Как посчитать вес картинки в пикселях
Обновлено: 03.07.2024
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).
При расчетах используется формула V = i * k,
где V – 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.
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.
Примеры
1. Видеопамять компьютера имеет объем 512Кб, размер графической сетки 640×200, в палитре 8 цветов. Какое количество страниц экрана может одновременно разместиться в видеопамяти компьютера?
Найдем количество пикселей в изображении одной страницы экрана:
k = 640*200=128000 пикселей.
Найдем i (глубину цвета, т.е. сколько бит потребуется для кодировки одного цвета) N = 2 i , следовательно, 8 = 2 i , i = 3.
Находим объем видеопамяти, необходимый для размещения одной станицы экрана. V = i * k (бит), V = 3*128000 = 384000(бит) = 48000 (байт) = 46,875Кб.
Ответ: 10 полных страниц экрана можно одновременно хранить в видеопамяти компьютера
2. В результате преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 256 до 16. Как при этом изменился объем видеопамяти, занимаемой изображением?
Используем формулы V = i * k и N = 2 i .
256 = 2 i1 , 16 = 2 i2 ,
Ответ: объём графического изображения уменьшится в два раза.
3. Сканируется цветное изображение стандартного размера А4 (21×29,7 см 2 ). Разрешающая способность сканера 1200dpi (точек на один дюйм) и глубина цвета 24 бита. Какой информационный объём будет иметь полученный графический файл?
i=24 бита на пиксель;
Используем формулу V = i * k
V=139210118*24 = 3341042842 (бита) = 417630355байт = 407842Кб = 398Мб
Ответ: объём сканированного графического изображения равен 398 Мб
Задачи для самостоятельного решения
1. Определите количество цветов в палитре при глубине цвета 4, 8, 16, 24, 32 бита.
2. В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 65536 до 16. Во сколько раз уменьшится информационный объем файла?
3. 256-цветный рисунок содержит 120 байт информации. Из скольких точек он состоит?
4. Достаточно ли видеопамяти объёмом 256 Кбайт для работы монитора в режиме 640×480 и палитрой из 16 цветов?
5. Какой объем видеопамяти необходим для хранения двух страниц изображения при условии, что разрешающая способность дисплея равна 640×350 пикселей, а количество используемых цветов – 16?
6. Какой объем видеопамяти необходим для хранения четырех страниц изображения, если битовая глубина равна 24, а разрешающая способность дисплея 800×600 пикселей?
7. Объем видеопамяти равен 2 Мб, битовая глубина 24, разрешающая способность дисплея 640×480. Какое максимальное количество страниц можно использовать при этих условиях?
8. Видеопамять имеет объем, в котором может храниться 4-х цветное изображение размером 640×480. Какого размера изображение можно хранить в том же объеме видеопамяти, если использовать 256 – цветную палитру?
9. Для хранения растрового изображения размером 1024×512 отвели 256 Кб памяти. Каково максимальное возможное количество цветов в палитре изображения?
Задачи на расчет объёма звуковой информации
Теория
Звук может иметь различные уровни громкости. Количество различных уровней рассчитывается по формуле N = 2 i , где i - глубина звука.
Частота дискретизации - количество измерений уровня входного сигнала в единицу времени (за 1 секунду).
Размер цифрового моноаудиофайла вычисляется по формуле А=Д*Т*i,
где Д- частота дискретизации;
Т- время звучания или записи звука;
i - разрядность регистра (глубина звука).
Для стереоаудиофайла размер вычисляется по формуле А=2*Д*Т*i
Примеры
1. Подсчитать, сколько места будет занимать одна минута цифрового звука на жестком диске или любом другом цифровом носителе, записанного с частотой 44.1 кГц и разрядностью 16 бит.
Если записывают стереосигнал
А = 2*Д*Т*i = 44100*120*16 = 84672000бит = = 10584000байт = 10335,9375Кб = 10,094Мб.
Если записывают моносигнал А = 5Мб.
Ответ: 10 Мб, 5Мб
2. Объем свободной памяти на диске - 0,01 Гб, разрядность звуковой платы - 16. Какова длительность звучания цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 44100 Гц.
Т = 10737418,24/44100/2 = 121,74(сек) = 2,03(мин)
Ответ: 2,03 мин.
Задачи для самостоятельного решения
1. Определить размер (в байтах) цифрового аудиофайла, время звучания которого составляет 10 секунд при частоте дискретизации 22,05 кГц и разрешении 8 бит. Файл сжатию не подвержен.
2. В распоряжении пользователя имеется память объемом 2,6 Мб. Необходимо записать цифровой аудиофайл с длительностью звучания 1 минута. Какой должна быть частота дискретизации и разрядность?
3. Объем свободной памяти на диске – 0,01 Гб, разрядность звуковой платы – 16. Какова длительность звучания цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 44100 Гц?
4. Одна минута записи цифрового аудиофайла занимает на диске 1,3 Мб, разрядность звуковой платы – 8. С какой частотой записан звук?
Сложно однозначно ответить на вопрос сколько в 1 пикселе байт, ведь размер пикселя в байтах или битах зависит от того, сколько цветов, какая кодировка используется.
Краткий ответ: 1 пиксель = 3 байта (при цветовой схеме True-color).
Если сохранять картинку с помощью какого-нибудь графического редактора, используя разное количество цветов, то можно увидеть, что вес картинки при сохранении с использованием 256 цветов будет выше, чем при использовании 128 цветов (что логично).
Для примера приведены скриншоты ниже.
Это одна и та же картинка, в ней одинаковое количество пикселей, но в первом случае она весит 196,8 K, а во втором 160,7 K.
Вес 1 пикселя в зависимости от разрядности цветового режима
Сколько будет весить 1 пиксел в байтах и битах в зависимости от разрядности цветового режима?
Размер пикселя в байтах:
1 пиксель может быть равен от 1 до 32 бит (от 1/8 до 4 байт).
Если для примера взять RGB модель кодирования (True-color 2 24 ), состоящую из 3-х основных цветов: красного, зеленого, синего, каждый из которых в свою очередь имеет по 256 оттенков, то можно посчитать:
1 параметр из 256 оттенков = 1 байт = 8 бит. Учитывая, что RGB – 3 цвета = 3 параметра по 256 оттенков каждый, то соответственно получаем, что для кодирования одного пикселя используется 3 байта.
1 пиксель = 3 байта = 24 бита.
Подсчет размера 1 пикселя на картинке
С подсчетами исходя из цветовой разрядности разобрались, но что если нужно просто посчитать размер 1 пикселя в какой-то конкретной фотографии или на какой-то картинке?
Сделать это достаточно просто:
- Нужно умножить высоту на ширину, получив тем самым общее количество пикселей в изображении. В статье «Как узнать размер изображения в пикселях» описано, как можно посмотреть размер картинки;
- Затем необходимо узнать вес картинки. Сделать это можно кликнув правой кнопкой мыши по картинке, вызвав тем самым контекстное меню, в котором следует выбрать пункт «Свойства». Там и будет указан вес в байтах.
- Осталось лишь поделить вес в байтах на размер картинки в пикселях. Таким образом получится вес 1 пикселя в байтах.
Предлагаю рассмотреть, что это за звери - форматы фотографий JPG и RAW, на что они влияют и когда на них стоит обращать внимание. Что такое размер фото и вес файла, как они измерятся и от чего зависят.
Почти все фото камеры могут сохранять фотографии в формате JPG (даже камеры телефонов и планшетов). Во всех зеркальных и без зеркальных камерах, а так же в продвинутых компактах в дополнение к JPG есть, как минимум, RAW и RAW+, и иногда TIFF.
Чтобы разобраться с форматами, для начала нужно договориться, что подразумевается под понятиями "размер" фотографии и "вес" файла (фотографии). Предлагаю рассмотреть эти понятия на более осязаемых объектах. например, на вкусностях.
1 | Что такое пиксель:
Если измерить размер этой вазочки с ягодами, то это буде где-то 10 сантиметров в высоту и этак сантиметров 13 в ширину. примерно. То есть мы привыкли измерять предметы сантиметрами (метрами, километрами и так далее). Если же говорить о фото этой же вазочки, то изначальный размер фотографии - 7360 пикселей (px) в ширину на 4912 пикселей (px) в высоту. Это максимальный размер фото, на который способна моя камера Nikon. Для размещения этого фото на сайте, размер фото уменьшен до 1200px на 798px (зачем, расскажу чуть позже).
Что такое пиксель? Сделанные цифровыми камерами или оцифрованные на сканере фотографии представляют собой комбинацию крошечных цветных квадратиков - пикселей. Если вы сильно увеличите любую фотографию, то увидите эти пиксели. Чем больше в фото таких пикселей, тем более детальная картинка.
Увеличенный в тысячу раз фрагмент фото - видны квадратики пикселей.
2 | Можно ли пиксели перевести в сантиметры:
Именно это и происходит, когда вам нужно напечатать фотографии на бумаге. Здесь понадобится ещё один показатель - плотность пикселей (разрешение), которую сможет напечатать принтер (или другая машина для печати фото). Полиграфическим стандартом для фотографий является разрешения 300 dpi (dpi - количество точек на дюйм). Например, для печати в красивых глянцевых журналах используют фото с разрешением 300 dpi.
Чтобы вы не ломали голову над делением размера фото на разрешение и не переводили дюймы в сантиметры, в любой программе для просмотра и редактирования фото (например, в Photoshop) есть функция просмотра размера изображения фото в сантиметрах. Она вам понадобится, чтобы понять, какого максимального размера фотографию в хорошем качестве (с разрешением 300 dpi), вы сможете напечатать на бумаге или другом материальном носителе.
Например, это фото с тропическими цветами Франжиспани, можно напечатать размером 61 см на 32 см.
Размер фотографии в пикселях и сантиметрах в программе Photoshop
Чтобы узнать размер фото в пикселях и сантиметрах в программе Photoshop, нужно нажать комбинацию клавиш Alt+Ctrl+I или зайти в меню Image (Изображение) ►Image size (Размер изображения).
Читайте о 6 способах узнать размер фото в статье - Как узнать размер фото
Вернёмся к реальности цифровых фото - к пикселям и размерам фото в пикселях. Что произойдёт, если уменьшить количество пикселей в фото? Ответ - ухудшиться качество фотографии. Например, я взяла фото этой же вазочки с ягодами, что в начале статьи, и уменьшила размер фото до 150 пикселей в ширину. При таком уменьшении программа уничтожает часть пикселей. Фотография стала миниатюрной:
Теперь попробуем "растянуть" фото на всю страницу:
Растянутая картинка выглядит мутной и нечёткой
Как видите, детализация уже не та, так как часть пикселей (а вместе с ними и деталей) отсутствует.
Конечно, если использовать эту уменьшенную картинку как маленькую иконку или небольшое изображение в презентации Power Point, то будет смотреться вполне нормально, но вот для печати в журнале на пол страницы она явно не подойдёт.
3 | Какой размер фотографии (сколько пикселей) оптимален:
Зависит от задачи. Фейсбук, например, автоматически уменьшает размер всеx загружаемых фотографий до 2048 пикселей в ширину. Как бы вы не хотели поделиться с друзьями высококачественным фото больного размера, Фейсбук вам этого не позволит. Грузите на другие ресурсы (например, на Dropbox). Самое распространённое разрешение экранов мониторов - 1920 px на 1080 px. Теоретически, если вы планируете своими фотографиями наслаждаться в электронном виде и рассылать по соц сетям, то 2048 px по длинной стороне вполне достаточно. Но на практике технологии не стоят на месте - мониторы становятся всё больше, соц сети более лояльны к размеру фото.
Если же вы планируете когда-нибудь печатать фото, то сохраняйте фото в максимально возможном разрешении, которое только позволит ваша камера (внимательно изучите инструкцию к вашей камере, чтобы правильно настроить размер фото).
В некоторых случая нужно уменьшать размер фотографий. Как я писала выше, для сайта я уменьшаю размер фото до 1200 пикселей по длинной стороне. Если загрузить фото в полном размере, страницы сайта будут очень долго загружаться, а это многим посетителям может не понравится (не говоря уже о поисковиках Гугл и Яндекс).
Размер фотографий измеряется в пикселях (px). От количества пикселей зависит размер фото на экранах мониторов, и какого размера можно напечатать фотографию.
4 | Размер файла или "вес фотографии":
Теперь разберёмся с "весом фотографии". Так уж исторически сложилось, что в этом вопросе много путаницы и размер файла довольно часто называют "весом фотографии", что скорее удобно, чем правильно. Размер файлов измеряется мегабайтами (МВ) или килобайтами (КВ). И тут стоит помнить, что в отличии от килограммов, где 1 кг = 1000гр, 1 мегабайт = 1024 килобайт.
Как это выглядит на практике: представим ситуацию, что в вашем фотоаппарате есть карта памяти на которой написано 64GB (гигабайта). Если посмотреть, сколько же там именно этим байтов (на компьютере правой кнопкой мыши выбрать "свойства"), то окажется, что на этой карте памяти 63567953920 байт и это равно 59,2 GB. От того, насколько большие файлы создаёт ваша камера, зависит, как много фото поместится на этой карте памяти. Например, у меня помещается 830 файлов с фото в формате RAW (о форматах читайте ниже).
От чего завит размер файла:
- Во-первых, от размера фото (того, что пикселями измеряется): файл с первой фотографией ягодок (размер фото 7360x4912 px) - это 5.2 MB, а она же, уменьшенная до 150 рх будет "весить" 75,7 КВ (в 69 раза меньше).
- Во-вторых, от формата (JPG, TIFF, RAW), о чём читайте ниже.
- В-третьих, размер файла (или "вес фото") зависит от количества деталей: чем их больше, тем "тяжелее" фотография (что наиболее релевантно для JPG формата).
Например, вот в этой фотографии с обезьянами со Шри-Ланки множество мелких чётких (говоря языком фотографов, "резких") деталей и размер файла с этой фотографией - 19.7MB, что существенно больше чем ягодки в вазочке на белом фоне (5.2MB).
Если вы спросите, какого размера фото я могу напечатать с фотографии, которая весит 2МБ. Никто вам не сможет ответить, пока не узнает количество пикселей. А лучше, конечно, ещё и взглянуть на фото, так как некоторые умельцы любят доставать фото из глубин интернета, увеличивать количество пикселей программно, а потом хотеть напечатать её на обложке журнала. Получается как на примере выше с растянутой фотографией вазочки шириной 150 px.
Размер файла (часто называют "вес фотографий) измеряется в мегабайтах (МВ) или килобайтах (КВ) и зависит от формата, размера в пикселях и детализайии фотографии.
5 | Форматы фото:
И, наконец-то, мы подошли к вопросу форматов изображения и типа сжатия файлов, от которых тоже зависит размер файла с фото.
Практически все фото камеры могут сохранять фотографии в формате JPG (даже камеры телефонов и планшетов). Это самый распространённый формат изображений и его "понимают" все компьютеры и программы для просмотра изображений. В формате JPG фото можно загружать в соц сети, выкладывать в блоге, добавлять в файлы Word, Power Point и так далее. JPG можно обрабатывать в Фотошопе, Лайтруме и других программах для редактирования изображений.
Из моей практики: если я хочу сделать фото для соц сети и быстро его загрузить, то я или фотографирую на телефон, или ставлю в своей камере формат файла jpg.
Что стоит помнить о формате jpg - это сжатый формат и у него есть степени сжатия. Чем выше степень сжатия, тем меньше размер файла за счёт уменьшения детализации и качества фото. Поэтому не рекомендуется многократное редактирование и пересохранение (повторное сжатие) одной и той же фотографий в формате jpg.
При сохранении файла в формате jpg выбирается степень сжатия (пример из программы Photoshop).
Во всех зеркальных и без зеркальных камерах, а так же в продвинутых компактах в дополнение к JPG есть как минимум RAW, и часто ещё и TIFF.
- TIFF (англ. Tagged Image File Format) — формат хранения растровых графических изображений (в том числе фотографий). TIFF стал популярным форматом для хранения изображений с большой глубиной цвета. Он используется в полиграфии, широко поддерживается графическими приложениями.
- RAW (англ. raw — cырой, необработанный) — формат цифровой фотографии, содержащий необработанные данные, полученные с фотоматрицы (та штука, что в цифровых камерах заменила плёнку).
Лично я никогда не фотографирую в формат TIFF. Не могу даже придумать, зачем мне это нужно, если есть RAW. TIFF без сжатия я могу использовать для сохранения фото, которые ещё планирую доработать в программе Photoshop.
Итак, мы с вами сегодня разберем из чего состоит изображение, как оно кодируется и как из изображений получают видео.
Перевод обычного изображения (картина и др. рисунки) в цифровой вид называется пространственной дискретизацией.Дискретизация это процесс разбиение непрерывного аналогового представления информации в дискретное, состоящее из множества частей. Например, у нас может происходить дискретизация звука.
Разбивается изображение на пиксели - это минимальная единица изображения.
У пикселя есть параметрцвет.
Цветов может быть разное количество, кодируются цвета в битах и называется этот параметр глубиной цвета.
Глубиной цветаназывается количество информации, которое используется для кодирования цвета каждой точки (пикселя) изображения.
Количество цветов и глубина цвета связанны формулой: N = 2 I ,
где N – кол-во возможных цветов пикселя, а I – вес цвета пикселя в битах.
Мы разобрали, как найти вес одного пикселя. Теперь разберем, как найти вес изображения, ведь оно состоит из массива пикселей.
У изображения есть свойство разрешение.
Например, у сканера или фотокамеры, называется разрешающей способностью, то есть с какой детализацией они могут сканировать (фотографировать) изображение.
Разрешение состоит из двух параметров количества пикселейпогоризонталиивертикали.
Если перемножить одно на другое то получим сколько всего пикселей в изображении.
Например: разрешение 100 пикселей по горизонтали и 100 пикселей по вертикали.
Всего пикселей будет 100*100 = 10000 пикселей.
Выше мы нашли вес одного пикселя 7 бит. Зная, общее количество пикселей, 10000 найдем вес всего изображения. 10000 * 7 = 70000 бит -вес всего изображения.
Итак, мы можем находить вес одного изображения, найдем вес видеофайла.
Видео состоит из последовательности картинок идущих одна за другой. Если смена картинок происходи достаточно быстро, то нам кажется, что изображение двигается непрерывно.
В кино есть стандарт 24 кадра в секунду. Кадр это одно изображение.
В телевидении стандарт 25 кадров в секунду.
Исходя из всего вышеперечисленного, делаем вывод, что вес видео – это
вес 1 картинки * на количество картинок в секунду*на количество секунд.
Решение задач.
Дано: Разрешение 1024 * 800, цветов у пикселя может быть 65536.
Найти информационный вес изображения в мегабайтах.
Решение: 1024*800 = 819200 пикселей –всего пикселей
65536 = N, 65536 = 2 16 , I = 16 бит – это вес одного пикселя.
819200 * 16 = 13107200 бит - вес всего изображения
Переведем в мб.13107200 / 8 = 1638400 байт / 1024 = 1600 кб / 1024 = 1,5625 мб
Дано: Разрешение 800*600, глубина кодирования 24 бита, видео длиной 2 минуты, 25 кадров в секунду.
Найти: объем одного изображения и всего видео, в мегабайтах.
Решение: 800*600 = 480000 пикселей
480000 * 24 = 11520000 бит
11520000 бит / 8 = 1440000 байт / 1024 = 1406,25 кб / 1024 = 1,3733 мб - вес одной картинки.
Теперь найдем вес видео: 1,3733 * 25= 34,3325 мб –вес одной секунды записи.
Всего запись длилась --- 2 минуты = 120 секунд. –длиться вся видеозапись
34,3325 * 120= 4119,9 мб –вес всей видеозаписи.
Идет трансляция футбольного матча. Используется телевизионный стандарт.
Дано: Разрешение 720*576 пикселей, 25 кадров в секунду, объем изображения 3037500 кб.
Показано 100 секунд матча.
Найти: глубину кодирования и количество цветов в трансляции.
Решение: 3037500 кб за 100 сек. - 3037500 / 100 = 30375 кб за 1 секунду – вес 1 сек записи
Переведем в биты 30375 кб * 1024 = 31104000 байт * 8 = 248832000 бит – вес 1 сек записи
720 * 576 = 414720 пикселей на 1ой картинке
248832000 (т.к. вес 1 сек. записи) / 25 (кадров в сек) = 9953280 бит – вес 1ой картинки
9953280 бит (на картинке) / 414720 пикселе (на картинке) = 24 бита – глуб. кодирования
По формуле N = 2 I , находим кол-во цветов. N = 2 24 , N = 16777216 цветов –кол-во возможных цветов на картинке.
Читайте также: