Урок 14
Представление нечисловой информации в компьютере

Представление графической информации в компьютере

Изучив эту тему, вы узнаете и повторите:

- как в компьютере представляется текстовая информация;
- что такое ASCII и Unicode;
- как в компьютере представляется графическая информация;
- какие форматы используются при хранении графических файлов;
- как в компьютере представляется звуковая информация;
- какие форматы используются при хранении звуковых файлов.

Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно двумя способами — как растровое или как векторное изображение. Для каждого типа изображения используется свой способ кодирования.

Растровое изображение представляет собой совокупность точек, используемых для его отображения на экране монитора. Объем растрового изображения определяется как произведение количества точек и информационного объема одной точки, который зависит от количества возможных цветов. Для черно-белого изображения информационный объем одной точки равен 1 биту, так как точка может быть либо черной, либо белой, что можно закодировать одной из двух цифр — 0 или 1.

Рассмотрим, сколько потребуется бит для отображения цветной точки: для 8 цветов необходимо 3 бита; для 16 цветов — 4 бита; для 256 цветов — 8 битов (1 байт). В табл. 1.8 представлено кодирование цветовой палитры из 16 цветов.

Таблица 1.8. Кодирование 16-цветной палитры

Разные цвета и их оттенки получаются за счет наличия или отсутствия трех основных цветов (красного, синего, зеленого) и степени их яркости. Каждая точка на экране кодируется с помощью 4 битов.

Описание цвета пикселя является кодом цвета. Количество бит, отводимое на каждый пиксель для представления цвета, называют глубиной цвета (англ. color depth). От количества выделяемых бит зависит разнообразие палитры. Чем больше глубина цвета, тем больше объем графического файла.

В настоящее время существует более двух десятков форматов графических файлов. Самые популярные — BMP, GIF, TIFF, JPEG, PCX. Есть файлы, которые кроме статических изображений могут содержать анимационные клипы и/или звук, например, GIF, PNG, AVI, SWF, MPEG, MOV.

Важной характеристикой этих файлов является способность представлять содержащиеся в них данные в сжатом виде.

BMP (Binary Map Picture) — формат Windows, поддерживается всеми графическими редакторами, работающими под управлением этой операционной системы. Этот формат способен хранить как индексированный (до 256 цветов), так и RGB-цвет (16 млн оттенков).

GIF (Graphics Interchange Format) — формат предназначен для сохранения растровых изображений с количеством цветов не более 256, использует алгоритм сжатия информации без потерь.

JPEG (Joint Photographic Experts Group) — формат предназначен для компактного хранения многоцветных изображений с фотографическим качеством. Файлы этого формата имеют расширение jpg или jpeg.

В отличие от GIF, в формате JPEG используется алгоритм сжатия с потерями информации, благодаря чему достигается очень большая степень сжатия (от единиц до сотен раз).

Векторное изображение представляет собой совокупность графических примитивов. Каждый примитив состоит из элементарных отрезков кривых, параметры которых (координаты узловых точек, радиус кривизны и пр.) описываются математическими формулами. Для каждой линии указываются ее тип (сплошная, пунктирная, штрих-пунктирная), толщина и цвет, а замкнутые фигуры дополнительно характеризуются типом заливки. Кодирование векторных изображений выполняется различными способами в зависимости от прикладной среды. В частности, формулы, описывающие отрезки кривых, могут кодироваться как обычная буквенно-цифровая информация для дальнейшей обработки специальными программами.