Графика

Документы любых графических моделей в конце концов рассматриваются как растровые. Растр – прямоугольная решетка пиксель. Пиксель – элемент изображения, ячейка картинки (pixel = picture + cell).

Параметры растра:

• оптическое разрешение

• цветовое разрешение.

Оптическое измеряется количеством пиксель или точек на дюйм – dpi (dots per inch).

dpi	характеристика
72 – 250	экранное
300	печать - низкое
600	печать – среднее
1200	печать – высокое
2400	печать - полиграфич

Цветовое измеряется количеством бит на пиксель.

1 для монохромного черно-белого,

8 для полутоновых одноцветных.

При кодировании цвета нужно учитывать особенности восприятия цвета человеком. Человек ощущает цвет при воздействии на его органы зрения электромагнитных волн от 375 нм до 780 нм. Излучение вне этого диапазона не воспринимается. Волны, короче этого диапазона называются ультрафиолетовыми, а длиннее – инфракрасными. Внутри светового диапазона выявлены три максимума чувствительности глаза, соответствующие красному (600 нм), зеленому (550 нм) и синему (450 нм) цветам. Из-за того, что эти цвета физиологически воспринимаются лучше остальных, их называют основными. Сумма трех лучей основного цвета, взятых в равной пропорции, дает луч нейтрального – белого цвета:

R + G + B = N

Если из белого вычесть любой основной, то получается световой поток, окрашенный в цвет, состоящий из двух оставшихся основных. Эти цвета назвали дополнительными:

N – R = G + B = C Cyan

N – G = R + B = M Magenta

N – B = R + G = Y Yellow

Дополнительные цвета в сумме тоже дают белый:

C + M + Y = N

Таким образом, можно двумя способами получать различные цвета – смешивая, складывая основные в разных пропорциях, или извлекая их из белого. Первый механизм, когда цвета складываются, называется аддитивным, а второй, когда вычитаются, субтрактивным. Этот, второй механизм реализуется в отраженном свете, когда, допустим, белый свет падает на какую-то поверхность, частично поглощается, а остальной отражается. Например, белый свет падает на страницу книги и отражается от нее как окрашенный, потому что часть потока захватывается веществом красителя. Аддитивный механизм применяется в телевизорах, мониторах, камерах. На экранах светящиеся точки покрыты люминофором трех основных цветов. Они испускают цветовые лучи, а наша система зрения суммирует их интенсивности и восстанавливает закодированный цвет.

Таким образом, в аддитивном механизме используются основные цвета. Такая система называется RGB. В отраженном свете, где имеет место субтрактивный механизм, работают дополнительные цвета, и эта система называется CMYK.

При кодировке берут 8 бит на каждый цвет – 24-разрядная схема в RGB и 32-разрядная в CMYK. Объем данных Q в байтах, который образуется при кодировании изображения, зависит от четырех параметров:

S*L – размер изображения в дюймах

d – dpi – оптическое разрешение

K – количество цветовых каналов

c – цветовое разрешение – количество бит/канал

Q = (1/8)SLd²Kc

Звук

При кодировании аудио информации образуются большие массивы данных. Обрабатывать такие большие массивы вычислительная техника оказалась способной только к концу 90-х годов. Акустические волны распространяются в упругих средах, как и всякий волновой процесс, с определенной амплитудой и частотой. Звук – это воспринимаемые человеком акустические волны в диапазоне частот от 20 Гц до 20 КГц. Вне этого диапазона находятся неслышимые инфразвук и ультразвук. Амплитуда акустической волны воспринимается как громкость звука. Звуковое давление на фронте звуковой волны измеряют в Па. Человек воспринимает без осложнений диапазон давлений от 2*10^-5 Па до 20 Па, т.е. 6 порядков. Для удобства используют шкалу децибел

N = 20*lg(p/p_o),

где p_o – нижняя граница слышимости, равная 2*10^-5 Па. В этой шкале изменению давления на порядок соответствует 20 дБ.

Звук регистрируется как непрерывный, аналоговый сигнал. Чтобы перейти от аналогового кодирования к цифровому, аналоговый сигнал нужно дискретизировать и проквантовать – получается выборка данных, которая и определяет объем Q в байтах звукозаписи. Параметры выборки следующие:

T – продолжительность записи, сек

f – частота выборки (дискретизация), Гц

n – количество звуковых каналов

q – разрядность квантования, бит/канал.

Q = (1/8)Tfnq