Компьютерная графика

Компьютерная графика – это наука, предметом изучения которой является создание, хранение и обработка моделей и их изображений с помощью электронно-вычислительной машины, т.е. это раздел информатики, который занимается проблемами получения различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) на компьютере.

Более подробную информацию можно получить, изучив следующие разделы:

1. Сферы применения компьютерной графики

2. Способы создания цифровых графических объектов

3. Виды компьютерной графики

4. Форматы графических файлов

Пространственное разрешение монитора

Изображение на экране монитора формируется из отдельных точек. Эти точки на экране компьютера выстроены в ровные ряды.

Совокупность точечных строк образует графическую сетку. Одна точка носит название пиксель.

Пиксель — это минимальный и неделимый элемент (точка), из которого состоит изображение на экране монитора.

Количество пикселей, из которых складывается изображение на его экране, определяющееся как произведение количества строк изображения на количество точек в строке, называется пространственным разрешением монитора.

Размер графической сетки обычно представлен в форме произведения числа точек в строке на число строк: M×N , где M — число точек в строке, N — число строк.

Пример:

Разрешение монитора 1920×1080 означает, что изображение на его экране будет состоять из

1080 строк, каждая из которых содержит 1920 пикселей.

Размер монитора характеризуется длиной его экрана, выраженной в дюймах (1 дюйм=2,54 см). Мониторы бывают с диагональю 15, 17, 19 и более.

Количество информации в изображении можно измерить. Для этого изображение разбивают на отдельные маленькие фрагменты (пиксели). Каждому пикселю, формирующему изображение, назначается определенный цвет. Система растровых изображений использует RGB матрицу, т.е. три цвета, красный, зеленый и синий. Цвет каждого пикселя зависит от яркости этих цветов. Этот процесс называют пространственной дискретизацией изображения. Изображение, сформированное таким способом, называют растровым.

Качество такого изображения зависит от двух параметров- количество пикселей и количество цветов в палитре.

Кодирование цвета точки.

С количеством цветов в палитре связана глубина цвета.

N = 2ⁱ

где N – количество цветов в палитре, i – глубина цвета(бит), длина двоичного кода, который используется для кодирования цвета пикселя.

Согласно этой формуле сформируем таблицу:

Количество цветов в палитре 2 4 8 16 32 64 128 256 65536 16 млн

Глубина цвета (бит) 1 2 3 4 5 6 7 8 16 24

Задача 1. Найдите глубину цвета изображения, если количество цветов в палитре 8.

Дано: Решение:

N=8 2ⁱ=N => 2ⁱ=8 => 2³=8 =>i=3(бит)

i-?

Задача 2. Найдите количество цветов в палитре, если глубина цвета изображения 7.

Дано: Решение:

i=7 2ⁱ=N => 2⁷=N => 2⁷=128 =>N=128(цветов)

N-?

Формула для определения количества информации в изображении:

I = K · i

где I – информационный объем изображения, i – глубина цвета, K – размер растрового изображения.

К = M×N , где M — число точек в строке, N — число строк.

Пример: Разрешение монитора 1920×1080 означает, что изображение на его экране будет состоять из 1080 строк, каждая из которых содержит 1920 пикселей.

Задача 3. Какой объём информации занимает растровое изображение размером 1024 х 512 пикселей с глубиной цвета 8 бит.

Дано: Решение:

К=1024*512 пикселей I = K · i = 1024*512 · 8 = 4194304 бит= 4194304 бит/8/1024= 512 Кбайт

i=8 бит

I-?

Задача 4. Размеры растрового графического изображения 800 х 600 точек. Количество цветов в палитре 16 млн. Определить информационный объём изображения.

Дано: Решение:

К=800*600 пикселей I = K · i

N=16 млн 2ⁱ=N => 2ⁱ=16 млн => 2²⁴=16 млн=>i=24(бит)

I-? I = K · i = 800*600 · 24 = 11520000 бит= 11520000 бит/8/1024/1024= 1,37 Мб