GDZ Informatics klasa 9. Podręcznik [Rivkind J.Y., Lysenko T.I., Chernikova L.A.] 2017

1. Znajdź binarną długość bitową obrazu bitmapowego, która składa się z 1024 na 768 pikseli, jeśli podane jest kodowanie jednego piksela: a) 1 bit; b) 3 bajty. Jakiego nośnika danych można użyć do przechowywania takich obrazów?

Określ głębokość kolorów dla różnych plików bitmapowych, które przetwarzają program Paint, i wypełnij arkusz kalkulacyjny.

2. Głębia koloru dla różnych formatów

Obraz monochromatyczny BMP

16-kolorowy obraz BMP

256-kolorowy obraz BMP

24-bitowy obraz BMP

3. Przejrzyj właściwości plików obrazów (na przykład z rozdziału 8 \ Item 8.1 \ Task 8.1.3) za pomocą polecenia Właściwości w menu kontekstowym tych obiektów i wypełnij tabelę. Sprawdź, w jaki sposób rozmiar pliku zależy od rodzaju grafiki.

Raster - jpag, gif, png.

Zdjęcie Seryjne - svg.

4. Przygotuj raporty na temat metod kompresji danych stosowanych w formatach plików graficznych rastrowych.

Metody kompresji informacji rastrowych są podzielone na dwie duże grupy: bezstratną kompresję i bezstratną kompresję. Bezstratne metody kompresji dają niższy stopień kompresji, ale zachowują dokładną wartość pikseli oryginalnego obrazu. Metody strat dają wyższe współczynniki kompresji, ale nie pozwalają na reprodukcję oryginalnego obrazu do dokładności piksela. W przypadku plików generowanych przez zautomatyzowane projektowanie bardzo ważne jest, aby zapisać wszystkie informacje, ponieważ utrata co najmniej jednego bitu może zmienić zawartość całego pliku. To zupełnie inna sprawa z danymi rastrowymi. Ludzkie oko nie postrzega wszystkich odcieni koloru w normalnym obrazie rastrowym. Dlatego niektóre szczegóły można pominąć bez widocznego naruszenia treści informacyjnej obrazu. Rozważ dwie najpopularniejsze metody kompresji obrazów. Najpierw poznaj jedną z opcji kodowania grupowego (kodowanie RUU). Idea tego sposobu jest to, że sekwencja wartości powtarzane zastąpiony przez parę liczb, z których jeden oznacza długość grupy (liczba powtórzeń wartości), a drugiej - wartości rzeczywistej. Jest to bardzo ogólna i bardzo prosta metoda bez strat. Jest używany w wielu popularnych dziś formatach plików graficznych, w szczególności w PCX i BMP. Opiera się na tym, że wiele obrazów jest zbędnych, ponieważ zawierają one dużą liczbę sąsiednich pikseli tego samego koloru. Rozważmy na przykład, w jaki sposób zgrupowane kodowanie kompresuje obraz, który napotyka w sekwencji 100 pikseli o zerowej wartości. Ta sekwencja 100 zer jest kodowana przez kilka par (100,0). Więc ten obraz będzie pięćdziesiąt razy mniejszy.

Inną powszechnie stosowaną metodą jest JPEG (metoda kompresji stratnej), która pochodzi od skrótu JointPhotographic Expert Group (JPEG), który opracował. JPEG jest szeroko stosowany podczas kompresji obrazów statycznych. Ta metoda jest znacznie bardziej złożona niż RLE. Główną ideą metody jest dzielenie informacji w obrazie według ważności, a następnie odrzucanie jej mniej ważnej części, co zmniejsza całkowitą ilość przechowywanych danych. Osiąga się to poprzez przekształcenie macierzy wartości kolorów w macierz amplitud, która odpowiada ustalonej częstotliwości rozkładu obrazu. (Wibracje dźwiękowe, na przykład, mogą być rozkładane na prostych metod matematycznych sinusoidalne harmonicznych różne amplitudy i częstotliwości, że dodanie do odtwarzania wyjściowe). Linia lub kolumna pikseli obrazu może być również reprezentowana przez amplitudy i częstotliwości. W tym przypadku język nie dotyczy składu spektralnego światła, ale o postaci reprezentacji krzywych, które tworzą wykresy, jeśli wartości pikseli są rzędnymi. Zauważ, że wzór przekształcania macierzy pikseli w macierz amplitud nie jest prosty. Kompresja JPEG usuwa część składowych obrazu o wysokiej częstotliwości, pozostawiając komponenty o niskich częstotliwościach. Ludzkie oko jest mniej istotne dla zmian kolorów o wysokiej częstotliwości, ponieważ ogólny obraz obrazu jest określany przez niskie częstotliwości. Wartość piksela uzyskana podczas przywracania obrazu różni się nieco od wartości początkowej, ponieważ niektóre informacje zostały utracone, chociaż oczywiście są bardzo bliskie.

Metoda JPEG ma bardzo interesującą cechę: użytkownik może określić współczynnik jakości. Współczynnik wysokiej jakości pozwala zapisać więcej szczegółów, ale zmniejsza to stopień kompresji. Przy niskiej jakości współczynnik kompresji rośnie, ale obraz staje się mniej wyraźny.

Im niższy współczynnik jakości, tym większa ilość informacji jest odrzucana. Gdy dowolna metoda (RLE lub JPEG) zostanie zastosowana do obrazu w pełnym kolorze, komponenty czerwony, zielony i niebieski są kompresowane niezależnie. Jeśli obraz rastrowy wykorzystuje paletę lub tylko skalę szarości, wówczas wartość pikseli może być zakodowana w jednym przebiegu.

5. W programie Paint otwórz plik graficzny określony przez nauczyciela (na przykład Section 8 \ Item 8.1 \ Task 8.1.5.bmp) i:

a) Zmień rozmiar arkusza obrazka. Zapisz zdjęcie w folderze;

b) Zmień paletę obrazów na czarno-biały. Zapisz zdjęcie w folderze;

c) Porównaj rozmiar trzech plików. Wyjaśnij wynik.