Как векторное изображение хранится в памяти компьютера
Обновлено: 04.07.2024
Изображения хранятся на компьютерах в растровой или векторной форме. Посмотрите, как Кейтлин Мерри объясняет различия на примерах из компьютерных игр.
Добро пожаловать на вторую неделю воплощения данных в жизнь. На прошлой неделе вы узнали, как компьютеры представляют данные в виде текста и цветов. На этой неделе мы собираемся изучить, как кодируются цифровые изображения. Во-первых, давайте рассмотрим, как компьютеры хранят изображения в виде растровых или векторных изображений. Растровые изображения используют отдельные пиксели цвета для создания изображения. Векторы используют списки информации и математические уравнения для построения изображения на основе данных. 20 лет назад я помню, как играл в такие игры, как Sonic Adventure, и думал, что графика потрясающая. Но если вы сравните его с Pong в 1972 году или Shadow of the Tomb Raider в 2018 году, то увидите, насколько со временем улучшилась компьютерная графика.
Растровые игры, такие как Space Invaders, собирают изображение построчно. Doom использовал трехмерную растровую графику. Эти пиксельные изображения занимают память, но содержат больше деталей. По сравнению с такими играми, как Asteroids и Elite, вы можете видеть, что векторная графика более плавная, но с меньшим количеством деталей. Элемент изображения или пиксель — это отдельная точка в растровом изображении. Цвету каждого пикселя присваивается значение, которое хранится в виде двоичного числа. Количество пикселей в изображении называется разрешением. Это изображение высокой четкости имеет разрешение 1920 на 1080 пикселей. Умножение ширины на высоту дает в сумме 2 073 600 пикселей.
При увеличении можно увидеть отдельные пиксели, поэтому увеличенные растровые изображения имеют низкое качество. Распространенными типами файлов для растровых изображений являются JPEG, GIF и PNG. В векторной графике используются координаты и геометрия для создания изображений из форм, прямых линий и кривых. Ими можно манипулировать без снижения качества изображения, а размер файла останется почти таким же. Векторы более эффективны, чем растровые изображения, при хранении участков цвета, потому что им не нужно хранить каждый пиксель данных. Но, как мы видели в наших компьютерных играх, если вам нужны детализированные изображения, векторная графика может быть не лучшим выбором. Распространенными типами файлов для векторных изображений являются SVG, PDF и EPS.
Итак, я знаю, что для растровой графики компьютеры хранят данные в матричной структуре, где число представляет цвет каждого пикселя. А как насчет векторной графики?
Я знаю, что векторная графика представляется в виде математического выражения. Какие математические выражения используются для хранения данных векторной графики? Как компьютеры хранят эти математические выражения? Мне было интересно, почему мы не видим векторную графику чаще, поскольку я не вижу ее недостатков по сравнению с растровой графикой. У меня есть знания в области математики/линейной алгебры/информатики, поэтому вы можете объяснить их с помощью технических терминов.
Вот пример со страницы Википедии:
Немного поясню: это говорит о том, что компьютер должен
Нарисуйте прямоугольник в точке (25,25) шириной и высотой 200, залейте его салатовым цветом и добавьте розовый контур (обводку) толщиной 4.
Нарисуйте оранжевый круг радиусом 75 и центром (125 125)
Проведите красную линию толщиной 4 через несколько точек: сначала (50 150), затем (50 200) и т. д.
Нарисуйте линию от (50,50) до (200,200) толщиной 4 и закрасьте ее синим цветом.
Координаты можно масштабировать настолько, насколько вы хотите, и результатом всегда будет представление с точностью до пикселя, которое выглядит так, конечно, за исключением сетки.
Одним из распространенных примитивов, используемых в векторной графике, является сплайн. Сплайны — это кусочно-полиномиальные интерполяции между точками; в отличие от интерполяции с полиномами высокого порядка, сплайны более стабильны, избегая диких колебаний, типичных для интерполяции Лагранжа. Обычно сплайны бывают квадратными или кубическими.
Существуют различные виды сплайнов, характеризующиеся разной непрерывностью. Например, кубические B-сплайны (также известные как кривые Безье, хотя педантично правильное название — «составная кривая Безье C2») касаются только первой и последней контрольных точек, но они непрерывны в первых двух производных. Кубические сплайны Эрмита (также известные как сплайны Катмулла-Рома, но Эрмит был математиком 19-го века, поэтому он определенно добрался до этого первым!) противоположны: они касаются всех контрольных точек, но непрерывны только в первой производной, только поэтому они вроде немного "дергается". Квадратичные сплайны (части параболы, соединенные одна за другой) очень эффективны для вычисления, поскольку их первая производная постоянна. Шрифты также используют сплайны (квадратичные сплайны в случае TrueType).
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.
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
Читайте также: