Лекция по информатике на тему: Способы представления изображения и звука

Курс лекций по дисциплине «Физика»
преподаватель Русскова О.б.

Лекция № 6

Тема: Способы представления изображений и звука.

Человек способен воспринимать и хранить информацию в форме образов (зрительных, звуковых, осязательных, вкусовых и т.д.). Всю информацию можно представить в одной из двух форм:
Аналоговая форма;
Дискретная форма.

Аналоговая форма
- какая-либо величина принимает бесконечное множество значений, причем ее значения изменяются непрерывно.
Например: мячик скатывается по наклонной плоскости
Дискретная форма
- какая-либо величина принимает конечное множество значений, причем ее значения изменяются скачкообразно.
Например: мячик скачет по ступенькам лестницы





























Двоичное кодирование графической информации.

В процессе кодирования изображения производится его пространственная дискретизация – т.е. изображение разбивается на отдельные фрагменты (точки), причем каждому фрагменту присваивается код (код содержит информацию о цвете и его интенсивности).










Графическая информация на экране монитора представляется в виде растрового изображения – т.е. формируется из определенного количества строк, в каждом из которых определенное количество точек (пикселей). Причем, чем больше точек (т.е. выше разрешающая способность экрана), тем выше качество изображения.
В современных ПК используют экраны:
800 Ч 600 – 600 строк 800 точек в каждой строке;
1024 Ч 768;
1280 Ч 1024.

По сложности графическую информацию можно разделить на
черно-белую и цветную










Количество цветов, отображаемых на экране, может быть вычислено по формуле: 13 EMBED Equation.3 1415, где I – глубина цвета.
Например:
Глубина цвета
Количество цветов, отображаемых на экране

8
28 = 256

16 (High Color)
216 = 65536

24 (True Color)
224 = 16777216

32 (True Color)
232 = 4294967296


В Windows предусмотрена возможность выбора графического режима – т.е. величины разрешающей способности и глубины цвета.

Установка графического режима:

Щелкнуть правой кнопкой мыши на поле рабочего стола или левой кнопкой по индикатору «Экран» (на панели задач);
Появится диалоговая панель «Свойства экран»;
Выбрать вкладку «Параметры», где можно установить разрешающую способность экрана и глубину цвета.


Двоичное кодирование звуковой информации.

Звук – это упругая продольная волна, с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Причем, амплитуда колебаний определяет громкость звука, а частота колебаний – высоту тона.
В компьютере звуковой сигнал преобразуется в последовательность электрических импульсов: есть импульс – «1», нет импульса – «0».

Для этого производится временная дискретизация – непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные временные участки, причем, для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды.
Например,

Каждой «ступеньке» присваивается значение уровня громкости – код.
Современные звуковые карты обеспечивают 16-битовую глубину кодирования звука. Количество различных уровней сигнала можно рассчитать по формуле 13 EMBED Equation.3 1415, где I – глубина звука. Таким образом, в ПК обеспечивается 216 = 65536 уровней сигнала.
Кроме этого, качество кодирования звука зависит от количества измерений уровня сигнала в единицу времени – т.е. частотной дискретизации (CD 48 кГц).











Стандартное приложение «Звукозапись» играет роль цифрового магнитофона. Оно позволяет записывать звук и сохранять его в звуковых файлах формата WAV, а также редактировать звуковые файлы, микшировать и воспроизводить их.
Запись звукового файла:
Запустить «Звукозапись»;
Ввести команду [Файл - Свойства] для установки параметров дискретизации звука;
На панели «Свойства объекта «Звук» щелкнуть по кнопке «Преобразовать»;
На панели «Выбор звука» из раскрывающегося списка выбрать режим кодирования звука.


















Графическая информация

Графическая информация

Звуковая информация

Звуковая информация

Живописная картина (оригинал)

Живой звук, пластинка

Репродукция картины, распечатка на принтере

Запись на CD диске

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

преобразование

Дискретизация – это преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов.

Выше качество кодирования

Чем меньше размер точки

Чем больше палитра
(количество цветов)

Черно-белая графическая информация

Цветная графическая информация

Каждая точка - 1 бит, т.е. если точка черная, то «0», если точка белая, то «1»

Двоичный код цвета
Красный, зеленый, синий – базовые, остальные являются их смесью.
(RGB – модель, от red, green, blue)

Глубина цвета
Количество бит, используемых для кодирования цвета точки (8, 16, 24, 32 и т.д.)

t, с

А(t)

Частота дискретизации

Глубина звука

Выше качество кодирования звука