Какой объем видеопамяти необходим для хранения графического изображения занимающего весь экран 1920

Обновлено: 07.07.2024

Отработка навыков решения задач на тему кодирование графической информации в 8 классе.

Вложение	Размер
reshenie_zadach_na_kodirovanie_graficheskoy_informatsii.ppt	104.5 КБ

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Решение задач на кодирование графической информации

Задача 1 1. Определить требуемый объем видеопамяти для различных графических режимов экрана монитора, если известна глубина цвета на одну точку. Режим экрана Глубина цвета (бит на точку) 4 8 16 24 32 640 на 480 800 на 600 1024 на 768 1280 на 1024

Решение задачи 1 Всего точек на экране (разрешающая способность): 640 * 480 = 307200 Необходимый объем видеопамяти V = 4 бит * 307200 = 1228800 бит/8 = 153600 байт/1024= 150 Кбайт . Аналогично рассчитывается необходимый объем видеопамяти для других графических режимов. При расчетах учащийся пользуется калькулятором для экономии времени.

Режим экрана Глубина цвета (бит на точку) 4 8 16 24 32 640 на 480 150 Кб 300 Кб 600 Кб 900 Кб 1,2 Мб 800 на 600 234 Кб 469 Кб 938 Кб 1,4 Мб 1,8 Мб 1024 на 768 384 Кб 768 Кб 1,5 Мб 2,25 Мб 3 Мб 1280 на 1024 640 Кб 1,25 Мб 2,5 Мб 3,75 Мб 5 Мб

Задача 2 Черно-белое (без градаций серого) растровое графическое изображение имеет размер 10  10 точек. Какой объем памяти займет это изображение?

Решение задачи 2 Количество точек -100 Так как всего 2 цвета черный и белый. то глубина цвета равна 1 ( 2 ^ 1 =2) Объем видеопамяти равен 100*1=100 бит

Задача 3 Для хранения растрового изображения размером 128 x 128 пикселей отвели 4 КБ памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения.

Определим количество точек изображения. 128*128=16384 точек или пикселей. Объем памяти на изображение 4 Кб выразим в битах, так как V = I * X * Y вычисляется в битах. 4 Кб=4*1024=4 096 байт = 4096*8 бит =32768 бит Найдем глубину цвета I = V /( X * Y )=32768:16384=2 N =2 ^I , где N – число цветов в палитре. N =4

Задача 4 Сколько бит видеопамяти занимает информация об одном пикселе на ч/б экране (без полутонов)?

Решение задачи 4 Если изображение Ч/Б без полутонов, то используется всего два цвета –черный и белый, т.е. К=2, 2 ^i =2, I = 1 бит на пиксель.

Задача 5 Какой объем видеопамяти необходим для хранения четырех страниц изображения, если битовая глубина равна 24, а разрешающая способность дисплея- 800 х 600 пикселей?

Решение задачи 5 Найдем объем видеопамяти для одной страницы: 800*600*24=11520000 бит =1440000 байт =1406,25 Кб ≈1, 37 Мб 1,37*4 =5,48 Мб ≈5.5 Мб для хранения 4 страниц.

Задача 6 Определить объем видеопамяти компьютера, который необходим для реализации графического режима монитора High Color с разрешающей способностью 1024 х 768 точек и палитрой цветов из 65536 цветов.

Решение задачи 6 По формуле K =2 ^I , где K – количество цветов, I – глубина цвета определим глубину цвета. 2 ^I =65536 Глубина цвета составляет: I = log 265 536 = 16 бит Количество точек изображения равно: 1024  768 = 786 432 3. Требуемый объем видеопамяти равен: 16 бит  786 432 = 12 582 912 бит = 1572864 байт = 1536 Кб =1,5 Мб

Задача 7 В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 65536 до 16. Во сколько раз уменьшится объем занимаемой им памяти?

Решение задачи 7 Чтобы закодировать 65536 различных цветов для каждой точки, необходимо 16 бит. Чтобы закодировать 16 цветов, необходимо всего 4 бита. Следовательно, объем занимаемой памяти уменьшился в 16:4=4 раза.

Задача 8 Достаточно ли видеопамяти объемом 256 Кбайт для работы монитора в режиме 640  480 и палитрой из 16 цветов?

В настоящее время широкое распространение получил новый международный стандарт Unicode, который отводит на каждый символ два байта (16 бит). С его помощью можно закодировать 2 16 = 65536 различных символов.

Информация в кодировке Unicode передается со скоростью 128 знаков в секунду в течение 32 минут. Какую часть дискеты ёмкостью 1,44Мб займёт переданная информация?

Дано: v = 128 символов/сек; t = 32 минуты=1920сек; i = 16 бит/символ

n_симв = v*t = 245760 символов V=n_симв*i = 245760*16 = 3932160 бит = 491520 байт = 480 Кб = 0,469Мб, что составляет 0,469Мб*100%/1,44Мб = 33% объёма дискеты

Расчёт иформационного объема растрового изображения

Расчёт информационного объёма растрового графического изображения (количества информации, содержащейся в графическом изображении) основан на подсчёте количества пикселей в этом изображении и на определении глубины цвета (информационного веса одного пикселя).

Итак, для расчёта информационного объёма растрового графического изображения используется формула (3):

где V_pic – это информационный объём растрового графического изображения, измеряющийся в байтах, килобайтах, мегабайтах; K – количество пикселей (точек) в изображении, определяющееся разрешающей способностью носителя информации (экрана монитора, сканера, принтера); i – глубина цвета, которая измеряется в битах на один пиксель; k_сжатия – коэффициент сжатия данных, без сжатия он равен 1.

Глубина цвета задаётся количеством битов, используемым для кодирования цвета точки. Глубина цвета связана с количеством отображаемых цветов формулой N=2 i , где N – это количество цветов в палитре, i – глубина цвета в битах на один пиксель.

1) В результате преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 256 до 16. Как при этом изменится объем видеопамяти, занимаемой изображением?

Дано: N₁ = 256 цветов; N₂ = 16 цветов;

N₁ = 256 = 2 8 ; i₁ = 8 бит/пиксель

N₂ = 16 = 2 4 ; i₂ = 4 бит/пиксель

Ответ: объём графического изображения уменьшится в два раза.

2) Сканируется цветное изображение стандартного размера А4 (21*29,7 см). Разрешающая способность сканера 1200dpi и глубина цвета 24 бита. Какой информационный объём будет иметь полученный графический файл?

Дано: i = 24 бита на пиксель; S = 21см*29,7 см D = 1200 dpi (точек на один дюйм)

Используем формулы V = K*i;

S = (21/2,54)*(29,7/2,54) = 8,3дюймов*11,7дюймов

K = 1200*8,3*1200*11,7 = 139210118 пикселей

V = 139210118*24 = 3341042842бита = 417630355байт = 407842Кб = 398Мб

Ответ: объём сканированного графического изображения равен 398 Мегабайт

Урок " Вычисление объема графического файла"

Качество кодирования изображения зависит от :

Вычисление объема графического файла

Информации о состоянии каждого пикселя хранится в закодированном виде в памяти ПК. Из основной формулы информатики можно подсчитать объем памяти, необходимый для хранения одного пикселя:

Для получения черно-белого изображения пиксель может находится в одном из состояний: светится – белый (1) , не светится – черный (0) .

Следовательно, для его хранения требуется 1 бит.

Глубина цвета I

Количество отображаемых цветов N

2 24 = 16 777 216

32 (true color)2 32 = 4 294 967 296

Вычисление объема растрового изображения

Задача 1. Вычислить объем растрового черно-белого изображения размером 128 х 128.

Решение: 1) N = 2 = 2 i , i = 1

2) V = K * i = ( 1 28 x 1 28 x 1 бит) / (8 * 1024) = 2 Кбайт.

Задача 2. Вычислить объем растрового изображения размером 128 х 128 и палитрой 256 цветов.

Решение: 1) N = 256 = 2 i , i = 8

2) V = K * i = ( 1 28 x 1 28 x 8 бит) / (8 х 1024) = 16 Кбайт.

Задача 3. Рассчитайте объём видеопамяти, необходимой для хранения графического изображения, занимающего весь экран монитора с разрешением 640 х 480 и палитрой из 65 536 цветов.

Решение: 1) N = 65536 = 2 i , i = 16

2) V = K * i = ( 640 x 4 8 0 x 16 бит) / (8 х 1024) = 6 00 Кбайт.

Ответ: 6 00 Кбайт

Вычисление объема векторного изображения

Задача 3. Вычислить объем векторного изображения.

Решение: Векторное изображение формируется из примитивов и хранится в памяти в виде формулы:

RECTANGLE 1, 1, 100, 100, Red, Green

Подсчитаем количество символов в этой формуле: 36 символов (букв, цифр, знаков препинания и пробелов)

Презентация к уроку

Загрузить презентацию (586,8 кБ)

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Обобщение и систематизация знаний по теме: “Измерение объёма информации”.
Формирование практических навыков нахождения количества информации, используя различные подходы к измерению информации.

Обобщение и систематизация знаний, развитие приёмов умственной деятельности, памяти, внимания, умения сопоставлять, анализировать, делать выводы. Повышение информационной культуры учащихся, интереса к предмету “Информатика”, развитие познавательного интереса учащихся, ответственности, самостоятельности, самооценки, умения работать в коллективе.

Тип урока: Обобщение и систематизации знаний.

ТСО и наглядность: проектор, распечатки с заданиями, презентация по ходу урока.

Единицы измерения информации.

В 1 бит можно записать один двоичный символ.
1 байт = 8 бит.
В кодировке ASCII в один байт можно записать один 256 символьный код.
В кодировке UNICODE один 256 символьный код занимает в памяти два байта.
1 килобайт = 1024 байт
1 мегабайт = 1024 килобайт
1 гигабайт = 1024 мегабайт
1 терабайт = 1024 гигабайт

Формула Хартли 2 i = N где i– количество информации в битах, N – неопределенность

Таблица степеней двойки, которая показывает сколько информации можно закодировать с помощью i – бит

12481632641282565121024

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Актуализация знаний.

Провожу проверку знаний, полученных на предыдущем уроке.

III. Применения и закрепления полученных знаний.

Обсуждаются темы из различных областей знаний, возможные для использования на уроке. Конкретизируется и выдается задание по теме урока с учетом воспитательных и развивающих целей урока.

(Решение задач. На доске проецируется слайд с заданием.)

1) На железнодорожном вокзале 8 путей отправления поездов. Вам сообщили, что ваш поезд прибывает на четвёртый путь. Сколько информации вы получили?

3) Загадано число из промежутка от 1 до 64. Какое количество информации необходимо для угадывания числа из этого промежутка?

4) Какой объём памяти на диске требуется для записи 5 страниц текста набранного на компьютере, если каждая страница содержит 30 строк по 70 символов в строке?

Самостоятельная работа. Ученики выполняют тестовые задания

Карточки с тестом на 2 варианта. С последующей взаимопроверкой и обсуждением.

1 вариант
Шахматная доска состоит 8 столбцов и 8 строк. Какое минимальное количество бит потребуется для кодирования координат одного шахматного поля?

1) 4; 2) 5; 3) 6; 4) 7.

Два текста содержат одинаковое количество символов. Первый текст составлен в алфавите мощностью 16 символов, а второй текст – в алфавите из 256 символов. Во сколько раз количество информации во втором тексте больше, чем в первом?

1) 12; 2) 2; 3) 24; 4) 4.

Какое минимальное количество бит потребуется для кодирования положительных чисел, меньших 60?

1) 1; 2) 6; 3) 36; 4) 60.

Двое играют в “крестики-нолики” на поле 4 на 4 клетки. Какое количество информации получил второй игрок, узнав ход первого игрока?

1) 1 бит; 2) 2 бита; 3) 4 бита; 4) 16 бит.

2 вариант
Мощность алфавита равна 256. Сколько Кбайт памяти потребуется для сохранения 160 страниц текста, содержащего в среднем 192 символа на каждой странице?

1) 10; 2) 20; 3) 30; 4) 40.

Мощность алфавита равна 64. Сколько Кбайт памяти потребуется, чтобы сохранить 128 страниц текста, содержащего в среднем 256 символов на каждой странице?

1) 8; 2) 12; 3) 24; 4) 36.

1) 4; 2) 8; 3) 16; 4) 32.

Ответ: объём графического изображения уменьшится в два раза.

Дано: i = 24 бита на пиксель; S = 21см*29,7 см D = 1200 dpi (точек на один дюйм)

Используем формулы V = K*i;

S = (21/2,54)*(29,7/2,54) = 8,3дюймов*11,7дюймов

K = 1200*8,3*1200*11,7 = 139210118 пикселей

V = 139210118*24 = 3341042842бита = 417630355байт = 407842Кб = 398Мб

Ответ: объём сканированного графического изображения равен 398 Мегабайт

Задачи для решения

1.Определить требуемый объем видеопамяти для различных графических файлов, если известна глубина цвета на одну точку.

2. Для хранения растрового изображения размером 128 x 128 пикселей отвели 4 КБ памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения.

3. Какой объем видеопамяти необходим для хранения четырех страниц изображения, если битовая глубина равна 24, а разрешающая способность дисплея- 800 х 600 пикселей?

4.Определить объем видеопамяти компьютера, который необходим для реализации графического режима монитора High Color с разрешающей способностью 1024 х 768 точек и палитрой цветов из 65536 цветов.

5. Достаточно ли видеопамяти объемом 256 Кбайт для работы монитора в режиме 640 ´ 480 и палитрой из 16 цветов?

6. Каков минимальный объем памяти ( в байтах), достаточный для хранения черно-белого растрового изображения размером 32 х 32 пикселя, если известно, что в изображении используется не более 16 градаций серого цвета.

7. Монитор работает с 16 цветной палитрой в режиме 640*400 пикселей. Для кодирования изображения требуется 1250 Кбайт. Сколько страниц видеопамяти оно занимает?

9. Сканируется цветное изображение размером 10´10 см. Разрешающая способность сканера 600 dpi и глубина цвета 32 бита. Какой информационный объем будет иметь полученный графический файл.

10. Объем видеопамяти равен 256 Кб. Количество используемых цветов -16. Вычислите варианты разрешающей способности дисплея. При условии, что число страниц изображения может быть равно 1, 2 или 4.

11. Объем страницы видеопамяти -125 Кбайт. Монитор работает с 16 цветной палитрой. Какова разрешающая способность экрана.

12. Запишите код красного цвета в двоичном, шестнадцатеричном и десятичном представлении.

13. Сканируется цветное изображение стандартного размера А4 (21х29,7 см). Разрешающая способность сканера 1200 dpi в режиме истинного цвета. Какой информационный объем будет иметь полученный графический файл?

15. Размер рабочей области графического редактора, работающего с 16-цветной палитрой, 50х40 пикселей. Картинка, занимающая всю рабочую область графического редактора, передается по некоторому каналу связи за 5 секунд. Определить скорость передачи информации по этому каналу.

Задачи повышенной сложности

1.Два графических файла размерами 1024х768 и 768х512 точек, созданные при палитрах цветов 4096 и 1048576 соответственно можно передать с одного компьютера на другой двумя способами: А) сжать архиватором, передать архив по каналу связи и распаковать; Б) передать по каналу связи без использования архиватора. Какой способ быстрее и насколько, если - средняя скорость передачи данных по каналу связи составляет 220 бит/сек - объем сжатого архиватором документа равен 20% от исходного - время, требуемое на сжатие документа – 18 секунд, на распаковку – 2 секунды.

3. При записи фотографии в память фотоаппарата к ней добавляется служебная информация о дате, месте и параметрах съемки. Эта информация занимает ровно 24 КБайта. Фотоаппарат позволяет снимать как одиночные фотографии, так и серии из трех фотографий с различными параметрами диафрагмы. В таких сериях указанная выше служебная информация добавляется только к первой фотографии, а к последующим фотографиям серии присоединяется только служебная информация об изменении диафрагмы в объеме ровно 8 КБайт на каждую. Юный фотограф сделал несколько одиночных фотографий и несколько серий, его фотографии имели разрешение 2048 на 1360 точек и глубину цвета 24 бита. Фотографии сохраняются без сжатия . Другой информации кроме самих фотографий и описанной служебной в памяти нет. Какое максимальное количество серий мог сделать фотограф, если известно, что серий ровно в 3 раза меньше, чем одиночных фотографий, а сохраненный объем данных не превышает 192 МБайт.

4. Система видеонаблюдения состоит из следующих компонентов: камер, системы видеообработки и сервера хранения данных. К системе видеообработки подключено N камер, каждая из которых постоянно фиксирует изображение с частотой 12 кадров в секунду, разрешением 800 на 600 точек с глубиной цвета 8 бит и формирует видеопоток как последовательность несжатых полных кадров. Система видеообработки принимает видеопоток со всех камер и без сжатия записывает его на сервер хранения данных одним потоком, используя ethernet-канал со скоростью передачи данных 100 МБит/с. Укажите, при каком максимальном количестве камер N может быть обеспечена возможность одновременной записи изображений со всех камер? В ответе укажите целое число камер.

5.Изображение было оцифровано и записано в виде файла без использования сжатия данных. Получившейся файл был передан в город А по каналу связи за 75 секунд. Затем то же изображение было оцифровано повторно с разрешением в 2 раза больше и глубиной кодирования цвета в 4 раза больше, чем в первый раз. Сжатие данных не производилось. Полученный файл был передан в город Б за 60 секунд. Во сколько раз скорость пропускная способность канала в город Б больше пропускной способности канала в город А?

6.Изображение было оцифровано и сохранено в виде растрового файла. Получившейся файл был передан в город А по каналу связи за 72 секунды. Затем то же изображение было оцифровано повторно с разрешением в 2 раза больше и глубиной кодирования цвета в 3 раза меньше, чем в первый раз. Сжатие данных не производилось. Полученный файл был передан в город Б, пропускная способность канала связи с городом Б в 3 раза выше, чем канала связи с городом А. Сколько секунд длилась передача файла в город Б?

7. Файлы с несжатыми растровыми изображениями хранятся на жестком диске полезным объемом 1024 МБайт. В каждом файле хранятся только значения цветов пикселей изображения размером 640 на 480 пикселей с глубиной цвета 24 бита на пиксель. Никакой дополнительной информации файлы с изображениями не содержат. Весь полезный объем жесткого диска разбит на блоки одинакового размера. Под хранение каждого файла отводится набор блоков так, что файл занимает целое число блоков. Если в конце последнего блока, выделенного файлу, остается свободное место, оно не может быть использовано для хранения данных других файлов. Весь полезный объем диска отводится только для хранения указанных файлов (информация о размещении файлов по блокам хранится отдельно и не входит в полезный объем диска). Изначально жесткий диск разбили на блоки, размером X КБайт, где X – целое число. Известно, что если жесткий диск разбить на блоки в 2 раза большего размера, то на диске будет помещаться на 20 файлов меньше. Определите, какой размер блока X был при изначальном разбиении. В ответе укажите целое число. Примечание: 1 МБайт = 1024 КБайт; 1КБайт = 1024 байта.

8. На носителе информации файлы записываются в блоки, при этом один файл может занимать несколько блоков, а в один блок невозможно записать несколько файлов. На носитель записали некоторое количество файлов с фотографиями. Каждый файл содержит только информацию о цветах всех точек растрового изображения без сжатия и дополнительной информации. Изображение имеет размер 5315*3543 точек и глубину цвета 16 бит/точку. Определите минимальный объем носителя, если известно, что при размере блока 16 КБайт на него записано 57 фотографий, а при размере блока 64 КБайта на него записано 56 фотографий. В ответе укажите целое число МБайт. Примечание: 1 МБайт=1024 КБайт; 1КБайт=1024 байта.

9.Шарик нашел в кладовке старые диафильмы и решил их оцифровать. Каждый кадр диафильма состоит из картинки и текстового поля. Шарик отсканировал все картинки, получив изображения 640 на 400 точек с глубиной цвета 8 бит. И набрал текст ко всем картинкам, используя двухбайтную кодировку Unicode. Затем он соединил всю полученную информацию в презентацию. Картинки Шарик вставлял в презентацию без использования сжатия, никакой другой информации кроме текста и картинок в файле с презентацией не содержится. Определите общее количество символов набранных Шариком под картинками, если известно, что картинок 10, а размер файла презентации 2505 КБайт. Примечание: 1КБайт=1024 байта.

Объем видеопамяти – суммарная емкость памяти видеокарты, которая хранит изображение для вывода на монитор. Не всегда большой объем видеокарты говорит о ее высокой производительности. Это лишь маркетинговый ход, поэтому нужно обращать внимание и на другие важные характеристики (тип памяти, разрядность шины и тд) при выборе видеокарты.

Функция видеопамять не отличается от «обычной» памяти, которую использует ваш ПК. Она встроен в видеокарту и использует более быстрые типы оперативной памяти, такие как GDDR5, GDDR5X, HBM2 и GDDR6.

Сколько нужно видеопамяти

Это зависит от того, как вы будете использовать компьютер. Рассмотрим на примере игровых ПК и узнаем, сколько потребляют современные игры видеопамяти.

Каждая настройка в игре будет занимать определенное количество видеопамяти, но наиболее требовательными являются:

Для какого разрешение экрана делается рендеринг
Качество текстур
Дальность прорисовки
Некоторые типы сглаживания (TXAA или MSAA)

Какую видеокарту с каким объемом памяти выбрать

Как было написано выше, разрешение является основным фактором при выборе видиокарты.

В продаже популярные следующие модели:

Для современных игр (2020 года, на момент написания) необходимые следующий объем памяти видеокарты:

В итоге

Любая видеокарта с 4 ГБ видеопамяти подойдет для современных игр в любом разрешении, но не с максимальными настройками. Без предварительных тестов нельзя утверждать, что такая видеокарта сможет на максималках тянуть любую игру.

Мы рекомендуем отдавать предпочтение видеокартам с большей емкостью VRAM, то есть с 6 ГБ и более, так сказать, с перспективой на будущее.

Старые тесты

Тест проверялся на разных играх при самых высоких значениях качества графики:

Battlefield Bad Company 2
Call of Duty Modern Warfare 2
Crysis Warhead
Grand Theft Auto 4 EFLC
Mass Effect 2
Metro 2033
S.T.A.L.K.E.R. Call of Pripyat
и другие.

В итоге были получены такие значения:

Использование видеопамяти в различных играх, Мбайт

Самой требовательной как всегда остается игра Crysis Warhead, а также Napoleon Total War, игра обошла даже Crysis.

На что влияет объем памяти видеокарты

Как было замечено раньше, в некоторых случаях повышение объема памяти видеокарты – не повышает ее производительность. Нужно понимать, что память это хранилище из которого данные , берутся для обработки GPU (графическим процессором видеокарты) и если GPU слабый, то как бы не повышался объем памяти, производительность не вырастит. Еще конечно влияет ширина шины и тип памяти, но GPU все же важнее.

Это не сложно проверить на одинаковых моделях видеокартах, но с разным объемом видеопамяти.

В тесте использовались одинаковые видеокарты, одного производителя, но с разным объемом памяти. Только в случае с Radeon HD 4870, наблюдается прирост производительности.

Благодаря технологии HyperMemory (у видеокарт ATI) и TurboCache (у видеокарт NVIDIA), при необходимости видеокарта может использовать дополнительную память из оперативной памяти . В связи с этим, некоторые программы указывают неверное значение объема памяти видокарты (даже стандартные утилиты windows). Для проверки лучше всего использовать программу CPU-Z, она определяет физический объем видеокарты, а не расширенный за счет TurboCache или HyperMemory.

Читайте также: