Компьютерное представление цвета

сегодня на уроке мы с вами начинаем изучение новой главой обработка графической информации название главы говорит само за себя мы с вами будем рисовать и так как мы находимся на уроке информатики то и рисовать мы будем на компьютере но для начала нужно разобраться с вопросом как это возможно тема нашего сегодняшнего урока пространственное разрешение монитора компьютерное представление цвета видео системы персонального компьютера век в процессе своего развития прежде чем научиться писать и читать начал рисовать вот посмотрите видите рисунки на скалах приемы рисования из века в век постоянно улучшались изменялись инструменты для рисования использовались различные материалы для нанесения изображений в современном мире ну никак нельзя обойтись без компьютера соответственно и для рисования стали использовать компьютер сегодня на уроке мы с вами узнаем что такое пиксель что называется пространственным разрешением монитора как компьютер может представлять цвета и какие аппаратные средства компьютера помогают видеть изображения на экране монитора для начала давайте с вами немного отвлечемся и вспомним уроке физики на этих уроках вам говорили что все тела состоят из частиц молекул атомов ионов изображения на экране монитора также состоит из частиц давайте присмотримся а если посмотреть еще ближе вы видите что изображение формируется из отдельных точек эти точки называются пикселями то есть пиксель это наименьший элемент изображения получаемого с помощью компьютерного монитора или принтера слово пиксель происходит от английского пикчи элемент или элемент изображения которые образуют строки ну а все изображение строится из определенного количества строк теперь давайте посмотрим на экран монитора на экране стоит фоновый рисунок мы с вами уже выяснили что рисунок состоит из пикселей а пиксели в свою очередь складываются строки количество пикселей из которых складываются изображения на экране называется пространственным разрешением монитора его можно найти по формуле для этого нужно количество строк изображения умножить на количество пикселей строке вы уже наверное не раз видели что мониторы бывают разные то есть у них могут быть разные пространственные разрешения например разрешение монитора может быть 800 на 600 это означает что изображение которое отображается на данном мониторе будет состоять из 800 строк и в каждой строке будет по 600 пикселей еще мониторы могут быть разрешением 1280 на 1240 или 1400 на 1050 и другие с еще более высоким разрешением однако стоит отметить что на одном и том же мониторе может быть установлена различное разрешение но не выше того что указано у него в документации посмотрите внимательно на два изображения они одинаковы но что-то в них не так одно изображение более четкая а другое менее четкой то есть получается что изображение высокого разрешения состоит из большего количества мелких точек и поэтому она более четкое второе изображение состоит из меньшего количества более крупных точек и естественно она менее четкое то есть можно сделать вывод чем больше разрешение монитора тем более четко он будет отображать изображение теперь давайте разберемся с вопросом как компьютер может представлять цвета человеческий глаз один из сложнейших органов человека он обладает удивительной способностью адаптации к меняющимся условиям окружающей среды и может различать большое количество цветов по сути это одна из самых совершенных оптических систем итак глаз человека воспринимает множество цветов и оттенков окружающего мира как сумму взятых в различных пропорциях трех базовых цветов красного зеленого и синего например если смешать красный и синий то получим фиолетовый цвет а если смешать красный и зеленый получим коричневый цвет если смешать все три цвета красный зеленый и синий то человек увидит белый но если их нет то человек видит черный цвет такая форма цветопередачи называется rgb она получила свое название по первым буквам английских названий цветов red красный green зеленый blu синий это свойство в восприятия цвета человеческим глазом и было положено в основу окрашивания пикселей на экране компьютера в какой-либо цвет то есть если мы посмотрим на пиксель в увеличенном размере то увидим что он состоит из трех точек красного зеленого и синего цветов эти точки находятся очень близко друг другу поэтому человек воспринимает их как единое целое для того чтобы пиксель окрасился в какой-либо цвет добавляют яркость нужным базовым цветам давайте подробнее рассмотрим цветовую модель отшибе как мы уже выяснили в этой модели каждый цвет это комбинация яркости базовых цветов красного зеленого и синего модель rgb еще называют аддитивный или относящийся к сложению так как с увеличением яркости разных цветов результирующий цвет также становится ярче этой модели каждый из трех базовых цветов имеет один из 256 уровней интенсивности давайте посмотрим как получаются разные цвета и оттенки как мы уже говорили для этого нужно менять яркость базовых цветов если мы сделаем минимальная яркость синего цвета то получим желтый цвет если мы исключим зеленый цвет то получим сиреневой если исключить красный цвет то получим голубой и так далее для получения серого цвета нужно синхронно изменять все три базовых цвета у первых цветных мониторов яркость цветов было только в двух положениях то есть какой-либо цвет либо участвовал в образовании цвета обозначим это состояние 1 либо не участвовал обозначим такое состояние 0 палитра этих мониторов состояло всего из восьми цветов каждый цвет имел свой 3 разрядный двоичный код то есть каждый цвет можно было закодировать цепочкой из нулей и единиц например если яркости всех трех базовых цветов находились в состоянии 0 или другими словами не участвовали в образовании цвета то на экране отображался черный цвет или если красной и зеленой находились в состоянии 0 а синий в состоянии единицы то есть участвует в образовании цвета то на экране монитора отображался синий цвет и так далее в современных компьютерах палитры цветов просто огромные количества цветов в них зависит от того сколько двоичных разрядов отводится для кодирования цвета пикселя глубина цвета этот термин обозначающий какое количество цветов или оттенков передает изображения измеряется в битах подавляющее число изображений с которыми производится работа имеют глубину цвета 8 бит на канал что позволяет в каждом канале изображения хранить до 256 его оттенков если количество цветов в палитре обозначить буквой н а глубину цвета буквой и то получим связь n равно 2 в этой степени в настоящее время наиболее распространены значения глубины цвета 8 16 и 24 бита как мы уже выяснили качество изображения на экране компьютера зависит от пространственного разрешения монитора однако это еще не все качество изображения также зависит от характеристик видеокарты видеоадаптеры компьютера видеокарта состоит из видеопамяти и видео процессора вместе монитор и видеокарта в компьютере образуют видео систему давайте рассмотрим как работает видео система персонального компьютера в упрощенном виде вы уже знаете что компьютер хранит информацию в виде чисел для каждого числа в памяти компьютера есть ячейка часть памяти связано с точками на мониторе под управлением процессора информация о цвете каждого пикселя монитора заносится для хранения в видеопамять видеопамять это внутренняя оперативная память отведенная для хранения данных которые используются для формирования изображения на экране монитора глубина цвета и соответственно количество цветов палитре компьютера зависит от размера видеопамяти видеопамять современных компьютеров составляет 256 и 512 и более мегабайт в свою очередь видео процессор десятки раз в секунду считывает данные из видеопамяти и передает их на монитор которые преобразуют полученные данные в изображении которые видит человек частота обновления экрана это количество обновлений экрана в секунду измеряется в герцах на качество изображения частота влияет только на lt системах мониторах с электронно-лучевой трубкой при увеличении частоты на lt изображение становится более четким и увеличивается реализм из-за уменьшения видимого мерцания комфортная работа пользователя при которой он не замечает мерцание экрана возможно при частоте обновления экрана не менее 75 герц так как на жидкое кристаллических панелях изображение меняется только там где идет его изменения и лампы работают на частотах свыше 150 герц это характеристика не так важно каким образом пространственное разрешение монитора глубина цвета и частота обновления экрана это основные параметры которые определяют качество компьютерного изображения перейдем к практической части урока давайте рассчитаем какой объем в памяти компьютера займет графическое изображение размером 1024 на 768 пикселей если палитра изображение состоит из 65536 цветов итак нам дано n равно 65536 обозначим размер изображения буквой к тогда к равно 1024 на 768 нужно найти объем памяти обозначим буквой и решение напомним что количество цветов в палитре н и глубина цвета и связаны формулой n равно 2 в этой степени получается что 65536 равно 2 в этой степени тогда и равно 16 бит количество пикселей изображения равно 1024 умножить на 768 получим 780 6432 для того чтобы найти объем видеопамяти необходимые для хранения данного изображения нужно количество пикселей изображения умножить на 16 бит получим 780 6432 умножить на 16 бит равно 12000000 580 2912 бит разделим на 8 и на одну 1024 и получим одно 1536 килобайт снова разделим на 1024 ответ полтора мегабайт рассмотрим такую ситуацию предположим вы хотите работать с разрешением монитора 1600 на 1200 пикселей используя 16 миллионов семьсот семьдесят семь тысяч 216 цветов в магазине продаются видеокарты с памятью 512 килобайт 2 мегабайта 4 мегабайта и 64 мегабайта какую из них вам нужно купить итак нам дано к равно 1600 на 1200 n равно 16 миллионов семьсот семьдесят семь тысяч 216 нужно найти и решение мы уже знаем что n равно 2 в этой степени то есть 16 миллионов семьсот семьдесят семь тысяч 216 равно 2 в этой степени отсюда и равно 24 количество пикселей изображения равно 1600 умножить на 1200 равно 1 миллион 920000 тогда объем памяти найдем по формуле и равно k умножить на и получим 1 миллион 920000 умножить на 24 равно 46 миллионов 80 тысяч бит переведем в мегабайты и получим 5,5 мегабайт то есть получается что видеокарту нужно покупать с памятью 64 мегабайта так как пять с половиной мегабайт больше чем 4 мегабайта и меньше только 64 мегабайт пришло время подвести итоги урока сегодня на уроке мы с вами узнали что пиксель это наименьший элемент изображения получаемого с помощью компьютерного монитора или принтера количество пикселей из которых складывается изображения на экране называется пространственным разрешением монитора orgy by аббревиатура английских слов red green blue красный зеленый синий аддитивная цветовая модель качество изображения на экране компьютера зависит от пространственного разрешения монитора и характеристик видеокарты видеоадаптера компьютера видеокарта состоит из видеопамяти и видео процессора