Кодирование графических данных

Графическое изображение при его увеличении может быть представлено в виде мельчайших точек, которые образуют характерный узор — растр. Таким образом, любое изображение можно закодировать с помощью координат точек, имеющих индивидуальную яркость. Любое черно-белое изображение можно передать с помощью 256 градаций серого цвета (от белого до черного), тем самым яркость каждой точки черно-белого изображения можно закодировать 8-разрядным двоичным числом — одним байтом.

Для кодирования цветных графических изображений применяется принцип декомпозиции (разложения) цвета на основные составляющие: красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue). Этот принцип базируется на том, что любой цвет можно получить путем смешения трех указанных цветов. Система кодирования по первым буквам названий основных смешиваемых цветов называется системой RGB и описывает поведение аддитивной цветовой модели, свойства которой иллюстрируют при помощи цветовых кругов (рис. 1.1). Если для кодирования яркости каждого составляющего цвета использовать 256 градаций (8-разрядное число), как это принято для черно-белого изображения, то для кодирования цветной точки растра достаточно 24-разрядного двоичного числа.

Такой режим представления цветной графики называется полноцветным (True Color) и позволяет зафиксировать около 16,5 млн различных цветовых оттенков при помощи 3 байт. Каждому из основных цветов можно поставить в соответствие дополнительный цвет, т. е. цвет, дополняющий основной до белого. К дополнительным цветам относятся: голубой (Cyan), пурпурный (Magenta) и желтый (Yellow). Принцип декомпозиции применим и для дополнительных цветов, т. е. любой цвет может быть получен путем их смешения. Такой метод кодирования цвета применяется в полиграфии, где используется дополнительно еще и четвертая краска — черная (Black). Эта система кодирования носит название CMYK (черный цвет указан в названии последней буквой своего названия для того, чтобы не путать его в со;

Рис. 1.1. Система RGB в виде цветовых кругов.

крашениях и аббревиатурах с синим — Blue). Данный режим представления графики использует 32 разряда и тоже называется полноцветным (Тruе Color). Если уменьшить количество двоичных разрядов, используемых для кодировки каждой точки, в два раза, то можно сократить объем данных, но диапазон цветов при этом уменьшится до 65 536 оттенков. Такое кодирование цветной графики 16-разрядными двоичными числами называется режимом High Color.

При работе с цветной графикой применяется индексный метод кодирования. Здесь код каждой точки растра хранит нс цвет, а только его номер (индекс) в некоей справочной таблице, называемой палитрой, которая должна обязательно прикладываться к графическим данным.

Графическая информация на экране дисплея формируется из точек (пикселей). Пиксел — от picture element, что означает элемент изображения. В современных компьютерах разрешающая способность (количество точек на экране дисплея) зависит от видеоадаптера и может меняться программно. Цветные изображения могут иметь различные режимы: 16 цветов, 256 цветов, 65 536 цветов (High Color), 16 777 216 цветов (True Color). Таким образом, например, для режима High Color на один пиксель приходится 16 бит памяти и при разрешающей способности экрана 800? 600 точек требуемый для хранения его изображения объем видеопамяти составит V = 2 байта • 480 000 = 960 000 байт = 937,5 Кбайт. Аналогично рассчитывается объем видеопамяти, необходимый для хранения битовой карты изображения при других видеорежимах. В видеопамяти компьютера хранится битовый план, представляющий собой двоичный код изображения, который считывается в соответствии с частотой кадровой развертки и отображается на экране монитора.