Има ли значение броят на цветята в един букет? Задачи за изчисляване на информационния обем на растерно графично изображение Какво е дълбочина на цвета.

„Битнесът“ е един от параметрите, които всички гонят, но малко фотографи наистина го разбират. Photoshop предлага 8, 16 и 32-битови файлови формати. Понякога виждаме файлове, маркирани като 24 и 48-битови. И нашите камери често предлагат 12 и 14 битови файлове, въпреки че можете да получите 16 бита с фотоапарат със среден формат. Какво означава всичко това и какво значение има?

Какво е битова дълбочина?

Преди да сравним различни опции, нека първо обсъдим какво означава името. Битът е компютърна мерна единица, отнасяща се до съхраняването на информация като 1 или 0. Един бит може да има само една от две стойности: 1 или 0, да или не. Ако беше пиксел, щеше да е напълно черен или напълно бял. Не е много полезно.

За да опишем по-сложен цвят, можем да комбинираме няколко бита. Всеки път, когато добавяме битове, броят на потенциалните комбинации се удвоява. Един бит има 2 възможни стойности 0 или 1. Когато 2 бита се комбинират, можете да имате четири възможни стойности (00, 01, 10 и 11). Когато комбинирате 3 бита, можете да имате осем възможни стойности (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 и 111). И така нататък. Като цяло броят настроикище бъде числото две, повдигнато на степен на броя битове. Така че "8 бита" = 2 8 = 256 възможни цели числа. Във Photoshop това е представено като цели числа 0-255 (вътрешно това е двоично 00000000-11111111 за компютър).

Така че "битовата дълбочина" определя най-малките промени, които можете да направите, спрямо някакъв диапазон от стойности. Ако нашата сива скала от чисто черно до чисто бяло има 4 стойности, които получаваме от 2-битов цвят, тогава ще можем да използваме черно, тъмно сиво, светло сиво и бяло. Доста е малък за фотография. Но ако имаме достатъчно битове, имаме достатъчно стъпки с широк диапазон от сиво, за да създадем това, което ще видим като идеално гладък градиент от черно към бяло.

По-долу е даден пример за сравняване на черно-бял градиент при различни битови дълбочини. Това изображение е само пример. Кликнете върху него, за да видите изображението в пълна резолюция във формат JPEG2000 до 14 бита. В зависимост от качеството на вашия монитор вероятно ще можете да видите разликата само до 8 или 10 бита.

Как да разберем битовата дълбочина?

Би било хубаво, ако всички „битови дълбочини“ могат да се сравняват директно, но има някои терминологични разлики, които трябва да бъдат разбрани.

Моля, обърнете внимание, че изображението по-горе е черно-бяло. Цветното изображение обикновено се състои от червени, зелени и сини пиксели за създаване на цвят. Всеки от тези цветове се третира като "канал" от компютъра и монитора. Софтуер като Photoshop и Lightroom отчита броя на битовете на канал. Така че 8 бита означава 8 бита на канал. Това означава, че едно 8-битово RGB изображение във Photoshop ще има общо 24 бита на пиксел (8 за червено, 8 за зелено и 8 за синьо). 16-битово RGB или LAB изображение във Photoshop ще има 48 бита на пиксел и т.н.

Може да предположите, че 16-bit означава 16-bit на канал във Photoshop, но в този случай работи по различен начин. Photoshop всъщност използва 16 бита на канал. Въпреки това, той третира 16-битовите моментни снимки по различен начин. Той просто добавя един бит към 15 бита. Това понякога се нарича 15+1 бита. Това означава, че вместо 2 16 възможни стойности (които биха се равнявали на 65536 възможни стойности), има само 2 15+1 възможни стойности, което е 32768+1=32769.

Така че, по отношение на качеството, би било справедливо да се каже, че 16-битовият режим на Adobe всъщност съдържа само 15-битов. Не вярваш? Погледнете 16-битовата скала за информационния панел на Photoshop, която показва скала от 0-32768 (което означава 32769 стойности, дадени нула. Защо Adobe прави това? Според разработчика на Adobe Крис Кокс, това позволява на Photoshop да работи много по-бързо и осигурява точна средна точка за обхват, което е полезно за режимите на смесване.

Повечето камери ще ви позволят да записвате файлове в 8-битов (JPG) или 12 до 16-битов (RAW). Така че защо Photoshop не отваря 12 или 14 битов RAW файл като 12 или 14 битов? От една страна, това ще изисква много ресурси за стартиране на Photoshop и промяна на файловите формати, за да поддържа други битови дълбочини. А отварянето на 12-битови файлове като 16-битови всъщност не е по-различно от отварянето на 8-битов JPG и след това конвертирането в 16-битов. Няма незабавна визуална разлика. Но най-важното е, че има огромни предимства от използването на файлов формат с няколко допълнителни бита (както ще обсъдим по-късно).

За дисплеите терминологията варира. Производителите искат тяхното оборудване да звучи привлекателно. Ето защо 8-битовите режими на дисплея обикновено са означени с "24-битов" (защото имате 3 канала по 8 бита всеки). С други думи, "24-bit" ("True Color") за монитор не е много впечатляващо, всъщност означава същото като 8-bit за Photoshop. Най-добрият вариант би бил "30-48 бита" (известен още като "Дълбок цвят"), което е 10-16 бита на канал, въпреки че за много повече от 10 бита на канал е прекалено.

Колко бита можете да видите?

С чист градиент (т.е. най-лошите условия) много могат да открият ивици в 9-битов градиент, който съдържа 2048 нюанса на сивото на добър дисплей с поддръжка за по-дълбок цветен дисплей. 9-битовият градиент е изключително слаб, едва забележим. Ако не знаехте, че съществува, нямаше да го видите. И дори когато го погледнете, няма да е лесно да разберете къде са границите на всеки цвят. 8-битовият градиент е относително лесен за забелязване, ако го погледнете отблизо, въпреки че все още можете да го пропуснете, ако не се вгледате внимателно. По този начин можем да кажем, че 10-битов градиент е визуално идентичен с 14-битов градиент или по-дълбок.

Моля, имайте предвид, че ако искате да създадете свой собствен собствен файлВъв Photoshop инструментът за градиент ще създаде 8-битови градиенти в режим на 8-битов документ, но дори и да конвертирате документа в 16-битов режим, пак ще имате 8-битов градиент. Можете обаче да създадете нов градиент в 16-битов режим. Той обаче ще бъде създаден в 12 бита. Програмата няма 16-битова опция за градиентния инструмент на Photoshop, но 12-битовата е повече от достатъчна за всякакви практическа работа, тъй като позволява 4096 стойности.

Не забравяйте да активирате антиалиасинг в градиентния панел, тъй като това е най-доброто за тестване.

Също така е важно да се отбележи, че има вероятност да изпитате фалшиви ивици, когато гледате изображения с увеличение под 67%.

Защо да използвате повече битове, отколкото можете да видите?

Защо имаме опции дори повече от 10-битови в нашите камери и Photoshop? Ако не редактирахме снимките, тогава нямаше да има нужда да добавяме повече битове, отколкото човешкото око може да види. Въпреки това, след като започнем да редактираме снимки, скрити преди това различия могат лесно да излязат наяве.

Ако значително изсветлим сенките или потъмним светлите части, тогава ще увеличим част от динамичния диапазон. И тогава всички недостатъци ще станат по-очевидни. С други думи, увеличаването на контраста в изображението работи като намаляване на битовата дълбочина. Ако завъртим параметрите твърде много, може да се появят ивици в някои части на изображението. Ще покаже преходи между цветовете. Такива моменти обикновено стават забележими при ясно синьо небе или в сенки.

Защо 8-битовите изображения изглеждат по същия начин като 16-битовите?

Когато конвертирате 16-битово изображение в 8-битово, няма да видите разликата. Ако е така, тогава защо да използвате 16-битов?

Всичко е въпрос на гладко редактиране. Когато работите с криви или други инструменти, ще получите повече стъпки за настройка на тонове и цветове. Преходите ще бъдат по-плавни при 16 бита. Следователно, дори разликата да не е първоначално забележима, преходът към по-ниска дълбочина на цвета може да се превърне в сериозен проблем по-късно при редактиране на изображението.

И така, колко бита наистина са ви необходими в една камера?

Промяна от 4 стопа ще доведе до загуба от малко над 4 бита. Промяна от 3 стопа на експозицията е по-близо до загуба на 2 бита. Колко често трябва да регулирате експозицията толкова много? При работа с RAW коригирането до +/- 4 стопа е екстремна и рядко срещана ситуация, но се случва, така че е желателно да има допълнителни 4-5 бита над границите на видимия диапазон, за да има запас. При нормален диапазон от 9-10 бита, с марж, нормата може да бъде приблизително 14-15 бита.

Всъщност вероятно никога няма да имате нужда от толкова много данни поради няколко причини:

Няма много ситуации, в които ще срещнете перфектния градиент. Ясното синьо небе е може би най-честият пример. Всички други ситуации имат много детайли и преходите на цветовете не са плавни, така че няма да видите разликата, когато използвате различни битови дълбочини.
Точността на вашия фотоапарат не е достатъчно висока, за да гарантира точност на цветовете. С други думи, в изображението има шум. Този шум обикновено прави много по-трудно да се видят преходите между цветовете. Оказва се, че реалните изображения обикновено не могат да покажат цветови преходи в градиенти, тъй като камерата не е в състояние да улови идеалния градиент, който може да бъде създаден програмно.
Можете да премахнете цветовите преходи при последваща обработка, като използвате замъгляване по Гаус и добавите шум.
Голям запас от битове е необходим само за екстремни тонални корекции.

Като се имат предвид всички неща, 12-битовото звучи като много разумно ниво на детайлност, което би позволило страхотна последваща обработка. Камерата и човешкото око обаче реагират различно на светлината. Човешкото око е по-чувствително към сенките.

Интересен факт е, че много зависи от програмата, която използвате за последваща обработка. Например изтеглянето на сенки от едно и също изображение в Capture One (CO) и в Lightroom може да доведе до различни резултати. На практика се оказа, че CO разваля дълбоките сенки повече от колегата си от Adobe. Така, ако теглите в LR, можете да разчитате на 5 стопа, а в CO - само на 4.

И все пак, най-добре е да избягвате да се опитвате да разтягате повече от 3 стъпки на динамичен обхват поради шум и промяна на цвета. 12-битовият определено е умен избор. Ако държите на качеството пред размера на файла, снимайте в 14 бита, ако камерата ви го позволява.

Колко бита струва използването във Photoshop?

Въз основа на горното трябва да е ясно, че 8 бита не е достатъчно. Веднага можете да видите цветовите преходи в плавни градиенти. И ако не го видите веднага, дори скромни корекции могат да направят ефекта забележим.

Струва си да работите в 16-битов, дори ако вашият изходен файл е 8-битов, например JPG изображения. 16-битовият режим ще даде най-добри резултати, защото ще минимизира преходите при редактиране.

Няма смисъл да използвате 32-битов режим, ако не обработвате HDR файл.

Колко бита ви трябват за интернет?

Предимствата на 16 бита са в разширяването на възможностите за редактиране. Преобразуването на окончателно редактираното изображение в 8-битово е чудесно за преглед на моментни снимки и има предимството да създава по-малки уеб файлове за по-бързо изтегляне. Уверете се, че anti-aliasing е активирано във Photoshop. Ако използвате Lightroom за експортиране в JPG, антиалиасингът се използва автоматично. Това помага да се добави малко шум, което трябва да сведе до минимум риска от забележими 8-битови цветови преходи.

Колко бита са необходими за печат?

Ако печатате у дома, можете просто да създадете копие на работния 16-битов файл и да го обработите за печат, като отпечатате работния файл. Но какво ще стане, ако изпратите изображенията си по интернет в лаборатория? Много ще използват 16-битови TIF файлове и това е чудесен начин. Ако обаче вашият печат изисква JPG или искате да изпратите по-малък файл, може да се натъкнете на въпроси относно преминаването към 8-битов формат.

Ако вашата печатна лаборатория приема 16-битов формат (TIFF, PSD, JPEG2000), просто попитайте експертите кои файлове са предпочитани.

Ако трябва да изпратите JPG, той ще бъде в 8 бита, но това не би трябвало да е проблем. Всъщност 8-битовият е чудесен за окончателен печат. Просто експортирайте файлове от Lightroom с 90% качество и Adobe RGB цветово пространство. Направете цялата обработка преди да конвертирате файла в 8 бита и няма да има проблеми.

Ако не виждате цветни ивици на монитора си след преобразуване към 8-битов, можете да сте сигурни, че всичко е наред за печат.

Каква е разликата между битовата дълбочина и цветовото пространство?

Битовата дълбочина определя броя на възможните стойности. Цветовото пространство определя максималните стойности или диапазон (известен като "гама"). Ако трябва да използвате кутия с цветни моливи като пример, по-голямата битова дълбочина ще бъде изразена като повече нюанси, а по-големият диапазон ще бъде изразен като по-богати цветове, независимо от броя на моливите.

За да видите разликата, разгледайте следния опростен визуален пример:

Както можете да видите, чрез увеличаване на битовата дълбочина ние намаляваме риска от цветни ивици. Чрез разширяване на цветовото пространство (по-широка гама) можем да използваме по-екстремни цветове.

Как цветовото пространство влияе върху битовата дълбочина?

SRGB (вляво) и Adobe RGB (вдясно)

Цветово пространство (диапазонът, върху който се прилагат битове), така че една много голяма гама може теоретично да причини ленти, свързани с цветови преходи, ако е разтегната твърде много. Не забравяйте, че битовете определят броя на преходите по отношение на цветовия диапазон. По този начин рискът от получаване на визуално забележими преходи се увеличава с разширяването на гамата.

Препоръчителни настройки за избягване на ленти

След цялата тази дискусия можем да завършим под формата на препоръки, които трябва да се следват, за да се избегнат проблеми с цветовите преходи в градиентите.

Настройки на камерата:

14+ битов RAW файл е добър избор, ако искате най-доброто качество, особено ако търсите корекции на тона и яркостта, като например изсветляване на сенките с 3-4 стъпки.
12-битовият RAW файл е страхотен, ако искате да имате по-малък размер на файла или да снимате по-бързо. За фотоапарат Nikon D850 14-битов RAW файл е с около 30% по-голям от 12-битов, така че това е важен фактор. А големите файлове могат да повлияят на способността за заснемане на дълги серии от кадри без препълване на буфера на паметта.
Никога не снимайте в JPG, ако можете. Ако снимате някакви събития, когато трябва бързо да прехвърлите файлове и качеството на изображенията няма значение, тогава, разбира се, Jpeg ще бъде чудесен вариант. Може също да помислите за снимане в режим JPG+RAW, ако по-късно имате нужда от файл с по-високо качество. Струва си да се придържате към цветовото пространство SRGB, ако снимате в JPG. Ако снимате в RAW, можете да игнорирате настройките на цветовото пространство. RAW файловете всъщност нямат цветово пространство. Той не се инсталира, докато RAW файлът не бъде преобразуван в друг формат.

Lightroom и Photoshop (работни файлове):

Винаги запазвайте работните файлове в 16-битов формат. Използвайте 8-бита само за крайни JPG експорти за уеб и печат, ако форматът отговаря на изискванията на оборудването за печат. Добре е да се използва 8-битов за краен изход, но този режим трябва да се избягва по време на обработка.
Уверете се, че гледате изображението на 67% или по-голямо, за да сте сигурни, че няма забележими цветови преходи в градиентите. В по-малък мащаб Photoshop може да създаде фалшиви ивици. Това ще бъде другата ни статия.
Бъдете внимателни, когато използвате HSL в Lightroom и Adobe Камера RAW, тъй като този инструмент може да създава цветни ивици. Това има много малко общо с битовата дълбочина, но са възможни проблеми.
Ако вашият изходен файл е достъпен само в 8-битов (напр. JPG), трябва незабавно да го конвертирате в 16-битов преди редактиране. Последващите редакции на 8-битови изображения в 16-битов режим няма да създадат твърде очевидни проблеми.
Не използвайте 32-битов, освен ако не го използвате за обединяване на множество RAW (HDR) файлове. Има някои ограничения при работа в 32-битово пространство и файловете стават двойно по-големи. Най-добре е да направите HDR сливане в Lightroom, вместо да използвате 32-битовия режим на Photoshop.
HDR DNG форматът на Lightroom е много удобен. Той използва 16-битов режим с плаваща запетая, за да покрие по-широк динамичен диапазон със същия брой битове. Като се има предвид, че обикновено трябва само да коригираме HDR динамичния обхват в рамките на 1-2 спирания, това е приемлив формат, който подобрява качеството, без да създава огромни файлове. Разбира се, не забравяйте да експортирате този RAW като 16-битов TIF/PSD, когато трябва да продължите да редактирате във Photoshop.
Ако сте един от малкото хора, които трябва да използват 8-битов режим на работа по някаква причина, вероятно е най-добре да се придържате към цветовото пространство sRGB.
Когато използвате инструмента за градиент във Photoshop, поставянето на отметка в опцията "гладко" ще накара програмата да използва 1 допълнителен бит. Това може да бъде полезно при работа с 8-битови файлове.

Експортиране за уеб:

JPG с 8 бита и sRGB цветово пространство е идеален за уеб. Въпреки че някои монитори могат да показват по-голяма битова дълбочина, увеличеният размер на файла вероятно не си заслужава. И докато все повече и повече монитори поддържат по-широки гами, не всички браузъри поддържат правилно управление на цветовете и могат да показват изображения неправилно. И повечето от тези нови монитори вероятно никога не са били калибрирани по цвят.

8-битовият е подходящ за окончателен изход за печат, но използвайте 16-битов, ако вашият хардуер за печат го поддържа.

Стандартен монитор ще бъде подходящ за повечето цели, но имайте предвид, че може да видите цветни ивици поради 8-битови дисплеи. Тези ленти може всъщност да не са на снимките. Те се появяват на етапа на извеждане на монитора. Същата картина може да изглежда по-добре на различен дисплей.
Ако можете да си го позволите, 10-битовият дисплей е идеален за фотография. Широка гама като Adobe RGB също е идеална. Но това не е задължително. Можете да създавате невероятни снимки на най-обикновен монитор.

Поглед в бъдещето

В момента изборът на по-голяма битова дълбочина може да няма значение за вас, тъй като вашият монитор и принтер могат да работят само с 8 бита, но в бъдеще това може да се промени. Вашият нов монитор ще може да показва повече цветове и ще можете да печатате на професионално оборудване. Запазете вашите работни файлове в 16-битов. Това ще бъде достатъчно, за да запазите най-доброто качество за в бъдеще. Това ще бъде достатъчно, за да отговори на изискванията на всички монитори и принтери, които ще се появят в обозримо бъдеще. Тази цветова гама е достатъчна, за да надхвърли обхвата на човешкото зрение.

Гамата обаче е различна. Най-вероятно имате монитор с sRGB цветова гама. Ако поддържа по-широкия спектър на Adobe RGB или P3 гамата, тогава е по-добре да работите с тези гами. Adobe RGB има разширен цветови диапазон в синьо, циан и зелено, докато P3 предлага по-широки цветове в червено, жълто и зелено. В допълнение към P3 мониторите има търговски принтери, които надхвърлят гамата на AdobeRGB. sRGB и AdobeRGB вече не могат да уловят пълната гама от цветове, които могат да бъдат пресъздадени на монитор или принтер. Поради тази причина си струва да използвате по-широка гама от цветове, ако искате да отпечатате или прегледате вашите снимки на по-добри принтери и монитори по-късно. За това е подходяща ProPhoto RGB гама. И както беше обсъдено по-горе, по-широката гама се нуждае от повече 16-битова битова дълбочина.

Как да премахнете лентата

Но ако срещнете ленти (най-вероятно при преминаване към 8-битово изображение), можете да предприемете следните стъпки, за да минимизирате този проблем:

Преобразувайте слоя в интелигентен обект.
Добавете замъгляване по Гаус. Задайте радиуса, за да скриете лентата. Идеален е радиус, равен на ширината на лентата в пиксели.
Използвайте маска, за да приложите размазване само там, където е необходимо.
И накрая добавете малко шум. Зърнистостта елиминира появата на гладко замъгляване и прави изображението по-сплотено. Ако използвате Photoshop CC, използвайте филтъра Camera RAW, за да добавите малко шум.

Посетете почти всеки форум за фотография и със сигурност ще попаднете на дискусия за предимствата на RAW и JPEG файловете. Една от причините някои фотографи да предпочитат RAW формата е по-голямата битова дълбочина ( дълбочина на цвета)*, съдържащи се във файла. Това ви позволява да правите снимки с по-високо техническо качество от това, което можете да получите от JPEG файл.

*малкодълбочина(битова дълбочина), или цвятдълбочина(дълбочина на цвета, това определение се използва по-често на руски) - броят битове, използвани за представяне на цвят при кодиране на един пиксел от растерна графика или видео изображение. Често се изразява като единица битове на пиксел (bpp). Уикипедия

Какво е дълбочина на цвета?

Компютрите (и устройствата, които се управляват от вградени компютри, като цифрови SLR фотоапарати) използват двоичната система. Двоичното номериране се състои от две цифри - 1 и 0 (за разлика от десетичната система, която включва 10 цифри). Една цифра в двоичната система се нарича "бит" (на английски "bit", съкратено от "binary digit", "двоична цифра").

8-битово число в двоична система изглежда така: 10110001 (еквивалентно на 177 в десетична система). Таблицата по-долу показва как работи това.

Максималното възможно осембитово число е 11111111 - или 255 в десетичен знак. то значителна фигураза фотографи, тъй като се среща в много програми за изображения, както и в по-стари дисплеи.

Цифрово снимане

Всеки от милионите пиксели в цифрова снимка съответства на елемент (наричан още "пиксел") на сензора (сензорна матрица) на фотоапарата. Тези елементи, когато са изложени на светлина, генерират слаб електрически ток, който се измерва от камерата и се записва в JPEG или RAW файл.

JPEG файлове

JPEG файловете записват информацията за цвета и яркостта за всеки пиксел с три осемцифрени числа, по едно за червения, зеления и синия канал (тези цветни канали са същите като това, което виждате, когато начертаете цветна хистограма във Photoshop или на твоята камера).

Всеки 8-битов канал записва цвета по скала от 0-255, осигурявайки теоретичен максимум от 16 777 216 нюанса (256 x 256 x 256). Човешкото око може да различи приблизително 10-12 милиона цвята, така че това число предоставя повече от задоволително количество информация за показване на всеки обект.

Този градиент беше съхранен в 24-битов файл (8 бита на канал), което е достатъчно, за да предаде мека цветова градация.

Този градиент беше записан като 16-битов файл. Както можете да видите, 16 бита не са достатъчни, за да предадат мек градиент.

RAW файлове

RAW файловете присвояват повече битове на всеки пиксел (повечето камери имат 12 или 14 битови процесори). Повече битове означава повече числа и следователно повече тонове на канал.

Това не означава повече цветове - JPEG файловете вече могат да записват повече цветове, отколкото човешкото око може да възприеме. Но всеки цвят се запазва с много по-фина градация на тоновете. В този случай се казва, че изображението има голяма дълбочина на цвета. Таблицата по-долу илюстрира как битовата дълбочина се равнява на броя на нюансите.

Обработка вътре в камерата

Когато настроите камерата да записва снимки в режим JPEG, вътрешният процесор на камерата чете информацията, получена от сензора в момента, в който правите снимката, обработва я според параметрите, зададени в менюто на камерата (баланс на бялото, контраст, наситеност на цветовете). и т.н.) и го записва като 8-битов JPEG файл. Цялата допълнителна информация, получена от сензора, се изхвърля и губи завинаги. В резултат на това вие използвате само 8 бита от 12 или 14 възможни, които сензорът може да улови.

последваща обработка

RAW файлът се различава от JPEG по това, че съдържа всички данни, заснети от сензора на фотоапарата по време на периода на експозиция. Когато обработвате RAW файл с помощта на софтуерза RAW преобразуване, програмата извършва преобразувания, подобни на това, което прави вътрешният процесор на фотоапарата, когато снимате в JPEG. Разликата е, че задавате параметрите вътре в програмата, която използвате, а зададените в менюто на камерата се игнорират.

Ползата от допълнителната битова дълбочина на RAW файл става очевидна при последваща обработка. Заслужава си да използвате JPEG файл, ако няма да извършвате последваща обработка и просто трябва да зададете експозицията и всички други настройки по време на снимане.

В действителност обаче повечето от нас искат да направят поне няколко корекции, дори и да са само яркост и контраст. И точно това е моментът, в който JPEG файловете започват да отстъпват. С по-малко информация на пиксел, когато правите корекции на яркостта, контраста или цветовия баланс, нюансите могат да бъдат визуално разделени.

Резултатът е най-очевиден в области с плавни и дълги преходи на нюансите, като например при синьо небе. Вместо мек градиент от светло към тъмно, ще видите наслояване на цветни ивици. Този ефект е известен също като постеризация. Колкото повече коригирате, толкова повече се показва в изображението.

С RAW файл можете да направите много по-драматични промени в цветовия нюанс, яркостта и контраста, преди да видите спад в качеството на изображението. Той също така ви позволява да изпълнявате някои от функциите на RAW конвертора, като регулиране на баланса на бялото и възстановяване на „преекспонирани“ зони (възстановяване на светли точки).

Тази снимка е взета от JPEG файл. Дори при този размер ивиците в небето се виждат в резултат на последваща обработка.

При по-внимателно разглеждане ефектът от постеризацията се вижда в небето. Работата с 16-битов TIFF файл може да елиминира или поне да минимизира ефекта на лентите.

16-битови TIFF файлове

Когато обработвате RAW файл, вашият софтуер ви дава възможност да го запишете като 8 или 16 битов файл. Ако сте доволни от обработката и не искате да правите повече промени, можете да го запишете като 8-битов файл. Няма да забележите разлика между 8-битов файл и 16-битов файл на вашия монитор или когато отпечатвате изображението. Изключение е, ако имате принтер, който разпознава 16-битови файлове. В този случай можете да получите по-добри резултати от 16-битов файл.

Въпреки това, ако планирате последваща обработка във Photoshop, тогава се препоръчва да запазите изображението като 16-битов файл. В този случай изображение, взето от 12 или 14 битов сензор, ще бъде "разтегнато", за да запълни 16 битовия файл. След това можете да работите върху него във Photoshop, знаейки, че допълнителната дълбочина на цвета ще ви помогне да постигнете максимално качество.

Отново, когато завършите процеса на обработка, можете да запишете файла като 8-битов файл. Списанията, книгоиздателите и акциите (и почти всеки клиент, който купува снимки) изискват 8-битови изображения. 16-битовите файлове са необходими само ако вие (или някой друг) възнамерявате да редактирате файла.

Това е изображение, което направих с настройката RAW+JPEG на EOS 350D. Камерата запази две версии на файла - JPEG файл, обработен от процесора на камерата, и RAW файл, съдържащ цялата информация, записана от 12-битовия сензор на камерата.

Тук можете да видите сравнение на горния десен ъгъл на обработения JPEG файл и RAW файла. И двата файла са създадени от камерата с една и съща настройка на експозицията и единствената разлика между тях е дълбочината на цвета. Успях да „извадя“ „преекспонираните“ детайли в JPEG, които не се различават в RAW файла. Ако исках да работя върху това изображение допълнително във Photoshop, бих могъл да го запазя като 16-битов TIFF файл, за да осигуря възможно най-доброто качество на изображението по време на обработката.

Защо фотографите използват JPEG?

Фактът, че не всички професионални фотографи използват постоянно RAW формат, не означава нищо. Както сватбените, така и спортните фотографи например често работят с JPEG формат.

За сватбени фотографи, които могат да заснемат хиляди снимки на сватба, това спестява време за постпродукция.

Спортните фотографи използват JPEG файлове, за да могат да изпращат снимки до своите фоторедактори по време на събитие. И в двата случая скоростта, ефективността и по-малкият размер на файла на JPEG формат го прави логичен файлов тип за използване.

Дълбочина на цвета на компютърните екрани

Дълбочината на битовете също се отнася до дълбочината на цвета, която компютърните монитори могат да покажат. Може да е трудно за читател, използващ съвременни дисплеи, да повярва в това, но компютрите, които използвах в училище, можеха да възпроизвеждат само 2 цвята - бяло и черно. "Задължителен" компютър от онова време - Commodore 64, способен да възпроизвежда цели 16 цвята. Според информация от Wikipedia са продадени повече от 12 броя от този компютър.

Компютър Commodore 64. Снимка от Бил Бертрам

Със сигурност няма да можете да редактирате снимки на 16-цветна машина (64K RAM така или иначе няма да направят повече), а изобретяването на 24-битови дисплеи с истински цветове е едно от нещата, които успяха. цифрова фотографиявъзможен. Реалистични цветни дисплеи, като JPEG файлове, се формират с помощта на три цвята (червено, зелено и синьо), всеки с 256 нюанса, съхранени в 8-битова цифра. Повечето съвременни монитори използват 24-битова или 32-битова реалистична цветна графика.

HDR файлове

Много от вас знаят, че изображенията с висок динамичен обхват (HDR) се създават чрез комбиниране на множество версии на едно и също изображение, заснети при различни настройки на експозицията. Но знаете ли, че софтуерът генерира 32-битово изображение с над 4 милиарда тонални стойности на канал на пиксел - само скок от 256-те тона в JPEG файл.

Истинските HDR файлове не могат да се показват правилно на компютърен монитор или отпечатана страница. Вместо това те се съкращават до 8 или 16-битови файлове с помощта на процес, наречен тонално картографиране, който запазва характеристиките на високия динамичен обхват на оригиналното изображение, но позволява то да бъде възпроизвеждано на устройства с тесен динамичен обхват.

Заключение

Пикселите и битовете са основните елементи за изграждане на цифрово изображение. Ако искате да получите възможно най-доброто качество на изображението от вашия фотоапарат, трябва да разберете концепцията за дълбочина на цвета и причините, поради които RAW форматът създава най-доброто качество на изображението.

Решаване на проблеми с кодирането графична информация.

Растерна графика.

Векторна графика.

Въведение

Това електронно ръководство съдържа група задачи по темата "Кодиране на графична информация". Сборникът със задачи е разделен на типове задачи според определената тема. Всеки тип задачи се разглеждат, като се вземе предвид диференциран подход, т.е. разглеждат се задачи от минимално ниво (клас „3“), общо ниво (клас „4“), напреднало ниво (клас „5“). Дадените задачи са взети от различни учебници (списъкът е приложен). Подробно са разгледани решенията на всички задачи, дадени са методически препоръки за всеки тип задачи и е даден кратък теоретичен материал. За по-лесно справяне ръководството съдържа връзки към отметки.

Растерна графика.

Видове задачи:

1. Намиране на обема на видео паметта.

2. Определяне на разделителната способност на екрана и настройка на графичния режим.

1. Намиране на обема на видео паметта

В задачи от този тип се използват следните понятия:

· размер на видео паметта

· графичен режим,

· дълбочина на цвета,

· Резолюция на екрана,

· палитра.

Във всички подобни задачи трябва да се открие една или друга величина.

Видео памет -това е специално RAM, в който се формира графичното изображение. С други думи, за да получите картина на екрана на монитора, тя трябва да се съхранява някъде. За това е видео паметта. Най-често стойността му е от 512 Kb до 4 Mb за най-добрите компютри с 16,7 милиона цвята.

Размер на видео паметтаизчислено по формулата: V=аз*Х*Y, къдеазе дълбочината на цвета на една точка, х,Y-размерите на екрана хоризонтално и вертикално (произведението на x и y е разделителната способност на екрана).

Екранът на дисплея може да работи в два основни режима: текстовии графика.

AT графичен режимекранът е разделен на отделни светещи точки, чийто брой зависи от вида на дисплея, например 640 хоризонтално и 480 вертикално. Светещите точки на екрана обикновено се наричат пиксели, техният цвят и яркост може да варират. Именно в графичен режим всички сложни графични изображения се появяват на екрана на компютъра, създадени от специални програми, които контролират параметрите на всеки пиксел на екрана. Графичните режими се характеризират с такива показатели като:

- резолюция(брой точки, с които изображението се възпроизвежда на екрана) - в момента типичните нива на разделителна способност са 800*600 точки или 1024*768 точки. За монитори с голям диагонал обаче може да се използва резолюция от 1152 * 864 пиксела.

- дълбочина на цвета(брой битове, използвани за кодиране на цвета на точката), например 8, 16, 24, 32 бита. Всеки цвят може да се разглежда като възможно състояние на точката, тогава броят на цветовете, показани на екрана на монитора, може да се изчисли по формулата К=2 аз, където К- брой цветя аз– дълбочина на цвета или битова дълбочина.

В допълнение към горните знания, ученикът трябва да има представа за палитрата:

- палитра(броят цветове, които се използват за възпроизвеждане на изображение), като 4 цвята, 16 цвята, 256 цвята, 256 нюанса на сивото, 216 цвята в режим, наречен High color или 224, 232 цвята в режим True color.

Ученикът трябва също да знае връзката между единиците информация, да може да преобразува от малки единици към по-големи, Kbytes и Mbytes, да използва обикновен калкулатор и Wise Calculator.

Ниво "3"

1. Определете необходимото количество видео памет за различните графични режими на екрана на монитора, ако е известна дълбочината на цвета за една точка (2.76 )

Режим на екрана	Дълбочина на цвета (битове на точка)

Решение:

1. Общ брой точки на екрана (резолюция): 640 * 480 = 307200
2. Необходимо количество видео памет V= 4 бита * 307200 = 1228800 бита = 153600 байта = 150 KB.
3. По същия начин се изчислява необходимото количество видео памет за други графични режими. Когато смята, ученикът използва калкулатор, за да спести време.

Отговор:

Режим на екрана	Дълбочина на цвета (битове на точка)

	150 Kb	300 Kb	600 Kb	900 Kb	1,2 MB
	234 Kb	469 Kb	938 Kb	1,4 MB	1,8 MB
	384 Kb	768 Kb	1,5 MB	2,25 MB
	640 Kb	1,25 MB	2,5 MB	3,75 MB

2. Черно-бяла (без скала на сивото) растерна графика има размер 10 '10 точки. Колко памет ще заеме това изображение? (2.6 8 )

Решение:

1. Брой точки -100

2. Тъй като има само 2 цвята черен и бял. тогава дълбочината на цвета е =2)

3. Размерът на видео паметта е 100*1=100 бита

Задача 2.69 се решава аналогично

3. За да съхраните 128 bitmap x 128 пиксела заеха 4 KB памет. Какъв е максималният възможен брой цветове в палитрата на изображението. (USE_2005, демо, ниво A). (Вижте също задача 2.73 )

Решение:

1. Определете броя точки на изображението. 128*128=16384 точки или пиксела.

2. Количеството памет за изображение от 4 KB се изразява в битове, тъй като V=I*X*Y се изчислява в битове. 4 KB=4*1024=4 096 байта = 4096*8 бита = 32768 бита

3. Намерете дълбочината на цвета I =V/(X*Y)=32768:16384=2

4. N=2I, където N е броят на цветовете в палитрата. N=4

Отговор: 4

4. Колко бита видео памет се заемат от информация за един пиксел на черно-бял екран (без полутонове)? (, стр. 143, пример 1)

Решение:

Ако изображението е черно-бяло без полутонове, тогава се използват само два цвята - черен и бял, т.е. K=2, 2i =2, I= 1 бит на пиксел.

Отговор: 1 пиксел

5. Колко видео памет е необходима за съхраняване на четири страници с изображения, ако битовата дълбочина е 24 и разделителната способност на дисплея е 800 x 600 пиксела? (, №63)

Решение:

1. Намерете количеството видео памет за една страница: 800 * 600 * 24 = бита = 1440000 байта = 1406,25 Kb ≈ 1,37 Mb

2. 1,37*4 =5,48 MB ≈5,5 MB за съхранение на 4 страници.

Отговор: 5,5 Mb

Ниво "4"

6. Определете количеството видео памет на компютъра, необходимо за реализиране на графичния режим на монитора Високо Цветен с резолюция 1024 х 768 пиксела и цветова палитра от 65536 цвята. (2,48)

Ако ученикът помни, че режимът High Color е 16 бита на точка, тогава количеството памет може да се намери чрез определяне на броя на точките на екрана и умножаване по дълбочината на цвета, т.е. 16. В противен случай ученикът може да разсъждава по следния начин :

Решение:

1. Използвайки формулата K=2I, където K е броят на цветовете, I е дълбочината на цвета, определяме дълбочината на цвета. 2I=65536

Дълбочината на цвета е: I = log = 16 бита (изчислено чрез програмимъдъркалкулатор)

2.. Броят на пикселите на изображението е: 1024´768 =

3. Необходимото количество видео памет е: 16 бита ´ = 12 бита = 1572864 байта = 1536 KB = 1,5 MB (»1,2 MB. Отговорът е даден в работилницата Угринович). Ние учим учениците, превръщайки се в други единици, да делят на 1024, а не на 1000.

Отговор: 1,5 MB

7. В процеса на конвертиране на растерно графично изображение броят на цветовете намаля от 65536 на 16. С колко пъти ще намалее обемът на паметта, която заема? (2,70, )

Решение:

За кодиране на 65536 различни цвята за всяка точка са необходими 16 бита. Необходими са само 4 бита за кодиране на 16 цвята. Следователно обемът на заетата памет намаля с 16:4=4 пъти.

Отговор: 4 пъти

8. Достатъчно ли е 256 KB видео памет за работа на монитора в режим 640 ´ 480 и палитра от 16 цвята? (2,77)

Решение:

1. Разберете количеството видео памет, което ще е необходимо, за да може мониторът да работи в режим 640x480 и палитра от 16 цвята. V=I*X*Y=640*480*4 (24=16, дълбочината на цвета е 4),

V= 1228800 бита = 153600 байта = 150 Kb.

2. 150 < 256, значит памяти достаточно.

Отговор: достатъчно

9. Посочете минималното количество памет (в килобайти), необходимо за съхраняване на растерна карта с размери 256 x 256 пиксела, ако е известно, че изображението използва палитра от 216 цвята. Самата палитра не е необходимо да се съхранява.

1) 128

2) 512

3) 1024

4) 2048

(USE_2005, ниво A)

Решение:

Намерете минималното количество памет, необходимо за съхраняване на един пиксел. Изображението използва палитра от 216 цветове, следователно един пиксел може да бъде свързан с всеки от 216 възможни номера на цветовете в палитрата. Следователно минималното количество памет за един пиксел ще бъде log2 216 =16 бита. Минималното количество памет, достатъчно за съхраняване на цялото изображение, ще бъде 16 * 256 * 256 = 24 * 28 * 28 = 220 бита = 220: 23 = 217 байта = 217: 210 = 27 KB = 128 KB, което съответства на номер на елемент 1.

Отговор: 1

10. Използват се графични режими с дълбочина на цвета 8, 16, 24, 32 бита. Изчислете количеството видео памет, необходимо за прилагане на тези дълбочини на цветовете при различни разделителни способности на екрана.

Забележка: задачата в крайна сметка се свежда до решаване на задача № 1 (ниво "3", но самият ученик трябва да запомни стандартните режими на екрана.

11. Колко секунди са необходими на модем, предаващ съобщения при 28800 bps, за да предаде цветна растерна карта с размери 640 x 480 пиксела, като се приеме, че цветът на всеки пиксел е кодиран в три байта? (USE_2005, ниво B)

Решение:

1. Определете размера на изображението в битове:

3 байта = 3*8 = 24 бита,

V=I*X*Y=640*480*24 бита =7372800 бита

2. Намерете броя секунди за предаване на изображението: 7372800: 28800=256 секунди

Отговор: 256.

12. Колко секунди са необходими на модем с 14400 bps, за да предаде цветна растерна карта с размери 800 x 600 пиксела, като се има предвид, че има 16 милиона цвята в палитрата? (USE_2005, ниво B)

Решение:

16 милиона цвята изискват 3 байта или 24 бита (графичен режим True Color). Общият брой пиксели в изображението е 800 x 600 = 480 000. Тъй като има 3 байта на пиксел, има 480 000 * 3 = 1 440 000 байта или бита на 480 000 пиксела. : 14400 = 800 секунди.

Отговор: 800 секунди.

13. Модерният монитор ви позволява да получавате различни цветове на екрана. Колко бита памет отнема 1 пиксел? ( , стр.143, пример 2)

Решение:

Един пиксел се кодира от комбинация от два знака "0" и "1". Трябва да знаем дължината на пикселния код.

2x =, log2 = 24 бита

Отговор: 24.

14. Какво е минималното количество памет (в байтове), достатъчно за съхраняване на черно-бяло растерно изображение с размери 32 x 32 пиксела, ако е известно, че изображението използва не повече от 16 нюанса на сивото (USE_2005, ниво а)

Решение:

1. Дълбочината на цвета е 4, защото се използват 16 цветови градации.

2. 32*32*4=4096 бита памет за черно-бяло изображение

3. 4096: 8 = 512 байта.

Отговор: 512 байта

Ниво "5"

15. Мониторът работи с 16 цветови палитри в режим 640*400 пиксела. Кодирането на изображението изисква 1250 KB. Колко страници видео памет заема? (Задача 2, Тест I-6)

Решение:

1. Тъй като страницата -част от видео паметта, която съдържа информация за едно екранно изображение на едно „изображение“ на екрана, т.е. няколко страници могат да бъдат поставени във видео паметта едновременно, след което, за да разберете броя на страниците, трябва да разделите сумата видео памет за цялото изображение по количеството памет на 1 страница. Да се- брой страници К=Випик/V1 страница

Vipic = 1250 Kb по условие

1. За целта изчисляваме количеството видео памет за една страница от изображение с 16 цветови палитри и резолюция 640*400.

V1 p \u003d 640 * 400 * 4, където 4 е дълбочината на цвета (24 \u003d 16)

V1 str = 1024000 бита = 128000 байта = 125 KB

3. K=1250: 125=10 страници

Отговор: 10 страници

16. Страницата с видео памет е 16000 байта. Дисплеят работи в режим 320*400 пиксела. Колко цвята има в палитрата? (Задача 3, Тест I-6)

Решение:

1. V=I*X*Y – обем на една страница, V=16000 байта = 128000 бита по условие. Нека намерим дълбочината на цвета I.

I= 128000 / (320*400)=1.

2. Сега нека определим колко цвята има в палитрата. К =2 азкъдето К- брой цветя аз- дълбочина на цвета . К=2

Отговор: 2 цвята.

17. Сканира се цветно изображение с размер 10 ´10 см. Резолюция на скенера 600 dpi и 32 бита дълбочина на цвета. Какъв информационен обем ще има полученият графичен файл. (2.44, , задача 2.81 се решава аналогично )

Решение:

1. Разделителната способност на скенера от 600 dpi (dot per inch - точки на инч) означава, че скенерът може да различи 600 точки на 1-инчов сегмент. Нека преведем разделителната способност на скенера от точки на инч в точки на сантиметър:

600 dpi: 2,54" 236 точки/см (1 инч = 2,54 см)

2. Следователно размерът на изображението в пиксели ще бъде 2360×2360 пиксела. (умножено по 10 см.)

3. Общият брой пиксели в изображението е:

4. Информационният обем на файла е равен на:

32 бита ´ 5569600 = бита » 21 MB

Отговор: 21 MB

18. Обемът на видео паметта е 256 KB. Брой използвани цветове -16. Изчислете опциите за разделителна способност на дисплея. При условие, че броят на страниците с изображения може да бъде 1, 2 или 4. (, #64, стр. 146)

Решение:

1. Ако броят на страниците е 1, тогава формулата V=I*X*Y може да се изрази като

256 *1024*8 бита = X*Y*4 бита (Тъй като има 16 цвята, дълбочината на цвета е 4 бита.)

т.е. 512*1024 = X*Y; 524288 = X*Y.

Съотношението между височината и ширината на екрана за стандартните режими не се различава едно от друго и е равно на 0,75. И така, за да намерите X и Y, трябва да решите системата от уравнения:

Нека изразим X=524288/ Y, заместваме го във второто уравнение, получаваме Y2 =524288*3/4=393216. Намерете Y≈630; X=524288/630≈830

630 x 830.

2. Ако броят на страниците е 2, тогава една страница от 256:2=128 KB, т.е.

128*1024*8 бита = X*Y*4 бита, т.е. 256*1024 = X*Y; 262144 = X*Y.

Решаваме системата от уравнения:

X=262144/Y; Y2=262144*3/4=196608; Y=440, X=600

Опцията за резолюция може да бъде 600 x 440.

4. Ако броят на страниците е 4, тогава 256:4 =64; 64*1024*2=X*Y; 131072=X*Y; решаваме системата и размерът на екранната точка е 0,28 мм. (2,49)

Решение:

https://pandia.ru/text/78/350/images/image005_115.gif" width="180" height="96 src=">

1. Проблемът се свежда до намиране на броя на точките по ширината на екрана. Експрес размер на диагонала в сантиметри. Като се има предвид, че 1 инч = 2,54 см, имаме: 2,54 см 15 = 38,1 см.

2. Да дефинираме съотношение между височина и ширина ana за често срещания режим на екрана 1024x768 пиксела: 768: 1024 = 0,75.

3. Да дефинираме ширина на екрана. Нека ширината на екрана е Л, и височината ч,

h:L \u003d 0,75, след това h = 0,75L.

По теоремата на Питагор имаме:

L2 + (0,75L)2 = 38,12

1,5625 L2 = 1451,61

L ≈ 30,5 см.

4. Броят на точките по ширината на екрана е:

305 мм: 0,28 мм = 1089.

Следователно максималната възможна резолюция на екрана на монитора е 1024x768.

Отговор: 1024x768.

26. Определете съотношението между височината и ширината на екрана на монитора за различните графични режими. Това съотношение различно ли е при различните режими? а) 640x480; б) 800x600; в) 1024x768; а) 1152x864; а) 1280x1024. Определете максималната възможна разделителна способност на екрана за 17" монитор с размер на екранната точка 0,25 mm. (2.74 )

Решение:

1. Нека да определим съотношението между височината и ширината на екрана за изброените режими, те почти не се различават един от друг:

2. Нека изразим размера на диагонала в сантиметри:

2,54 cm 17 = 43,18 cm.

3. Нека да определим ширината на екрана. Нека ширината на екрана е L, тогава височината е 0,75L (за първите четири случая) и 0,8L за последния случай.

По теоремата на Питагор имаме:

Следователно максималната възможна резолюция на екрана на монитора е. 1280x1024

Отговор: 1280x1024

3. Кодиране на цветове и изображения.

Учениците използват знанията, придобити по-рано Бройни системи, прехвърляйки числа от една система в друга.

Използва се и теоретичният материал на темата:

Цветното растерно изображение се формира в съответствие с цветовия модел RGB, в който трите основни цвята са Red (червен), Green (зелен) и Blue (син). Интензитетът на всеки цвят се дава от 8-битов двоичен код, който често се изразява в шестнадесетичен запис за удобство. В този случай се използва следният формат на нотация RRGGBB.

Ниво "3"

27. Запишете кода на червения цвят в двоична, шестнадесетична и десетична система. (2,51)

Решение:

Червеният цвят съответства на максималната стойност на червения интензитет и минималните стойности на зеления и синия интензитет на основните цветове. , което отговаря на следните данни:

Кодове/Цветове	червен	Зелено	Син
двоичен
шестнадесетичен
десетичен знак

28. Колко цвята ще се използват, ако се вземат 2 нива на градация на яркостта за всеки цвят на пиксел? 64 нива на яркост на цвят?

Решение:

1. Общо за всеки пиксел се използва набор от три цвята (червен, зелен, син) със собствени нива на яркост (0-свети, 1-изключен). Така че K=23=8 цвята.

Отговор: 8; 262 144 цвята.

Ниво "4"

29. Попълнете цветовата таблица с 24-битова дълбочина на цвета в шестнадесетичен запис.

Решение:

При дълбочина на цвета от 24 бита, 8 бита са разпределени за всеки от цветовете, т.е. възможни са 256 нива на интензитет за всеки от цветовете (28 = 256). Тези нива се дават чрез двоични кодове (минимален интензитет, максимален интензитет). При двоично представяне се получава следната цветова формация:

Име на цвета	Интензивност
червен	Зелено	Син
черен
червен
Зелено
Син
Бяло

Преобразувайки в шестнадесетична бройна система, имаме:

Име на цвета	Интензивност
червен	Зелено	Син
черен
червен
Зелено
Син
Бяло

30. На "малък монитор" с растерна мрежа 10 х 10 има черно-бяло изображение на буквата "К". Представете съдържанието на видео паметта като растерно изображение, в което редовете и колоните съответстват на редовете и колоните на растерната мрежа. ( , стр.143, пример 4)

9 10

Решение:

Кодирането на изображение на такъв екран изисква 100 бита (1 бит на пиксел) видео памет. Нека "1" означава запълнен пиксел, а "0" - незапълнен. Матрицата ще изглежда така:

0001 0001 00

0001 001 000

0001 01 0000

00011 00000

0001 01 0000

0001 001 000

0001 0001 00

Експерименти:

1. Търсене на пиксели на монитора.

Въоръжете се с лупа и се опитайте да видите триадите от червено, зелено и синьо (RGB - от англ. "червен-зелен-Сини" точки на екрана на монитора. (, .)

Както ни предупреждава източникът, резултатите от експериментите не винаги ще бъдат успешни. Причината е. Какво съществува различни технологиипроизводство на електронно-лъчеви тръби. Ако тръбата е направена по технологията "сенчеста маска"тогава можете да видите истинска мозайка от точки. В други случаи, когато вместо маска с отвори се използва система от фосфорни нишки от три основни цвята (решетка на отвора),картината ще е много различна. Вестникът дава много графични снимки на три типични картини, които „любопитните студенти” могат да видят.

Би било полезно децата да информират, че е желателно да се прави разлика между понятията „екранни точки“ и пиксели. Концепцията за "екранни точки"- физически реален съществуващи съоръжения. Пиксели-логически елементи на изображението. Как може да се обясни това? Да си припомним. Че има няколко типични конфигурации на картината на екрана на монитора: 640 x 480, 600 x 800 пиксела и други. Но на същия монитор можете да инсталирате всеки от тях. Това означава, че пикселите не са точки на монитора. И всяка от тях може да бъде образувана от няколко съседни светещи точки (в рамките на една). По команда за оцветяване на един или друг пиксел в синьо, компютърът, като вземе предвид зададения режим на показване, ще рисува върху една или повече съседни точки на монитора. Плътността на пикселите се измерва като брой пиксели на единица дължина. Най-често срещаните единици се наричат накратко (dots per inch - броя точки на инч, 1 инч = 2,54 cm). Единицата dpi е общоприета в полето компютърна графикаи издателска дейност. Обикновено плътността на пикселите за изображение на екрана е 72 dpi или 96 dpi.

2. Провеждане на експеримент в графичен редактор, ако се вземат 2 нива на градация на яркостта за всеки цвят на пиксел? Какви цветове ще получите? Подредете под формата на маса.

Решение:

червен	Зелено	Син	Цвят





			Тюркоаз

			Пурпурен

векторни графики:

1. Задачи за кодиране на векторно изображение.

2. Получаване на векторно изображение чрез векторни команди

При векторния подход изображението се разглежда като описание на графични примитиви, прави линии, дъги, елипси, правоъгълници, кръгове, засенчване и др. Описват се позицията и формата на тези примитиви в графичната координатна система.

По този начин векторно изображениекодирани чрез векторни команди, т.е. описани с помощта на алгоритъм. Отсечка с права линия се определя от координатите на нейните краища, кръг -централни координати и радиус, многоъгълник- координатите на неговите ъгли, сенчеста зона- граница и цвят на запълване. Желателно е учениците да имат таблица на командната система за векторна графика (, стр.150):

Екип	Действие
Линия към X1, Y1	Начертайте линия от текущата позиция до позиция (X1, Y1).
Линия X1, Y1, X2, Y2	Начертайте линия с начални координати X1, Y1 и крайни координати X2, Y2. Текущата позиция не е зададена.
Окръжете X,Y,R	Начертайте кръг; X, Y са координатите на центъра, а R е дължината на радиуса.
Елипса X1, Y1, X2, Y2	Начертайте елипса, ограничена от правоъгълник; (X1, Y1) са координатите на горния ляв ъгъл, а (X2,Y2) са координатите на долния десен ъгъл на правоъгълника.
Правоъгълник X1, Y1, X2, Y2	Начертайте правоъгълник; (X1, Y1) - координати на горния ляв ъгъл, (X2, Y2) - координати на долния десен ъгъл на правоъгълника.
Цвят на рисунката Цвят	Задайте текущия цвят на чертежа.
Цвят на запълване Цвят	Задайте текущия цвят на запълване
Оцветете X, Y, ЦВЯТ НА ГРАНИЦАТА	Боя над произволен затворен фигура; X, Y – координати на всяка точка вътре в затворената фигура, BORDER COLOR – цвят на граничната линия.

1. Задачи за кодиране на векторно изображение.

Ниво "3"

1. Опишете буквата "К" чрез поредица от векторни команди.

Литература:

1., Информатика за юристи и икономисти, с. 35-36 (теоретичен материал)

2., Информатика и ИТ, стр.112-116.

3. Н. Угринович, Л. Босова, Н. Михайлова, Практикум по информатика и ИТ, стр.69-73. (зад. 2.67-2.81)

4., Популярни лекции за устройството на компютъра. - Санкт Петербург, 2003, стр. 177-178.

5. В търсене на пиксел или видове електроннолъчеви тръби.// Информатика. 2002, 347, стр. 16-17.

6. И. Семакин, Е Хенър, Информатика. Задачна книга-практикум, т. 1, Москва, LBZ, 1999, стр. 142-155.

Електронни учебници:

1. , Информация в училищния курс по информатика.

2., Решебник на тема "Теория на информацията"

Тестове:

1. Тест I-6 (кодиране и измерване на графична информация)

Теория

Изчисляването на информационния обем на растерното графично изображение (количеството информация, съдържащо се в графично изображение) се основава на преброяване на броя на пикселите в това изображение и на определяне на дълбочината на цвета (информационното тегло на един пиксел).

При изчисляване се използва формулата V = i*k,

където V е информационният обем на растерно графично изображение, измерен в байтове, килобайти, мегабайти;

k е броят на пикселите (точките) в изображението, който се определя от разделителната способност на носителя на информация (екран на монитор, скенер, принтер);

i е дълбочината на цвета, която се измерва в битове на пиксел.

Дълбочина на цветасе дава от броя на битовете, използвани за кодиране на цвета на точката.

Дълбочината на цвета е свързана с броя на цветовете, показани от формулата

N = 2 i, където N е броят на цветовете в палитрата, i е дълбочината на цвета в битове на пиксел.

Примери

1. Видео паметта на компютъра е с капацитет 512Kb, размерът на графичната мрежа е 640 × 200, в палитра от 8 цвята. Колко екранни страници могат да се поберат във видео паметта на компютъра едновременно?

Решение:

Нека намерим броя на пикселите в изображението на една страница от екрана:

k = 640*200=128000 пиксела.

Нека намерим i (дълбочина на цвета, т.е. колко бита са необходими за кодиране на един цвят) N = 2 i, следователно 8 = 2 i, i = 3.

Намерете количеството видеопамет, необходимо за поемане на една страница от екрана. V = i * k (битове), V = 3 * 128000 = 384000 (битове) = 48000 (байтове) = 46,875 Kb.

защото видео паметта на компютъра е 512 Kb, тогава 512 / 46,875 = 10,923 ≈ 10 страници от цял екран могат да бъдат едновременно съхранени във видео паметта на компютъра.

Отговор:Във видео паметта на компютъра могат да се съхраняват едновременно 10 страници на цял екран

2. В резултат на преобразуване на растерно графично изображение, броят на цветовете намаля от 256 на 16. Как това промени обема на видео паметта, заета от изображението?

Решение:

Използваме формулите V = i * k и N = 2 i .

N 1 = 2 i1, N 2 = 2 i2, тогава V 1 = i 1 * k, V 2 = i 2 * k, следователно,

256 = 2 i1, 16 = 2 i2,

i 1 = 8, i 2 = 4,

V 1 = 8 * k, V 2 = 4 * k.

Отговор:размерът на графичното изображение ще бъде намален наполовина.

3. Сканира се цветно изображение със стандартен размер A4 (21×29,7 cm2). Разделителната способност на скенера е 1200 dpi (точки на инч), а дълбочината на цвета е 24 бита. Какъв информационен обем ще има полученият графичен файл?

Решение:

1 инч=2,54 см

i=24 бита на пиксел;

Нека преобразуваме размерите на изображението в инчове и да намерим броя на пикселите k: k = (21/2,54)*(29,7/2,54)*1200 2 (dpi) ≈ 139210118 (пиксела)

Използваме формулата V = i * k

V=139210118*24 = 3341042842 (бита) = 417630355 байта = 407842Kb = 398Mb

Отговор:размерът на сканираното графично изображение е 398 MB

1. Определете броя на цветовете в палитрата при дълбочина на цвета 4, 8, 16, 24, 32 бита.

2. В процеса на конвертиране на растерно графично изображение броят на цветовете намаля от 65536 на 16. Колко пъти ще намалее информационният обем на файла?

3. Чертеж от 256 цвята съдържа 120 байта информация. Колко точки има?

4. Достатъчни ли са 256 Kbytes видеопамет за работа на монитора в режим 640x480 и палитра от 16 цвята?

5. Колко видеопамет е необходима за съхраняване на две страници от изображение, при условие че резолюцията на дисплея е 640 × 350 пиксела и броят на използваните цветове е 16?

6. Колко видеопамет е необходима за съхраняване на четири страници от изображение, ако битовата дълбочина е 24 и разделителната способност на дисплея е 800×600 пиксела?

7. Обемът на видео паметта е 2 MB, битова дълбочина 24, резолюция на дисплея 640×480. Какъв е максималният брой страници, които могат да се използват при тези условия?

8. Видео паметта има капацитет, който може да съхрани 4-цветно изображение 640×480. Изображението с какъв размер може да се съхрани в същото количество видео памет, ако използвате 256 цветова палитра?

9. За съхраняване на 1024 × 512 bitmap са разпределени 256 KB памет. Какъв е максималният възможен брой цветове в палитрата на изображението?

Задачи за изчисляване на обема на звуковата информация

Теория

Звукът може да има различни нива на сила на звука. Броят на различните нива се изчислява по формулата N = 2 i , където i е дълбочината на звука.

Честота на дискретизация - броят на измерванията на нивото на входния сигнал за единица време (за 1 секунда).

Размерът на цифров моно аудио файл се изчислява по формулата A=D*T*i,

където D е честотата на дискретизация;

T е времето на озвучаване или звукозапис;

i - битова дълбочина на регистъра (дълбочина на звука).

За стерео аудио файл размерът се изчислява по формулата A=2*D*T*i

Решение:

Ако записвате в стерео

A = 2*D*T*i = 44100*120*16 = 84672000bit = = 10584000bytes = 10335.9375Kb = 10.094MB.

Ако записвате моно сигнал A = 5Mb.

Отговор: 10 Mb, 5 Mb

2. Обемът на свободната памет на диска е 0,01 GB, битовата дълбочина на звуковата карта е 16. Каква е продължителността на звука на цифров аудио файл, записан с честота на дискретизация 44100 Hz.

Решение:

A = D * T * i

T \u003d 10737418.24 / 44100 / 2 \u003d 121.74 (сек.) = 2.03 (мин.)

Отговор: 2.03 мин.

Задачи за самостоятелно решаване

1. Определете размера (в байтове) на цифров аудио файл, чието време за възпроизвеждане е 10 секунди при честота на дискретизация 22,05 kHz и разделителна способност 8 бита. Файлът не е компресиран.

2. Потребителят разполага с памет от 2,6 MB. Трябва да запишете цифров аудио файл с продължителност 1 минута. Каква трябва да бъде честотата на дискретизация и битовата дълбочина?

3. Обемът на свободната памет на диска е 0,01 GB, битовата дълбочина на звуковата карта е 16. Каква е продължителността на звука на цифров аудио файл, записан с честота на дискретизация 44100 Hz?

4. Една минута запис на цифров аудио файл заема 1,3 MB на диска, битовата дълбочина на звуковата карта е 8. На каква честота се записва звукът?