Часть 1 - Основы информатики (Т.В. Лукьянова - Конспект лекций по информатике), страница 4

суммы красного, зеленого, синего, поглощены красный и синий, а зеленый отражен. Цвета красителей должны быть дополняющими:голубой (Cyan = В + G), дополняющий красного;пурпурный (Magenta = R + В), дополняющий зеленого;желтый (Yellow = R + G), дополняющий синего.Но так как цветные красители по отражающим свойствам не одинаковы, тодля повышения контрастности применяется еще черный (black).

Модель CMYKназвана по первым буквам слов Cyan, Magenta, Yellow и последней букве словаblack.Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета, которая задаетсяколичеством битов, используемых для кодирования цвета точки.Если кодировать цвет одной точки изображения тремя битами (по одному битуна каждый цвет RGB), то мы получим восемь различных цветов (Рис. 1.5).Рис.

1.5. Цветовая модель RGB20Разумеется, если иметь возможность управлять интенсивностью (яркостью)свечения базовых цветов, то количество различных вариантов их сочетаний, порождающих разнообразные оттенки, увеличивается. Количество различных цветов– K и количество битов для их кодировки – N связаны между собой простой формулой: 2N = K.Два байта (16 бит) позволяют определить 216=65536 цветовых оттенков.

Этотрежим называется High Color.На практике для сохранения информации о цвете каждой точки цветного изображения в модели RGB обычно отводится 3 байта (т.е. 24 бита) – по 1 байту (т.е. по8 бит) под значение цвета каждой составляющей. Таким образом, каждая RGB-составляющая может принимать значение в диапазоне от 0 до 255 (всего 2 8=256 значений), а каждая точка изображения, при такой системе кодирования может бытьокрашена в один из 224=16 777 216 цветов.

Такой набор цветов принято называтьполноцветным или True Color (правдивые цвета), потому что человеческий глазвсе равно не в состоянии различить большего разнообразия.Таблица 1.2. Достоинства и недостатки растровой графикиДостоинства растровой графикиНедостатки растровой графики1. Позволяет создать любой рисунок1. Большой размер файлов2. Распространённость2.

Невозможность идеального масштабирова-3. Высокая скорость обработкиния4. Растровое изображение естественно для3. Невозможность вывода на печать на плот-большинства устройств ввода-выводатерФорматы графических файлов определяют способ хранения информации вфайле (растровый или векторный), а также форму хранения информации (используемый алгоритм сжатия).

Наиболее популярные растровые форматы: bmp, gif, pcx,png, jpeg, tiff, raw.21Кодирование векторных изображенийВекторное изображение представляет собой совокупность графических примитивов (точка, отрезок, эллипс …). Каждый примитив описывается математическимиформулами. Кодирование зависит от прикладной среды.Рис. 1.6. Растровая и векторная графикаДостоинством векторной графики является то, что файлы, хранящие векторные графические изображения, имеют сравнительно небольшой объем.

Важнотакже, что векторные графические изображения могут быть увеличены или уменьшены без потери качества.Таблица 1.3. Достоинства и недостатки растровой графикиДостоинства векторной графикиНедостатки векторной графики1. Размер, используя минимальное ко- 1. Не все объекты можно изобразить в векторном виделичество информации2. Масштабирование изображения2. Затруднителен перевод из растрового в векторное изображение3.

Трудность работы с маленькими изображениямиНаиболее популярные векторные форматы: cdr (формат, используемый программой Corel Draw), wmf (универсальный формат векторных графических файловдля Windows приложений), dfx – открытый формат файлов для обмена графической информацией между приложениями САПР.1.8.4. Кодирование звуковой информацииЗвук – это колебания воздуха. Если преобразовать звук в электрический сигнал(например, с помощью микрофона), мы увидим плавно изменяющееся с течениемвремени напряжение.

Для компьютерной обработки такой – аналоговый – сигналнужно каким-то образом преобразовать в последовательность двоичных чисел.22Цифровой звук – это аналоговый звуковой сигнал, представленный посредством дискретных численных значений его амплитуды. В процессе кодированиязвукового сигнала производится его временная дискретизация – непрерывнаяволна разбивается на отдельные маленькие временные участки и для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды.Таким образом непрерывная зависимость амплитуды сигнала от времени заменяется на дискретную последовательность уровней громкости. Этот процессназывается дискретизацией (или оцифровкой), а устройство, выполняющее его –аналого-цифровым преобразователем (АЦП).Для того чтобы воспроизвести закодированный таким образом звук, нужновыполнить обратное преобразование (для него служит цифро-аналоговый преобразователь – ЦАП), а затем сгладить получившийся ступенчатый сигнал (Рис.

1.7).Рис. 1.7. Аналогово-цифровое и цифро-аналоговое преобразованиеКачество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования ичастотой дискретизации.Частота дискретизации – количество измерений уровня сигнала в единицувремени.Количество уровней громкости определяет глубину кодирования.

Современные звуковые карты обеспечивают 16-битную глубину кодирования звука. Приэтом количество уровней громкости равно N = 2i = 216 = 65 536.Чем выше частота дискретизации (т. е. количество отсчетов за секунду) и чембольше разрядов отводится для каждого отсчета, тем точнее будет представлензвук.

Но при этом увеличивается и размер звукового файла. Поэтому в зависимостиот характера звука, требований, предъявляемых к его качеству и объему занимаемой памяти, выбирают некоторые компромиссные значения.23Описанный способ кодирования звуковой информации достаточно универсален, он позволяет представить любой звук и преобразовывать его самыми разнымиспособами. Но бывают случаи, когда выгодней действовать по-иному.Человек издавна использует довольно компактный способ представления музыки – нотную запись.

В ней специальными символами указывается, какой высотызвук, на каком инструменте и как сыграть. Фактически, ее можно считать алгоритмом для музыканта, записанным на особом формальном языке. В 1983 г. ведущиепроизводители компьютеров и музыкальных синтезаторов разработали стандарт,определивший такую систему кодов. Он получил название MIDI.Конечно, такая система кодирования позволяет записать далеко не всякийзвук, она годится только для инструментальной музыки. Но есть у нее и неоспоримые преимущества: чрезвычайно компактная запись, естественность для музыканта (практически любой MIDI-редактор позволяет работать с музыкой в видеобычных нот), легкость замены инструментов, изменения темпа и тональности мелодии.Существуют и другие, чисто компьютерные, форматы записи музыки. Срединих следует отметить формат MP3, позволяющий с достаточно хорошим качествоми большой степенью сжатия кодировать музыку.

При этом вместо 18-20 "несжатых" музыкальных композиций на стандартный компакт-диск (CD-ROM) помещается около 200. Одна песня занимает примерно 3,5 Mb, что позволяет пользователям сети Интернет легко обмениваться музыкальными композициями.Основные параметры, влияющие на качество звука1.

Разрядность (размерность) – количество бит информации, кодируемое/декодируемое при АЦП и ЦАП.2. Частота дискретизации (англ. sample rate) – частота снятия отсчетов непрерывного во времени сигнала при его дискретизации (АЦП), измеряется в Герцах.3. Шум – нежелательные фазовые и/или частотные случайные отклонения передаваемого сигнала.24Сжатие аудиоданных представляет собой процесс уменьшения скоростицифрового потока (и, соответственно, объема файла) за счет сокращения статистической и психоакустической избыточности цифрового звукового сигнала.Существует большое количество форматов цифрового представления несжатого и сжатого стерео- и многоканального звука. Наиболее распространенные: wav,aiff (без сжатия), mp3, ogg (сжатие с потерями), flac и ape (сжатие без потерь).1.8.5.

Представление видео и мультимедийной информацииВ последнее время компьютер все чаще используется для работы с видеоинформацией. Простейшей такой работой является просмотр кинофильмов и видеоклипов. Следует четко представлять, что обработка видеоинформации требуеточень высокого быстродействия компьютерной системы.Что представляет собой фильм с точки зрения информатики? Прежде всего,это сочетание звуковой и графической информации. Кроме того, для создания наэкране эффекта движения используется дискретная по своей сути технология быстрой смены статических картинок. Исследования показали, что если за одну секундусменяется более 10-12 кадров, то человеческий глаз воспринимает изменения наних как непрерывные.Казалось бы, если проблемы кодирования статической графики и звука решены, то сохранить видеоизображение уже не составит труда.

Но это только напервый взгляд, поскольку при использовании традиционных методов сохраненияинформации электронная версия фильма получится слишком большой.Достаточно очевидное усовершенствование состоит в том, чтобы первый кадрзапомнить целиком (в литературе его принято называть ключевым), а в следующихсохранять лишь отличия от начального кадра (разностные кадры).Мультимедиа (multimedia, от англ. multi – много и media – носитель, среда) –совокупность компьютерных технологий, одновременно использующих несколькоинформационных сред: текст, графику, видео, фотографию, анимацию, звуковыеэффекты, высококачественное звуковое сопровождение.25Под словом "мультимедиа" понимают воздействие на пользователя по нескольким информационным каналам одновременно. Можно еще сказать так: мультимедиа – это объединение изображения на экране компьютера (в том числе и графической анимации и видеокадров) с текстом и звуковым сопровождением.Существует множество различных форматов представления видео- и мультимедийных данных.

Наиболее распространенные: mov, avi (audio video interleave),flv (flash video), mkv (matroska), swf (shockwave file), vob (dvd-video file), wmv(Windows Media Video), 3gp (видео для мобильных телефонов).26ЛИТЕРАТУРА1.Симонович С.В. - Информатика. Базовый курс. Учебник для ВУЗов.

Стан-дарт третьего поколения / 3-е изд. М. : Питер, 2014, 640 с. (Гриф МО РФ).2. Макарова Н.В., Волков В.Б. Информатика: Учебник для вузов / СПб. : Питер, 2011. 576 с. (Гриф МО РФ).3. Гуриков С.Р. Информатика : учебник / М. : Инфра-М : Форум, 2014, 464 с.4. Соболь, Б. В. и др. Информатика: учеб. для студентов вузов / 5-е изд, стер.М. : Феникс, 2010. 448 с. (Гриф МО РФ).27.