Урок №18. Кодирование цвета. Оценка информационного объёма графических данных для растрового изображения.
Изображение на экране монитора формируется из отдельных точек — пикселей (англ, picture element — элемент изображения), образующих строки; всё изображение состоит из определённого количества таких строк.
Пространственное разрешение монитора — это количество пикселей, из которых складывается изображение на его экране. Оно определяется как произведение количества точек в строке на количество строк изображения. Мониторы могут отображать информацию с различными пространственными разрешениями (1280×800, 1280×1024, 1680×1050 и выше). Например, разрешение монитора 1280×1024 означает, что изображение на его экране будет состоять из 1024 строк, каждая из которых содержит 1280 пикселей. Изображение высокого разрешения состоит из большого количества мелких точек и имеет хорошую чёткость. Изображение низкого разрешения состоит из меньшего количества более крупных точек и может быть недостаточно чётким (рис. 4.1).
Человеческий глаз воспринимает каждый из многочисленных цветов и оттенков окружающего мира как сумму взятых в различных пропорциях трёх базовых цветов — красного, зелёного и синего. Например, пурпурный цвет — это сумма красного и синего цветов, жёлтый — сумма красного и зелёного, голубой — сумма зелёного и синего. Сумма красного, зелёного и синего цветов воспринимается человеком как белый цвет, а их отсутствие — как чёрный цвет.
Такая модель цветопередачи называется RGB, по первым буквам английских названий цветов: Red — красный. Green — зелёный, Blue — синий (рис. 4.2).
Рассмотренная особенность восприятия цвета человеческим глазом и положена в основу окрашивания каждого пикселя на экране компьютера в тот или иной цвет. На самом деле пиксель — это три крошечные точки красного, зелёного и синего цветов, расположенные так близко друг к другу, что человек их воспринимает как единое целое (рис. 4.3). Пиксель принимает тот или иной цвет в зависимости от яркости базовых цветов.
У первых цветных мониторов каждый из трёх базовых цветов либо участвовал в образовании цвета пикселя (такое состояние обозначалось 1), либо нет (такое состояние обозначалось 0). Все возможные сочетания базовых цветов можно описать с помощью восьми трёхразрядных двоичных кодов (табл. 4.1). Именно из восьми цветов и состояла палитра первых цветных мониторов.
Современные компьютеры обладают необычайно богатыми палитрами, количество цветов в которых зависит от того, сколько двоичных разрядов отводится для кодирования цвета пикселя.
Глубина цвета — длина двоичного кода, который используется для кодирования цвета пикселя. Количество цветов в палитре N и глубина цвета i связаны между собой соотношением N = 2i.
В настоящее время наиболее распространёнными значениями глубины цвета являются 8, 16 и 24 бит, которым соответствуют палитры из 256, 65 536 и 16 777 216 цветов:
Пример
Рассчитаем объём видеопамяти, необходимой для хранения графического изображения, занимающего весь экран монитора с разрешением 1280×960 и палитрой из 65 536 цветов.
Основными параметрами, определяющими качество компьютерного изображения, являются пространственное разрешение монитора, глубина цвета и частота обновления монитора.
Частота обновления монитора (количество обновлений изображения на экране в секунду) измеряется в герцах (Гц). Так, самые доступные и распространённые современные модели персональных компьютеров имеют частоту обновления монитора 60 Гц, т. е. за одну секунду изображение у них на экране сменяется 60 раз.
Параметры частоты обновления монитора следует выбирать в зависимости от назначения компьютера. Частоты в 60-75 Гц достаточно для комфортной офисной работы с документами, учебной деятельности, онлайн-общения, сёрфинга в Сети, просмотра фильмов и простых компьютерных игр. Если вы увлекаетесь многопользовательскими сетевыми играми и киберспортом, то частота обновления монитора должна быть значительно выше.
Как правило, современные операционные системы в соответствии с характеристиками монитора автоматически применяют оптимальные (наилучшие) параметры отображения, в частности разрешение монитора, частоту его обновления и цветовую палитру.