Vrste informacija kodiranja. Kodiranje informacija u računaru. Kodiranje grafičkih informacija
Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod
Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.
Objavljeno na http://www.allbest.ru//
Objavljeno na http://www.allbest.ru//
Kodiranje informacija u računaru
Savremeni računar može da obrađuje numeričke, tekstualne, grafičke, zvučne i video informacije. Sve ove vrste informacija u računaru su predstavljene u binarnom kodu, odnosno koristi se abeceda sa stepenom dva (samo dva znaka 0 i 1). To je zbog činjenice da je zgodno predstaviti informacije u obliku niza električnih impulsa: nema impulsa (0), postoji impuls (1). Takvo kodiranje se obično naziva binarnim, a sami logički nizovi nula i jedinica nazivaju se mašinskim jezikom.
Da bi se postigao ovaj cilj, displej mora da obezbedi sledeće. Jasno ukazuje na to kako se vrijednosti odnose jedna na drugu, što je u ovom slučaju omjer cjeline prema cjelini - broj smrtnih slučajeva po uzroku, kada se zbroji, jednak je svim smrtnim slučajevima tokom godine. Lako je vidjeti rangirani redoslijed vrijednosti, na primjer, od glavnog uzroka smrti do minimalnog. Pojašnjava kako ljudi treba da koriste informacije – šta treba da koriste da postignu – i ohrabruje ih da to učine.
- Tačno predstavlja količine.
- Lako je uporediti količine.
Svaka cifra mašinskog binarnog koda nosi količinu informacija jednaku jednom bitu.
Ovaj zaključak se može izvući razmatranjem brojeva mašinskog alfabeta kao jednako verovatnih događaja. Prilikom pisanja binarne cifre moguće je implementirati izbor samo jednog od dva moguća stanja, što znači da ona nosi količinu informacija jednaku 1 bitu. Dakle, dvije cifre nose informaciju od 2 bita, četiri cifre - 4 bita, itd. Za određivanje količine informacija u bitovima dovoljno je odrediti broj cifara u binarnom mašinskom kodu.
Koliko dobro ovaj kružni grafikon ispunjava naše kriterije učinka? Pogledajmo svaki od zahtjeva. Glavna prednost tortnog grafikona je u tome što jasno ukazuje na odnos između ciljeva između vrijednosti. Tortni grafikoni redundantno kodiraju vrijednosti koristeći tri vizualna atributa: površinu svake kriške, ugao formiran od strane svake kriške u središtu kolača i dužinu svake kriške duž perimetra kolača. Čak i kada su površina, ugao i perimetar svakog preseka pravilno izračunati, to nam ne dozvoljava da tačno uočimo bilo koji od ovih atributa. Vizuelna percepcija kod ljudi nije evoluirala kako bi podržala precizno dekodiranje područja, uglova ili udaljenosti duž krivulje. Da li je lako upoređivati količine? Budući da ne možemo precizno percipirati vrijednosti, ne možemo ih ni lako ni precizno uporediti. Također, u ovom konkretnom tortnom grafikonu, budući da je legenda korištena za označavanje kriški, primorani smo da tražimo vrijednost isječaka koje želimo uporediti pronalaženjem ispravne boje, koju je često teško razlikovati. Da li je lako vidjeti rangirani red vrijednosti? Iako su isječci prikazani rangiranim redoslijedom, s najvišom vrijednošću na vrhu i nastavljajući u smjeru kazaljke na satu do najniže vrijednosti, isključujući konačni isječak "Svi drugi razlozi", ovo rangiranje nije očigledno jer je teško uporediti isječke. Na primjer, čini se da je crvena kriška raka veća od plave kriške srčane bolesti zbog 3D efekta koji mu je dao veću vizualnu težinu. Efekti poput 3D prikazivanja ovog tortnog grafikona ponekad se koriste za namjerno dovođenje u zabludu. Čini očiglednim kako bi ljudi trebali koristiti ove informacije? Djelimično. Dok tortni grafikon uspeva da ohrabri ljude da uporede delove kako bi razumeli relativni doprinos svakog preseka u celini, on ne uspeva da efikasno podrži ovu operaciju. Predstavlja tačno količine? . Uzimajući u obzir kako ovaj tortni grafikon ne odgovara ljudskoj percepciji, pogledajmo alternativni oblik prikaza.
Kodiranje tekstualne informacije
Trenutno večina korisnici uz pomoć računara obrađuju tekstualne informacije, koje se sastoje od znakova: slova, brojeva, znakova interpunkcije itd.
Tradicionalno, da bi se kodirao jedan znak, koristi se količina informacija jednaka 1 bajtu, tj. I = 1 bajt = 8 bita. Koristeći formulu koja povezuje broj mogućih događaja K i količinu informacija I, možete izračunati koliko različitih znakova može biti kodirano (pod pretpostavkom da su znakovi mogući događaji):
Sljedeći histogram prikazuje isti skup vrijednosti, ali se lakše čita. 
Hajde da ispitamo performanse ovog histograma koristeći iste kriterijume kao i ranije. Sam po sebi, trakasti dijagram ne deklarira odnos cijeli broj prema cijelom broju između ovih vrijednosti, jer, za razliku od tortnih grafikona, trakasti grafikoni se mogu koristiti za prikazivanje drugih odnosa. Međutim, ovaj konkretan grafikon uključuje komponente koje jasno čine prirodu odnosa, uključujući zaglavlje i posebno kolonu vrijednosti, koja ide do 100%. Horizontalni položaj na kojem završava svaki štap i dužina u odnosu na kvantitativnu skalu duž x-ose, kodiraju ove vrijednosti tako da se mogu točno uočiti. Za razliku od površina, uglova i dužina zakrivljenih linija, koje ne dele zajedničku osnovnu liniju, dvodimenzionalni položaj i dužina pravih linija kao što su ove pruge, koje dele zajedničku bazna linija i paralelni jedan s drugim, vizualni su atributi pomoću kojih možemo percipirati visok stepen tačnost. S obzirom na to da možemo precizno uočiti ove vrijednosti kada su kodirane kao kolone, lako ih je uporediti. Obratite pažnju na to kako je lako uočiti razlike u dužinama ovih šipki koje nije bilo lako uočiti kada se upoređuju komadi kolača. Također imajte na umu da kada je svaka traka iste boje, za razliku od kriški pite koje se razlikuju po boji, naše se oči podstiču da uporede trake zbog ove sličnosti. A pošto su trake direktno označene imenima uzroka smrti, više ne moramo da radimo posao koji legenda zahteva kada upoređujemo vrednosti. Budući da se razlike u dužini šipki lako uočavaju, očigledna je činjenica da su rangirani od najvišeg do najnižeg, sa izuzetkom završnog reda "Svi ostali razlozi". Raspoređujući trake u rangiranim redoslijedom, također znatno olakšavamo poređenja tako što na grafikon stavljamo one uzroke smrti koji su najbliži jedan drugom. Činjenica da ove trake treba uporediti kako bi se razumjelo u kojoj različitoj mjeri ovi uzroci smrti doprinose ukupnoj smrti, intuitivno je očigledna. Jasno ukazuje na prirodu veze? . Poenta poređenja perceptivnih performansi tortnog grafikona i trakastog grafikona nije bila da se ospori tortni grafikon, već da se ilustruje kako uvijek trebamo cijeniti prednosti vizualizacije u onoj mjeri u kojoj možemo lako, efikasno, precizno i smisleno percipirati priču kojoj se informacija treba prenijeti.
K \u003d 2I \u003d 28 \u003d 256,
tj. abeceda kapaciteta 256 znakova može se koristiti za predstavljanje tekstualnih informacija.
Suština kodiranja je da je svaki znak dodijeljen binarni kod od 00000000 do 11111111 ili odgovarajući decimalni kod od 0 do 255.
Mora se imati na umu da se trenutno koristi pet različitih kodnih tabela za kodiranje ruskih slova (KOI - 8, SR1251, SR866, Mac, ISO), a tekstovi kodirani pomoću jedne tabele neće biti ispravno prikazani u drugom kodiranju. Vizuelno, ovo se može predstaviti kao fragment kombinovane tabele kodiranja znakova.
Da bismo to učinili, moramo razumjeti prednosti i slabosti percepcije različitih grafičkih alata za prikazivanje određenih priča. Da bismo to učinili, moramo razumjeti percepciju. Vizualizacija podataka je efikasna jer pomiče ravnotežu između percepcije i kognicije kako bi se bolje iskoristile mogućnosti mozga. Vizija, koju obrađuje vizuelni korteks u zadnjem delu mozga, izuzetno je brz i efikasan. Odmah vidimo, uz malo truda da je razmišljanje, koje obrađuje prvenstveno cerebralni korteks u prednjem dijelu mozga, mnogo sporije i manje efikasno.
Različiti simboli se dodeljuju istom binarnom kodu.
|
binarni kod |
|||||||
Međutim, u većini slučajeva korisnik se brine o transkodiranju tekstualnih dokumenata, i specijalni programi- pretvarači koji su ugrađeni u aplikacije.
Tradicionalne metode prikupljanja i prezentacije podataka zahtijevaju svjesno razmišljanje za gotovo sav posao. Vizualizacija podataka pomera ravnotežu ka većoj upotrebi vizuelne percepcije, koristeći snagu naših moćnih očiju kad god je to moguće.
Jedan od najranijih doprinosa nauci o percepciji dala je geštalt škola psihologije. Osnivači su primijetili da ono što vidimo posebno organiziramo kako bismo to sredili. Rezultat napora bio je niz geštalt principa percepcije koji se i danas slijede kao tačni opisi vizualnog ponašanja. Evo nekoliko principa koji mogu pomoći u vođenju naših napora u pogledu vizualizacije podataka.
Od 1997. godine, najnovije verzije Microsoft Windows & Officea podržavaju novo Unicode kodiranje, koje uzima 2 bajta za svaki znak, te je stoga moguće kodirati ne 256 karaktera, već 65536 različitih znakova.
Da biste odredili numerički kod znaka, možete koristiti tabelu kodova ili radom u uređivaču teksta Word 6.0 / 95. Da biste to učinili, u meniju odaberite stavku "Ubaci" - "Znak", nakon čega se Na ekranu se pojavljuje dijaloški okvir za simbole. Tabela znakova za odabrani font pojavljuje se u dijaloškom okviru. Znakovi u ovoj tabeli su poredani red po red, uzastopno s leva na desno, počevši od znaka za razmak (gornji levi ugao) i završavajući slovom "i" (donji desni ugao).
Novi uvidi u vizualnu percepciju i spoznaju se pojavljuju iz rada u različitim disciplinama izvan vizualizacije informacija, kao što su ljudski faktori i interakcija između čovjeka i računara, ali nijedan nije inovativniji od onih koji proizlaze iz kognitivnih znanosti, posebno kognitivne psihologije. Danas, s novim i poboljšanim tehnologijama i metodologijama za istraživanje mozga, mogućnosti za poboljšanje perceptivnih performansi vizualizacije podataka obiluju.
Dvije oblasti studija su posebno korisne. Preventivni mehanizmi vizuelne obrade i ograničenja pažnje i pamćenja. . Jedna od prednosti vizualizacije podataka je naša sposobnost da obrađujemo vizuelne informacije mnogo brže od verbalnih informacija. Transparentna vizualna obrada je dio koji se automatski javlja u mozgu prije svjesne svijesti. Možemo koristiti ove osnovne atribute kao što su razlike u dužini, veličini, nijansi, intenzitetu boje, kutu, teksturi, obliku itd. kao gradivni blokovi vizualizacije podataka.
Da biste odredili numerički kod znaka u Windows kodiranju (CP1251), koristite tastere miša ili kursora da biste izabrali željeni znak, a zatim kliknite na dugme Key. Nakon toga, na ekranu se pojavljuje dijaloški okvir Postavke, u kojem se decimalni brojčani kod odabranog znaka nalazi u donjem lijevom kutu.
1. Dva teksta sadrže isti broj znakova. Prvi tekst je napisan na ruskom, a drugi na jeziku plemena Naguri, čija se abeceda sastoji od 16 znakova. Čiji tekst nosi više informacija?
Kada to učinimo, imamo mogućnost da prenesemo veliki dio posla koji je potreban za dekodiranje sadržaja vizualnog prikaza, kao što je grafikon, sa sporijih svjesnih dijelova mozga koji su gladni energije na brže dijelove mozga. koje zahtijevaju manje energije, što rezultira efikasnijim znanjem. Istraživanje pažnje i pamćenja otkriva našu iznenađujuće ograničenu sposobnost da istovremeno zadržimo više elemenata u svijesti. Ovo prepoznavanje nas tjera da povećamo pažnju i pamćenje, oslanjajući se na vanjske oblike pohrane informacija.
I \u003d K * a (obim informacija teksta jednak je proizvodu broja znakova i težine informacije jednog znaka).
Jer oba teksta imaju isti broj znakova (K), tada razlika zavisi od informativnog sadržaja jednog znaka abecede (a).
2a1 = 32, tj. a1 = 5 bita,
2a2 = 16, tj. a2 = 4 bita.
I1 = K * 5 bita, I2 = K * 4 bita.
To znači da tekst napisan na ruskom jeziku nosi 5/4 puta više informacija.
Jedan od najmoćnijih načina da se to uradi je vizuelno kodiranje informacija, što omogućava da se više informacija grupiše u ograničene utore dostupne u radnoj memoriji. Druga metoda je predstavljanje višestrukih pogleda na informacije pred našim očima u isto vrijeme, što proširuje našu sposobnost da istražujemo podatke u višedimenzionalnim i višestrukim perspektivama kako bismo napravili poređenja i vidjeli veze do stupnja koji bi bio nemoguć da imamo da konzumiraju te poglede jedan po jedan izvan radne memorije.
2. Volumen poruke koja sadrži 2048 karaktera bio je 1/512 MB. Odredite snagu abecede.
I = 1/512 * 1024 * 1024 * 8 = 16384 bita. - preveden u bitove obim informacija poruke.
a \u003d I / K \u003d 16384 / 1024 \u003d 16 bita - pada na jedan znak abecede.
216 = 65536 znakova - snaga korištene abecede.
Upravo ova abeceda se koristi u Unicode kodiranju, koje bi trebalo da postane međunarodni standard za predstavljanje informacija o znakovima u računaru.
Kodiranje grafičke informacije
Sredinom 1950-ih, za velike računare koji se koriste u naučnim i vojnim istraživanjima, po prvi put je implementirana prezentacija podataka u grafičkom obliku. Trenutno se široko koriste tehnologije za obradu grafičkih informacija pomoću računara. Grafičko korisničko sučelje postalo je de facto standard za softvere različitih klasa, počevši od operativnih sistema. To je vjerovatno zbog svojstva ljudske psihe: vidljivost doprinosi bržem razumijevanju. Posebna oblast informatike koja proučava metode i sredstva kreiranja i obrade slika uz pomoć softverskih i hardverskih računarskih sistema je u širokoj upotrebi - kompjuterska grafika. Bez toga je teško zamisliti ne samo kompjuter, već i potpuno materijalni svijet, jer se vizualizacija podataka koristi u mnogim područjima ljudske aktivnosti. Kao primjer možemo navesti razvoj eksperimentalnog dizajna, medicinu ( CT skener), naučna istraživanja itd.
Tehnologija obrade grafičkih informacija pomoću kompjutera počela se posebno intenzivno razvijati 80-ih godina. Grafičke informacije mogu biti predstavljene u dva oblika: analogni ili diskretni. Slika čija se boja kontinuirano mijenja je primjer analogne reprezentacije, dok je slika odštampana inkjet štampačem i sastoji se od pojedinačnih tačaka različite boje je diskretna reprezentacija. Podjelom grafičke slike (uzorkovanje), grafička informacija se pretvara iz analognog u diskretni oblik. U ovom slučaju se izvodi kodiranje - dodjeljivanje određene vrijednosti svakom elementu u obliku koda. Prilikom kodiranja slike, ona se prostorno uzorkuje. Može se uporediti sa izgradnjom slike od velikog broja malih fragmenata u boji (mozaik metoda). Cijela slika je podijeljena na zasebne tačke, svakom elementu je dodijeljena šifra njegove boje. U ovom slučaju, kvaliteta kodiranja ovisit će o sljedećim parametrima: veličini točke i broju korištenih boja. Što je manja veličina tačke, što znači da je slika sastavljena od većeg broja tačaka, to je veći kvalitet kodiranja. Što se više boja koristi (tj. tačka slike može poprimiti više mogućih stanja), to svaka tačka nosi više informacija, što znači da se povećava kvalitet kodiranja. Kreiranje i skladištenje grafičkih objekata moguće je u nekoliko oblika - u obliku vektorske, fraktalne ili rasterske slike. Posebna tema je 3D (trodimenzionalna) grafika, koja kombinuje vektorske i rasterske metode snimanja. Proučava metode i tehnike za konstruisanje trodimenzionalnih modela objekata u virtuelnom prostoru. Svaki tip koristi svoj način kodiranja grafičkih informacija.
Bitmap.
Sa povećalom možete vidjeti da se crno-bijela grafička slika, na primjer iz novina, sastoji od sitne tačke, koji čini određeni uzorak - raster. U Francuskoj, u 19. veku, nastao je novi pravac u slikarstvu - pointilizam. Njegova tehnika se sastojala u činjenici da je crtež nanesen na platno kistom u obliku raznobojnih tačaka. Takođe, ova metoda se već dugo koristi u štamparskoj industriji za kodiranje grafičkih informacija. Preciznost prijenosa slike ovisi o broju tačaka i njihovoj veličini. Nakon podjele slike na tačke, počevši od lijevog ugla, krećući se duž linija s lijeva na desno, možete kodirati boju svake tačke. Nadalje, jednu takvu tačku nazvat ćemo pikselom (podrijetlo ove riječi povezano je s engleskom skraćenicom "element slike" - element slike). Volumen rasterske slike se određuje množenjem broja piksela (s obimom informacija jedne tačke, što zavisi od broja mogućih boja. Kvalitet slike se određuje rezolucijom monitora. Što je veća, to Što je veći broj rasterskih linija i tačaka po liniji, to je kvalitet slike veći.U savremenim računarima uglavnom se koriste sledeće rezolucije ekrana: 640 x 480, 800 x 600, 1024 x 768 i 1280 x 1024. Od svetline svaka tačka i njene linearne koordinate mogu se izraziti cijelim brojevima, može se reći da ova metoda kodiranja omogućava korištenje binarnog koda za obradu grafičkih podataka.
Ako govorimo o crno-bijelim ilustracijama, onda ako se ne koriste polutonovi, piksel će zauzeti jedno od dva stanja: svijetli (bijelo) i ne svijetli (crno). A pošto se informacija o boji piksela naziva kodom piksela, onda je jedan bit memorije dovoljan da se kodira: 0 - crna, 1 - bijela. Ako se ilustracije posmatraju u obliku kombinacije tačaka sa 256 nijansi sive (naime, one su trenutno općenito prihvaćene), tada je osmobitni binarni broj dovoljan za kodiranje svjetline bilo koje točke. Boja je izuzetno važna u kompjuterskoj grafici. Djeluje kao sredstvo za poboljšanje vizualnog utiska i povećanje zasićenosti slike informacijama. Kako se percepcija boja formira u ljudskom mozgu? Ovo dolazi iz analize svjetlosni tok koji pogađa mrežnicu od reflektirajućih ili zračećih objekata. Općenito je prihvaćeno da su ljudski receptori za boju, koji se nazivaju i čunjići, podijeljeni u tri grupe, a svaka može percipirati samo jednu boju - crvenu, ili zelenu, ili plavu.
modeli u boji.
Govoreći o kodiranju boja grafičke slike, tada morate uzeti u obzir princip dekompozicije proizvoljne boje na glavne komponente. Koristi se nekoliko sistema kodiranja: HSB, RGB i CMYK. Prvi model boja je jednostavan i intuitivan, odnosno prilagođen ljudima, drugi je najpogodniji za računar, a poslednji CMYK model je za štamparije. Upotreba ovih modela boja je zbog činjenice da se svjetlosni tok može formirati zračenjem koje je kombinacija "čistih" spektralnih boja: crvene, zelene, plave ili njihovih derivata. Postoje aditivna reprodukcija boja (tipična za objekte koji zrače) i suptraktivna reprodukcija boja (tipična za reflektirajuće objekte). Primjer objekta prvog tipa je katodna cijev monitora, drugi tip je poligrafski otisak. abeceda simbola za kodiranje informacija
1) HSB model karakteriziraju tri komponente: nijansa boje (Hue), zasićenost boje (Saturation) i svjetlina boje (Brightness). Dostupan veliki broj proizvoljne boje prilagođavanjem ovih komponenti. Ovaj model boja najbolje se koristi u onim grafičkim uređivačima u kojima se slike kreiraju same, a ne obrađuju već gotove. Zatim možete konvertovati svoje kreirano umetničko delo u RGB model boja ako planirate da ga koristite kao ilustraciju na ekranu, ili CMYK ako kao štampanu ilustraciju. Vrednost boje se bira kao vektor koji izlazi iz centra kruga. Smjer vektora je specificiran u ugaonim stepenima i određuje nijansu boje. Zasićenost boje određena je dužinom vektora, a svjetlina boje je određena na posebnoj osi, čija je nulta tačka crna. Tačka u sredini odgovara bijeloj (neutralnoj) boji, a tačke oko perimetra odgovaraju čistim bojama.
2) Princip RGB metode je sljedeći: poznato je da se svaka boja može predstaviti kao kombinacija tri boje: crvene (Red, R), zelene (Green, G), plave (Blue, B). Ostale boje i njihove nijanse dobijaju se zbog prisustva ili odsustva ovih komponenti.Sistem je dobio ime po prvim slovima osnovnih boja - RGB. Ovaj model boja je aditivni, odnosno bilo koja boja se može dobiti kombinacijom primarnih boja u različitim omjerima. Kada se jedna komponenta primarne boje superponira na drugu, povećava se svjetlina ukupnog zračenja. Ako spojimo sve tri komponente, dobićemo akromat sive boje, koja se, kako se svjetlina povećava, približava bijeloj boji.
Sa 256 gradacija tona (svaka tačka je kodirana sa 3 bajta), minimalne RGB vrijednosti (0,0,0) odgovaraju crnoj, a bijeloj - maksimalne sa koordinatama (255, 255, 255). Što je veća vrijednost bajta komponente boje, to je ova boja svjetlija. Na primjer, tamnoplava je kodirana sa tri bajta (0, 0, 128), a svijetlo plava (0, 0, 255).
3) Princip CMYK metode. Ovaj model boja koristi se prilikom pripreme publikacija za štampu. Svakoj od primarnih boja dodijeljena je dodatna boja (komplementirajući primarnu bijelom). Dodatna boja se dobija zbrajanjem para drugih primarnih boja. To znači da su komplementarne boje za crvenu cijan (Cyan,C) = zelena + plava = bijela - crvena, za zelenu - magenta (Magenta, M) = crvena + plava = bijela - zelena, za plava - žuta (žuta, Y ) = crvena + zelena = bijela - plava. Štaviše, princip dekompozicije proizvoljne boje na komponente može se primijeniti i na primarnu i na sekundarnu, odnosno, bilo koja boja može biti predstavljena ili kao zbir crvene, zelene, plave komponente ili kao zbir plave, magenta , žuta komponenta. U osnovi, ova metoda je usvojena u štamparskoj industriji. Ali tu se koristi i crna (CrnaK, pošto je slovo B već zauzeto plavom bojom, označava se slovom K). To je zato što komplementarne boje naslagane jedna na drugu ne proizvode čistu crnu.
Postoji nekoliko načina prezentacije grafike u boji:
a) puna boja (True Color);
c) indeks.
U punom kolor modu, 256 vrijednosti (osam binarnih znamenki) koristi se za kodiranje svjetline svake od komponenti, odnosno 8 * 3 = 24 bita se mora potrošiti na kodiranje boje jednog piksela (u RGB sistem). Ovo vam omogućava da jedinstveno identifikujete 16,5 miliona boja. Ovo je prilično blizu osjetljivosti ljudskog oka. Kada kodirate koristeći CMYK sistem, da biste predstavili grafiku u boji, potrebno je da imate 8*4=32 bita.
Režim visoke boje je kodiranje pomoću 16-bita binarni brojevi, odnosno, broj binarnih znamenki se smanjuje prilikom kodiranja svake tačke. Međutim, ovo značajno smanjuje raspon kodiranih boja.
Sa indeksnim kodiranjem boja, može se prenijeti samo 256 nijansi boja. Svaka boja je kodirana sa osam bitova podataka. Ali budući da 256 vrijednosti ne predstavlja cijeli raspon dostupnih boja ljudsko oko, onda se podrazumijeva da je uz grafičke podatke priložena paleta (referentna tablica), bez kojih će reprodukcija biti neadekvatna: more može postati crveno, a lišće plavo. Sam kod rasterske tačke u ovom slučaju ne znači samu boju, već samo njen broj (indeks) u paleti. Otuda i naziv režima - index.
Hostirano na Allbest.ru
Slični dokumenti
Alati i tehnologije za obradu tekstualnih informacija: MS-DOS Editor, Word Pad, Notepad, Microsoft Word. Binarno kodiranje tekstualnih informacija u računaru. Razmatranje varijanti kodnih tabela za ruska slova: Windows, MS-DOS, KOI-8, Mac, ISO.
seminarski rad, dodan 27.04.2013
Tehnologija obrade grafičkih informacija korišćenjem računara, primena u naučnim i vojnim istraživanjima: oblici, kodiranje informacija, njihova prostorna diskretizacija. Kreiranje i skladištenje grafičkih objekata, alati za obradu vektorske grafike.
sažetak, dodan 28.11.2010
Performanse numeričke informacije koristeći sisteme brojeva. Kodiranje simboličkih, tekstualnih, numeričkih i grafičkih informacija. hard disk uređaj; CD-ROM drajv. Korišćenje Windows glavnog menija; programski jezici.
test, dodano 16.03.2015
Reprezentacija informacija u binarnom sistemu. Potreba za kodiranjem u programiranju. Kodiranje grafičkih informacija, brojeva, teksta, zvuka. Razlika između kodiranja i enkripcije. Binarno kodiranje znakovnih (tekstualnih) informacija.
sažetak, dodan 27.03.2010
Programi za obradu teksta: MS-DOS Editor, Word Pad, notepad, word, program za obradu teksta. Urednici za obradu dokumenata. Stilovi oblikovanja. Binarno kodiranje tekstualnih informacija u računaru. Operacije tehnološkog procesa njegove obrade.
seminarski rad, dodan 25.04.2013
Suština linearnog i dvodimenzionalnog kodiranja. Šema provjere autentičnosti bar kodom. Analiza metoda kodiranja informacija. Provjera cifara. Bar kodiranje kao efikasan način za automatizaciju procesa unosa i obrade informacija.
prezentacija, dodano 05.10.2014
Upoznavanje sa idejom vektorskog načina predstavljanja slika u digitalnom obliku. Razvoj niza naredbi za kodiranje grafičkog objekta. Osnovne naredbe; binarno kodiranje grafičkih informacija, rasterske i vektorske varijante.
prezentacija, dodano 01.05.2012
Pojam informacije i osnovni principi njenog kodiranja, metode i tehnike koje se koriste, alati i zadaci. Specifičnosti procesa kodiranja digitalnih i tekstualnih, grafičkih i audio informacija. Logički temelji računara.
seminarski rad, dodan 23.04.2014
Informacije i informacioni procesi u prirodi, društvu, tehnologiji. Informativna aktivnost osobe. Kodiranje informacija. metode kodiranja. Kodiranje slike. Informacije u kibernetici. Svojstva informacija. Mjerenje količine informacija.
sažetak, dodan 18.11.2008
Mjesto teme "Kodiranje informacija" u školskom kursu informatike. Preporuke za izučavanje predmeta „Informaciono kodiranje“ u okviru školskog predmeta informatika. Didaktički materijal za proučavanje teme "Kodiranje informacija" i vannastavna aktivnost u informatici.
Savremeni računar može da obrađuje numeričke, tekstualne, grafičke, zvučne i video informacije. Sve ove vrste informacija u računaru su predstavljene u binarnom kodu, odnosno koristi se abeceda sa stepenom dva (samo dva znaka 0 i 1). To je zbog činjenice da je zgodno predstaviti informacije u obliku niza električnih impulsa: nema impulsa (0), postoji impuls (1). Takvo kodiranje se obično naziva binarnim, a sami logički nizovi nula i jedinica nazivaju se mašinskim jezikom.
Svaka cifra mašinskog binarnog koda nosi količinu informacija jednaku jednom bitu.
Ovaj zaključak se može izvući razmatranjem brojeva mašinskog alfabeta kao jednako verovatnih događaja. Prilikom pisanja binarne cifre moguće je implementirati izbor samo jednog od dva moguća stanja, što znači da ona nosi količinu informacija jednaku 1 bitu. Dakle, dvije cifre nose informaciju od 2 bita, četiri cifre - 4 bita, itd. Za određivanje količine informacija u bitovima dovoljno je odrediti broj cifara u binarnom mašinskom kodu.
Koliko dobro ovaj kružni grafikon ispunjava naše kriterije učinka? Pogledajmo svaki od zahtjeva. Glavna prednost tortnog grafikona je u tome što jasno ukazuje na odnos između ciljeva između vrijednosti. Tortni grafikoni redundantno kodiraju vrijednosti koristeći tri vizualna atributa: površinu svake kriške, ugao formiran od strane svake kriške u središtu kolača i dužinu svake kriške duž perimetra kolača. Čak i kada su površina, ugao i perimetar svakog preseka pravilno izračunati, to nam ne dozvoljava da tačno uočimo bilo koji od ovih atributa. Vizuelna percepcija kod ljudi nije evoluirala kako bi podržala precizno dekodiranje područja, uglova ili udaljenosti duž krivulje. Da li je lako upoređivati količine? Budući da ne možemo precizno percipirati vrijednosti, ne možemo ih ni lako ni precizno uporediti. Također, u ovom konkretnom tortnom grafikonu, budući da je legenda korištena za označavanje kriški, primorani smo da tražimo vrijednost isječaka koje želimo uporediti pronalaženjem ispravne boje, koju je često teško razlikovati. Da li je lako vidjeti rangirani red vrijednosti? Iako su isječci prikazani rangiranim redoslijedom, s najvišom vrijednošću na vrhu i nastavljajući u smjeru kazaljke na satu do najniže vrijednosti, isključujući konačni isječak "Svi drugi razlozi", ovo rangiranje nije očigledno jer je teško uporediti isječke. Na primjer, čini se da je crvena kriška raka veća od plave kriške srčane bolesti zbog 3D efekta koji mu je dao veću vizualnu težinu. Efekti poput 3D prikazivanja ovog tortnog grafikona ponekad se koriste za namjerno dovođenje u zabludu. Čini očiglednim kako bi ljudi trebali koristiti ove informacije? Djelimično. Dok tortni grafikon uspeva da ohrabri ljude da uporede delove kako bi razumeli relativni doprinos svakog preseka u celini, on ne uspeva da efikasno podrži ovu operaciju. Predstavlja tačno količine? . Uzimajući u obzir kako ovaj tortni grafikon ne odgovara ljudskoj percepciji, pogledajmo alternativni oblik prikaza.
Kodiranje tekstualnih informacija
Trenutno većina korisnika koristi računar za obradu tekstualnih informacija, koje se sastoje od znakova: slova, brojeva, interpunkcijskih znakova itd.
Tradicionalno, da bi se kodirao jedan znak, koristi se količina informacija jednaka 1 bajtu, tj. I = 1 bajt = 8 bita. Koristeći formulu koja povezuje broj mogućih događaja K i količinu informacija I, možete izračunati koliko različitih znakova može biti kodirano (pod pretpostavkom da su znakovi mogući događaji):
K \u003d 2 I \u003d 2 8 \u003d 256,
tj. abeceda kapaciteta 256 znakova može se koristiti za predstavljanje tekstualnih informacija.
Suština kodiranja je da se svakom znaku dodjeljuje binarni kod od 00000000 do 11111111 ili odgovarajući decimalni kod od 0 do 255.
Mora se imati na umu da se trenutno koristi pet različitih kodnih tabela za kodiranje ruskih slova (KOI - 8, SR1251, SR866, Mac, ISO), a tekstovi kodirani pomoću jedne tabele neće biti ispravno prikazani u drugom kodiranju. Vizuelno, ovo se može predstaviti kao fragment kombinovane tabele kodiranja znakova.
Različiti simboli se dodeljuju istom binarnom kodu.
| binarni kod | Decimalni kod | KOI8 | SR1251 | SR866 | Mas | ISO |
| 11000010 | 194 | b | IN | - | - | T |
Međutim, u većini slučajeva korisnik se brine o transkodiranju tekstualnih dokumenata, a posebni programi su konvertori koji se ugrađuju u aplikacije.
Od 1997. godine, najnovije verzije Microsoft Windows & Officea podržavaju novo Unicode kodiranje, koje uzima 2 bajta za svaki znak, te je stoga moguće kodirati ne 256 karaktera, već 65536 različitih znakova.
Da biste odredili numerički kod znaka, možete koristiti tabelu kodova ili radom u uređivaču teksta Word 6.0 / 95. Da biste to učinili, u meniju odaberite stavku "Ubaci" - "Znak", nakon čega se Na ekranu se pojavljuje dijaloški okvir za simbole. Tabela znakova za odabrani font pojavljuje se u dijaloškom okviru. Znakovi u ovoj tabeli su poredani red po red, uzastopno s leva na desno, počevši od znaka za razmak (gornji levi ugao) i završavajući slovom "i" (donji desni ugao).
Novi uvidi u vizualnu percepciju i spoznaju se pojavljuju iz rada u različitim disciplinama izvan vizualizacije informacija, kao što su ljudski faktori i interakcija između čovjeka i računara, ali nijedan nije inovativniji od onih koji proizlaze iz kognitivnih znanosti, posebno kognitivne psihologije. Danas, s novim i poboljšanim tehnologijama i metodologijama za istraživanje mozga, mogućnosti za poboljšanje perceptivnih performansi vizualizacije podataka obiluju.
Dvije oblasti studija su posebno korisne. Preventivni mehanizmi vizuelne obrade i ograničenja pažnje i pamćenja. . Jedna od prednosti vizualizacije podataka je naša sposobnost da obrađujemo vizuelne informacije mnogo brže od verbalnih informacija. Transparentna vizualna obrada je dio koji se automatski javlja u mozgu prije svjesne svijesti. Možemo koristiti ove osnovne atribute kao što su razlike u dužini, veličini, nijansi, intenzitetu boje, kutu, teksturi, obliku itd. kao gradivni blokovi vizualizacije podataka.
Da biste odredili numerički kod znaka u Windows kodiranju (CP1251), koristite tastere miša ili kursora da biste izabrali željeni znak, a zatim kliknite na dugme Key. Nakon toga, na ekranu se pojavljuje dijaloški okvir Postavke, u kojem se decimalni brojčani kod odabranog znaka nalazi u donjem lijevom kutu.
Zadaci
- Dva teksta sadrže isti broj znakova. Prvi tekst je napisan na ruskom, a drugi na jeziku plemena Naguri, čija se abeceda sastoji od 16 znakova. Čiji tekst nosi više informacija?
I \u003d K * a (obim informacija teksta jednak je proizvodu broja znakova i težine informacije jednog znaka).
Jer oba teksta imaju isti broj znakova (K), tada razlika zavisi od informativnog sadržaja jednog znaka abecede (a).
2 a1 = 32, tj. a1 = 5 bita,
2 a2 = 16, tj. a2 = 4 bita.
I1 = K * 5 bita, I2 = K * 4 bita.
To znači da tekst napisan na ruskom jeziku nosi 5/4 puta više informacija.
- Obim poruke, koja je sadržavala 2048 karaktera, iznosila je 1/512 MB. Odredite snagu abecede.
I = 1/512 * 1024 * 1024 * 8 = 16384 bita. - preveden u bitove obim informacija poruke.
a \u003d I / K \u003d 16384 / 1024 \u003d 16 bita - pada na jedan znak abecede.
2 16 \u003d 65536 znakova - snaga korištene abecede.
Upravo ova abeceda se koristi u Unicode kodiranju, koje bi trebalo da postane međunarodni standard za predstavljanje informacija o znakovima u računaru.
Kodiranje grafičkih informacija
Sredinom 1950-ih, za velike računare koji se koriste u naučnim i vojnim istraživanjima, po prvi put je implementirana prezentacija podataka u grafičkom obliku. Trenutno se široko koriste tehnologije za obradu grafičkih informacija pomoću računara. Grafičko korisničko sučelje postalo je de facto standard za softvere različitih klasa, počevši od operativnih sistema. To je vjerovatno zbog svojstva ljudske psihe: vidljivost doprinosi bržem razumijevanju. Posebna oblast informatike koja proučava metode i sredstva kreiranja i obrade slika uz pomoć softverskih i hardverskih računarskih sistema je u širokoj upotrebi - kompjuterska grafika. Bez toga je teško zamisliti ne samo kompjuter, već i potpuno materijalni svijet, jer se vizualizacija podataka koristi u mnogim područjima ljudske aktivnosti. Kao primjer možemo navesti dizajn eksperimenta, medicinu (kompjuterska tomografija), naučna istraživanja itd.
Tehnologija obrade grafičkih informacija pomoću kompjutera počela se posebno intenzivno razvijati 80-ih godina. Grafičke informacije mogu biti predstavljene u dva oblika: analogni ili diskretni. Slika čija se boja kontinuirano mijenja je primjer analognog prikaza, dok je slika odštampana inkjet štampačem i koja se sastoji od pojedinačnih tačaka različitih boja diskretna reprezentacija. Podjelom grafičke slike (uzorkovanje), grafička informacija se pretvara iz analognog u diskretni oblik. U ovom slučaju se izvodi kodiranje - dodjeljivanje određene vrijednosti svakom elementu u obliku koda. Prilikom kodiranja slike, ona se prostorno uzorkuje. Može se uporediti sa izgradnjom slike od velikog broja malih fragmenata u boji (mozaik metoda). Cijela slika je podijeljena na zasebne tačke, svakom elementu je dodijeljena šifra njegove boje. U ovom slučaju, kvaliteta kodiranja ovisit će o sljedećim parametrima: veličini točke i broju korištenih boja. Što je manja veličina tačke, što znači da je slika sastavljena od većeg broja tačaka, to je veći kvalitet kodiranja. Što se više boja koristi (tj. tačka slike može poprimiti više mogućih stanja), to svaka tačka nosi više informacija, što znači da se povećava kvalitet kodiranja. Kreiranje i skladištenje grafičkih objekata moguće je u nekoliko oblika - u obliku vektorske, fraktalne ili rasterske slike. Posebna tema je 3D (trodimenzionalna) grafika, koja kombinuje vektorske i rasterske metode snimanja. Proučava metode i tehnike za konstruisanje trodimenzionalnih modela objekata u virtuelnom prostoru. Svaki tip koristi svoj način kodiranja grafičkih informacija.
Bitmap
Koristeći lupu, možete vidjeti da se crno-bijela grafička slika, na primjer iz novina, sastoji od sitnih tačaka koje čine određeni uzorak - raster. U Francuskoj, u 19. veku, nastao je novi pravac u slikarstvu - pointilizam. Njegova tehnika se sastojala u činjenici da je crtež nanesen na platno kistom u obliku raznobojnih tačaka. Takođe, ova metoda se već dugo koristi u štamparskoj industriji za kodiranje grafičkih informacija. Preciznost prijenosa slike ovisi o broju tačaka i njihovoj veličini. Nakon podjele slike na tačke, počevši od lijevog ugla, krećući se duž linija s lijeva na desno, možete kodirati boju svake tačke. Nadalje, jednu takvu tačku nazvat ćemo pikselom (podrijetlo ove riječi povezano je s engleskom skraćenicom "element slike" - element slike). Volumen rasterske slike se određuje množenjem broja piksela (s obimom informacija jedne tačke, što zavisi od broja mogućih boja. Kvalitet slike se određuje rezolucijom monitora. Što je veća, to Što je veći broj rasterskih linija i tačaka po liniji, to je kvalitet slike veći.U savremenim računarima uglavnom se koriste sledeće rezolucije ekrana: 640 x 480, 800 x 600, 1024 x 768 i 1280 x 1024. Od svetline svaka tačka i njene linearne koordinate mogu se izraziti cijelim brojevima, može se reći da ova metoda kodiranja omogućava korištenje binarnog koda za obradu grafičkih podataka.
Ako govorimo o crno-bijelim ilustracijama, onda ako se ne koriste polutonovi, piksel će zauzeti jedno od dva stanja: svijetli (bijelo) i ne svijetli (crno). A pošto se informacija o boji piksela naziva kodom piksela, onda je jedan bit memorije dovoljan da se kodira: 0 - crna, 1 - bijela. Ako se ilustracije posmatraju u obliku kombinacije tačaka sa 256 nijansi sive (naime, one su trenutno općenito prihvaćene), tada je osmobitni binarni broj dovoljan za kodiranje svjetline bilo koje točke. Boja je izuzetno važna u kompjuterskoj grafici. Djeluje kao sredstvo za poboljšanje vizualnog utiska i povećanje zasićenosti slike informacijama. Kako se percepcija boja formira u ljudskom mozgu? To se događa kao rezultat analize svjetlosnog toka koji ulazi u mrežnicu od reflektirajućih ili zračećih objekata. Općenito je prihvaćeno da su ljudski receptori za boju, koji se nazivaju i čunjići, podijeljeni u tri grupe, a svaka može percipirati samo jednu boju - crvenu, ili zelenu, ili plavu.
Modeli u boji
Ako govorimo o kodiranju grafičkih slika u boji, onda moramo razmotriti princip dekompozicije proizvoljne boje na osnovne komponente. Koristi se nekoliko sistema kodiranja: HSB, RGB i CMYK. Prvi model boja je jednostavan i intuitivan, odnosno prilagođen ljudima, drugi je najpogodniji za računar, a poslednji CMYK model je za štamparije. Upotreba ovih modela boja je zbog činjenice da se svjetlosni tok može formirati zračenjem koje je kombinacija "čistih" spektralnih boja: crvene, zelene, plave ili njihovih derivata. Postoje aditivna reprodukcija boja (tipična za objekte koji zrače) i suptraktivna reprodukcija boja (tipična za reflektirajuće objekte). Primjer objekta prvog tipa je katodna cijev monitora, drugi tip je poligrafski otisak.
1) HSB model karakteriziraju tri komponente: nijansa boje (Hue), zasićenost boje (Saturation) i svjetlina boje (Brightness). Podešavanjem ovih komponenti možete dobiti veliki broj proizvoljnih boja. Ovaj model boja najbolje se koristi u onim grafičkim uređivačima u kojima se slike kreiraju same, a ne obrađuju već gotove. Zatim možete konvertovati svoje kreirano umetničko delo u RGB model boja ako planirate da ga koristite kao ilustraciju na ekranu, ili CMYK ako kao štampanu ilustraciju. Vrednost boje se bira kao vektor koji izlazi iz centra kruga. Smjer vektora je specificiran u ugaonim stepenima i određuje nijansu boje. Zasićenost boje određena je dužinom vektora, a svjetlina boje je određena na posebnoj osi, čija je nulta tačka crna. Tačka u sredini odgovara bijeloj (neutralnoj) boji, a tačke oko perimetra odgovaraju čistim bojama.
2) Princip RGB metode je sljedeći: poznato je da se svaka boja može predstaviti kao kombinacija tri boje: crvene (Red, R), zelene (Green, G), plave (Blue, B). Ostale boje i njihove nijanse dobijaju se zbog prisustva ili odsustva ovih komponenti.Sistem je dobio ime po prvim slovima osnovnih boja - RGB. Ovaj model boja je aditivni, odnosno bilo koja boja se može dobiti kombinacijom primarnih boja u različitim omjerima. Kada se jedna komponenta primarne boje superponira na drugu, povećava se svjetlina ukupnog zračenja. Ako spojimo sve tri komponente, dobijamo akromatsku sivu boju, sa povećanjem svjetline koja se približava bijeloj.
Sa 256 gradacija tona (svaka tačka je kodirana sa 3 bajta), minimalne RGB vrijednosti (0,0,0) odgovaraju crnoj, a bijeloj - maksimalne sa koordinatama (255, 255, 255). Što je veća vrijednost bajta komponente boje, to je ova boja svjetlija. Na primjer, tamnoplava je kodirana sa tri bajta (0, 0, 128), a svijetlo plava (0, 0, 255).
3) Princip CMYK metode. Ovaj model boja koristi se prilikom pripreme publikacija za štampu. Svakoj od primarnih boja dodijeljena je dodatna boja (komplementirajući primarnu bijelom). Dodatna boja se dobija zbrajanjem para drugih primarnih boja. To znači da su komplementarne boje za crvenu cijan (Cyan,C) = zelena + plava = bijela - crvena, za zelenu - magenta (Magenta, M) = crvena + plava = bijela - zelena, za plava - žuta (žuta, Y ) = crvena + zelena = bijela - plava. Štaviše, princip dekompozicije proizvoljne boje na komponente može se primijeniti i na primarnu i na sekundarnu, odnosno, bilo koja boja može biti predstavljena ili kao zbir crvene, zelene, plave komponente ili kao zbir plave, magenta , žuta komponenta. U osnovi, ova metoda je usvojena u štamparskoj industriji. Ali tu se koristi i crna (CrnaK, pošto je slovo B već zauzeto plavom bojom, označava se slovom K). To je zato što komplementarne boje naslagane jedna na drugu ne proizvode čistu crnu.
Postoji nekoliko načina prezentacije grafike u boji:
a) puna boja (True Color);
b) Visoka boja;
c) indeks.
U punom kolor modu, 256 vrijednosti (osam binarnih znamenki) koristi se za kodiranje svjetline svake od komponenti, odnosno 8 * 3 = 24 bita se mora potrošiti na kodiranje boje jednog piksela (u RGB sistem). Ovo vam omogućava da jedinstveno identifikujete 16,5 miliona boja. Ovo je prilično blizu osjetljivosti ljudskog oka. Kada kodirate koristeći CMYK sistem, da biste predstavili grafiku u boji, potrebno je da imate 8*4=32 bita.
Režim visoke boje je kodiranje sa 16-bitnim binarnim brojevima, odnosno, broj binarnih znamenki se smanjuje prilikom kodiranja svake tačke. Međutim, ovo značajno smanjuje raspon kodiranih boja.
Sa indeksnim kodiranjem boja, može se prenijeti samo 256 nijansi boja. Svaka boja je kodirana sa osam bitova podataka. Ali budući da 256 vrijednosti ne prenosi cijeli raspon boja dostupnih ljudskom oku, podrazumijeva se da je paleta (referentna tablica) priložena grafičkim podacima, bez kojih će reprodukcija biti neadekvatna: more se može ispasti crveno, a listovi plavi. Sam kod rasterske tačke u ovom slučaju ne znači samu boju, već samo njen broj (indeks) u paleti. Otuda i naziv režima - index.
Podudarnost između broja prikazanih boja (K) i broja bitova za njihovo kodiranje (a) nalazi se po formuli: K = 2 a.
Binarni kod slike prikazane na ekranu pohranjen je u video memoriji. Video memorija je elektronski uređaj za pohranu podataka. Veličina video memorije zavisi od rezolucije ekrana i broja boja. Ali njen minimalni volumen je određen tako da stane jedan okvir (jedna stranica) slike, tj. kao rezultat proizvoda rezolucije i veličine koda piksela.
V min \u003d M * N * a.
Binarni kod palete od osam boja.
Paleta od šesnaest boja vam omogućava da povećate broj boja koje se koriste. Ovdje će se koristiti 4-bitno kodiranje piksela: 3 bita primarnih boja + 1 bit intenziteta. Potonji kontrolira svjetlinu tri primarne boje istovremeno (intenzitet tri elektronska zraka).
Binarni kod od šesnaest palete boja.
| Boja | Komponente | |||
| To | Z | WITH | intenzitet | |
| Crveni | 1 | 0 | 0 | 0 |
| Zeleno | 0 | 1 | 0 | 0 |
| Plava | 0 | 0 | 1 | 0 |
| Plava | 0 | 1 | 1 | 0 |
| Ljubičasta | 1 | 0 | 1 | 1 |
| Jarko žuta | 1 | 1 | 0 | 1 |
| siva (bijela) | 1 | 1 | 1 | 0 |
| Tamno siva | 0 | 0 | 0 | 1 |
| jarko plava | 0 | 1 | 1 | 1 |
| Jarko plava | 0 | 0 | 1 | 0 |
| … | ||||
| svijetlo bijelo | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Crna | 0 | 0 | 0 | 0 |
Zasebnom kontrolom intenziteta primarnih boja povećava se broj dobijenih boja. Dakle, za dobijanje palete sa dubinom boje od 24 bita, za svaku boju se dodeljuje 8 bita, odnosno moguće je 256 nivoa intenziteta (K = 28).
Binarni kod palete od 256 boja.
Vektorske i fraktalne slike
vektorska slika je grafički objekat koji se sastoji od elementarnih segmenata i lukova. Osnovni element slike je linija. Kao i svaki predmet, ima svojstva: oblik (prav, kriva), debljinu, boju, stil (tačkast, pun). Zatvorene linije imaju svojstvo ispunjavanja (bilo drugim objektima ili odabranom bojom). Svi ostali objekti vektorske grafike su sastavljeni od linija. Pošto je linija matematički opisana kao jedan objekat, količina podataka za prikaz objekta pomoću vektorske grafike je mnogo manja nego kod rasterske grafike. Informacije o vektorskoj slici su kodirane kao obične alfanumeričke i obrađuju se posebnim programima.
Softverski alati za kreiranje i obradu vektorske grafike uključuju sljedeće GR: CorelDraw, Adobe Illustrator, kao i vektorizere (tracere) - specijalizirane pakete za pretvaranje rasterskih slika u vektorske.
fraktalna grafika je baziran na matematičkim proračunima, kao vektor. Ali za razliku od vektorskog, njegov osnovni element je sama matematička formula. To dovodi do činjenice da se u memoriji računala ne pohranjuju objekti i slika se gradi samo jednadžbama. Koristeći ovu metodu, možete izgraditi najjednostavnije pravilne strukture, kao i složene ilustracije koje imitiraju pejzaže.
Zadaci
Poznato je da video memorija računara ima kapacitet od 512 KB. Rezolucija ekrana je 640 x 200. Koliko stranica ekrana se može istovremeno smjestiti u video memoriju pomoću palete
a) od 8 boja;
b) 16 boja;
c) 256 boja?
Koliko bitova je potrebno za kodiranje informacija o 130 nijansi? Lako je izračunati da je 8 (tj. 1 bajt) jer 7 bitova može pohraniti broj nijanse od 0 do 127, a 8 bitova može pohraniti od 0 do 255. Lako je vidjeti da je ova metoda kodiranja suboptimalna: 130 je primjetno manje od 255. Razmislite o tome. , kako sažimati informaciju o slici kada je upisana u fajl, ako je poznato da
a) slika istovremeno sadrži samo 16 nijansi boja od 138 mogućih;
b) na slici je svih 130 nijansi istovremeno, ali je popunjen broj tačaka različite nijanse, jako se razlikuju.
A) Očigledno je da su 4 bita (pola bajta) dovoljna za pohranjivanje informacija o 16 nijansi. Međutim, budući da je ovih 16 nijansi odabrano od 130, mogu imati brojeve koji se ne uklapaju u 4 bita. Stoga koristimo metodu palete. Dodijelimo 16 nijansi korištenih u našem crtežu našim „lokalnim“ brojevima od 1 do 15 i kodiramo cijeli crtež brzinom od 2 boda po bajtu. A zatim ovim informacijama (na kraju datoteke koja ih sadrži) dodajemo korespondenciju koja se sastoji od 16 parova bajtova sa brojevima nijanse: 1 bajt je naš "lokalni" broj na ovoj slici, drugi je pravi broj ovog sjena. (kada se umjesto potonjeg koriste kodirane informacije o samoj nijansi, na primjer, informacije o svjetlini sjaja "elektronskih topova" crvene, zelene, plave katodne cijevi, tada će takva tablica biti boja paleta). Ako je crtež dovoljno velik, rezultirajuće povećanje veličine datoteke će biti značajno;
b) pokušaćemo da implementiramo najjednostavniji algoritam za arhiviranje informacija o crtežu. Dodijelite tri nijanse kojima je obojen minimalni iznos tačke, šifre 128 - 130, a ostale nijanse - šifre 1 -127. U datoteku (koja u ovom slučaju nije niz bajtova, već kontinuirani tok bitova) upisaćemo sedmobitne kodove za nijanse s brojevima od 1 do 127. Za preostale tri nijanse u toku bitova zapisaćemo broj-atribut - sedmobitni 0 - i odmah iza njega dvobitni "lokalni" broj, a na kraju datoteke dodajemo tabelu korespondencije između "lokalnih" i realnih brojeva. Pošto su nijanse sa kodovima 128 - 130 rijetke, bit će nekoliko sedmobitnih nula.
Imajte na umu da formulacija pitanja u ovom problemu ne isključuje druga rješenja, bez osvrta na kompoziciju boja slike - arhiviranje:
a) na osnovu odabira niza tačaka ispunjenih istim nijansama i zamjene svake od ovih sekvenci parom brojeva (boja), (kvantitet) (ovaj princip je u osnovi PCX grafičkog formata);
b) poređenjem linija piksela (snimanje brojeva nijansi tačaka prve stranice u cjelini, a za sljedeće redove, snimanje brojeva nijansi samo onih tačaka čije se nijanse razlikuju od nijansi tačaka na istoj poziciji u prethodni red - ovo je osnova GIF formata);
c) korištenjem algoritma za pakovanje fraktalnih slika (YPEG format). (IO 6,1999)
Audio kodiranje
Svijet je ispunjen raznim zvukovima: kucanjem satova i tutnjavom motora, zavijanjem vjetra i šuštanjem lišća, pjevanjem ptica i glasovima ljudi. O tome kako se zvuci rađaju i šta predstavljaju, ljudi su počeli da nagađaju davno. Čak je i starogrčki filozof i naučnik - enciklopedist Aristotel, na osnovu zapažanja, objasnio prirodu zvuka, vjerujući da zvučno tijelo stvara naizmjeničnu kompresiju i razrjeđivanje zraka. Tako oscilirajuća struna ili ispušta ili sabija zrak, a zbog elastičnosti zraka, ti naizmjenični efekti se prenose dalje u svemir - od sloja do sloja nastaju elastični valovi. Dospijevaju do našeg uha, djeluju na bubne opne i izazivaju osjećaj zvuka.
Na uho, osoba percipira elastične valove frekvencije negdje u rasponu od 16 Hz do 20 kHz (1 Hz - 1 oscilacija u sekundi). U skladu s tim, elastični valovi u bilo kojem mediju čije se frekvencije nalaze unutar navedenih granica nazivaju se zvučni valovi ili jednostavno zvuk. U proučavanju zvuka koriste se pojmovi kao što su ton I timbre zvuk. Svaki stvarni zvuk, bilo da se radi o sviranju muzičkih instrumenata ili glasu osobe, svojevrsna je mješavina mnogih harmonijskih vibracija sa određenim skupom frekvencija.
Ljuljaška koja ima najviše niske frekvencije, nazivaju se osnovnim tonom, drugi se nazivaju prizvukom.
Timbre - različit broj prizvuka svojstvenih određenom zvuku, što mu daje posebnu boju. Razlika između jednog i drugog tona nije samo zbog broja, već i zbog intenziteta prizvuka koji prate zvuk osnovnog tona. Po tembru lako možemo razlikovati zvukove klavira i violine, gitare i flaute i prepoznati glas poznate osobe.
Muzički zvuk se može okarakterisati sa tri kvaliteta: tembrom, odnosno bojom zvuka koja zavisi od oblika vibracije, visinom koja je određena brojem vibracija u sekundi (frekvencijom) i jačinom zvuka, što zavisi od intenziteta vibracija.
Računar se danas široko koristi u raznim oblastima. Izuzetak nije bila ni obrada zvučnih informacija, muzike. Do 1983. svi snimci muzike su objavljivani na vinilnim pločama i kompakt kasetama. Trenutno široku upotrebu primljeni CD-ovi. Ako imate računar na kojem je instalirana studijska zvučna kartica, sa spojenom MIDI tastaturom i mikrofonom, onda možete raditi sa specijalizovanim muzičkim softverom.
Konvencionalno se može podijeliti u nekoliko tipova:
- sve vrste uslužnih programa i drajvera dizajniranih za rad sa određenim zvučnim karticama i vanjskim uređajima;
- audio uređivači koji su dizajnirani za rad sa zvučnim datotekama, omogućuju vam da obavljate bilo kakve operacije s njima - od podjele na dijelove do obrade efekata;
- softverski sintisajzeri koji su se pojavili relativno nedavno i ispravno rade samo na moćnim računarima. Omogućuju vam eksperimentiranje sa stvaranjem različitih zvukova i drugih.
Prva grupa uključuje sve uslužne programe operativni sistem. Tako, na primjer, win 95 i 98 imaju svoje programe miksera i uslužne programe za reprodukciju / snimanje zvuka, reprodukciju CD-a i standardnih MIDI datoteka. Nakon instaliranja zvučne kartice, možete koristiti ove programe da provjerite njene performanse. Na primjer, program Phonograph je dizajniran za rad sa wave datotekama (datoteke za snimanje zvuka u Windows formatu). Ove datoteke imaju ekstenziju .WAV. Ovaj program pruža mogućnost reprodukcije, snimanja i uređivanja zvučnih snimaka na način sličan onom na kasetofonu. Za rad sa fonografom preporučljivo je spojiti mikrofon na računar. Ako trebate napraviti zvučni snimak, onda morate odlučiti o kvaliteti zvuka, jer od toga ovisi trajanje zvučnog zapisa. Moguće trajanje zvuka je kraće, što je kvalitetniji snimak. Uz prosječan kvalitet snimanja, govor se može snimiti na zadovoljavajući način, stvarajući fajlove do 60 sekundi. Približno 6 sekundi će trajati snimak, koji ima kvalitet muzičkog CD-a.
Kako se izvodi audio kodiranje? Od djetinjstva se suočavamo sa snimcima muzike na raznim medijima: pločama, kasetama, CD-ovima itd. Trenutno postoje dva glavna načina snimanja zvuka: analogni i digitalni. Ali da bi se snimio zvuk na nekom mediju, on se mora pretvoriti u električni signal.
Ovo se radi pomoću mikrofona. Najjednostavniji mikrofoni imaju membranu koja vibrira pod uticajem zvučnih talasa. Zavojnica je pričvršćena na membranu, koja se kreće sinhrono s membranom u magnetskom polju. U zavojnici se javlja varijabla struja. Promjene napona precizno odražavaju zvučne valove.
Naizmjenična električna struja koja se pojavljuje na izlazu mikrofona naziva se analogni signal. Kada se primjenjuje na električni signal, "analogni" znači da je signal kontinuiran u vremenu i amplitudi. Precizno odražava oblik zvučnog talasa koji se širi kroz vazduh.
Audio informacije mogu biti predstavljene u diskretnom ili analognom obliku. Njihova razlika je u tome što se kod diskretnog predstavljanja informacija fizička veličina naglo mijenja („ljestve“), poprimajući konačan skup vrijednosti. Ako se informacija prezentira u analognom obliku, tada fizička veličina može poprimiti beskonačan broj vrijednosti koje se kontinuirano mijenjaju.
Vinilna ploča je primjer analognog pohranjivanja zvučnih informacija, budući da zvučni zapis kontinuirano mijenja svoj oblik. Ali analogni snimci na kaseti imaju veliki nedostatak - starenje medija. Godinu dana, fonogram koji je imao normalan nivo visoke frekvencije ih mogu izgubiti. Vinilne ploče gube kvalitet kada se reprodukuju nekoliko puta. Stoga se prednost daje digitalnom snimanju.
CD-ovi su se pojavili ranih 80-ih. Oni su primjer diskretnog pohranjivanja audio informacija, budući da audio traka na CD-u sadrži dijelove s različitom refleksivnošću. Teoretski, ovi digitalni diskovi mogu trajati vječno ako nisu izgrebani, tj. njihove prednosti su trajnost i otpornost na mehaničko starenje. Još jedna prednost je što nema gubitka kvaliteta zvuka kod digitalnog presnimavanja.
Na multimedijalnim zvučnim karticama možete pronaći analogno mikrofonsko pretpojačalo i mikser.
Digitalno-analogna i analogno-digitalna konverzija audio informacija
Razmotrimo ukratko procese pretvaranja zvuka iz analognog u digitalni oblik i obrnuto. Gruba ideja o tome šta se dešava na zvučnoj kartici može pomoći da se izbjegnu neke greške pri radu sa zvukom.
Zvučni valovi se pretvaraju u analogni naizmjenični električni signal pomoću mikrofona. Prolazi kroz audio put i ulazi u analogno-digitalni pretvarač (ADC) - uređaj koji pretvara signal u digitalni oblik.
U pojednostavljenom obliku, princip rada ADC-a je sljedeći: mjeri amplitudu signala u određenim intervalima i prenosi dalje, već duž digitalne staze, niz brojeva koji nose informacije o promjenama amplitude.
Tokom A/D konverzije, nema fizičke konverzije. Kao da je otisak ili uzorak uzet iz električnog signala, koji je digitalni model fluktuacija napona na audio putu. Ako je to prikazano u obliku dijagrama, tada je ovaj model predstavljen kao niz stupaca, od kojih svaki odgovara određenoj brojčanoj vrijednosti. Digitalni signal je inherentno diskretan – to jest, diskontinuiran – tako da digitalni model ne odgovara potpuno obliku analognog signala.
Uzorak je vrijeme između dva mjerenja amplitude analognog signala.
Bukvalno, Sample se sa engleskog prevodi kao "uzorak". U multimedijskoj i profesionalnoj audio terminologiji, ova riječ ima nekoliko značenja. Uz vremenski period, uzorkom se naziva i svaki niz digitalnih podataka koji se dobije analogno-digitalnom konverzijom. Sam proces konverzije naziva se uzorkovanje. Na ruskom tehničkom jeziku to zovu diskretizacija.
Izlaz digitalnog zvuka se odvija uz pomoć digitalno-analognog pretvarača (DAC), koji na osnovu pristiglih digitalnih podataka generiše električni signal potrebne amplitude u odgovarajućim vremenskim tačkama.
Parametri uzorkovanja
Važni parametri uzorkovanja su frekvencija i dubina bita.
Frekvencija - broj mjerenja amplitude analognog signala u sekundi.
Ako frekvencija uzorkovanja nije veća od dvostruke frekvencije gornja granica audio opseg, tada će doći do gubitka na visokim frekvencijama. Ovo objašnjava zašto je standardna frekvencija za audio CD 44,1 kHz. Pošto je opseg oscilacija zvučnog talasa u opsegu od 20 Hz do 20 kHz, broj merenja signala u sekundi mora biti veći od broja oscilacija u istom vremenskom periodu. Ako je frekvencija uzorkovanja mnogo niža od frekvencije zvučnog vala, tada se amplituda signala ima vremena promijeniti nekoliko puta tijekom vremena između mjerenja, što dovodi do činjenice da digitalni otisak nosi haotičan skup podataka. Uz digitalno-analognu konverziju, takav uzorak ne prenosi glavni signal, već samo proizvodi šum.
U novom Audio DVD formatu, signal se mjeri 96.000 puta u jednoj sekundi, tj. koristi se frekvencija uzorkovanja od 96 kHz. Za uštedu prostora na tvrdom disku u multimedijalnim aplikacijama često se koriste niže frekvencije: 11, 22, 32 kHz. To dovodi do smanjenja zvučni domet frekvencije, što znači da postoji jako izobličenje onoga što se čuje.
Ako isti zvuk predstavimo u obliku grafikona visine 1 kHz (nota do sedme oktave klavira približno odgovara ovoj frekvenciji), ali uzorkovana sa različita frekvencija (Donji dio sinusoida nije prikazana na svim grafikonima), razlike će biti vidljive. Jedna podjela na horizontalnoj osi, koja pokazuje vrijeme, odgovara 10 uzoraka. Skala je ista. Vidi se da na frekvenciji od 11 kHz postoji približno pet oscilacija zvučnog talasa na svakih 50 uzoraka, odnosno jedan period sinusoida se prikazuje koristeći samo 10 vrednosti. Ovo je prilično netačan transfer. U isto vrijeme, ako uzmemo u obzir frekvenciju digitalizacije od 44 kHz, tada za svaki period sinusoida već postoji gotovo 50 uzoraka. Ovo vam omogućava da dobijete signal dobrog kvaliteta.
Dubina bita pokazuje sa kojom tačnošću se dešavaju promene amplitude analognog signala. Preciznost sa kojom se prenosi vrijednost amplitude signala u svakom trenutku tokom digitalizacije određuje kvalitet signala nakon digitalno-analogne konverzije. Od dubine bita zavisi pouzdanost rekonstrukcije talasnog oblika.
Za kodiranje vrijednosti amplitude koristi se princip binarno kodiranje. Zvučni signal mora biti predstavljen kao niz električnih impulsa (binarne nule i jedinice). Obično se koristi 8, 16-bitni ili 20-bitni prikaz vrijednosti amplitude. Kada se binarno kodira kontinuirani audio signal, on se zamjenjuje nizom diskretnih nivoa signala. Kvalitet kodiranja zavisi od brzine uzorkovanja (broja merenja nivoa signala u jedinici vremena). Sa povećanjem frekvencije uzorkovanja, povećava se tačnost binarne reprezentacije informacija. Na frekvenciji od 8 kHz (broj mjerenja u sekundi 8000) kvalitet uzorkovanog audio signala odgovara kvalitetu radio emitiranja, a na frekvenciji od 48 kHz (broj mjerenja u sekundi 48000) - kvalitetu zvuka audio CD-a.
Ako koristite 8-bitno kodiranje, možete postići točnost promjene amplitude analognog signala do 1/256 dinamičkog raspona digitalnog uređaja (2 8 = 256).
Ako se 16-bitno kodiranje koristi za predstavljanje vrijednosti amplitude audio signala, tada će se tačnost mjerenja povećati za faktor od 256.
U modernim pretvaračima uobičajeno je koristiti 20-bitno kodiranje signala, što omogućava postizanje visokokvalitetne digitalizacije zvuka.
Prisjetimo se formule K = 2 a. Ovdje je K broj svih vrsta zvukova (broj različitih nivoa signala ili stanja) koji se mogu dobiti kodiranjem zvuka bitovima
Ali ovaj podatak vrijedi samo za signal čiji je maksimalni nivo 0 dB. Ako želite uzorkovati signal na nivou od 6 dB sa dubinom bita od 16 bita, tada će zapravo ostati samo 15 bitova za kodiranje njegove amplitude. Ako je signal sa nivoom od 12 dB, onda 14 bita. Sa povećanjem nivoa signala, dubina bita njegove digitalizacije se povećava, što znači da se nivo nelinearne distorzije smanjuje (u tehničkoj literaturi postoji izraz „šum kvantizacije“), zauzvrat, svakih 6 dB smanjujući nivo će "pojesti" 1 bit.
Sada postoji novi potrošački digitalni format, Audio DVD, koji koristi 24 bita i brzinu uzorkovanja od 96 kHz. Pomoću njega možete izbjeći gore navedeni nedostatak 16-bitnog kodiranja.
20-bitni pretvarači su instalirani na modernim digitalnim audio uređajima. Zvuk ostaje 16-bitni, ugrađeni su visoko-bitni pretvarači za poboljšanje kvaliteta snimanja na niskim nivoima. Njihov princip rada je sljedeći: originalni analogni signal je digitaliziran sa 20-bitnim kapacitetom. DSPP digitalni signalni procesor ga zatim smanjuje na 16 bita. U ovom slučaju koristi se poseban algoritam proračuna, uz pomoć kojeg je moguće smanjiti izobličenje signala niske razine. Obrnuti proces se opaža tijekom digitalno-analogne konverzije: dubina bita se povećava sa 16 na 20 bita kada se koristi poseban algoritam koji vam omogućava da preciznije odredite vrijednosti amplitude. Odnosno, zvuk ostaje 16-bitni, ali postoji sveukupno poboljšanje kvaliteta zvuka.
Zadaci
- Izračunajte koliko će prostora jedna minuta digitalnog zvuka zauzeti na tvrdom disku ili bilo kojem drugom digitalnom mediju snimljenom na frekvenciji
- 44,1 kHz;
- 11 kHz;
- 22 kHz;
- 32 kHz
i 16 bita.
A) Ako snimite mono signal frekvencije 44,1 kHz, 16 bita (2 bajta), onda će svake minute analogno-digitalni pretvarač emitovati 441000 * 2 * 60 = 529 000 bajtova (približno 5 MB) podataka na amplituda analognog signala koji je snimljen u računaru na hard disk.
Ako je snimljen stereo signal, tada 1058000 bajtova (oko 10 MB)
b) za frekvencije 11, 22, 32 kHz, proračuni se rade slično.
- Koliki je volumen informacija mono audio datoteke, čije trajanje je 1 sekunda, sa prosječnim kvalitetom zvuka (16 bita, 24 kHz)?
16 bita * 24000 = 384 000 bita = 48 000 bajtova = 47 kB
- Izračunajte veličinu 20-sekundne stereo audio datoteke sa 20-bitnim kodiranjem i brzinom uzorkovanja od 44,1 kHz.
20 bita * 20 * 44100 * 2 = 35280000 bita = 4410000 bajtova = 4,41 MB
- Odredite broj nivoa audio signala kada koristite stare 8-bitne zvučne kartice.
Rješenje.:
K \u003d 2 8 \u003d 256.
Samostalan rad
(a) - prva opcija, b) - druga).
1. Navedite primjer
a) analogni način predstavljanja zvučnih informacija;
b) diskretan način predstavljanja zvučnih informacija.
2. Šta se zove
a) učestalost uzorkovanja (uzorkovanje);
b) uzorak.
3. Opišite
a) koji je princip binarnog audio kodiranja;
b) od kojih parametara zavisi kvalitet binarnog audio kodiranja.
ruski jezik
Format: web dokument
05.07.2011 6892 0 0
