|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Представление графических данныхПрименительно к компьютерам существуют три основных способа представления изображений – растровый, векторный и фрактальный. При использовании первого графические объекты формируются в виде множества точек (пикселей) разных цветов и разных яркостей, распределенных по строкам и столбцам. Во втором случае изображение описывается с помощью совокупности отрезков и дуг и т.д., и параметров, описывающих их цвета и расположение. Под вектором понимается набор данных, характеризующих какой-либо объект. Фрактальная графика, аналогично векторной, базируется на математических вычислениях. Отличие последней состоит в том, что все изображения строятся по уравнениям, поэтому никаких графических объектов в памяти компьютера хранить не надо. Базовым элементом фрактальной графики является сама математическая формула. Для кодировки графических данных необходимо измерить цвет, что может быть сделано на основании трех законов смешения, сформулированных Грассманом: · закон трехмерности – каждый цвет можно представить с помощью комбинации трех основных цветов; · закон непрерывности - к любому цвету можно подобрать бесконечно близкий; · закон аддитивности – цвет смеси определяется только цветом его составляющих. Все многообразие цветов в природе возникает благодаря двум механизмам. В первом случае источники света излучают свет различных длин волн, который и воспринимается глазом человека как цветной. Во втором случае свет, падая на поверхность несветящегося объекта, частично поглощается, а частично отражается, и отраженное излучение воспринимается глазом как окраска объекта. Для описания цвета в случаях излучающих и отражающих объектов применяются разные математические модели. Модель RGB описывает излучаемые цвета и использует в качестве базовых три цвета – красный (Red), зеленый (Green) и синий (Вlue). Все остальные цвета образуются в результате смешивания этих трех основных. Например, при смешивании красного и зеленого цвета получается желтый, зеленого и синего - голубой, синего и красного - пурпурный. Если смешиваются все три базовых цвета, то получается белый. Каждый составляющий цвет характеризуется своей яркостью.Смешав три базовых цвета с разными яркостями (т.е. в разных пропорциях), можно получить любой желаемый оттенок. Каждый пиксель растрового изображения в модели RGB представляется яркостями трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Яркости пикселей хранятся в каналах. Цветовым каналом называется полутоновое изображение, отражающее распределение яркостей соответствующего базового цвета. Модель RGB является трехканальной, требующей по одному на каждый базовый цвет. Яркость каждого базового цвета характеризуется целым числом, которое может принимать значения от 0 до 255. Модель RGB используется для создания графических образов в излучающих свет устройствах – телевизорах, мониторах. Цветная картина получается при наложении друг на друга изображений в красном, зеленом и синем канале. Каждый складывающийся цвет характеризуется своей собственной яркостью, и по мере увеличения яркости составляющих цветов увеличивается яркость результирующего, поэтому модель RGB называется аддитивной. Модель HSB является аппаратно-зависимой, поскольку в основе лежит модель RGB. Рассматриваемая модель получила свое название по первым буквам английских слов Hue (цветовой тон, тональность), Saturation (насыщенность), Brightness (яркость). В модели HSB каждый цвет определяется своим цветовым тоном, насыщенностью и яркостью. Таким образом, модель HSB, так же как и модель RGB, является трехканальной. Цветовой тон, или собственно цвет, соответствует чистому цвету солнечного спектра и характеризуется величиной, изменяющейся от 0 до 360. Совокупность чистых тонов имеют максимальную насыщенность и яркость. Насыщенность характеризует процент добавления цвета к цвету белой краски и изменяется от 0 до 100%. Если значение насыщенности становится равным 0%, то любой цвет становится белым. Яркость является параметром, описывающим освещенность и характеризующим процент добавления цвета к цвету черной краски. Она может изменяться в интервале от 0 до 100%. Уменьшение яркости цвета означает его затемнение, а минимальная яркость (0) соответствует черному цвету. Таким образом, любой цвет в модели HSB получается из спектрального путем добавления определенного процента белой и черной красок, иными словами, оттенка серого цвета. Следует отметить, что модель HSB является не совсем корректной с точки зрения человеческого восприятия, поскольку описание яркости в ней не соответствует восприятию человеческим глазом. Модель HSB использует предположение, что все спектральные цвета имеют 100-процентную яркостью, в то время как человеческий глаз воспринимает спектральные цвета, как имеющие различную яркость. Например, спектральный зеленый представляется наиболее ярким, красный - менее ярким, а синий - наиболее темным. Модель HSB широко используется компьютерными художниками благодаря простоте заложенных в нее идей, с ее помощью удобно визуально подбирать цвета. Модель CMYKявляется основной полиграфической моделью, когда напечатанные на бумаге изображения сами не излучают световых волн. Окрашенные изображения, освещаемые белым светом, поглощают все составляющие цвета, кроме того, цвет, который видит человек. Цвет поверхности получается с помощью красителей, которые поглощают, а не излучают. Цвета, полученные из белого цвета путем вычитания, т.е. поглощения, из него определенных участков спектра, называются субтрактивными. Для их описания удобно воспользоваться моделью CMY (Cyan (Голубой), Magenta (Пурпурный) и Yellow (Желтый)), в которой основные цвета получаются путем вычитания из белого цвета основных аддитивных цветов модели RGB. Основных субтрактивных базовых цветов три: голубой (белый минус красный), пурпурный (белый минус зеленый), желтый (белый минус синий). В результате смешивания двух субтрактивных составляющих результирующий цвет затемняется - положено больше краски, поглощено больше света. Смешивание максимальных значений всех трех компонентов в результате дает черный цвет. Отсутствие краски соответствует белому цвету, а смешение равных значений трех компонентов позволяет получить оттенки серого. На практике реальные краски не полностью соответствуют их теоретическим рассчитанным аналогам. Поэтому при смешивании трех основных красок вместо черного цвета получается грязно-коричневый. Помимо этого, достижение интенсивного черного цвета требует большого количества красителей каждого цвета, что может привести к их повышенному расходу, переувлажнению бумаги. Исходя из этого, к числу основных полиграфических красок (и в модель) была добавлена черная. Последняя буква в названии модели CMYK означает черную краску - последняя буква слова blacK (черный). Число базовых красок - каналов увеличилось до четырех, поэтому CMYK является четырехканальной цветовой моделью. Оцифровка изображения.Для представления графических данных к виду, пригодному для компьютерной обработки, обрабатываемое изображение с помощью объектива проецируется на светочувствительную матрицу, состоящую из строк и столбцов, и называемую растром. Каждый элемент матрицы состоит из трех светочувствительных датчиков красного, зеленого и желтого цветов, предназначенных для фиксации яркости этих трех основных цветов. Измеренные яркости точек оцифровываются по каждому из трех цветов последовательно по всем строкам растра. Для кодирования каждой точки растра могут использоваться данные, имеющие различное число разрядов. Кодирование яркости каждой точки с помощью одного байта на каждый из трех базовых цветов, то есть с помощью 3 • 8 = 24 битов, обеспечивает представление 224 @ 16,7 миллионов распознаваемых цветов, что близко цветовосприятию человеческим зрением. Режим представления графических данных с помощью 24 двоичных разрядов называется полноцветным, или True Со1оr. Графические данные требуют для своего хранения очень большие объемы на носителях. Так, например, изображение, воспроизводимое на экране монитора с растром 800х600 точек в режиме True Со1оr,занимает 800×600×3=1440000 байт. Режим, при котором для кодирования одной точки растра используется два байта, называется High Color. Он позволяет различать 216 @ 65,5 тысячи цветов. До того времени, как видеоадаптеры с большим объемом видеопамяти и мониторы SVGA получили широкое распространение, большинство компьютеров могли отображать на экране не более 256 цветов одновременно. А более старые мониторы вообще были способны воспроизводить до 16 или 64 цветов. В таких условиях наиболее рациональным способом кодирования изображений явился метод индексирования цветов. При его использовании для кодирования одной точки растра используется один байт, поэтому количествоцветов в нем ограничено 256. Каждому из цветов, использующихся в изображении, ставится в соответствие порядковый номер, который затем используется для описания всех точек (пикселей), имеющих такой же цвет. При этом код каждой точки изображения характеризует не собственно цвет, а некоторый номер цвета, или индекс, из таблицы цветов, которая получила название палитры. Поскольку для разных изображений набор цветов будет различаться, то его необходимо хранить в памяти компьютера вместе с изображением. Вопросы для самоконтроля к разделу 2 1. Дайте толкование понятию система счисления. Какие типы систем счисления вам известны? 2. Поясните различия между позиционными и непозиционными системами счисления. 3. Сформулируйте правила перевода чисел из десятичной системы счисления в двоичную. 4. Какие системы счисления используются в информатике? 5. С чем связано представление данных в компьютере в двоичном виде? 6. Назовите минимальный размер адресуемых ячеек памяти. 7. Дайте толкование понятию кодирование. 8. Как представляются в компьютере целые числа? 9. Каким образом отображаются в компьютере действительные числа? 10. Какие виды символьных данных вам известны? 11. Перечислите названия известных вам кодовых таблиц. Дайте им краткую характеристику. 12. Опишите способ представления звуковых данных. 13. Какие способы представления графических изображений вам известны? 14. Перечислите основные цветовые модели и опишите их.
Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.) |