Аналоговый и дискретный способы представления изображений и звук. Аналоговый и дискретный способы представления изображений и звука
 Скачать 70.5 Kb.
|
|
Тема: «Аналоговый и дискретный способы представления изображений и звука» Цель: познакомить с аналоговым и дискретным способами представления графики и звука в памяти компьютера, учить подсчитывать необходимый объем информации для хранения графического или звукового файла; развивать логическое мышление; воспитывать культуру поведения. Оборудование: дидактические материалы. Ход урока Организационное начало Приветствие. Работа с дежурными. Работа по осмыслению и усвоению нового материала Сообщение темы и цели урока Изложение нового материала Человек способен воспринимать и хранить информацию в форме образов (зрительных, звуковых, осязательных, вкусовых и обонятельных). Зрительные образы могут быть сохранены в виде изображений (рисунков, фотографий и так далее), а звуковые — зафиксированы на пластинках, магнитных лентах, лазерных дисках и так далее. Информация, в том числе графическая и звуковая, может быть представлена в аналоговой или дискретной форме. При аналоговом представлении физическая величина принимает бесконечное множество значений, причем ее значения изменяются непрерывно. При дискретном представлении физическая величина принимает конечное множество значений, причем ее величина изменяется скачкообразно. Приведем пример аналогового и дискретного представления информации. Положение тела на наклонной плоскости и на лестнице задается значениями координат X и Y. При движении тела по наклонной плоскости его координаты могут принимать бесконечное множество непрерывно изменяющихся значений из определенного диапазона, а при движении по лестнице — только определенный набор значений, причем меняющихся скачкообразно (рис. 2.6).  Рис. 2.6 Аналоговое и дискретное кодирование   Примером аналогового представления графической информации может служить, например, живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно, а дискретного — изображение, напечатанное с помощью струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета. Примером аналогового хранения звуковой информации является виниловая пластинка (звуковая дорожка изменяет свою форму непрерывно), а дискретного — аудиокомпакт-диск (звуковая дорожка которого содержит участки с различной отражающей способностью).Преобразование графической и звуковой информации из аналоговой формы в дискретную производится путем дискретизации, то есть разбиения непрерывного графического изображения и непрерывного (аналогового) звукового сигнала на отдельные элементы. В процессе дискретизации производится кодирование, то есть присвоение каждому элементу конкретного значения в форме кода. Дискретизация — это преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов. Двоичное кодирование графической информации В процессе кодирования изображения производится его пространственная дискретизация. Пространственную дискретизацию изображения можно сравнить с построением изображения из мозаики (большого количества маленьких разноцветных стекол). Изображение разбивается на отдельные маленькие фрагменты (точки), причем каждому фрагменту присваивается значение его цвета, то есть код цвета (красный, зеленый, синий и так далее). Качество кодирования изображения зависит от двух параметров. Во-первых, качество кодирования изображения тем выше, чем меньше размер точки и соответственно большее количество точек составляет изображение. Во-вторых, чем большее количество цветов, то есть большее количество возможных состояний точки изображения, используется, тем более качественно кодируется изображение (каждая точка несет большее количество информации). Совокупность используемых в наборе цветов образует палитру цветов. Формирование растрового изображения. Графическая информация на экране монитора представляется в виде растрового изображения, которое формируется из определенного количества строк, которые в свою очередь содержат определенное количество точек (пикселей). Качество изображения определяется разрешающей способностью монитора, т.е. количеством точек, из которых оно складывается. Чем больше разрешающая способность, то есть чем больше количество строк растра и точек в строке, тем выше качество изображения. В современных персональных компьютерах обычно используются три основные разрешающие способности экрана: 800 х 600, 1024 х 768 и 1280 х 1024 точки. Рассмотрим формирование на экране монитора растрового изображения, состоящего из 600 строк по 800 точек в каждой строке (всего 480 000 точек). В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета) каждая точка экрана может иметь одно из двух состояний — «черная» или «белая», то есть для хранения ее состояния необходим 1 бит. Качество двоичного кодирования изображения определяется разрешающей способностью экрана и глубиной цвета. Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом цвета каждой точки, хранящимся в видеопамяти (рис. 2.8). Цветные изображения могут иметь различаю глубину цвета, которая задается количеством битов, Используемым для кодирования цвета точки. Наиболее распространенными значениями глубины цвета являются 8,16, 24 или 32 бита. Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки, тогда количество цветов, отображаемых на экране монитора, может быть вычислено по формуле (2.1): N = 2', где i — глубина цвета (табл. 2.4). Таблица 2.4. Глубина цвета и количество отображаемых цветов
Цветное изображение на экране монитора формируется за счет смешивания трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Такая цветовая модель называется RGB-моделью по первым буквам английских названий цветов (Red, Green, Blue). Для получения богатой палитры цветов базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности. Например, при глубине цвета в 24 бита на каждый из цветов выделяется по 8 бит, то есть для каждого из цветов возможны N = 28 = 256 уровней интенсивности, заданные двоичными кодами (от минимальной — 00000000 до максимальной — 11111111) — табл. 2.5. Таблица 2.5. Формирование цветов при глубине цвета 24 бита
Графический режим. Графический режим вывода изображения на экран монитора определяется величиной разрешающей способности и глубиной цвета. Для того чтобы на экране монитора формировалось изображение, информация о каждой его точке (код цвета точки) должна храниться в видеопамяти компьютера. Рассчитаем необходимый объем видеопамяти для одного из графических режимов, например, с разрешением 800 х 600 точек и глубиной цвета 24 бита на точку. Всего точек на экране: 800 • 600 = 480 000. Необходимый объем видеопамяти: 24 бит • 480 000 = 11 520 000 бит = 1 440 000 байт = = 1406,25 Кбайт = 1,37 Мбайт. Аналогично рассчитывается необходимый объем видеопамяти для других графических режимов. I=m*n*i, где i- глубина цвета, m*n – разрешающая способность. В Windows предусмотрена возможность выбора графического режима и настройки параметров видеосистемы компьютера, включающей монитор и видеоадаптер. 4. Работа по выработке умений и навыков. Решаем задачу из учебника. 5.Итог урока - В каких формах можно представить графическую и звуковую информацию? - В чем суть аналогового способа представления информации? - В чем суть дискретного способа представления информации? - Что такое пространственная дискретизация? - От чего зависит качество изображения? - Что такое глубина цвета? - Что такое палитра? - Как определить количество информации, необходимое для кодирования графического изображения? Вариант1 Получите дополнительный код числа -962 в 16-ти битной сетке. Вычислите значение выражения 46-34 в восьмибитной сетке. Вариант 2 Получите дополнительный код числа -872 в 16-ти битной сетке. Вычислите значение выражения: -75+23 в 8-ми битной сетке. Вариант1 Получите дополнительный код числа -962 в 16-ти битной сетке. Вычислите значение выражения 46-34 в восьмибитной сетке. Вариант 2 Получите дополнительный код числа -872 в 16-ти битной сетке. Вычислите значение выражения: -75+23 в 8-ми битной сетке. Вариант1 Получите дополнительный код числа -962 в 16-ти битной сетке. Вычислите значение выражения 46-34 в восьмибитной сетке. Вариант 2 Получите дополнительный код числа -872 в 16-ти битной сетке. Вычислите значение выражения: -75+23 в 8-ми битной сетке. Вариант1 Получите дополнительный код числа -962 в 16-ти битной сетке. Вычислите значение выражения 46-34 в восьмибитной сетке. Вариант 2 Получите дополнительный код числа -872 в 16-ти битной сетке. Вычислите значение выражения: -75+23 в 8-ми битной сетке. Вариант1 Получите дополнительный код числа -962 в 16-ти битной сетке. Вычислите значение выражения 46-34 в восьмибитной сетке. Вариант 2 Получите дополнительный код числа -872 в 16-ти битной сетке. Вычислите значение выражения: -75+23 в 8-ми битной сетке. Вариант1 Получите дополнительный код числа -962 в 16-ти битной сетке. Вычислите значение выражения 46-34 в восьмибитной сетке. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||