Представление графической информации в ЭВМ. Кодировка цвета. (Ответы на экзаменационные билеты по информатике)

Наиболее распространенные из существующих методов пред­ставления изображений можно разделить на две большие катего­рии: растровые методы и векторные методы.

При растровом методе изображение представляется как сово­купность точек, называемых пикселями (рixel ). Поскольку линейные ко­ординаты и индивидуальные свойства каждой точки (яркость) мож­но выразить с помощью целых чисел, то можно сказать, что раст­ровое кодирование позволяет использовать двоичный код для представления графических данных. Общепринятым на сегодняш­ний день считается представление черно-белых иллюстраций в виде комбинации точек с 256 градациями серого цвета, и таким образом, для кодирования яркости любой точки обычно достаточно 8-раз­рядного двоичного числа.

Для кодирования цветных графических изображений применя­ется принцип декомпозиции произвольного цвета на основные со­ставляющие. В качестве таких составляющих используют три ос­новных цвета: красный (Red, R), зеленый (Green, G) и синий (В1ие, В). На практике считается, что любой цвет, видимый человеческим глазом, можно получить путем механического смешения этих трех основных цветов. Такая система кодирования называется системой RGB (по первым буквам названий основных цветов).

При этом система кодирования обеспечивает однозначное оп­ределение 16,5 млн различных цветов, что близко к чувствительно­сти человеческого глаза. Режим представления цветной графики с использованием 24 двоичных разрядов называют полноцветным (True Color).

Для 24-битового цвета триплетом (0,0,0) обычно представляет­ся черный цвет, а триплетом (255, 255, 255) - белый. Если все три величины RGB имеют одинаковые значения, например (63, 63,63), (127, 127, 127) или (191, 191, 191), то результирующим будет один из оттенков серого цвета.

Кроме RGB, другими популярными системами кодирования цветных изображений являются CMY и HSB.

CMY (Суan, Magenta, Уеllow — голубой, пурпурный, желтый) -цветовая система, применяемая для получения цветных изображе­ний на белой поверхности. Эта система используется в большин­стве устройств вывода, таких как лазерные и струйные принтеры, когда для получения твердых копий краски наносятся на белую бумагу. При освещении каждый из трех основных цветов поглоща­ет дополняющий его цвет: голубой цвет поглощает красный, пур­пурный — зеленый, а желтый — синий. Например, если увеличить количество желтой краски, то интенсивность синего цвета в изоб­ражении уменьшится.

Новые цвета в системе CMY получают вычитанием цветовых составляющих из белого цвета. Они имеют длину волны отражен­ного света, не поглощенного основными цветами CMY.

Одним из недостатков растровых методов является трудность пропорционального изменения размеров изображения до

произвольно выбранного значения. В сущности, единственный способ увеличить изображение — это увеличить сами пиксели. Однако это приводит к появлению зернистости — пикселизации.

Векторные методы позволяют избежать проблем масштабирования, характерных для растровых методов. В этом случае изображение представляется в виде совокупности линий и кривых. Вместо того чтобы заставлять устройство воспроизводить заданную конфигурацию пикселей, составляющих изображение, ему передается под­робное описание того, как расположены образующие изображение линии и кривые. На основе этих данных устройство в конечном сче­те и создает готовое изображение. С помощью подобной технологии описываются различные шрифты, поддерживаемые современными принтерами и мониторами. Они позволяют изменять размер символов в широких пределах и по этой причине получили название масштабируемых шрифтов.

Однако векторная технология не позволяет достичь фотогра­фического качества изображений объектов, как при использовании растровых методов.