Кодирование информации

 

При раздельном управлении интенсивностью основных цветов количество получаемых цветов увеличивается. Так  для получения палитры при  глубине цвета в 24 бита на каждый цвет выделяется по 8 бит, то есть возможны 256 уровней интенсивности (К = 28).

Двоичный код 256-цветной палитры

Цвет	Составляющие
	K	З	С
Красный	11111111	00000000	00000000
Зеленый	00000000	11111111	00000000
Синий	00000000	00000000	11111111
Голубой	00000000	11111111	11111111
Пурпурный	11111111	00000000	11111111
Желтый	11111111	11111111	00000000
Белый	11111111	11111111	11111111
Черный	00000000	00000000	00000000

 

Векторное и фрактальное изображения

Векторное изображение - это  графический объект, состоящий из элементарных отрезков и дуг. Базовым  элементом изоражения является линия. Как и любой объект, она обладает свойствами: формой (прямая, кривая), толщиной., цветом, начертанием (пунктирная, сплошная). Замкнутые линии имеют свойство заполнения (или другими объектами, или выбранным цветом). Все прочие объекты векторной графики составляются из линий. Так как линия описывается  математически как единый объект, то и объем данных для отображения  объекта средствами векторной графики  значительно меньше, чем в растровой  графике. Информация о векторном  изображении кодируется как обычная  буквенно-цифровая и обрабатывается специальными программами.

К программным средствам  создания и обработки векторной  графики относятся следующие  ГР: CorelDraw, Adobe Illustrator, а также векторизаторы (трассировщики) - специализированные пакеты преобразования растровых изображений  в векторные.

Фрактальная графика основывается на математических вычислениях, как  и векторная. Но в отличии от векторной  ее базовым элементом является сама математическая формула. Это приводит к тому, что в памяти компьютера не хранится никаких объектов и изображение  строится только по уравнениям. При  помощи этого способа можно строить  простейшие регулярные структуры, а  также сложные иллюстрации, которые  иммитируют ландшафты.

Примеры задач

Задача №1

Известно, что видеопамять  компьютера имеет объем 512 Кбайт. Разрешающая  способность экрана 640 на 200. Сколько  страниц экрана одновременно разместится  в видеопамяти при палитре

         а) из 8 цветов;

         б) 16 цветов;

         в) 256 цветов?

Сколько бит требуется, чтобы  закодировать информацию о 130 оттенках? Нетрудно подсчитать, что 8 (то есть 1 байт), поскольку при помощи 7 бит можно  сохранить номер оттенка о 0 до 127, а 8 бит хранят от 0 до 255. Легко  видеть, что такой способ кодирования  неоптимален: 130 заметно меньше 255. Подумайте, как уплотнить информацию о рисунке  при его записи в файл, если известно, что 

         а) в рисунке одновременно содержится  только 16 цветовых оттенков из 138 возможных;

         б) в рисунке присутствуют все  130 оттенков одновременно, но количество  точек, закрашенных разными оттенками,  сильно различаются. 

   Решение.

а) очевидно, что для хранения информации о 16 оттенках достаточно 4 бита (половина байта). Однако так как  эти 16 оттенков выбраны из 130, то они  могут иметь номера, не умещающиеся  в 4 битах. Поэтому воспользуемся  методом палитр. Назначим 16 используемым в нашем рисунке оттенкам свои “локальные” номера от 1 до 15 и закодируем весь рисунок из расчета 2 точки на байт. А затем допишем к этой информации (в конец содержащего  ее файла) таблицу соответствия, состоящую  из 16 пар байтов с номерами оттенков: 1 байт - наш “локальный” номер  в данном рисунке, второй - реальный номер данного оттенка. (когда  вместо последнего используется закодированная информация о самом оттенке, например, сведения об яркости свечения “электроннык пушек” Red, Green, Blue электронно-лучевой  трубки, то такая таблица и будет  представлять собой палитру цветов). Если рисунок достаточно велик, выигрыш  в объеме полученного файла будет  значительным;

б) попытаемся реализовать  простейший алгоритм архивации информации о рисунке. Назначим трем оттенкам, которыми закрашено минимальное  количество точек, коды 128 - 130, а остальным  оттенкам - коды 1 -127. Будем записывать в файл (котрый в этом случае представлыет собой не последовательность байтов, а сплошной битовый поток) семибитные коды для оттенков с номерами от 1 до 127. Для оставшихся же трех оттенков в битовом потоке будем записывать число-признак - семибитный 0 - и сразу  за ним двухбитный “локальный”  номер, а в конце файла добавим  таблицу соответствия “локальных”и реальных номеров. Так как оттенки  с кодами 128 - 130 встречаются редко, то семибитных нулей будет немного.

   Заметим, что постановка  вопросов в данной задаче не  исключает и другие варианты  решения, без привязки к цветовому  составу изображения - архивацию:

         а) на основе выделения последовательности  точек, закрашенных одинаковыми  оттенками и замены каждой  из этих последовательностей  на пару чисел (цвет),(количество) (этот принцип лежит в основе  графического формата РСХ);

         б) путем сравнения пиксельных  строк (запись номеров оттенков  точек первой страницы целиком,  а для последующих строк запись  номеров оттенков только тех  точек, оттенки которых отличаются  от отенков точек, стоящих в  той же позиции в предыдущей  строке, - это основа формата GIF);

         в) с помощью фрактального алгоритма  упаковки изображений (формат YPEG). (ИО 6,1999)

 

 

Список использованной литературы

 

1. Бешенков С.А., Гейн А.Г., Григорьев С.Г. Информатика и  информационные технологии. Екатеринбург, 1995.

2. Шафрин Ю. Основы компьютерной  технологии. М.: ABF, 1996.

3. Толковый словарь по  вычислительным системам. / Под редакцией  В.Иллингоурта, Э.Л.Глейзера, И.К.Пайла.  М.: Машиностроение, 1991.

4. Фигурнов В.Э. IBM PC для  пользователя. М.: ИНФРА-М., 1995.

5. Федеральный компонент  государственного образовательного  стандарта начального общего, основного  общего и среднего (полного) образования.  Образовательная область "Информатика". М., 1996.

6. Информатика. Энциклопедический  словарь для начинающих. / Под  редакцией Д.А.Поспелова. М.: Педагогика-Пресс, 1994.

7. Основы информатики  и вычислительной техники. Пробное  учебное пособие для средних  учебных заведений. Часть вторая. / Под редакцией А.П.Ершова и  В.М.Монахова. М.: Просвещение, 1986.

8. Основы информатики  и вычислительной техники. Пробный  учебник для средних учебных  заведений. А.Г.Кушниренко и др. М.: Просвещение, 1991.

9. А.Г.Гейн, В.Г.ЖИтомирский,  Е.В.Линецкий, М.В.Сапир, В.Ф. Шолохович.  Основы информатики и вычислительной  техники. Пробный учебник для  10-11 классов средней школы. М.: Просвещение, 1992.