Графика, представленная в памяти компьютера в виде набора точек, называется
Обновлено: 04.07.2024
Изображение состоит из прямоугольного массива точек, называемых пикселями. Размер изображения указывается по ширине X высоте в количестве пикселей. Физический размер изображения в дюймах или сантиметрах зависит от разрешения устройства, на котором отображается изображение. Разрешение обычно измеряется в DPI (точек на дюйм). Изображение будет казаться меньше на устройстве с более высоким разрешением, чем на устройстве с более низким разрешением. Для цветных изображений требуется достаточно битов на пиксель, чтобы представить все цвета изображения. Количество битов на пиксель называется глубиной изображения.
Типы данных изображения
Изображения можно создавать с использованием различных методов представления данных, называемых типами данных, таких как монохромные и цветные изображения. Монохромное изображение создается с использованием одного цвета, тогда как цветное изображение создается с использованием нескольких цветов. Вот некоторые важные типы данных изображений:
1-битные изображения. Изображение представляет собой набор пикселей. Обратите внимание, что пиксель — это элемент изображения в цифровом изображении. В 1-битных изображениях каждый пиксель хранится как один бит (0 или 1). Бит имеет только два состояния: включено или выключено, белое или черное, истинное или ложное. Поэтому такое изображение также называют бинарным изображением, так как доступны только два состояния. 1-битное изображение также известно как 1-битное монохромное изображение, поскольку оно содержит один цвет: черный для выключенного состояния и белый для включенного состояния.
Для 1-битного изображения с разрешением 640*480 требуется место для хранения 640*480 бит.
640 x 480 бит. = (640 x 480) / 8 байт = (640 x 480) / (8 x 1024) КБ = 37,5 КБ.
Четкость или качество 1-битного изображения очень низкие.
Цифровое изображение в градациях серого – это изображение, в котором значение каждого пикселя представляет собой отдельный образец, несущий информацию об интенсивности. Изображения состоят исключительно из серых оттенков, которые варьируются от черного с наименьшей интенсивностью до белого с наибольшей интенсивностью. Изображения в градациях серого содержат множество оттенков серого от черного до белого. Изображения в градациях серого также называют монохроматическими, обозначая наличие только одного (моно) цвета (хром). Изображение представлено растровым изображением. Растровое изображение – это простая матрица крошечных точек (пикселей), формирующих изображение и отображаемых на экране компьютера или распечатываемых.
24-битные цветные изображения. В 24-битном цветном изображении каждый пиксель представлен тремя байтами, обычно представляющими RGB (красный, зеленый и синий). Обычно истинный цвет определяется как 256 оттенков RGB (красный, зеленый и синий), всего 16777216 цветовых вариаций. Он обеспечивает метод представления и хранения графической информации об изображении в цветовом пространстве RGB, так что цвета, оттенки и оттенки в большом количестве вариаций могут отображаться в изображении, например, в высококачественных фотоизображениях или сложной графике.
Многие 24-битные цветные изображения хранятся как 32-битные изображения, а дополнительный байт для каждого пикселя используется для хранения альфа-значения, представляющего информацию о специальном эффекте.
Для 24-битного цветного изображения с разрешением 640 x 480 требуется дисковое пространство размером 640 x 480 x 3 байта = (640 x 480 x 3) / 1024 = 900 КБ без сжатия. Кроме того, для 32-битного цветного изображения с разрешением 640 x 480 требуется дисковое пространство размером 640 x 480 x 4 байта = 1200 КБ без сжатия.
Недостатки
Требуется большой объем памяти
Многие мониторы могут одновременно отображать только 256 различных цветов. Таким образом, в этом случае нерационально хранить в изображении более 256 различных цветов.
Таблицы поиска цветов
Цветовая таблица циклов (LUT) — это механизм, используемый для преобразования диапазона входных цветов в другой диапазон цветов. Таблица поиска цветов преобразует логические номера цветов, хранящиеся в каждом пикселе видеопамяти, в физические цвета, представленные в виде триплетов RGB, которые можно отобразить на мониторе компьютера. Каждый пиксель изображения хранит только значение индекса или логический номер цвета. Например, если пиксель хранит значение 30, смысл состоит в том, чтобы перейти к строке 30 в таблице поиска цветов (LUT). LUT часто называют палитрой.
Характеристики LUT следующие:
Количество элементов в палитре определяет максимальное количество цветов, которые могут отображаться на экране одновременно.
Ширина каждого элемента в палитре определяет количество цветов, которые может представлять более широкая полная палитра.
Форматы файлов изображений
GIF — Форматы обмена графикой. Формат GIF был создан компанией Compuserve. Он поддерживает 256 цветов. Формат GIF является самым популярным в Интернете из-за его компактного размера. Он идеально подходит для небольших значков, используемых для целей навигации и простых диаграмм. GIF создает таблицу до 256 цветов из 16 миллионов цветов. Если в изображении менее 256 цветов, GIF может легко отобразить изображение без потери качества.Когда изображение содержит больше цветов, GIF использует алгоритмы для сопоставления цветов изображения с оптимальной палитрой из 256 доступных цветов. Улучшенные алгоритмы поиска изображения, чтобы найти оптимальный набор из 256 цветов.
Таким образом, формат GIF не имеет потерь только для изображения с 256 цветами или менее. В случае насыщенного изображения с истинными цветами GIF может потерять 99,998% цветов. Файлы GIF могут быть сохранены максимум с 256 цветами. Это делает его плохим форматом для фотографических изображений.
GIF-файлы можно анимировать, и это еще одна причина, по которой они стали такими популярными. Большинство анимированных баннеров представляют собой GIF-файлы. GIF-файлы допускают однобитовую прозрачность, то есть при создании изображения вы можете указать, какой цвет должен быть прозрачным. Это положение позволяет отображать цвета фона веб-страницы через изображение.
JPEG — Объединенная группа экспертов по фотографии — Формат JPEG был разработан Объединенной группой экспертов по фотографии. Файлы JPEG представляют собой растровые изображения. Он хранит информацию в виде 24-битного цвета. Это предпочтительный формат почти для всех фотографий в Интернете. Цифровые камеры по умолчанию сохраняют изображения в формате JPEG. Он стал основным форматом графических файлов для World Wide Web, и любой браузер может поддерживать его без дополнительных модулей. Чтобы сделать файл небольшим, JPEG использует сжатие с потерями. Он хорошо работает с фотографиями, произведениями искусства и подобными материалами, но не так хорошо работает с надписями, простыми мультфильмами или штриховыми рисунками. Изображения JPEG работают намного лучше, чем GIF. Хотя JPEG может быть чересстрочным, в этом формате отсутствуют многие другие специальные возможности GIF, такие как анимация и прозрачность, но на самом деле они предназначены только для фотографий.
PNG — переносимая сетевая графика. PNG — единственный формат без потерь, поддерживаемый веб-браузерами. PNG поддерживает 8-битные, 24-битные, 32-битные и 48-битные типы данных. Одна версия формата PNG-8 похожа на формат GIF. Но PNG лучше, чем GIF. Он создает файлы меньшего размера и с большим количеством вариантов цветов. Он также поддерживает частичную прозрачность. PNG-24 — это еще одна разновидность PNG с поддержкой 24-битного цвета, что позволяет использовать диапазоны цветов, аналогичные высокоцветному JPEG. PNG-24 никоим образом не заменяет формат JPEG, поскольку это формат сжатия без потерь. Это означает, что размер файла может быть довольно большим по сравнению с сопоставимым JPEG. Также PNG поддерживает до 48 бит информации о цвете.
TIFF — формат файла изображения с тегами — формат TIFF был разработан корпорацией Aldus в 1980 году и позднее был поддержан Microsoft. Формат файла TIFF является широко используемым форматом растрового файла. Его поддерживают многие приложения для редактирования изображений, программное обеспечение, используемое сканерами, и программы для ретуши фотографий.
TIFF может хранить множество различных типов изображений: 1-битное изображение, изображение в градациях серого, 8-битное цветное изображение, 24-битное изображение RGB и т. д. Файлы TIFF изначально используют сжатие без потерь. Сегодня файлы TIFF также используют сжатие с потерями в соответствии с требованиями. Поэтому это очень гибкий формат. Этот формат файла подходит для печати вывода. Многостраничные документы можно хранить в виде одного файла TIFF, поэтому этот формат файла так популярен. Формат TIFF теперь используется и контролируется Adobe.
BMP- Bitmap- Формат файла растрового изображения (BMP) — это очень простой формат, поддерживаемый большинством приложений Windows. BMP может хранить множество различных типов изображений: 1-битное изображение, изображение в градациях серого, 8-битное цветное изображение, 24-битное изображение RGB и т. д. Файлы BMP не сжаты. Поэтому они не подходят для Интернета. Файлы BMP можно сжимать с помощью алгоритмов сжатия данных без потерь.
EPS – инкапсулированный постскриптум – формат EPS представляет собой векторную графику. EPS популярен для сохранения файлов изображений, поскольку его можно импортировать практически в любое приложение. Этот формат файла подходит для печатных документов. Основным недостатком этого формата является то, что он требует больше места для хранения по сравнению с другими форматами.
PDF — Portable Document Format — формат PDF представляет собой векторную графику со встроенной пиксельной графикой с множеством параметров сжатия. Когда ваш документ будет готов для совместного использования с другими или для публикации. Это единственный формат, который не зависит от платформы. Если у вас есть Adobe Acrobat, вы можете печатать из любого документа в файл PDF. Из иллюстратора вы можете сохранить как .PDF.
EXIF — файл изображения для обмена — Exif — это формат изображения для цифровых камер. Доступны различные теги для облегчения печати более высокого качества, поскольку информация о камере и условиях съемки изображения может храниться и использоваться принтерами для возможных алгоритмов цветокоррекции. Он также включает спецификацию формата файла для аудио, которое сопровождает цифровые изображения.< /p>
WMF- Windows MetaFile- WMF — это формат векторных файлов для операционной среды MS-Windows. Он состоит из набора вызовов функций интерфейса графического устройства к библиотеке графических рисунков MS-Windows. Метафайлы небольшие и гибкие, эти изображения могут правильно отображаться только с помощью их проприетарного программного обеспечения.
Изображения PICT-PICT полезны при разработке программного обеспечения для Macintosh, но их следует избегать при настольных издательских системах. Избегайте использования формата PICT в электронных публикациях — изображения PICT подвержены повреждению.
Photoshop — это собственный формат файлов Photoshop, созданный Adobe. Этот формат можно импортировать непосредственно в большинство настольных издательских приложений.
Презентация на тему: " Графика в памяти компьютера Как картинка (то есть графика) хранится в памяти компьютера Экран компьютера состоит из маленьких точек, называемых ИЗОБРАЖЕНИЕ." — Транскрипт:
1 Графика в памяти компьютера Как изображение (то есть графика) хранится в памяти компьютера Экран компьютера состоит из маленьких точек, называемых ЭЛЕМЕНТАМИ ИЗОБРАЖЕНИЯ. (пиксели). Если вы включите или выключите каждую точку, вы можете создать монохромное (черно-белое) изображение. Кроме того, выключение и включение могут быть представлены двоичными 0 и 1. Вот диаграмма, на которой показано небольшое графическое изображение, представленное двоичным числом. Черный и белый позволяют ОДИН бит на пиксель. Цвет допускает 8, 16 или даже 24 бита на пиксель.
2 Каждому пикселю отведено определенное количество битов (битовая глубина). Каждый узор дает свой цвет. Более одного бита на пиксель Здесь у нас 8 бит на пиксель. 1 1 0 0 1 0 1 1
3 Каждому пикселю отведено определенное количество битов (битовая глубина). Каждый узор дает свой цвет. 4 бита дают 2 = 16 бит colours8 дает 2 = 256 цветов 0000White00000000 0001Blue00000001 0010Pink00000010 0011Red00000011 0100Brown00000100 0101“ 00000101“ 0110“ 00000110 011100000111 100000001000 100100001001 101000001010 101100001011 110000001100 110100001101 1110“ 00001110 1111Black00001111“ 11111111 48 * 48 *
4 Толщина линии Конечные координаты Начальные координаты Шаблон заливки Цвет линии И т. д. Программа принимает данные мыши и создает форму на экране Векторная графика Программное обеспечение определяет объекты
5 1200 800 Расчет 1 Рассчитайте требования к памяти для растровой карты размером 1200 на 800 пикселей с разрядностью 16 бит. Дайте ответ в Кб. Решение Количество пикселей = 1200 X 800 = 960 000 пикселей Память = 960 000 X 16 бит = 960 000 X 2 байта = (960 000 X 2) / 1024 КБ = 1875 КБ
6 Расчет 2 Рассчитайте требования к объему памяти для растровой карты размером 8 на 4 дюйма, разрешением 400 точек на дюйм и глубиной цвета 24 бита. Дайте ответ в мегабайтах с точностью до одного знака после запятой. Решение Нет пикселей = (8X400) X (4X400) Память = (8X400) X (4X400) X 24 бита = (8X400) X (4X400) X 3 байта = (8X400) X (4X400) X 3 / 1024 КБ = 15000 КБ = 15000 / 1024 МБ = 14,6 МБ 8 X 400 4 X 400
Раздел 404 Закона Сарбейнса-Оксли (SOX) требует, чтобы все публичные компании установили внутренний контроль и процедуры.
Закон о защите конфиденциальности детей в Интернете от 1998 года (COPPA) – это федеральный закон, который налагает особые требования на операторов доменов .
План North American Electric Reliability Corporation по защите критически важной инфраструктуры (NERC CIP) представляет собой набор стандартов.
Стандарт безопасности данных платежных приложений (PA-DSS) – это набор требований, призванных помочь поставщикам программного обеспечения в разработке безопасных .
Взаимная аутентификация, также называемая двусторонней аутентификацией, представляет собой процесс или технологию, в которой оба объекта обмениваются данными .
Экранированная подсеть или брандмауэр с тройным подключением относится к сетевой архитектуре, в которой один брандмауэр используется с тремя сетями .
Медицинская транскрипция (МТ) – это ручная обработка голосовых сообщений, продиктованных врачами и другими медицинскими работниками.
Электронное отделение интенсивной терапии (eICU) — это форма или модель телемедицины, в которой используются самые современные технологии.
Защищенная медицинская информация (PHI), также называемая личной медицинской информацией, представляет собой демографическую информацию, медицинскую .
Снижение рисков – это стратегия подготовки к угрозам, с которыми сталкивается бизнес, и уменьшения их последствий.
Отказоустойчивая технология — это способность компьютерной системы, электронной системы или сети обеспечивать бесперебойное обслуживание.
Синхронная репликация — это процесс копирования данных по сети хранения, локальной или глобальной сети, поэтому .
Коэффициент усиления записи (WAF) – это числовое значение, представляющее объем данных, передаваемых контроллером твердотельного накопителя (SSD) .
API облачного хранилища — это интерфейс прикладного программирования, который соединяет локальное приложение с облачным хранилищем.
Интерфейс управления облачными данными (CDMI) – это международный стандарт, определяющий функциональный интерфейс, используемый приложениями.
Вывод данных через графические устройства в компьютерных системах стал возможным благодаря методам, использующим модули генерации видео для отображения изображений. Это отличается от вывода в текстовом режиме, для которого компьютер генерирует горизонтальные линии буквенно-цифровых символов.Хотя технические требования обеих систем пересекаются, в графических устройствах используется подход, предполагающий, что каждая точка на экране доступна отдельно. Напротив, в текстовом режиме наименьший элемент экрана фактически представляет собой группу точек, которые вместе определяют символ — букву, цифру или знак препинания.
Графический дисплей состоит из экрана или панели, состоящей из большого количества маленьких ячеек или точек, называемых пикселями. Эти пиксели излучают свет, когда на них попадает луч электронов и они включаются. В любой момент аппаратное обеспечение компьютера может полностью включить некоторые пиксели, чтобы они излучали свет, пропустить другие, чтобы они оставались темными, и заставить третьи излучать промежуточную меру света. Таким образом, представление изображения может отображаться на графическом устройстве с использованием каждого пикселя как отдельного компонента изображения.
Графические устройства являются устройствами вывода, но их физические характеристики не позволяют им принимать данные в том виде, в каком они представлены в памяти компьютера, и напрямую отображать данные. Вместо этого им требуется помощь специального устройства для преобразования данных в электрические сигналы, совместимые с оборудованием дисплея. Эти устройства называются графическими контроллерами.
Один из способов формулирования данных для отображения на компьютере – это метод, известный как растровое отображение или "отображение с растровым сканированием". При таком подходе компьютер содержит область памяти, в которой хранятся все данные, которые должны отображаться. В эту область памяти центральный процессор записывает данные, а оттуда их собирает видеоконтроллер. Биты данных, хранящиеся в этом блоке памяти, относятся к конечному шаблону пикселей, который будет использоваться для построения изображения на дисплее.
Например, можно заставить центральный процессор заполнить всю область видеопамяти нулями. Тогда это может соответствовать полностью черному экрану. Затем процессор может выборочно заполнить определенные области памяти в видеопамяти данными, которые не равны нулю. В результате на графическом дисплее появится изображение — например, прямая линия.
Эта гибкая схема использовалась на многих компьютерах. Тем не менее, он страдает от проблем с производительностью. Центральный процессор достаточно хорошо справляется с выполнением инструкций арифметического или логического характера, но не очень хорошо справляется с большими блоками данных за одну операцию. Хотя центральный процессор может отображать строку на экране, это трудоемкая операция, которая снижает производительность процессора.
По этой причине обычно встраиваются специальные устройства, известные как сопроцессоры видео, для оптимизации таких операций и выполнения их по команде центрального процессора. Это означает, что центральный процессор может выполнять операции, для которых он лучше подходит, а видеосопроцессор может обрабатывать видеовыход. Часто видеосопроцессор представляет собой очень сложное устройство, граничащее с тем же уровнем сложности, что и центральный процессор, в комплекте с собственным блоком выполнения команд и локальной памятью. Эти устройства могут очень быстро рисовать линии, прямоугольники и другие формы на графическом дисплее, поскольку они разработаны специально для этой цели.
Альтернативой растровому дизайну отображения является отображение векторной графики. Этот дизайн когда-то был популярен для инженерных рабочих станций, поскольку графические изображения, создаваемые этими системами, согласуются со схемами и чертежами, которые обычно используются в задачах инженерного анализа и проектирования, выполняемых, например, программами автоматизированного проектирования, производства и архитектуры.
Вместо того, чтобы отделять большую область памяти компьютера и сопоставлять ее с устройством отображения, векторные устройства отображения используют переменное количество строк для создания изображений — отсюда и термин "векторная графика". Поскольку устройства векторного отображения могут определять линию, имея дело только с двумя точками (то есть координатами каждого конца линии), устройство может уменьшить общий объем данных, с которыми ему приходится иметь дело, организуя изображение с точки зрения пар точек. точки, определяющие линии. Векторный графический дисплей принимает эти пары координат вместе с другими атрибутами линии, такими как цвет и интенсивность, и рисует линии прямо на дисплее.
В более продвинутых графических системах используются дополнительные специализированные устройства для создания более сложных изображений. Представление трехмерных объектов на двухмерных экранах компьютеров является примером приложения, требующего дополнительной обработки. Традиционный подход основан на создании модели трехмерного объекта в форме, известной как «каркас», где линии рисуются для представления объекта точно так же, как реальная модель может быть построена из него путем создания каркасная конструкция из проволоки.Затем проволочный каркас можно заполнить плоскими многоугольными панелями, прикрепленными к каркасу.
Чтобы отобразить это на экране компьютера, необходимо ввести новый шаг в рендеринг изображения; это известно как «удаление скрытой поверхности», поскольку, если объект твердый и непрозрачный, поверхности, не находящиеся непосредственно на линии обзора, не должны быть видны. Кроме того, при желании поверхность объекта можно сделать гладкой, сделав проволочный каркас более мелкозернистым, а соответствующие полигоны меньше. Существуют также устройства, обеспечивающие визуальные эффекты, такие как затенение. Каждая из этих операций может эффективно выполняться с помощью специализированных графических устройств, предназначенных для этой цели.
Люди гораздо более восприимчивы к высококачественным графическим дисплеям, чем к любой другой форме компьютерного вывода. Электронные системы, ориентированные на потребителя, включая игровые приставки, обычные компьютеры, карманные персональные цифровые помощники (КПК) и мобильные компьютеры, — все они производят графические дисплеи. Всегда будет потребность в сложных графических устройствах для удовлетворения спроса на более быструю и качественную обработку этих дисплеев.
см. также интерфейсы компьютерных систем; Игры; Устройства ввода.
Стивен Мюррей
Библиография
Ферраро, Ричард Ф. Руководство программиста по картам EGA, VGA и Super VGA, 3-е изд. Нью-Йорк: издательство Addison-Wesley Publishing Company, 1994 г.
Ньюман, Уильям М. и Роберт Ф. Спроул. Принципы интерактивной компьютерной графики, 2-е изд. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 1979 г.
Рихтер, Джейк и Бад Смит. Графическое программирование для 8514/A. Редвуд-Сити, Калифорния: M&T Publishing, 1990.
Тишер, Майкл. Системное программирование ПК. Гранд-Рапидс, Мичиган: Abacus, 1990.
Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.
Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.
растровая графика, также называемая растровой графикой, тип цифрового изображения, в котором используются крошечные прямоугольные пиксели или элементы изображения, расположенные в виде сетки для представления изображения. Поскольку формат может поддерживать широкий диапазон цветов и отображать тонкие градуированные тона, он хорошо подходит для отображения изображений с непрерывными тонами, таких как фотографии или затененные рисунки, наряду с другими детализированными изображениями.
Растровая графика возникла в телевизионных технологиях, а изображения построены так же, как изображения на экране телевизора. Растровая графика состоит из набора крошечных пикселей одинакового размера, которые расположены в двумерной сетке, состоящей из столбцов и строк. Каждый пиксель содержит один или несколько битов информации, в зависимости от степени детализации изображения. Например, черно-белое изображение содержит только один бит на пиксель (двоичный бит может находиться в одном из двух состояний; таким образом, один бит может представлять белый или черный цвет); изображение с затенением и цветом обычно содержит 24 бита информации на пиксель — с 2 24 или более чем 16 миллионами возможных состояний на пиксель. 24-битный цвет, известный как «истинный цвет», может реалистично отображать цветные изображения. Количество битов, хранящихся в каждом пикселе, называется глубиной цвета. Количество пикселей на дисплее, называемое разрешением, влияет на то, сколько деталей может быть изображено на изображении. Разрешение часто выражается как произведение количества пикселей в столбце на количество пикселей в строке (например, 800 × 600).
Детальные изображения часто приводят к большому размеру файла, хотя размер файла можно уменьшить за счет сжатия данных. Сжатие может быть как с потерями (что означает, что некоторые данные отбрасываются), так и без потерь (данные не теряются). Популярные форматы растровых файлов включают GIF (формат обмена графикой) и JPEG (объединенная группа экспертов по фотографии), которые являются форматами с потерями, а также BMP (битмап Windows) и TIFF (формат файлов изображений с тегами), которые не содержат потерь.
Несмотря на то, что растровая графика использовалась в 1970-х и 80-х годах, в основном она ограничивалась дорогостоящими графическими рабочими станциями (т. е. высокопроизводительными компьютерами, специально оптимизированными для работы с графикой). По мере улучшения графических возможностей персональных компьютеров в 1990-х годах растровая графика стала широко использоваться. Изображения, полученные с помощью оптических сканеров и цифровых камер, представляют собой растровую графику, как и большинство изображений в Интернете. Широко используемой графической программой для работы с растровыми изображениями является Adobe Photoshop.
Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и обновлена Эриком Грегерсеном.
Читайте также: