Presentation by slides:
Slide #1
КОДИРОВАНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В КОМПЬЮТЕРЕ
Slide #2
Ключевые слова
растр, растровая графика
векторная графика
пиксель
цветовая модель
глубина цвета, палитра
Slide #3
Общие подходы к кодированию
Количество точек в пространстве бесконечно
В компьютере хранится информация об
отдельных точках
Кажется в молодости я был дискретным и пиксельным…
Изображение на фотографии дискретное или аналоговое?
Slide #4
Общие подходы к кодированию
!
Пространственная дискретизация — способ выделения конечного числа пространственных элементов, информация о которых будет сохранена в памяти компьютера.
Slide #5
Общие подходы к кодированию
!
Квантование – процесс преобразования непрерывного диапазона всех возможных входных значений измеряемой величины в дискретный набор выходных значений.
Slide #6
Векторное изображение
Растровое изображение
Векторная и растровая графика
Получено с помощью цифрового фотоаппарата
Преобразовано с помощью Corel Draw
Slide #7
Векторное изображение
Растровое изображение
Векторная и растровая графика
P1
P2
P3
P2
Slide #8
Векторное изображение
Растровое изображение
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
Slide #9
Векторное изображение
Растровое изображение
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
Slide #10
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
Большая интегральная схема
ЧЕТВЕРТОЕ
ПОКОЛЕНИЕ
1853
Герман Грассман
1756
М.В. Ломоносов
1672
Исаак Ньютон
1970
Slide #11
Цветовая модель RGB
Аддитивная модель – цвет образуется путем смешения трех основных цветов.
Red
Green
Blue
Slide #12
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.
Slide #13
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
!
Глубина цвета ( i ) – количество бит, используемое для представления цвета при кодировании одного пикселя растровой графики или видеоизображения.
Палитра ( N ) – количество цветов, которые могут быть использованы для воспроизведения изображения. Справедливо соотношение: N = 2i.
Slide #14
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
Slide #15
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
Slide #16
Цветовая модель HSB
0°
красный
180°
голубой
60° желтый
240° синий
120° зеленый
300° пурпурный
Цветовой оттенок (Hue) один из цветов спектра.
Цветовой оттенок – величина угла на круге.
Slide #17
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.
Slide #18
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
Slide #19
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
Slide #20
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.
Slide #21
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.
Slide #22
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.
Slide #23
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
Slide #24
Информационные источники
http://img.galya.ru/galya.ru/Pictures2/ttp/2012/08/24/t4_3333758.jpg
http://pinata34.ru/uploads/posts/info/biseropletenie.jpg
http://filed3-20.my.mail.ru/pic?url=http%3A%2F%2Fimg-fotki.yandex.ru%2Fget%2F9110%2F121447594.494%2F0_e304a_89be7df1_XL.jpg&mw=&mh=&sig=b920a8814aa9621415ca9120acbc7701
http://avon-statt-predstavitelem.ru/pics/smile.jpg
http://2.bp.blogspot.com/-YgaTbVMYHsI/UFwevxYsu-I/AAAAAAAADbc/oLeji09gtIw/s1600/lego.jpg
https://ru.wikipedia.org/wiki/Стеганография
http://fb.ru/misc/i/gallery/27365/600621.jpg
http://www.potama.ru/file/15262.jpg
http://wnature.net/pictures/2014/03/585/fioletovye-raspustivshiesya-krokusy.jpg
