Сколько цветов будет использоваться если для каждого цвета пикселя взято 2 уровня градации яркости

Обновлено: 02.07.2024

Постараюсь подробно "на пальцах" рассказать, как изображение записывается в память машины.

Итак. Главный тезис: для того, чтобы послать нашему другу мемчик или сохранить демотиватор себе на телефон, требуется изобразить его в "ноликах и единичках".

О памяти машины

Потому что память машины устроена именно так: она содержит сплошняком ячейки, в которых может быть только "0" или "1". Конечно, там не цифры записаны. Они только называются "логический ноль" или "логическая единица". На самом деле, всё зависит от технологии, по которой изготовлена память машины. Например, кучу лет назад (даже "олды" не все припомнят) существовали перфокарты. Такие картонные карточки с цифрами. У них ещё уголок один был срезан:

В качестве логических нулей и единиц использовались дырочки. 864 дырочки или "недырочки". Технология, вообще-то, не очень. Если оператор ошибался в одной дырочке, то карту приходилось менять полностью. Ну, или заклеивать/прорезать лезвием. В современных машинах, конечно, и метод другой, и количество немного больше (в Вкипедии написано, что "кинчик" на 1 гигабайт, в прямом смысле, весил бы 22 тонны, если бы его на перфокартах пробивали).

В разных ситуациях словом бит называют:

  1. одни значок (дырочка-недырочка, ноль-один)
  2. одно место, на котором может быть записан либо ноль, либо один
  3. единицу измерения количества информации

Очень важная деталь. Биты (2) сгруппированы в сегменты по 8 штук. Такие сегменты называются байты . Аналогично битам, у слова "байт" есть несколько значений. Важно то, что машина не может прочитать один бит. За раз ей нужно прочитать целый байт, а только потом из него выделить бит. То же с записью - за раз можно записать только один целый байт, но не бит. Если нам надо поменять один бит, мы должны считать весь байт, заменить там бит с помощью логических операций, перезаписать байт обратно.

Про изображения

Существует масса способов записать картинку только ноликами и единичками. В школе проходят растровый и векторный. К векторному, возможно, я обращусь ещё, а вот про растровый расскажу подробнее. Суть проста: изображение разбивается на одинаковые клеточки. Эти клеточки называются "пиксели" или "пикселы". Кто как привык. Каждый пиксель имеет один единственный цвет. Получается мозаика.

Тема: Решение задач на кодирование информации

____________Тема: Решение задач и выполнение практического задания на кодирование текстовой, графической и звуковой информации.

Цели:

Дидактическая: познакомить учащихся с понятиями кодирования текстовой, графической и звуковой информации;

Воспитательная: воспитание аккуратности и умение вести записи в тетради, воспитание культуры поведения на уроке, умение слушать;

Развивающая: развитие познавательных интересов в работе с прикладными программами, умения конспектировать.

План урока:

Закрепление нового материала (решение задач)

Ход урока.

Выполнение практической работы

Запишите код красного цвета в двоичном, шестнадцатеричном и десятичном представлении. (2.51 [3])

Решение:

Красный цвет соответствует максимальному значению интенсивности красного цвета и минимальным значениям интенсивностей зеленого и синего базовых цветов, что соответствует следующим данным:

Коды/Цвета Красный Зеленый Синий
двоичный 11111111 00000000 00000000
шестнадцатеричный FF 00 00
десятичный 256 0 0

28. Сколько цветов будет использоваться, если для каждого цвета пикселя взято 2 уровня градации яркости? 64 уровня яркости каждого цвета?

Решение:

1. Всего для каждого пикселя используется набор из трех цветов (красный, зеленый, синий) со своими уровнями яркости (0-горит, 1-не горит). Значит, K=2 3 =8 цветов.

Ответ: 8; 262 144 цвета.

Уровень «4»

29. Заполните таблицу цветов при 24- битной глубине цвета в 16- ричном представлении.

Решение:

При глубине цвета в 24 бита на каждый из цветов выделяется по 8 бит, т.е для каждого из цветов возможны 256 уровней интенсивности (2 8 =256). Эти уровни заданы двоичными кодами (минимальная интенсивность -00000000, максимальная интенсивность -11111111). В двоичном представлении получается следующее формирование цветов:

Название цвета Интенсивность
Красный Зеленый Синий
Черный 00000000 00000000 00000000
Красный 11111111 00000000 00000000
Зеленый 00000000 11111111 00000000
Синий 00000000 00000000 11111111
Белый 11111111 11111111 11111111

Переведя в 16-ричную систему счисления имеем:

Название цвета Интенсивность
Красный Зеленый Синий
Черный 00 00 00
Красный FF 00 00
Зеленый 00 FF 00
Синий 00 00 FF
Белый FF FF FF

30.На «маленьком мониторе» с растровой сеткой размером 10 х 10 имеется черно-белое изображение буквы «К». Представить содержимое видеопамяти в виде битовой матрицы, в которой строки и столбцы соответствуют строкам и столбцам растровой сетки. ([6], c.143, пример 4)

Решение:

Эксперименты:

1. Поиск пикселей на мониторе.

Вооружиться увеличительным стеклом и попытаться увидеть триады красных, зеленых и синих (RGB –от англ. «Red – Green –Blue» точек на экране монитора. ([4], [5].)

Как предупреждает нас первоисточник, результаты экспериментов будут успешными далеко не всегда. Причина в том. Что существуют разные технологии изготовления электронно-лучевых трубок. Если трубка выполнена по технологии «теневая маска», тогда можно увидеть настоящую мозаику из точек. В других случаях, когда вместо маски с отверстиями используется система нитей из люминофора трех основных цветов (апертурная решетка), картина будет совсем иной. Газета приводит очень наглядные фотографии трех типичных картин, которые могут увидеть «любопытные ученики».

2. Проведите эксперимент в графическом редакторе в случае, если для каждого цвета пикселя взято 2 уровня градации яркости? Какие цвета вы получите? Оформите в виде таблицы.

В 13:43 поступил вопрос в раздел Разное, который вызвал затруднения у обучающегося.

Вопрос вызвавший трудности

Сколько цветов будет использоваться, если для каждого цвета пикселя взято 2 уровня градации яркости? 64 уровня яркости каждого цвета

Для того чтобы дать полноценный ответ, был привлечен специалист, который хорошо разбирается требуемой тематике "Разное". Ваш вопрос звучал следующим образом: Сколько цветов будет использоваться, если для каждого цвета пикселя взято 2 уровня градации яркости? 64 уровня яркости каждого цвета

После проведенного совещания с другими специалистами нашего сервиса, мы склонны полагать, что правильный ответ на заданный вами вопрос будет звучать следующим образом:

1. Всего для каждого пикселя используется набор из трех цветов (красный, зеленый, синий) со своими уровнями яркости (0-горит, 1-не горит). Значит, K=2^3 =8 цветов.

Ответ: 8; 262 144 цвета.

НЕСКОЛЬКО СЛОВ ОБ АВТОРЕ ЭТОГО ОТВЕТА:


Работы, которые я готовлю для студентов, преподаватели всегда оценивают на отлично. Я занимаюсь написанием студенческих работ уже более 4-х лет. За это время, мне еще ни разу не возвращали выполненную работу на доработку! Если вы желаете заказать у меня помощь оставьте заявку на этом сайте. Ознакомиться с отзывами моих клиентов можно на этой странице.

Субботина Ландыш Кирилловна - автор студенческих работ, заработанная сумма за прошлый месяц 56 287 рублей. Её работа началась с того, что она просто откликнулась на эту вакансию

ПОМОГАЕМ УЧИТЬСЯ НА ОТЛИЧНО!

Выполняем ученические работы любой сложности на заказ. Гарантируем низкие цены и высокое качество.

Деятельность компании в цифрах:

Зачтено оказывает услуги помощи студентам с 1999 года. За все время деятельности мы выполнили более 400 тысяч работ. Написанные нами работы все были успешно защищены и сданы. К настоящему моменту наши офисы работают в 40 городах.

Ответы на вопросы - в этот раздел попадают вопросы, которые задают нам посетители нашего сайта. Рубрику ведут эксперты различных научных отраслей.

Полезные статьи - раздел наполняется студенческой информацией, которая может помочь в сдаче экзаменов и сессий, а так же при написании различных учебных работ.

Красивые высказывания - цитаты, афоризмы, статусы для социальных сетей. Мы собрали полный сборник высказываний всех народов мира и отсортировали его по соответствующим рубрикам. Вы можете свободно поделиться любой цитатой с нашего сайта в социальных сетях без предварительного уведомления администрации.

Нажмите, чтобы узнать подробности

«Информатика и ИКТ» , 9 класс, Н.Д.Угринович.

Просмотр содержимого документа
«Решение задач на кодирование графической информации»

Решение задач по кодированию графической информации

Решение задач по кодированию графической информации

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

Определить требуемый объем видеопамяти для различных графических режимов экрана монитора, если известна глубина цвета на одну точку.

Глубина цвета (бит на точку)

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

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

Решение 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 Ответ: 4

  • 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
  • Ответ: 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.

Ответ: 1 пиксель

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

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

Решение 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. Ответ: 5.5 Мб

  • 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 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.

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 1. По формуле K=2 I , где K – количество цветов, I – глубина цвета определим глубину цвета. 2 I =65536 Глубина цвета составляет: I = log 2 65 536 = 16 бит (вычисляем с помощью программы Wise Calculator) 2.. 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 (  1,2 Мбайта. Ответ дан в практикуме Угринович). Приучаем учеников, переводя в другие единицы, делить на 1024, а не на 1000. Ответ: 1,5 Мб

  • 1. По формуле K=2 I , где K – количество цветов, I – глубина цвета определим глубину цвета. 2 I =65536
  • Глубина цвета составляет: I = log 2 65 536 = 16 бит (вычисляем с помощью программы Wise Calculator)
  • 2.. 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 (  1,2 Мбайта. Ответ дан в практикуме Угринович). Приучаем учеников, переводя в другие единицы, делить на 1024, а не на 1000.
  • Ответ: 1,5 Мб

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

Решение 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. Ответ: в 4 раза

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 Достаточно ли видеопамяти объемом 256 Кбайт для работы монитора в режиме 640  480 и палитрой из 16 цветов? (2.77 [3]) Решение:

Укажите минимальный объем памяти (в килобайтах), достаточный для хранения любого растрового изображения размером 256 х 256 пикселей, если известно, что в изображении используется палитра из 2 16 цветов. Саму палитру хранить не нужно.

Найдем минимальный объем памяти, необходимый для хранения одного пикселя. В изображении используется палитра из 2 16 цветов, следовательно, одному пикселю может быть сопоставлен любой из 2 16 возможных номеров цвета в палитре. Поэтому, минимальный объем памяти, для одного пикселя будет равен log 2 2 16 =16 битам. Минимальный объем памяти, достаточный для хранения всего изображения будет равен 16*256*256 =2 4 * 2 8 * 2 8 =2 20 бит=2 20 : 2 3 =2 17 байт = 2 17 : 2 10 =2 7 Кбайт =128 Кбайт, что соответствует пункту под номером 1.

Решение Определим объем изображения в битах: 3 байт = 3*8 = 24 бит, V=I*X*Y=640*480*24 бит =7372800 бит Найдем число секунд на передачу изображения: 7372800 : 28800=256 секунд Ответ: 256.

  • Определим объем изображения в битах:
  • 3 байт = 3*8 = 24 бит,
  • V=I*X*Y=640*480*24 бит =7372800 бит
  • Найдем число секунд на передачу изображения: 7372800 : 28800=256 секунд

Решение Для кодирования 16 млн. цветов требуется 3 байта или 24 бита (Графический режим True Color). Общее количество пикселей в изображении 800 х 600 =480000. Так как на 1 пиксель приходится 3 байта, то на 480000 пикселей приходится 480000*3=1 440 000 байт или 11520000 бит. 11520000 : 14400 = 800 секунд. Ответ: 800 секунд.

Для кодирования 16 млн. цветов требуется 3 байта или 24 бита (Графический режим True Color). Общее количество пикселей в изображении 800 х 600 =480000. Так как на 1 пиксель приходится 3 байта, то на 480000 пикселей приходится 480000*3=1 440 000 байт или 11520000 бит. 11520000 : 14400 = 800 секунд.

Ответ: 800 секунд.

Задача Современный монитор позволяет получать на экране 16777216 различных цветов. Сколько бит памяти занимает 1 пиксель?

Современный монитор позволяет получать на экране 16777216 различных цветов. Сколько бит памяти занимает 1 пиксель?

Решение Один пиксель кодируется комбинацией двух знаков «0» и «1». Надо узнать длину кода пикселя. 2 х =16777216, log 2 16777216 =24 бит Ответ: 24.

  • Один пиксель кодируется комбинацией двух знаков «0» и «1». Надо узнать длину кода пикселя.
  • 2 х =16777216, log 2 16777216 =24 бит

Задача 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

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

Решение Глубина цвета равна 4, т.к. 16 градаций цвета используется. 32*32*4=4096 бит памяти для хранения черно-белого изображения 4096 : 8 = 512 байт. Ответ: 512 байт

  • Глубина цвета равна 4, т.к. 16 градаций цвета используется.
  • 32*32*4=4096 бит памяти для хранения черно-белого изображения
  • 4096 : 8 = 512 байт.

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

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

Решение Т.к. страница –раздел видеопамяти, вмещающий информацию об одном образе экрана одной «картинки» на экране, т.е. в видеопамяти могут размещаться одновременно несколько страниц, то, чтобы узнать число страниц надо поделить объем видеопамяти для всего изображения на объем памяти на 1 страницу. К-число страниц, К=V изобр /V 1 стр V изобр =1250 Кб по условию Для этого вычислим объем видеопамяти для одной страницы изображения с 16 цветовой палитрой и разрешающей способностью 640*400. V 1 стр = 640*400*4 , где 4- глубина цвета (2 4 =16) V 1 стр = 1024000 бит = 128000 байт =125 Кб 3. К=1250 : 125 =10 страниц Ответ: 10 страниц

  • Т.к. страница –раздел видеопамяти, вмещающий информацию об одном образе экрана одной «картинки» на экране, т.е. в видеопамяти могут размещаться одновременно несколько страниц, то, чтобы узнать число страниц надо поделить объем видеопамяти для всего изображения на объем памяти на 1 страницу. К-число страниц, К=V изобр /V 1 стр
  • V изобр =1250 Кб по условию
  • Для этого вычислим объем видеопамяти для одной страницы изображения с 16 цветовой палитрой и разрешающей способностью 640*400.
  • V 1 стр = 640*400*4 , где 4- глубина цвета (2 4 =16)
  • V 1 стр = 1024000 бит = 128000 байт =125 Кб
  • 3. К=1250 : 125 =10 страниц

Ответ: 10 страниц

Решение 1. V=I*X*Y – объем одной страницы, V=16000 байт = 128000 бит по условию. Найдем глубину цвета I. I=V/(X*Y). I= 128000 / (320*400)=1. 2. Определим теперь, сколько цветов в палитре. K=2 I , где K – количество цветов, I – глубина цвета. K=2 Ответ: 2 цвета.

  • 1. V=I*X*Y – объем одной страницы, V=16000 байт = 128000 бит по условию. Найдем глубину цвета I.
  • I=V/(X*Y).
  • I= 128000 / (320*400)=1.
  • 2. Определим теперь, сколько цветов в палитре. K=2 I , где K – количество цветов, I – глубина цвета. K=2

Задача 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

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

Решение Разрешающая способность сканера 600 dpi (dot per inch — точек на дюйм) означает, что на отрезке длиной 1 дюйм сканер способен различить 600 точек. Переведем разрешающую способность сканера из точек на дюйм в точки на сантиметр: 600 dpi : 2,54  236 точек/см (1 дюйм = 2.54 см.) 2. Следовательно, размер изображения в точках составит 2360  2360 точек. (умножили на 10 см.) 3. Общее количество точек изображения равно: 2360  2360 = 5 569 600 4. Информационный объем файла равен: 32 бит  5569600 = 178 227 200 бит  21 Мбайт Ответ: 21 Мбайт

  • Разрешающая способность сканера 600 dpi (dot per inch — точек на дюйм) означает, что на отрезке длиной 1 дюйм сканер способен различить 600 точек. Переведем разрешающую способность сканера из точек на дюйм в точки на сантиметр:
  • 600 dpi : 2,54  236 точек/см (1 дюйм = 2.54 см.)
  • 2. Следовательно, размер изображения в точках составит 2360  2360 точек. (умножили на 10 см.)
  • 3. Общее количество точек изображения равно:
  • 2360  2360 = 5 569 600
  • 4. Информационный объем файла равен:
  • 32 бит  5569600 = 178 227 200 бит  21 Мбайт

Задача Сколько цветов будет использоваться, если для каждого цвета пикселя взято 2 уровня градации яркости? 64 уровня яркости каждого цвета?

Сколько цветов будет использоваться, если для каждого цвета пикселя взято 2 уровня градации яркости? 64 уровня яркости каждого цвета?



Глубина цвета черно-белого полутонового изображения равна 8 битам (это обеспечивает 256 уровней тона). В программе Adobe Photoshop такой режим называется Grayscale (Серая шкала).


КАК ФОРМИРУТСЯ ЦВЕТ ЦИФРОЙ?
Цветные изображения составляют в настоящий период подавляющее большинство изображений — журналы, Web-сайты и даже газеты стремятся оформить свои страницы яркими цветовыми акцентами. Однако цвет представляет массу проблем с точки зрения технологии его ис¬пользования. Дело заключается в том, что не существует устройств, которые были бы способны непосредственно регистрировать цвет. Зато достаточно легко измерить интенсивность светового потока.
Поэтому для того, чтобы оцифровать и сохранить цветовую информацию, все технические системы используют цветные фильтры (красный, зеленый и синий), за каждым из которых регистрируется уровень тона. В результате создаются три независимых изображения в градациях серого (grayscale). Каждое из этих изображений сохраняется в соответствующем ЦВЕТОВОМ КАНАЛЕ (color channel); красном (red), зеленом (green) и синем (blue) со значениями яркости от 0 до 255. Совмещение тоновых градаций всех каналов и обеспечивает синтез цвета каждого конкретного пиксела цифрового изображения.
Такое изображение называется по названиям цветовых каналов — «RGB-image» (изображение в цветовой модели RGB). В них каждый пиксел описывается восемью двоичными разрядами для каждого из трех цветов, в сумме это составит 3 * 8 = 24 бита, то есть полноцветные изображения имеют глубину цвета 24 бита, что позволяет получить 16 777 216 кодов и, следовательно, столько же потенциальных цветовых оттенков..
Если использовать 16 бит на канал, то глубина такого полноцветного изображения составит 3*16=48 бит, что позволяет передать уже 2,81 в 14ой степени оттенков цвета.

Итак, глубина цвета изменяется скачками: 1 бит — для штриховых ч/б изображений, 8 или 16 бит — для тоновых черно-белых изображений и 24 (и больше) бита — для полноцветных изображений.

Читайте также: