качество цветного изображения монитора бывает лучше, чем у телевизора.

Современные мониторы имеют разрешение экрана: 640 х480 1024 х 768 1280 х 1024

M

Существуют черно-белые и цветные мониторы. На черно-белом экране пиксель может светиться либо белым, либо черным цветом. При изменении интенсивности света получаются промежуточные серые тона (оттенки).

А как получается цветное изображение? Каждый пиксель на цветном экране это совокупность трех точек разного цвета: красного, зеленого и синего (RGB). Эти точки расположены так близко, что нам они кажутся слившимися в одну точку. Из сочетания этих трех цветов и складывается вся красочная палитра на экране.

Видеопамять предназначена для хранения видеоинформации – двоичного кода изображения, выводимого на экран. В видеопамяти содержится информация о состоянии каждого пикселя экрана. Видеопамять – это электронное энергозависимое запоминающее устройство, которое может хранить одновременно несколько страниц высококачественного графического изображения.

Дисплейный процессор читает содержимое видеопамяти и в соответствии с ним управляет работой монитора.

Теперь перейдем к тому, как нам определить информационный объем графического изображения или объем видеопамяти?

Мы уже знаем, что прежде, чем измерить информацию, ее нужно закодировать. Так мы поступали в случае с текстовым сообщением. Мы кодировали каждый символ в тексте (т.е. определяли вес одного символа), затем количество символов умножали на код одного символа.

А как мы поступим с графическим изображением? Что будем кодировать? Правильно! Мы будем кодировать каждый пиксель, затем код одного пикселя будем умножать на количество пикселей на экране и, таким образом, определим ИО графического изображения.

Но от чего зависит код пикселя, другими словами как нам определить, сколько бит понадобится для кодирования одной точки на экране монитора? От чего зависел код одного символа в тексте? От мощности алфавита, с помощью которого написан текст. А код одного пикселя зависит от количества использованных цветов.

Если изображение черно-белое, то каждая точка на экране монитора может быть либо белой, либо черной. Другими словами, для кодирования одной точки на ч/б мониторе достаточно 1 бита. Если используется 4 цвета, то код одного пикселя – 2 бита; при использовании 8 цветов для кодирования одной точки на экране монитора уже потребуется 3 бита и т.д. Количество бит, необходимых для кодирования одного пикселя мы будем называть глубиной цвета. Получилась уже знакомая нам таблица:

Количество бит или глубина цвета
Количество вариантов или количество используемых цветов

И знакомые нам формулы:

где I – информационный объем графического изображения;

K–количествопикселей на экране монитора или разрешение экрана;

Глубина цвета связана с количеством используемых цветов:

где N –количество используемых цветов.

Пример 1. Какой объем видеопамяти необходим для хранения двух страниц изображения при условии, что разрешающая способность экрана 640х350 пикселей, а количество используемых цветов – 16?

Пример 2. Объем видеопамяти равен 1 Мбайт. Разрешающая способность экрана – 800х600. Какое максимальное количество цветов можно использовать при условии, что видеопамять делится на две страницы?

image007Вопросы для повторения и задания:

1. Что изучает компьютерная графика?

2. Как называется одна точка на экране монитора?

4. Смешением каких цветов получается цветное изображение?

5. Какое устройство управляет работой монитора?

6. Для чего предназначена видеопамять?

7. Какие функции выполняет дисплейный процессор?

8. Что такое глубина цвета и как она связана с количеством используемых

9. Как найти информационный объем графического изображения?

10. Растровый файл, содержащий черно-белый рисунок, имеет объем 300

байт. Какой размер может иметь рисунок в пикселях?

11. Сколько информации содержится в картинке экрана с разрешающей

способностью 800х600 пикселей и 16 цветами?

12. Определить объем видеопамяти компьютера, который необходим для

реализации графического режима монитора с разрешающей способностью 1024х768 точек и палитрой из 1024 цветов.

13. Достаточно ли видеопамяти объемом 256 Кб для работы монитора в

режиме 640х480 и палитрой из 16 цветов?

14. Сканируется цветное изображение размером см. Разрешающая

способность сканера 600 dpi и глубина цвета 32 бита. Какой информационный объем будет иметь полученный графический файл?

Переведем разрешающую способность сканера из точек на дюйм (1 дюйм =

2,54 см) в точки на сантиметр: 600dpi / 2,54 ≈ 236 точек/см.

Следовательно, размер изображения в точках составит 2360х2360 точек.

Общее количество точек изображения равно: 2360 х 2360 = 5 569 600.

Информационный объем файла равен:

32 бита * 5569600 = 178 227 200 бит = 22278400 б = 21756 Кб ≈ 21 Мб

15. После изменения свойств рабочего стола монитор приобрел

разрешение 1024х768 точек и получил возможность отображать 65 536 цветов. Какой объем видеопамяти занимает текущее изображение рабочего стола?

16. Фотография размером 10х10 была отсканирована с разрешением 40

dpi при глубине цвета, равной 24 бита. Определите информационную емкость полученного растрового файла.

17. На цифровой фотокамере установлено разрешение 768 х 576 точек

при глубине цвета 24 бита. Для записи и хранения отснятых изображений используется сжатие видеоданных в среднем в 16 раз. Сколько кадров может хранить встроенная память фотокамеры объемом 2 Мбайта?

Источник

Формула объема памяти в информатике

Расчёт информационного объёма текстового сообщения (количества информации, содержащейся в информационном сообщении) основан на подсчёте количества символов в этом сообщении, включая пробелы, и на определении информационного веса одного символа, который зависит от кодировки, используемой при передаче и хранении данного сообщения.

В традиционной кодировке (Windows, ASCII) для кодирования одного символа используется 1 байт (8 бит). Эта величина и является информационным весом одного символа. Такой 8-ми разрядный код позволяет закодировать 256 различных символов, т.к. 2 8 =256.

В настоящее время широкое распространение получил новый международный стандарт Unicode, который отводит на каждый символ два байта (16 бит). С его помощью можно закодировать 2 16 = 65536 различных символов.

Итак, для расчёта информационного объёма текстового сообщения используется формула

где Vtext – это информационный объём текстового сообщения, измеряющийся в байтах, килобайтах, мегабайтах; nсимв – количество символов в сообщении, i – информационный вес одного символа, который измеряется в битах на один символ; kсжатия – коэффициент сжатия данных, без сжатия он равен 1.

Информация в кодировке Unicode передается со скоростью 128 знаков в секунду в течение 32 минут. Какую часть дискеты ёмкостью 1,44Мб займёт переданная информация?

Дано: v = 128 символов/сек; t = 32 минуты=1920сек; i = 16 бит/символ

nсимв = v*t = 245760 символов V=nсимв*i = 245760*16 = 3932160 бит = 491520 байт = 480 Кб = 0,469Мб, что составляет 0,469Мб*100%/1,44Мб = 33% объёма дискеты

Ответ: 33% объёма дискеты будет занято переданным сообщением

Расчёт иформационного объема растрового изображения

Расчёт информационного объёма растрового графического изображения (количества информации, содержащейся в графическом изображении) основан на подсчёте количества пикселей в этом изображении и на определении глубины цвета (информационного веса одного пикселя).

Итак, для расчёта информационного объёма растрового графического изображения используется формула (3):

где Vpic – это информационный объём растрового графического изображения, измеряющийся в байтах, килобайтах, мегабайтах; K – количество пикселей (точек) в изображении, определяющееся разрешающей способностью носителя информации (экрана монитора, сканера, принтера); i – глубина цвета, которая измеряется в битах на один пиксель; kсжатия – коэффициент сжатия данных, без сжатия он равен 1.

1) В результате преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 256 до 16. Как при этом изменится объем видеопамяти, занимаемой изображением?

Дано: N1 = 256 цветов; N2 = 16 цветов;

N1 = 256 = 2 8 ; i1 = 8 бит/пиксель

N2 = 16 = 2 4 ; i2 = 4 бит/пиксель

Ответ: объём графического изображения уменьшится в два раза.

2) Сканируется цветное изображение стандартного размера А4 (21*29,7 см). Разрешающая способность сканера 1200dpi и глубина цвета 24 бита. Какой информационный объём будет иметь полученный графический файл?

Дано: i = 24 бита на пиксель; S = 21см*29,7 см D = 1200 dpi (точек на один дюйм)

Используем формулы V = K*i;

S = (21/2,54)*(29,7/2,54) = 8,3дюймов*11,7дюймов

K = 1200*8,3*1200*11,7 = 139210118 пикселей

V = 139210118*24 = 3341042842бита = 417630355байт = 407842Кб = 398Мб

Ответ: объём сканированного графического изображения равен 398 Мегабайт

Урок » Вычисление объема графического файла»

Качество кодирования изображения зависит от :

– размера точки – чем меньше её размер, тем больше количество точек в изображении

– количества цветов (палитры) – чем большее количество возможных состояний точки, тем качественнее изображение

Вычисление объема графического файла

Информации о состоянии каждого пикселя хранится в закодированном виде в памяти ПК. Из основной формулы информатики можно подсчитать объем памяти, необходимый для хранения одного пикселя:

где i – глубина кодирования (количество бит, занимаемых 1 пикселем), N – количество цветов (палитра)

Следовательно, для его хранения требуется 1 бит.

9 0312

Количество отображаемых цветов N

32 (true color) 2 32 = 4 294 967 296

Вычисление объема растрового изображения

Задача 1. Вычислить объем растрового черно-белого изображения размером 128 х 128.

2) V = K * i = ( 1 28 x 1 28 x 1 бит) / (8 * 1024) = 2 Кбайт.

Задача 2. Вычислить объем растрового изображения размером 128 х 128 и палитрой 256 цветов.

2) V = K * i = ( 1 28 x 1 28 x 8 бит) / (8 х 1024) = 16 Кбайт.

Задача 3. Рассчитайте объём видеопамяти, необходимой для хранения графического изображения, занимающего весь экран монитора с разрешением 640 х 480 и палитрой из 65 536 цветов.

2) V = K * i = ( 640 x 4 8 0 x 16 бит) / (8 х 1024) = 6 00 Кбайт.

Вычисление объема векторного изображения

Задача 3. Вычислить объем векторного изображения.

Решение: Векторное изображение формируется из примитивов и хранится в памяти в виде формулы:

RECTANGLE 1, 1, 100, 100, Red, Green

Подсчитаем количество символов в этой формуле: 36 символов (букв, цифр, знаков препинания и пробелов)

36 символов х 2 байта = 72 байт ( Unicode 1 символ – 1 байт)

Презентация к уроку

Загрузить презентацию (586,8 кБ)

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Обобщение и систематизация знаний, развитие приёмов умственной деятельности, памяти, внимания, умения сопоставлять, анализировать, делать выводы. Повышение информационной культуры учащихся, интереса к предмету “Информатика”, развитие познавательного интереса учащихся, ответственности, самостоятельности, самооценки, умения работать в коллективе.

Тип урока: Обобщение и систематизации знаний.

ТСО и наглядность: проектор, распечатки с заданиями, презентация по ходу урока.

Единицы измерения информации.

В 1 бит можно записать один двоичный символ.
1 байт = 8 бит.
В кодировке ASCII в один байт можно записать один 256 символьный код.
В кодировке UNICODE один 256 символьный код занимает в памяти два байта.
1 килобайт = 1024 байт
1 мегабайт = 1024 килобайт
1 гигабайт = 1024 мегабайт
1 терабайт = 1024 гигабайт

Формула Хартли 2 i = N где i– количество информации в битах, N – неопределенность

Таблица степеней двойки, которая показывает сколько информации можно закодировать с помощью i – бит

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024

Чтобы вычислить информационный объем сообщения надо количество символов умножить на число бит, которое требуется для хранения одного символа
Например: двоичный текст 01010111 занимает в памяти 8 бит
Этот же текст в кодировке ASCII занимает 8 байт или 64 бита
Этот же текст в кодировке UNICODE занимает 16 байт или 128 бит.
Не забывайте, что пробелы надо тоже считать за символы поскольку они также набираются на клавиатуре и хранятся в памяти.
Мощность алфавита – это количество символов в алфавите или неопределенность из формулы Хартли.
Информационный вес одного символа – это значение i из формулы Хартли.
Отсюда можно сделать вывод, что не существует алфавита, состоящего из одного символа, поскольку тогда информационный вес этого символа был бы равен 0.

Ход урока

I. Организационный момент.

Проверка готовности учащихся к уроку. Проверка присутствующих. Сообщение темы и целей урока. Проверка домашнего задания.

II. Актуализация знаний.

Провожу проверку знаний, полученных на предыдущем уроке.

III. Применения и закрепления полученных знаний.

Обсуждаются темы из различных областей знаний, возможные для использования на уроке. Конкретизируется и выдается задание по теме урока с учетом воспитательных и развивающих целей урока.

(Решение задач. На доске проецируется слайд с заданием.)

1) На железнодорожном вокзале 8 путей отправления поездов. Вам сообщили, что ваш поезд прибывает на четвёртый путь. Сколько информации вы получили?

3) Загадано число из промежутка от 1 до 64. Какое количество информации необходимо для угадывания числа из этого промежутка?

4) Какой объём памяти на диске требуется для записи 5 страниц текста набранного на компьютере, если каждая страница содержит 30 строк по 70 символов в строке?

5) Сколько символов содержит сообщение, записанное с помощью 256 – символьного алфавита, если объём его составил 1/32 часть Мбайта?

6) Объём сообщения, содержащего 2048 символов, составил 1/512 часть Мбайта. Каков размер алфавита, с помощью которого записано сообщение?

7) За четверть ученик получил 100 оценок. Сообщение о том, что он получил пятёрку, несёт 2 бита информации. Сколько пятёрок ученик получил за четверть?

8) В корзине лежат 8 чёрных шаров и 24 белых. Сколько информации несёт сообщение о том, что достали чёрный шар?

9) В корзине лежат 8 чёрных шаров и 24 белых. Сколько информации несёт сообщение о том, что достали шар?

Самостоятельная работа. Ученики выполняют тестовые задания

Карточки с тестом на 2 варианта. С последующей взаимопроверкой и обсуждением.

1 вариант
Шахматная доска состоит 8 столбцов и 8 строк. Какое минимальное количество бит потребуется для кодирования координат одного шахматного поля?

Два текста содержат одинаковое количество символов. Первый текст составлен в алфавите мощностью 16 символов, а второй текст – в алфавите из 256 символов. Во сколько раз количество информации во втором тексте больше, чем в первом?

Какое минимальное количество бит потребуется для кодирования положительных чисел, меньших 60?

Двое играют в “крестики-нолики” на поле 4 на 4 клетки. Какое количество информации получил второй игрок, узнав ход первого игрока?

1) 1 бит; 2) 2 бита; 3) 4 бита; 4) 16 бит.

2 вариант
Мощность алфавита равна 256. Сколько Кбайт памяти потребуется для сохранения 160 страниц текста, содержащего в среднем 192 символа на каждой странице?

1) 10; 2) 20; 3) 30; 4) 40.

Мощность алфавита равна 64. Сколько Кбайт памяти потребуется, чтобы сохранить 128 страниц текста, содержащего в среднем 256 символов на каждой странице?

1) 8; 2) 12; 3) 24; 4) 36.

В коробке лежат 64 цветных карандаша. Сообщение о том, что достали белый карандаш, несет 4 бита информации. Сколько белых карандашей было в коробке?

За четверть Василий Пупкин получил 20 оценок. Сообщение о том, что он вчера получил четверку, несет 2 бита информации. Сколько четверок получил Василий за четверть?

IV. Подведение итогов урока. Выставление оценок на тестовую работу.

V. Домашнее задание.

Получают домашнее задание к следующему уроку.

Источник

Растеризация изображения

Процедура оцифровки изображения называется растеризацией и включает последовательно следующие этапы: дискретизацию, квантование и кодирование. Довольно часто преобразование векторного изображения в пиксельное также называется растеризацией.

Дискретизация и квантование основаны на едином принципе разбиения непрерывного сигнала на отдельные и независимые друг от друга элементы, между ними существуют различия:

Ø В процессе дискретизации единое и не имеющее формального членения изображение принудительно разбивается на абсолютно одинаковые по размеру (по площади) элементы. С точки зрения дискретизации все эти элементы одинаковы и отличаются только своим положением (координатами в сетке).

Ø В процессе квантования все одинаковые элементы необходимо разделить по какому-либо принципу. Иначе никакого цифрового изображения получить нельзя. В соответствии с количеством требуемых уровней тона (цвета) необходимо представить количество значений тона в виде таблицы квантования. Каждому тону соответствует двоичный код.

Коды записываются в виртуальную математическую матрицу в соответствии со значением каждого дискретного элемента и сохраняются в одном из стандартных форматов.

И, используя ту же кодовую таблицу, цифровое изображение в форме виртуальной матрицы выводят (визуализируют) на внешнее устройство (монитор или принтер), теперь уже в форме, доступной для человеческого восприятия.

Критерий дискретизации

Разрешение — это количество дискретных элементов в единицу длины.

Единица измерения разрешения ppi — это количество пикселей в каждом дюйме изображения.

Исходя из такого определения, рассмотрим расчет разрешения для штрихового изображения (рис. 1 а, б, в) :

О ригинал изображения

Результат визуализации с разрешением 4 ppi

Результат визуализации с удвоенным разрешением

Под частотой дискретизации понимается величина, обратная разрешению, т. е. фактически — это высота пикселя.

Теорема Котельникова: Частота дискретизации должна быть, по крайней мере, вдвое выше максимальной частоты передаваемого сигнала, подвергаемого дискретизации.

Пусть толщина минимальной линии на чертеже, составляет 2,54мм. Исходя из критерия Котельникова—Найквиста, высота элемента дискретизации (пикселя) должна быть в два раза меньше, следовательно:

Таким образом, получен размер одной ячейки дискретизации (пикселя), а для того чтобы получить значение разрешения, необходимо определить, сколько таких ячеек попадает в дюйм (равный 25,4 мм):

25,4 (мм) / 1,27 (мм) = 20 (пикселей)

Поскольку в каждом дюйме размещается 20 пикселей, можно утверждать, что для достоверной оцифровки штриха толщиной 2,54 мм достаточно разрешения, равного всего 20 ppi.

(Здесь представлен довольно условный пример, с удобными числами для расчета)

Возьмем более сложный пример: пусть толщина линии составляет половину пункта (пункт равен 1,72 дюйма), т.е. толщина линии равна примерно 0,176мм. Тогда уравнение будет:

25,4 (мм) / (0,176 / 2) = 288 (пикселей)

Общая формула для расчета требуемого разрешения, будет:

Если толщина штриха измеряется в дюймах:

Расчет объема растрового файла

Следует иметь в виду, что пока речь не идет о форматах, а только о совокупности битовых карт, которые занимают определенный объем дисковой или оперативной памяти. «Объем» пиксельного файла имеет: площадь матрицы и совокупность битовых карт, уходящих в глубину, как у объемного тела, например параллелепипеда (рис. 2).

Объем тела вычисляется путем перемножения его составляющих.

Предположим, что необходимо рассчитать объем дискового пространства для хранения черно-белого тонового изображения размером 127×254 мм и разрешением 72 ppi.

Значение длины L и ширины W, необходимо представить в дюймах:

L= 127/25,4=5(дюйм); W= 254 / 25,4 = 10 (дюйм)

Площадь изображения S:

S=L*W= 5*10=50(квадратных дюймов)

Геометрическая площадь изображения содержит сетку дискретизации, поэтому следующим шагом необходимо вычислить общее количество пикселей. Для этого следует учесть, что величина разрешения R по определению — величина линейная, а дискретизация осуществляется по площади. Следовательно, сначала необходимо вычислить количество пикселей в квадратном дюйме:

image008

Рис. 2. Метафора объема пиксельного изображения

N1 = R 2 = 72 * 72 = 5184 (пикселей).

Тогда общее количество пикселей будет равно:

N = N 1 * S = 5184 * 50 = 259 200 (пикселей)

Иначе: По длине каждый дюйм состоит из 72 пикселей, следовательно, длина включает 72*5=360 (пикс). По ширине каждый дюйм также состоит из 72 пикс., следовательно, ширина включает 72*1=720 (пикс). Количество пикселей во всем изображении будет равно произведению этих величин: 720*360=259200 (пикс).

Запишем эти действия в одну строку:

(72 * 10) * (72 * 5) = 72 * 72 * 5 * 10 = 72 2 * 5 * 10 = 259 200

Таким образом, все изображение состоит из 259 200 пикселей, каждый из которых требует одного байта для кодирования тоновой информации (глубину цвета обозначим символом D). Следовательно, объем файла, который обозначим символом V, будет равен:

V= N * D = 259 200 * 1 = 259 200 (байтов).

Для того чтобы это значение пересчитать в килобайты, полученное число необходимо разделить на 1024:

Можно убедиться в правильности расчетов, если ввести исходные данные в соответствующее окно программы пиксельной графики (рис. 3) или интерфейса сканера.

Все действия, собранные в компактную формулу:

image009

Рис. 3. Типичное диалоговое окно для создания
нового растрового документа с обсуждаемыми данными

В зависимости от значения глубины цвета (D) итоговый объем получается в битах (в этом случае это значение необходимо разделить на 8) или байтах (в этом случае это значение необходимо разделить на 1024 — для получения килобайтов или на 1 048 576 — для получения мегабайтов).

Типы разрешения

Для изображений большое значение имеет понятие разрешение, которое выражается количеством точек на единицу длины. Различают разные типы разрешения:

Разрешение монитора

Разрешение монитора указывается двумя значениями и определяет количество точек по горизонтали и вертикали. Элементарную точку на экране принято называть пикселем. Таким образом, значение 800 x 600 означает, что видимая область монитора имеет 800 пикселей по горизонтали и 600 — по вертикали. Пиксель — это относительная единица измерения, ее величина зависит от установленного экранного разрешения и размера монитора. Например, для 15-дюймового монитора популярным разрешением является 800 x 600 пикселей. Картинка с такими же размерами (800 x 600) будет занимать всю область экрана. Увеличив разрешение до 1024 x 768, вы, тем самым, уменьшите размеры изображения на экране.

Разрешение монитора имеет важное значение для web-дизайнеров, ведь от этого параметра зависит и размер помещаемых на web-страницу изображений. При неудачном учете этого значения рисунок может не поместиться целиком на web-страницу, и тогда появится горизонтальная полоса прокрутки, которая создает неудобства посетителям сайта и может испортить дизайн. Таким образом, для сайта, который ориентирован на разрешение монитора пользователей 800 x 600, ширину изображений следует ограничить размером 700—770 пикселей. Данная величина получается с учетом ширины полосы прокрутки браузера и толщины вертикальных рамок окна.

Разрешение изображения

Количество пикселей, показываемых на единицу длины изображения, характеризует величину разрешения экранного изображения и называется пиксель на дюйм (pixel per inch — ppi ). Если изображение предназначено только для вывода на экран монитора, а не для печати, то графические программы, как правило, устанавливают разрешение 72 ppi.

Разрешение печати

Для любого печатающего устройства характерна величина, выражающая, сколько точек на дюйм он может воспроизвести. Эта величина называется dpi (dot per inch — количество точек на дюйм). Для примера, большинство лазерных принтеров поддерживает разрешение 600 dpi и выше. Размер точки определяется характеристиками принтера и свойствами изображения.

Поскольку графические редакторы в силу физических различий между пикселем экрана и печатной точкой не в состоянии передать величину точки, то плотность точек заменяется количеством пикселей на экране. Так, для изображения, которое на печати будет иметь размер один на один дюйм, при разрешении 72 dpi количество пикселей будет равно 5184 (72 x 72). Увеличение разрешения до 300 dpi увеличит и количество пикселей до 90 тыс. (300 x 300). Более высокое разрешение, как правило, передает и большее количество деталей в изображении.

Иногда путают разрешение изображения и печати в связи с тем, что в некоторых графических программах используется только один термин — dpi. Поэтому следует учитывать, что если изображение предназначено для вывода на экран монитора, на web-страницу, например, то разрешение в данном случае должно пониматься как ppi (пиксель на дюйм).

Связь между разрешением и размером изображения

Любое графическое изображение может быть показано как на экране, так и распечатано на принтере. По этой причине графические редакторы поддерживают два взаимосвязанных размера изображения — один измеряется в пикселях и предназначен для вывода на экран, а другой — измеряется в сантиметрах, миллиметрах, дюймах и других типографских единицах и показывает, какой ширины и высоты будет напечатано изображение.

Изменение разрешения изображения никак не сказывается на ширине и высоте напечатанного изображения (область Document Size на рис.4), но существенно влияет на качество печати, хотя увидеть конечный результат на экране невозможно. Вместо этого будет изменяться количество пикселей по горизонтали и вертикали, чтобы сохранить плотность точек на прежнем уровне. Увеличивая разрешение в два раза, вы тем самым увеличиваете количество пикселей в 4 раза, линейные размеры изображения удваиваются по ширине и высоте.

image011

Рис. 4. Панель изменения разрешения и размеров изображения

При резком уменьшении разрешения исчезают мелкие детали, и возникает паразитный узор, называемый муаром.

Механизм возникновения муара состоит во взаимодействии двух сеток, разрешение которых близко друг другу. Периодическая структура изображения (минимальные периодические линии оригинала) лежит в граничной зоне (близка разрешению) дискретизации. Муар – это проблема, сопровождающая процесс растеризации. Он может появиться и при операции изменения размеров изображения.

Изменение размеров изображения

Подход, когда приходится менять размеры изображения, не следует применять часто. Ведь если количество пикселей в картинке увеличивается насильно, то они никак не появятся из ниоткуда, и графической программе придется, используя алгоритмы интерполяции, достраивать их самостоятельно. Тот же алгоритм применяется и в обратном случае, когда необходимо уменьшить картинку.

Качество ресемплирования Resample Image напрямую зависит от типа изображения — чем больше оно содержит мелких и контрастных деталей, тем хуже конечный результат, который проявляется как размытость. При этом часть информации теряется безвозвратно.

Связь между размерами изображения и объемом файла

Размер файла зависит от его разрешения, но какое именно разрешение следует использовать для размещения графического файла на web-странице, и как оно влияет на его объем? Ответ — любое.

Изображение, отображаемое на экране монитора, состоит из набора точек — пикселей. Это самая маленькая единица измерения, и хотя размеры пикселей могут сильно различаться друг от друга в зависимости от типа и размера монитора, меньше единицы, чем пиксель не существует. Единственная характеристика, которая важна для отображения рисунка на экране, это плотность пикселей (параметры в области Pixel Dimensions на рис. 4)

Pixel Dimensions (плотность пикселей) – это ширина и высота изображения на экране, заданные в пикселях.

Разрешение имеет существенное значение лишь при печати рисунка, но никак не при размещении на web-странице.

Тем не менее, традиционным для подготовки web-графики, стало разрешение 72 dpi. Правильнее заменить термин dpi на ppi или подразумевать, что точкой в данном случае является обычный пиксель. Число 72 возникло не случайно — именно столько пикселей на дюйм вмещает в себя большинство мониторов — таково их разрешение. Любое другое разрешение изображения будет на web-странице выражаться именно этим числом, монитор просто не в состоянии показать иначе в силу физических ограничений.

Хотя монитор не может показать разрешение 300 dpi, теоретически можно установить его для графики. Если количество пикселей по горизонтали и вертикали останется прежним (см. параметры в области Pixel Dimension на рис.4), объем файла не изменится. Поменяется только размер изображения, выводимого на печать, но для графики, размещаемой на web-странице, это не имеет значения.

Объем графического файла, таким образом, зависит только от плотности пикселей, а не от разрешения изображения.

Резюме

Ø Разрешение — это количество дискретных элементов в единицу длины. Разрешение (resolution) является основным параметром растровой графики.

Ø Единица измерения разрешения ppi — количество пикселей в каждом дюйме изображения.

Ø Разрешение определяет абсолютное значение дискретного элемента и соответствует минимальному элементу изображения (но не оригинала!).

Ø Частота дискретизации должна быть, по крайней мере, вдвое выше максимальной частоты дискретизируемого передаваемого сигнала.

Ø Формула для расчета требуемого разрешения (толщина штриха измеряется в миллиметрах): R = 25,4 / (L / 2).

Ø Механизм возникновения муара состоит во взаимодействии двух сеток, разрешение которых близко друг другу.

Ø Когда процесс дискретизации выполнен и получена битовая карта, связь с оригиналом прекращается навсегда.

Ø Объем цифровой матрицы пиксельного изображения зависит только от формальных параметров.

Ø Объем файла (V) равен произведению длины ( L ), ширины (W), квадрата разрешения (R) и глубины цвета (D): V= L * W * R 2 *D.

В соответствии с этой формулой объем пиксельного файла получается в битах. Итоговое значение делится на 8, а затем на 1024 — для получения значения в килобайтах или на 1 048 576 — для получения значения в мегабайтах.

Ø Любое изображение характеризуется тремя величинами, которые связаны между собой: плотностью пикселов, размером документа и разрешением.

Ø Плотность определяется шириной и высотой изображения в пикселях. Эти размеры статичны, но сильно зависят от разрешения и размера монитора. Одно и то же изображение на разных мониторах может выглядеть как маленьким, так и большим, при неизменной ширине и высоте, установленной в пикселях.

Ø Размер документа определяет формат изображения, которое получится при выводе на печать. Для получения качественных отпечатков существенное значение имеет разрешение, которое определяет плотность точек на единицу длины и измеряется в точках на дюйм, или dpi (dot per inch). Точкой в данном контексте считается печатная точка, образуемая печатающим устройством. Графические редакторы не могут передать величину этой точки, поскольку работают с пикселями — элементарными точками экрана монитора, поэтому увеличение размера документа или разрешения повышает и плотность пикселов. Более высокое разрешение, как правило, передает и большее количество деталей в изображении, но требует при этом больше памяти. Если изображение предназначено для вывода на экран монитора, то разрешение в данном случае измеряется в пикселях на дюйм (pixel per inch — ppi).

Ø При размещении изображения на web-странице вы работаете в основном с точками монитора. Поэтому преимущественное значение имеют высота и ширина изображения, заданные в пикселях. Таким образом, объем графического файла, используемого для web-страниц, зависит не от разрешения изображения, а от плотности пикселей.

Источник

Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock
detector