Перечень практических заданий с решениями для подготовки учащихся к экзамену по теме: Дискретное (цифровое) представление графической информации

Тема1. Дискретное (цифровое) представление графической информации

Предлагаю Вашему вниманию перечень практических заданий с решениями для подготовки учащихся к экзамену по профессиональному модулю ПМ.01 «Ввод и обработка цифровой информации»

МДК.01.01. «Технология создания и обработки цифровой мультимедийной информации»
для профессии СПО 230103.02 «Мастер по обработке цифровой информации»

Принцип дискретности компьютерных данных справедлив и для графики. Здесь можно говорить о дискретном представлении изображений (рисунка, фотографии) и дискретности цвета.
Изображение на экране монитора дискретно. Оно составляется из отдельных точек, которые называются пикселями (picture elements – элементы рисунка).
Пиксель минимальный участок изображения, которому независимым образом можно задать цвет.
Пиксели столь близки друг к другу, что глаз не различает промежутков между ними, поэтому изображение воспринимается как непрерывное, сплошное.
Изображение на экране монитора:
дискретно
непрерывно
В зависимости от того, на какое графическое разрешение экрана настроена операционная система компьютера, на экране могут размещаться изображения, имеющие размер 640х480, 800х600, 1024х768 и более пикселей. Такая прямоугольная матрица пикселей на экране компьютера называется растром.
Важнейшей характеристикой качества растрового изображения является разрешающая способность.
Разрешающая способность растрового изображения определяется количеством точек по горизонтали и вертикали на единицу длины изображения.
При одних и тех же размерах экрана, чем меньше размер точки, тем больше разрешающая способность (больше количество строк растра и точек в строке), и, соответственно, выше качество изображения. Величина разрешающей способности обычно выражается в dpi (dots per inch точек на дюйм), т. е. в количестве точек в полоске изображения длиной один дюйм (1 дюйм = 2,54 см).
Величина разрешающей способности обычно выражается в dpi – это количество точек на:
мм
см
дюйм*
м
В процессе дискретизации могут использоваться различные палитры цветов, т. е. наборы цветов, которые могут принимать точки изображения. Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки. Количество цветов N в палитре и количество информации I, необходимое для кодирования цвета каждой точки, связаны между собой и могут быть вычислены по формуле
N = 2I
Количество информации, которое используется при кодировании цвета точек изображения, называется глубиной цвета.
Наиболее распространенными значениями глубины цвета при кодировании цветных изображений являются 4, 8, 16 или 24 бита на точку. Можно определить количество цветовв 24-битовой палитре:
N = 2I = 224 = 16 777 216.

Количество цветов в 8-битовой палитре:
8
64
256*
65 536
Любой цвет точки на экране компьютера получается путем смешивания трех базовых цветов: красного, зеленого, синего. Этот принцип называется цветовой моделью RGB (Red – красный, Green – зеленый, Blue – голубой). Двоичный код цвета определяет, в каком соотношении находятся интенсивности трех базовых цветов. Если все они смешиваются в одинаковых долях, то в итоге получается белый цвет. Если все три компоненты «выключены», то цвет пикселя – черный. Все остальные цвета лежат между белым и черным.
Цвет, который мы видим на листе бумаги, – это отражение белого (солнечного) света. Нанесенная на бумагу краска поглощает часть палитры, составляющей белый цвет, а другую часть отражает. Эта цветовая модель называется CMYK: Cyan – голубой, Magenta – пурпурный, Yellow – желтый, black – черный.
Если красный, зеленый и голубой цвета смешиваются в одинаковых долях, то получается:
черный цвет
белый цвет*
фиолетовый цвет
коричневый цвет

Задачи с решениями:
Черно-белое (без градаций серого цвета) растровое графическое изображение имеет размер 10х10 точек. Какой объем памяти займет это изображение?
1) 100 битов 2) 100 байтов 3) 1 000 битов 4) 1 000 байтов
Решение:
Общее количество пикселей изображения 10х10 равно 100. Так как используется всего два цвета, то для хранения каждого пикселя необходим один бит. Таким образом, изображение займет объем памяти 100 битов.
Ответ: 100 битов

______________________________________________________________________________

Черно-белое (без градаций серого цвета) растровое графическое изображение имеет размер 20х20 точек. Какой объем памяти в байтах займет это изображение?
1) 20 2) 400 3) 50 4) 160

Решение:
Общее количество пикселей изображения 20х20 равно 400. Так как используется всего два цвета, то для хранения каждого пикселя необходим один бит. 1 байт = 8 бит. Таким образом, изображение займет объем памяти 50 байтов.
Ответ: 50 байтов

Для хранения растрового изображения размером 1024х512 пикселей отвели 256 Кбайт памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре?
1) 256 2) 2 3) 16 4) 4

Решение:
Число точек изображения равно 1024 * 512 = 524 288
Объем памяти 256 Кбайт = 256 * 8 * 1024 = 2097152 бит
Глубина цвета = объем памяти / число точек
2097152 / 524 288 = 4
Число цветов 24 = 16
Ответ: 16

Для хранения растрового изображения размером 32х32 пикселя отвели 512 байтов памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?
1) 256 2) 2 3) 16 4) 4
Решение:
Число точек изображения равно 32 * 32 = 1024
Объем памяти 512 байт = 512 * 8 = 4096 бит
Глубина цвета = объем памяти / число точек
4096 / 1024 = 4
Число цветов 24 = 16
Ответ: 16

Разрешение экрана монитора 1024х768 точек, глубина цвета – 16 бит. Каков необходимый объем видеопамяти (в мегабайтах) для данного графического режима?
Решение:
Всего точек на экране: 1024 * 768 = 786 432
Необходимый объем видеопамяти: 16 бит * 768 432 = 12 582 912 бит
Перевод битов в байты: 12 582 912 бит / 8 = 1 572 864 байт
Перевод байтов в килобайты: 1 572 864 байт / 1024 = 1536 Кбайт
Перевод в мегабайты: 1536 Кбайт / 1024 = 1,5 Мбайт
Ответ: 1,5 Мбайт

Цветное (с палитрой из 256 цветов) растровое графическое изображение имеет размер 10х10 точек. Какой объем памяти займет это изображение?
1) 100 бит 2) 800 бит 3) 100 байт 4) 800 байт

Решение:
Число цветов 28 = 256
Глубина цвета = 8
Число точек изображения равно 10 * 10 = 100
Объем памяти = глубина цвета * число точек
Объем памяти = 8*100 = 800 бит
Ответ: 800 бит

В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 65 536 до 16. Во сколько раз уменьшился информационный объем графического файла?
1) в 2 раза 2) в 4 раза 3) в 8 раз 4) в 16 раз

Решение:
Количество цветов N в палитре и количество информации I, необходимое для кодирования цвета каждой точки связаны формулой N = 2I.
65 536 = 216, 2I = 216,
· I = 16
16 = 24, 2I = 24,
· I = 4
Информационный объем графического файла уменьшился в 16/4 = 4 раза
Ответ: 4

В процессе преобразования растрового графического файла количество цветов уменьшилось с 1024 до 32. Во сколько раз уменьшился информационный объем файла?
1) 2 2) 3 3) 4 4) 5
Решение:
Количество цветов N в палитре и количество информации I, необходимое для кодирования цвета каждой точки связаны формулой N = 2I.
1024 = 210, 2I = 210,
· I = 10
32 = 25, 2I = 25,
· I = 5
Информационный объем графического файла уменьшился в 10/5 = 2 раза
Ответ: 2

15