Кодирование графической информации word

Практическая работа

Кодирование текстовой и графической информации в компьютере

Цель работы:

Научиться определять числовые коды символов, вводить символы с помощью числовых кодов.

Теоретические сведения:

С помощью двух цифр 0 и 1 можно закодировать любое сообщение. Это явилось причиной того, что в компьютере обязательно должно быть организованно два важных процесса:
Кодирование – преобразование входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, т.е. двоичный код.

Декодирование – преобразование данных из двоичного кода в форму, понятную человеку.

Начиная с 60-х годов, компьютеры все больше стали использовать для обработки текстовой информации и в настоящее время большая часть ПК в мире занято обработкой именно текстовой информации.

Традиционно для кодирования одного символа используется количество информации = 1 байту (1 байт = 8 битов). Для кодирования одного символа требуется один байт информации.
Учитывая, что каждый бит принимает значение 1 или 0, получаем, что с помощью 1 байта можно закодировать 256 различных символов. (28=256)

Кодирование заключается в том, что каждому символу ставиться в соответствие уникальный двоичный код от 00000000 до 11111111 (или десятичный код от 0 до 255).

В настоящее время существуют пять различных кодовых таблиц для русских букв (Windows, MS-DOS, КОИ-8, Mac, ISO) поэтому тексты, созданные в одной кодировке, не будут правильно отображаться в другой. Для разных типов ЭВМ используются различные таблицы кодировки. С распространением персональных компьютеров типа IBM PC международным стандартом стала таблица кодировки под названием ASCII (American Standart Code for Information Interchange) – американский стандартный код для информационного обмена.

Рисунок 1. Десятичные коды некоторых символов в различных кодировках

Стандартной в этой таблице является только первая половина, т.е. символы с номерами от 0 (00000000) до 127 (0111111). Сюда входят буква латинского алфавита, цифры, знаки препинания, скобки и некоторые другие символы.

Остальные 128 кодов используются в разных вариантах. В русских кодировках размещаются символы русского алфавита.

В последние годы получил широкое распространение новый международный стандарт Unicode, который отводит на каждый символ два байта. С его помощью можно закодировать 65536 (216= 65536 ) различных символов.

Кодирование растровых изображений

Растровое изображение представляет собой совокупность точек (пикселей) разных цветов. Пиксель – минимальный участок изображения, цвет которого можно задать независимым образом.

В процессе кодирования изображения производится его пространственная дискретизация. Пространственную дискретизацию изображения можно сравнить с построением изображения из мозаики (большого количества маленьких разноцветных стекол). Изображение разбивается на отдельные маленькие фрагменты (точки), причем каждому фрагменту присваивается значение его цвета, то есть код цвета (красный, зеленый, синий и так далее).

Для черно-белого изображения информационный объем одной точки равен одному биту (либо черная, либо белая – либо 1, либо 0).

Для четырех цветного – 2 бита.

Для 8 цветов необходимо – 3 бита.

Для 16 цветов – 4 бита.

Для 256 цветов – 8 бит (1 байт).

Качество изображения зависит от количества точек (чем меньше размер точки и, соответственно, больше их количество, тем лучше качество) и количества используемых цветов (чем больше цветов, тем качественнее кодируется изображение).

Для представления цвета в виде числового кода используются две обратных друг другу цветовые модели: RGB или CMYK. Модель RGB используется в телевизорах, мониторах, проекторах, сканерах, цифровых фотоаппаратах… Основные цвета в этой модели: красный (Red), зеленый (Green), синий (Blue). Цветовая модель CMYK используется в полиграфии при формировании изображений, предназначенных для печати на бумаге.

Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета, которая задается количеством битов, используемых для кодирования цвета точки.

Если кодировать цвет одной точки изображения тремя битами (по одному биту на каждый цвет RGB), то мы получим все восемь различных цветов.

R	G	B	Цвет
1	1	1	Белый
1	1	0	Желтый
1	0	1	Пурпурный
1	0	0	Красный
0	1	1	Голубой
0	1	0	Зеленый
0	0	1	Синий
0	0	0	Черный

На практике же, для сохранения информации о цвете каждой точки цветного изображения в модели RGB обычно отводится 3 байта (то есть 24 бита) — по 1 байту (то есть по 8 бит) под значение цвета каждой составляющей. Таким образом, каждая RGB-составляющая может принимать значение в диапазоне от 0 до 255 (всего 28=256 значений), а каждая точка изображения, при такой системе кодирования может быть окрашена в один из 16 777 216 цветов. Такой набор цветов принято называть TrueColor (правдивые цвета), потому что человеческий глаз все равно не в состоянии различить большего разнообразия.

Для того чтобы на экране монитора формировалось изображение, информация о каждой точке (код цвета точки) должна храниться в видеопамяти компьютера. Рассчитаем необходимый объем видеопамяти для одного из графических режимов. В современных компьютерах разрешение экрана обычно составляет 1280х1024 точек. Т.е. всего 1280 * 1024 = 1310720 точек. При глубине цвета 32 бита на точку необходимый объем видеопамяти:

32 * 1310720 = 41943040 бит = 5242880 байт = 5120 Кб = 5 Мб.

Практические задания

Задание 1.

В текстовом редакторе Word определить числовые коды нескольких символов: (в кодировке Windows)

Ход работы:

1. Запустить текстовый редактор Word командой [Программы-Microsoft Word].

2. Ввести команду [Вставка-Символ…]. На экране появится диалоговая панель Символ. Центральную часть диалоговой панели занимает таблица символов.

1. Для определения десятичного числового кода символа в кодировке Windows с помощью раскрывающегося списка из: выбрать тип кодировки кириллица (dec).

2. В таблице символов выбрать символ (например, прописную букву «А»). В текстовом поле Код знака: появится десятичный числовой код символа (в данном случае 192).

3. Закодировать номер группы

Задание 2.

В текстовом редакторе Блокнот ввести с помощью числовых кодов последовательность символов в кодировке MS—DOS.

Ход работы:

1. Запустить стандартное приложение Блокнот командой [Программы-Стандартные-Блокнот].

2. С помощью дополнительной цифровой клавиатуры при нажатой клавише {Alt} ввести число 224, в документе появится символ «р».

3. Расшифровать заданные коды:

1. 87 105 110 100 111 119 115

2. 75 108 97 118 105 97 116 117 114 97

Задание 3.

Проведите эксперимент в графическом редакторе Paint, если для каждого цвета пикселя взяты два уровня градации яркости. Какие цвета вы получите? Ответ оформите в виде таблицы.

Задание 4.

Проведите эксперимент в графическом редакторе Paint.net и установите соответствие между цветами и их шестнадцатиричными кодами.

Контрольные вопросы:

1. Какой принцип кодирования текстовой информации используется в компьютере?

2. Почему при кодировании текстовой информации в компьютере в большинстве кодировок используется 256 различных символов, хотя русский алфавит включает только 33 буквы?

3. Как называется международная таблица кодировки символов?

4. С какой целью ввели кодировку Unicode, которая позволяет закодировать 65 536 различных символов?

5. Что такое TrueColor?

Кодирование информации

Разработал преподаватель ГБОУ НПО ПУ № 46 КК

Конарев В.А.

Ст. Староминская 2012 год.

«Информатика и ИКТ»

Методическое пособие

Практическая работа, направленная на изучение основ кодирования текстовой, графической и звуковой информации, получение навыков работы с единицами измерения информации, получение понятий о принципах обработки информации с помощью персонального компьютера.

Кодирование текстовой информации.

Задание 1

Определение числового кода символа

1. Запустить текстовый ре­дактор MS Word. Вве­сти команду [Встав­ка-Символ…]. На экране появится диалоговая па­нель Символ. Централь­ную часть диалогового окна занимает таблица символов для определенно­го шрифта (например, Ti­mes New Roman). Символы располагаются последовательно слева направо и построчно, начиная с символа Пробел в левом верхнем углу и кончая буквой «я» в правом нижнем углу таблицы. Выбрать символ и в раскрывающемся списке из: тип ко­дировки. В текстовом поле Код знака: появится его числовой код.

1. Используя таблицу символов (MS Word), записать последова­тельность десятичных числовых кодов в кодировке Windows (СР1251) для слова «компьютер», ответ внести в соответствующую таблицу в файл ответы.xls в папке Кодирование информации на Рабочем столе.

Задание 2

Ввод символов по числовому коду

1. Запустить стандартную программу Блокнот. С помощью дополнительной цифровой клавиатуры при нажатой кла­више {Alt} ввести число 0224, отпустить клавишу {Alt}. В документе появится символ «а». Повторить процедуру для числовых кодов от 0225 до 0233. В документе появит­ся последовательность из 12 символов «абвгдежзий» в кодировке Windows (СР1251).

С помощью дополни­тельной цифровой клавиатуры при нажа­той клавише {Alt} вве­сти число 224, в доку­менте появится символ «р». Повто­рить процедуру для числовых кодов от 225 до 233, в документе появится последовательность из 12 символов «рстуфхцчшгц» в кодировке MS-DOS (СР866).

1. Используя Блокнот, определить, какое слово в кодировке Win­dows (СР1251) задано последовательностью числовых кодов: 0225, 0224, 0233, 0242. Ответ внести в соответствующую таблицу в файл ответы.xls в папке Кодирование информации на Рабочем столе.

Кодирование графической информации.

Графический режим. Графический режим вывода изобра­жения на экран монитора определяется величиной разрешаю­щей способности и глубиной цвета. Для того чтобы на экране монитора формировалось изображение, информация о каждой его точке (код цвета точки) должна храниться в видеопамяти компьютера. Рассчитаем необходимый объем видеопамяти для одного из графических режимов, например, с разрешением 800 х 600 точек и глубиной цвета 24 бита на точку. Всего точек на экране: 800 • 600 = 480 000. Необходимый объем видеопамяти: 24 бит • 480 000 = 11 520 000 бит = 1 440 000 байт = 1406,25 Кбайт = 1,37 Мбайт.

Аналогично рассчитывается необходимый объем видеопа­мяти для других графических режимов.

Задание 1

1. Используются стандартный программу ОС Windows – Калькулятор (Пуск-Все программы-Стандартные-Калькулятор) и таблицу единиц измерения информации, приведённую ниже, вычислить объемы видеопамяти, необходимые для реализации следующих графических режимов:

• Разрешение экрана 800x600, глубина цвета 8 бит (256 цветов)

• Разрешение экрана 1280x768 глубина цвета 16 бит

• Разрешение экрана 1280x1024 глубина цвета 32 бит

• Таблица единиц измерения информации

8 бит	1 байт
1024 байт	1 килобайт
1024 килобайт	1 мегабайт
1024 мегабайт	1 гигабайт

• Ответ внести в соответствующую таблицу в файл ответы.xls в папке Кодирование информации на Рабочем столе.

• Задание 2

• Установка графического режима

• В Windows предусмотрена возможность выбора графиче­ского режима и настройки параметров видеосистемы компь­ютера, включающей монитор и видеоадаптер.

1. Щелкнуть по индикатору Экран на Панели задач, появится диалоговая панель Свойства: Экран. Выбрать вкладку Настрой­ка, которая информирует нас о марке установленных мо­нитора и видеоадаптера и предоставляет возможность установить графический ре­жим экрана (глубину цвета и разрешающую способность). Установить видеорежим: разрешение экрана 800x600 глубина цвета 16 бит, нажать кнопку Ok, оценить произошедшие изменения.

2. Аналогично предыдущему пункту восстановить исходные установки видеорежима.

3. Щелкнуть по кнопке Дополнительно, появится диало­говая панель, на которой вы­брать вкладку Адаптер. На вкладке имеется инфор­мация о фирме-производителе, марке видеоадаптера, объеме видеопамяти и др. С помощью раскрывающего­ся списка можно выбрать оп­тимальную частоту обновле­ния экрана.

• Записать данные о фирме-производителе, марке видеоадаптера, объеме видеопамяти, занести их в таблицу в файл ответы.xls в папке Кодирование информации на Рабочем столе.

• Кодирование звуковой информации

• Качество двоичного кодирования звука определя­ется глубиной кодирования и частотой дискрети­зации.

• Количество измерений в секунду может лежать в диапа­зоне от 8000 до 48 000, то есть частота дискретизации ана­логового звукового сигнала может принимать значения от 8 до 48 кГц. При частоте 8 кГц качество дискретизированного звукового сигнала соответствует качеству радиотрансляции, а при частоте 48 кГц — качеству звучания аудио-CD. Следу­ет также учитывать, что возможны как моно-, так и стерео- режимы.

• Можно оценить информационный объем стереоаудиофайла длительностью звучания 1 секунда при высоком качестве звука (16 битов, 48 кГц). Для этого количество битов, при­ходящихся на одну выборку, необходимо умножить на ко­личество выборок в 1 секунду и умножить на 2 (стерео):

• 16 бит • 48 000 • 2 = 1 536 000 бит = 192 000 байт = = 187,5 Кбайт.

• Задание 1

1. Аналогично с примером приведённым выше вычислить информационный объем стереоаудиофайла длительностью звучания 5 секунд при высоком качестве звука (16 битов, 48 кГц). Ответ внести в соответствующую таблицу в файл ответы.xls в папке Кодирование информации на Рабочем столе.

2. Аналогично с примером приведённым выше вычислить информационный объем моноаудиофайла длительностью звучания 8 секунд при высоком качестве звука (16 битов, 48 кГц). Ответ внести в соответствующую таблицу в файл ответы.xls в папке Кодирование информации на Рабочем столе.

• Запись звукового файла

• Стандартное приложение Звукозапись играет роль цифро­вого магнитофона и позволяет записывать звук, то есть дискретизировать звуковые сигналы, и сохранять их в звуко­вых файлах в формате WAV. Эта программа позволяет редактировать звуковые файлы, микшировать их (наклады­вать друг на друга), а также воспроизводить.

• Задание 2

1. Запустить Звукозапись (Пуск-Все программы-Стандартные-Развлечения-Звукозапись). Для установки параметров дискретизации звука ввести команду [Файл-Свойства].

2. На панели Свойства объекта «Звук» щелкнуть по кнопке Преобразовать. На панели Выбор звука из раскрывающегося списка выбрать режим кодирования звука (глубина кодирования, частота дискретизации, моно/стерео).

3. Используя приведённые выше настройки записать стереоаудиофайл длительностью звучания 5 секунд при высоком качестве звука (16 битов, 48 кГц).

4. Сохранить записанный аудиофайл с именем мой файл 1.wav в папке Кодирование информации на Рабочем столе.

5. Используя приведённые выше настройки записать монооаудиофайл длительностью звучания 8 секунд при высоком качестве звука (16 битов, 48 кГц).

6. Сохранить записанный аудиофайл с именем мой файл 2.wav в папке Кодирование информации на Рабочем столе.

7. Открыть папку Кодирование информации на Рабочем столе, щёлкнуть правой кнопкой мыши по файлу мой файл 1.wav, в появившемся контекстном меню выбрать команду Свойства.

8. В появившемся окне Свойства найти размер сохранённого файла, занести его в таблицу в файл ответы.xls в папке Кодирование информации на Рабочем столе, сравнить с вычисленным ранее в Задании 1.

9. Открыть папку Кодирование информации на Рабочем столе, щёлкнуть правой кнопкой мыши по файлу мой файл 2.wav, в появившемся контекстном меню выбрать команду Свойства.

10. В появившемся окне Свойства найти размер сохранённого файла, занести его в таблицу в файл ответы.xls в папке Кодирование информации на Рабочем столе, сравнить с вычисленным ранее в Задании 1.

11. Зарисуйте в конспект схему записи и воспроизведения звука, приведённую на рисунке ниже.

• 

• Дополнительные задания по теме: «Кодирование информации».

1. Каков информационный объём сообщения «Я помню чудное мгновенье» при условии, что один символ кодируется одним байтом и соседние слова разделены одним пробелом? (Ответ перевести в байты)

2. Считая, что каждый символ кодируется двумя байтами, оцените информационный объем следующего предложения в кодировке Unicode, учитывая знаки препинания и пробелы (ответ дайте в битах):

• Один пуд — около 16,4 килограмм.

1. Получено сообщение, информационный объём которого равен 32 битам. Чему равен этот объём в байтах?

2. Азбука Морзе позволяет кодировать символы для радиосвя­зи, задавая комбинацию точек и тире. Дана кодовая таблица азбуки Морзе

• 

• Расшифруйте (декодируйте), что записано в сообщении (буквы отделены друг от друга пробелами):

• 

1. Откройте файл Технология обработки графики на компьютере.doc в папке Кодирование информации на Рабочем столе. Ознакомьтесь с его содержанием и ответьте на вопрос: «Сколько цветов можно воспроизвести в режим цветного изображения true color».

• Ответ внести в соответствующую таблицу в файл ответы.xls в папке Кодирование информации на Рабочем столе.

• Приложение: «Таблицы для ответов из файла ответы.xls».

• Кодирование текстовой информации.

  Задание 1	последовательность десятичных числовых кодов в кодировке Windows (СР1251) для слова «компьютер».
  	к	о	м	п	ь	ю	т	е	р
  										не правильно
  Задание 2	слово

• Кодирование графической информации.

  Задание 1
   Разрешение экрана 800×600, глубина цвета 8 бит (256 цветов)
   Разрешение экрана 1280×768 глубина цвета 16 бит
   Разрешение экрана 1280×1024 глубина цвета 32 бит
  	не правильно

  Задание 2
  данные о фирме-производителе, марке видеоадаптера, объеме видеопамяти

• Кодирование звуковой информации

  Задания 1-2	вычисленный	записанный
  информационный объем стереоаудиофайла длительностью звучания 5 секунд при высоком качестве звука (16 битов, 48 кГц)
  информационный объем моноаудиофайла длительностью звучания 8 секунд при высоком качестве звука (16 битов, 48 кГц)
  	не правильно

• Дополнительные задания по теме: «Кодирование информации».

  	ответы
  Задание 1		не правильно
  Задание 2		не правильно
  Задание 3		не правильно
  Задание 4		не правильно
  Задание 5		не правильно
  Результаты основных заданий	Основные задания выполнены с ошибками
  Результаты дополнительных заданий	Дополнительные задания выполнены с ошибками

---

Подборка по базе: Контрольная работа 7 класс.docx, Лабораторная работа Фотоэффект.docx, Мои профессиональные установки педагога — воспитателя в формате , практическая работа 6.docx, практическая работа 4.docx, история практическая.doc, Практическая работа № 6 по теме_ _Государственная символика РФ_., Курсовая работа ТИУ-211 Щербакова Е. С .doc, Практическая работа №1 Тема_ «Особенности содержания обновленных, МУ_Курс работа_УК (2).docx

---

ЗАДАНИЕ 1: наберите текст и создайте таблицу
Кодирование графической информацииГрафическая информация на экране дисплея представляется в виде изображения, которое формируется из точек (пикселей).

Цветные изображения могут иметь различные режимы:

1) 16 цветов,

2) 256 цветов,

3) 65 536 цветов (high color),

4) 16 777 256 цветов (true color).
Количество бит на точку режима high color равно:

I = log265 536 = 16 бит = 2 байта.

Характеристика различных стандартов представления графики
разрешение	16 цветов	256 цветов	65356 цветов	16777236 цветов
640×480	150 Кбайт	300 Кбайт	600 кбайт	900 Кбайт
800×600	234,4 Кбайт	468,8 Кбайт	937,5 Кбайт	1,4 Мбайт
1024×768	384 Кбайт	768 Кбайт	1,5 Мбайт	2,25 Мбайт
1280×1024	640 Кбайт	1,25 Кбайт	2,5 Мбайт	3,75 Мбайт

Наиболее распространенной разрешающей способностью экрана является разрешение 800 на 600 точек, т.е. 480 000 точек.

Необходимый объем видеопамяти для режима high color:

V = 2 байта * 480 000 = 960 000 байт = 937,5 Кбайт.
ЗАДАНИЕ 2: Отформатируйте текст и таблицу по заданным параметрам

Поля: левое – 2 см, остальные – 1 см;

Абзацный отступ – 1 см;

Заголовок: размер шрифта -20 пт, Arial;

Основной текст: выравнивание – по ширине, размер шрифта – 16 пт;

Список: тип номера – 1);

Таблица: толщина внешней границы – 0,75 пт

Итоговая практическая работа по работе в текстовом процессоре Microsoft Word.

Вариант 9.
ЗАДАНИЕ 1: наберите текст и создайте таблицу
Кодирование графической информации

Графическая информация на экране дисплея представляется в виде изображения, которое формируется из точек (пикселей).

Цветные изображения могут иметь различные режимы:

1) 16 цветов,

2) 256 цветов,

3) 65 536 цветов (high color),

4) 16 777 256 цветов (true color).
Количество бит на точку режима high color равно:

I = log265 536 = 16 бит = 2 байта.

Характеристика различных стандартов представления графики
разрешение	16 цветов	256 цветов	65356 цветов	16777236 цветов
640×480	150 Кбайт	300 Кбайт	600 кбайт	900 Кбайт
800×600	234,4 Кбайт	468,8 Кбайт	937,5 Кбайт	1,4 Мбайт
1024×768	384 Кбайт	768 Кбайт	1,5 Мбайт	2,25 Мбайт
1280×1024	640 Кбайт	1,25 Кбайт	2,5 Мбайт	3,75 Мбайт

Наиболее распространенной разрешающей способностью экрана является разрешение 800 на 600 точек, т.е. 480 000 точек.

Необходимый объем видеопамяти для режима high color:

V = 2 байта * 480 000 = 960 000 байт = 937,5 Кбайт.
ЗАДАНИЕ 2: Отформатируйте текст и таблицу по заданным параметрам

Поля: левое – 2,5 см, остальные – 1,5 см;

Абзацный отступ – 1,5 см;

Заголовок: размер шрифта -16 пт, Arial;

Основной текст: выравнивание – по ширине, размер шрифта – 12 пт;

Список: тип номера – а);

Таблица: толщина внешней границы – 0,75 пт

Итоговая практическая работа по работе в текстовом процессоре Microsoft Word.

Вариант 10.
ЗАДАНИЕ 1: наберите текст и создайте таблицу
Кодирование графической информации

Графическая информация на экране дисплея представляется в виде изображения, которое формируется из точек (пикселей).

Цветные изображения могут иметь различные режимы:

1) 16 цветов,

2) 256 цветов,

3) 65 536 цветов (high color),

4) 16 777 256 цветов (true color).
Количество бит на точку режима high color равно:

I = log265 536 = 16 бит = 2 байта.

Характеристика различных стандартов представления графики
разрешение	16 цветов	256 цветов	65356 цветов	16777236 цветов
640×480	150 Кбайт	300 Кбайт	600 кбайт	900 Кбайт
800×600	234,4 Кбайт	468,8 Кбайт	937,5 Кбайт	1,4 Мбайт
1024×768	384 Кбайт	768 Кбайт	1,5 Мбайт	2,25 Мбайт
1280×1024	640 Кбайт	1,25 Кбайт	2,5 Мбайт	3,75 Мбайт

Наиболее распространенной разрешающей способностью экрана является разрешение 800 на 600 точек, т.е. 480 000 точек.

Необходимый объем видеопамяти для режима high color:

V = 2 байта * 480 000 = 960 000 байт = 937,5 Кбайт.
ЗАДАНИЕ 2: Отформатируйте текст и таблицу по заданным параметрам

Поля: левое — 3 см, остальные – 1 см;

Абзацный отступ – 0,5 см;

Заголовок: размер шрифта -15 пт, Arial;

Основной текст: выравнивание – по ширине, размер шрифта – 13 пт;

Список: тип номера – 1-ый;

Таблица: толщина внешней границы – 3 пт

Итоговая практическая работа по работе в текстовом процессоре Microsoft Word.

Вариант 11.
ЗАДАНИЕ 1: наберите текст и создайте таблицу
Кодирование графической информации

Графическая информация на экране дисплея представляется в виде изображения, которое формируется из точек (пикселей).

Цветные изображения могут иметь различные режимы:

1) 16 цветов,

2) 256 цветов,

3) 65 536 цветов (high color),

4) 16 777 256 цветов (true color).
Количество бит на точку режима high color равно:

I = log265 536 = 16 бит = 2 байта.

Характеристика различных стандартов представления графики
разрешение	16 цветов	256 цветов	65356 цветов	16777236 цветов
640×480	150 Кбайт	300 Кбайт	600 кбайт	900 Кбайт
800×600	234,4 Кбайт	468,8 Кбайт	937,5 Кбайт	1,4 Мбайт
1024×768	384 Кбайт	768 Кбайт	1,5 Мбайт	2,25 Мбайт
1280×1024	640 Кбайт	1,25 Кбайт	2,5 Мбайт	3,75 Мбайт

Наиболее распространенной разрешающей способностью экрана является разрешение 800 на 600 точек, т.е. 480 000 точек.

Необходимый объем видеопамяти для режима high color:

V = 2 байта * 480 000 = 960 000 байт = 937,5 Кбайт.
ЗАДАНИЕ 2: Отформатируйте текст и таблицу по заданным параметрам

Поля: все по 1см;

Абзацный отступ – 0,5 см;

Заголовок: размер шрифта -19 пт, Arial;

Основной текст: выравнивание – по ширине, размер шрифта – 13,5 пт;

Список: тип номера – i.;

Таблица: толщина внешней границы – 3 пт

Итоговая практическая работа по работе в текстовом процессоре Microsoft Word.

Вариант 12.
ЗАДАНИЕ 1: наберите текст и создайте таблицу
Кодирование графической информации

Графическая информация на экране дисплея представляется в виде изображения, которое формируется из точек (пикселей).

Цветные изображения могут иметь различные режимы:

1) 16 цветов,

2) 256 цветов,

3) 65 536 цветов (high color),

4) 16 777 256 цветов (true color).
Количество бит на точку режима high color равно:

I = log265 536 = 16 бит = 2 байта.

Характеристика различных стандартов представления графики
разрешение	16 цветов	256 цветов	65356 цветов	16777236 цветов
640×480	150 Кбайт	300 Кбайт	600 кбайт	900 Кбайт
800×600	234,4 Кбайт	468,8 Кбайт	937,5 Кбайт	1,4 Мбайт
1024×768	384 Кбайт	768 Кбайт	1,5 Мбайт	2,25 Мбайт
1280×1024	640 Кбайт	1,25 Кбайт	2,5 Мбайт	3,75 Мбайт

Наиболее распространенной разрешающей способностью экрана является разрешение 800 на 600 точек, т.е. 480 000 точек.

Необходимый объем видеопамяти для режима high color:

V = 2 байта * 480 000 = 960 000 байт = 937,5 Кбайт.
ЗАДАНИЕ 2: Отформатируйте текст и таблицу по заданным параметрам

Поля: левое – 2 см, остальные – 1 см;

Абзацный отступ – 1 см;

Заголовок: размер шрифта -20 пт, Arial;

Основной текст: выравнивание – по ширине, размер шрифта – 16 пт;

Список: тип номера – 1);

Таблица: толщина внешней границы – 0,75 пт

Практическая
работа «Кодирование графической информации»

1.     
Откройте графический редактор Paint.

Выполните
команду Рисунок – Атрибуты, задайте размер рисунка 640*480 точек.

Нарисуйте
домик

2.     
Определите цвета по двоичному коду и создайте изображение (10х10) с помощью
программы Excel.

1110	1110	1110	1110	1110	1110	1110	1110	1110	1110
1110	1110	1110	0000	0000	0000	0000	1110	1110	1110
1110	1110	0000	1110	1110	1110	1110	0000	1110	1110
1110	0000	1110	0001	1110	1110	0001	1110	0000	1110
1110	0000	1110	1110	1110	1110	1110	1110	0000	1110
1110	0000	1110	1100	1110	1110	1100	1110	0000	1110
1110	0000	1110	1110	1100	1100	1110	1110	0000	1110
1110	1110	0000	1110	1110	1110	1110	0000	1110	1110
1110	1110	1110	0000	0000	0000	0000	1110	1110	1110
1110	1110	1110	1110	1110	1110	1110	1110	1110	1110

3. Постройте двоичные коды для чёрно-белых рисунков и
запишите их в шестнадцатеричной системе счисления. Работу выполнить в текстовом
процессоре Word.

4. Постройте чёрно-белый рисунок, закодированный шестнадцатеричной
последовательностью:
9966A542BD 

D7945745D7

5. Постройте чёрно-белый рисунок, закодированный
шестнадцатеричной последовательность:
AD6BD2969D

CD6B5CC715

6. Дан десятичный
код растрового изображения: 129, 66, 36, 24, 36, 66, 36, 24. Нарисуйте исходный
рисунок (перевести в двоичный)

7. Дан десятичный код растрового изображения: 24, 36, 66,
36, 24, 36, 66, 129. Нарисуйте исходный рисунок (перевести в двоичный)

Информатика. 10 класса. Босова Л.Л. Оглавление

§15. Кодирование графической информации

---

Обработка и хранение графической информации требуют значительных вычислительных ресурсов, которые появились только у компьютеров четвёртого поколения.

15.1. Общие подходы к кодированию графической информации

Пространство непрерывно, а это значит, что в любой его области содержится бесконечное множество точек. Чтобы абсолютно точно сохранить изображение, необходимо запомнить информацию о каждой его точке. Иначе говоря, компьютерное представление некоторого изображения (например, полотна В. И. Сурикова «Боярыня Морозова») должно содержать информацию о бесконечном количестве точек, для сохранения которой потребовалось бы бесконечно много памяти. Но память любого компьютера конечна. Чтобы компьютер мог хранить и обрабатывать изображения, необходимо ограничиться выделением конечного количества объектов пространства (областей или точек), информация о которых будет сохранена. Информация обо всех остальных точках пространства будет утрачена.

Пространственная дискретизация — способ выделения конечного числа пространственных элементов, информация о которых будет сохранена в памяти компьютера.

Цвет и яркость — характеристики, присущие каждому элементу (точке, области) изображения. Их можно измерять, т. е. выражать в числах. И цвет, и яркость — непрерывные величины, результаты измерения которых следует выражать вещественными числами. Но вам известно, что вещественные числа не могут быть представлены в компьютере точно.

Квантование — процедура преобразования непрерывного диапазона всех возможных входных значений измеряемой величины в дискретный набор выходных значений.

При квантовании диапазон возможных значений измеряемой величины разбивается на несколько поддиапазонов. При измерении определяется поддиапазон, в который попадает значение, и в компьютере сохраняется только номер поддиапазона.

Дискретизация и квантование всегда приводят к потере некоторой доли информации.

15.2. Векторная и растровая графика

В зависимости от способа формирования графических изображений выделяют векторный и растровый методы кодирования графических изображений.

Векторное изображение строится из отдельных базовых объектов — графических примитивов: отрезков, многоугольников, кривых, овалов. Способ создания векторных изображений напоминает аппликацию (рис. 3.6).

Графические примитивы характеризуются цветом и толщиной контура, цветом и способом заливки внутренней области, размером и т. д. При сохранении векторного изображения в память компьютера заносится информация о составляющих его графических примитивах.

Например, для построения окружности необходимо сохранить такие исходные данные, как координаты её центра, значение радиуса, цвет и толщину контура, цвет заполнения. При этом и большая, и маленькая окружности будут описаны одним и тем же набором данных, т. е. реальные размеры объекта не оказывают никакого влияния на размер сохраняемых о нём данных.

Фактически векторное представление — это описание, в соответствии с которым происходит построение требуемого изображения. Такого рода описания представляются в компьютере как обычная текстовая информация.

Растровое графическое изображение состоит из отдельных маленьких элементов — пикселей (pixel — аббревиатура от англ. picture element — элемент изображения). Оно похоже на мозаику (рис. 3.7), изготовленную из одинаковых по размеру объектов (разноцветных камешков, кусочков стекла, эмали и др.).

Рис. 3.6. Аппликация из бумаги

Рис. 3.7. Фрагмент мозаичного полотна на станции московского метро «Маяковская»

Растр — организованная специальным образом совокупность пикселей, представляющая изображение. Координаты, форма и размер пикселей задаются при определении растра. Изменяемым атрибутом пикселей является цвет.

В прямоугольном растре пиксели составляют прямоугольную матрицу, её основными параметрами являются количество столбцов и строк, составленных из пикселей.

Главное преимущество прямоугольных растров заключается в том, что положение каждого пикселя на изображении (или на экране) не надо задавать — его легко вычислить, зная размеры растровой матрицы, плотность размещения пикселей, которую обычно указывают в количестве точек на дюйм (dpi, от англ. dots per inch), и правила перечисления пикселей (например, слева направо и сверху вниз: сначала слева направо нумеруются все пиксели в верхней строке, затем нумерация продолжается на следующей строке, лежащей ниже, и т. д.).

Итак, мы выяснили, как происходит пространственная дискретизация, позволяющая выделить конечное число пространственных элементов, информация о которых будет сохранена в памяти компьютера.

Остаётся рассмотреть вопросы кодирования цвета каждого пространственного элемента.

15.3. Кодирование цвета

Из курса физики вам известно, что цвет — это ощущение, которое возникает у человека при воздействии на его зрительный аппарат электромагнитного излучения с длиной волны в диапазоне от 380 до 760 нм¹⁾. В табл. 3.11 показана зависимость цвета от длины волны видимого спектра.

¹⁾ Нанометр (нм) — единица измерения длины в Международной системе единиц (СИ), равная одной миллиардной части метра (т. е. 10 ^-9 м).

Учёным долгое время не удавалось объяснить процесс цветовосприятия. Первые серьёзные результаты в этой области были получены Исааком Ньютоном (1643 — 1727), который описал составную природу белого света, выделив в его спектре семь основных (наиболее заметных) цветов — красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый.

Таблица 3.11

Зависимость цвета от длины волны видимого спектра

Позднее, в 1756 году, выдающийся русский учёный М. В. Ломоносов (1711 — 1765), исследуя вопросы окрашивания стёкол, обнаружил, что для придания стеклу любого цветового оттенка достаточно использовать всего три основные краски, смешивая их в определённых пропорциях. Спустя столетие эти факты были теоретически обобщены немецким учёным Германом Грассманом (1809 — 1877), сформулировавшим законы синтеза цвета. Наиболее важными из них для понимания сути цветовоспроизведения и цветового кодирования являются следующие два закона.

Закон трёхмерности: с помощью трёх линейно независимых цветов можно однозначно выразить любой цвет. Цвета считаются линейно независимыми, если никакой из них нельзя получить путём смешения остальных.

Закон непрерывности: при непрерывном изменении пропорции, в которой взяты компоненты цветовой смеси, получаемый цвет также меняется непрерывно.

На основании законов Грассмана можно сделать вывод, что любому цвету однозначно соответствует определённая точка трёхмерного пространства. Действительно, каждая цветовая модель задаёт некоторую систему координат, в которой основные цвета модели играют роль осей, а цвета можно рассматривать как точки или векторы в трёхмерном цветовом пространстве.

15.4. Цветовая модель RGB

Для синтеза цвета на экранах компьютеров, телевизоров, смартфонов и других устройств отображения графической информации выбраны красный, зелёный и синий цвета. Смешением трёх основных цветов синтезируются все остальные цвета. Такая модель называется аддитивной (аддитивный — получаемый путём сложения, от лат. additio — прибавление).

Выбор этих цветов неслучаен и кроется в физиологии человеческого зрения. Действительно, в сетчатке глаза человека есть три типа колбочек, максимумы чувствительности которых приходятся на красный, зелёный и синий участки спектра (табл. 3.12).

Таблица 3.12

Спектральная чувствительность человеческого глаза

Модель RGB (рис. 3.8) определяет пространство цветов в виде единичного куба с осями R (красная компонента), G (зелёная компонента), В (синяя компонента).

Рассмотрим эту модель подробно.

1. Любая точка куба (r; g; b) определяет некоторый цвет.

2. Точка (0; 0; 0) соответствует чёрному цвету; точка (1; 1; 1) соответствует белому цвету; линия (0; 0; 0)-(1; 1; 1) описывает все градации серого от чёрного до белого.

Рис. 3.8. Цветовой куб для RGB-кодирования

3. При движении по прямой от точки (0; 0; 0) к точке (r; g; b) получаем все градации яркости цвета (r; g; b) — от самого тёмного до самого яркого.

4. На гранях куба (r = 0), (g = 0) и (b = 0) расположены самые насыщенные цвета. Чем ближе точка к главной диагонали (0; 0; 0)—(1; 1; 1), тем менее насыщен соответствующий цвет. Если все три координаты точки (r; g; b) ненулевые, то цвет — ненасыщенный.

Мы уже упоминали о квантовании. Благодаря ему в компьютере интенсивность цветовых компонент определяется не вещественными (из интервала [0; 1]), а целыми числами. Для этого «единичные» отрезки на «красной», «зелёной» и «синей» осях разбивают на несколько поддиапазонов, каждый из которых получает свой номер. Цвет пикселя изображения, которое будет выведено на экран, задаётся тремя целыми неотрицательными числами — номерами поддиапазонов, в которые «попадает» этот цвет. Качество цветопередачи зависит от количества выделяемых поддиапазонов.

В современных компьютерах для сохранения информации о цвете каждой точки цветного изображения в модели RGB обычно отводится 3 (режим True Color) или 2 (режим High Color) байта.

В первом случае на кодирование градаций яркости каждого из основных цветов отводится 1 байт: код 00000000 (00) показывает, что данной составляющей нет вообще, код 11111111 (FF) соответствует наибольшей интенсивности соответствующей цветовой компоненты. Всего можно закодировать 256 (от 0 до 255) градаций яркости каждой цветовой компоненты, что обеспечивает возможность представления 256 • 2256 • 256 = 2⁸⁺⁸⁺⁸ = 2²⁴ = 16 777 216 цветов. Человеческий глаз не может различить большего разнообразия цветов. Это позволяет считать видеорежим True Color (истинный цвет) абсолютно соответствующим цветам реального мира.

В режиме High Color цвет каждой точки кодируется 16 битами. На кодирование красной и синей составляющих при этом отводится по 5 бит, на кодирование зелёной составляющей — 6 бит. Пять бит позволяют представить по 32 градации яркости красного и синего цветов. Поскольку человеческий глаз наиболее чувствителен к зелёной составляющей цвета, под её шкалу отведено 6 бит, что позволяет сохранить 64 градации яркости этого цвета. Всего в рассматриваемом режиме можно представить 2⁵⁺⁶⁺⁵ = 2¹⁶ = 65 536 цветов. Цвета изображений, сохранённых в режиме High Color также вполне реалистичны и «комфортны» для человеческого глаза. При этом размеры соответствующих файлов в 1,5 раза меньше, чем при использовании режима True Color.

Глубина цвета (i) — количество бит, используемое для хранения и представления цвета при кодировании одного пикселя растровой графики или видеоизображения.

Палитра (N) — количество цветов, которые могут быть использованы для воспроизведения изображения.

Справедливо соотношение: N = 2ⁱ.
Пример. Имеется канал связи, обеспечивающий передачу информации со скоростью 16 000 бит/с. Выясним, сколько секунд потребуется для передачи по этому каналу 256-цветного растрового изображения размером 800 х 600 пикселей.

Зная палитру — количество цветов, используемых для воспроизведения изображения, вычислим глубину цвета — количество бит для представления цвета одного пикселя.

256 = 2ⁱ , i = 8 (бит).

Размер файла с изображением равен: 800 • 600 • 8 (бит).

Вычислим время передачи данного файла:

15.5. Цветовая модель HSB

Модель RGB проста и понятна. Её применяют всегда, когда изображение подготавливают для воспроизведения на экране. Если изображение (например, цифровая фотография) проходит компьютерную обработку в графическом редакторе, то его тоже следует представить в этой модели.

В тех графических редакторах, которые ориентированы не на обработку готовых изображений, а на их создание своими руками, удобнее применять цветовую модель HSB. Человеку гораздо проще не синтезировать цвет из отдельных составляющих, а выбирать его, ориентируясь на более естественные параметры: цветовой оттенок (Что это за цвет?), насыщенность (Насколько цвет насыщенный?), яркость (Насколько цвет светлый или тёмный?). Именно эти три параметра и стали основой для модели HSB (Hue — Saturation — Brightness).

Цветовой оттенок (Hue) — один из цветов спектра. Конкретный цветовой оттенок кодируется либо величиной угла, либо длиной дуги на цветовом круге (рис. 3.9).

Рис. 3.9. Круговое расположение цветов

Насыщенность цвета (Saturation) характеризуется степенью разбавления его белым цветом. Например, если ярко-красную (насыщенную) краску разбавить белой, то её цветовой оттенок останется прежним, изменится только насыщенность. Чем больше добавляется белого цвета, тем меньше насыщенность конкретного цветового оттенка, а с увеличением насыщенности цвет становится «сочнее».

Яркость цвета (Brightness) зависит от добавления к нему чёрного цвета — чем больше чёрного цвета, тем меньше яркость.

Пространство цветов модели HSB может быть представлено в форме вложенных концентрических конусов с общей вершиной и общей осью симметрии (рис. 3.10).

Рис. 3.10. Цветовая модель HSB

По окружности в основании конуса расположены цветовые оттенки. Цвета с одинаковым оттенком расположены в полуплоскости, проходящей через ось симметрии конуса.

Величина угла между осью конуса и образующей определяет насыщенность цвета. Насыщенность цвета возрастает с увеличением этого угла (т. е. с отдалением от оси конуса). Цвета с одинаковой насыщенностью расположены на конической поверхности с определённым углом при основании.

Ось конуса — это ось яркости. Вершина конуса соответствует чёрному цвету. Яркость цвета возрастает — с приближением к его основанию. Цвета с одинаковой яркостью расположены по кругу — сечению конуса плоскостью, перпендикулярной его оси.

15.6. Цветовая модель CMYK

Когда мы смотрим на изображение на экране монитора, мы видим излучаемый свет, а когда рассматриваем картинки на бумаге, то видим свет отражённый. Именно поэтому если смешать краски красного и зелёного цветов, то получится тёмно-коричневая краска, а не жёлтая, как это предполагается в RGB-модели.

Если под микроскопом рассмотреть цветные иллюстрации в книге, то можно увидеть, что они напечатаны очень маленькими, частично перекрывающимися цветными точками — офсетами. Офсеты хорошо видны на границах цветной печати и в местах с бледной краской.

Для подготовки печатных изображений используется цветовая модель CMYK (Cyan — Magenta — Yellow — blacK), базовыми цветами которой являются голубой, пурпурный и жёлтый цвета. Основные цвета этой модели подобраны так, чтобы соответствующие краски поглощали свет в достаточно узкой области спектра: голубая краска сильно поглощает красный цвет, пурпурная — зелёный, а жёлтая — синий.

Пространство цветовой модели CMYK также можно представить единичным кубом, где плотность закраски (или яркость базовых цветов) — это вещественные числа в диапазоне от 0 до 1 (рис. 3.11).

Рис. 3.11. Цветовой куб для CMYK-кодирования

В идеальном случае голубого, пурпурного и жёлтого цветов было бы достаточно для формирования на бумаге любого цвета. Однако реально существующие краски не идеальны, они не могут поглотить цветовые компоненты полностью. Если нанести все три краски на бумагу, то вместо чёрного получится тёмно-серый цвет. Поэтому, чтобы скорректировать цветовую гамму, используют четвёртую краску — чёрную. Именно поэтому в название цветовой модели CMYK добавлена буква К (blacK).

---

САМОЕ ГЛАВНОЕ

Графическая информация, так же как числовая и текстовая, хранится в памяти компьютера в двоичном коде. Для представления графического изображения в памяти компьютера предварительно его необходимо подвергнуть пространственной дискретизации и квантованию, что неизбежно приведёт к потере некоторой доли информации.

Векторный метод кодирования графической информации основывается на выделении в процессе дискретизации конечного количества областей пространства — графических примитивов (отрезков, многоугольников, кривых, овалов, дуг и др.).

Растровый метод кодирования графической информации основывается на выделении в процессе дискретизации конечного количества точек пространства — пикселей.

Для каждого элемента пространства (области, точки) сохраняется информация о его цвете. Всё многообразие цветов может быть получено с помощью трёх независимых цветов, взятых в некоторой пропорции.

Для сохранения информации о цвете каждой точки цветного изображения в модели RGB отводится 24 (режим True Color) или 16 бит (режим High Color).

Количество бит, используемое для хранения и представления цвета при кодировании одного пикселя растровой графики или видеоизображения, называется глубиной цвета (i)• Палитра (N) — количество цветов, которые могут быть использованы для воспроизведения изображения. Справедливо соотношение: N = 2ⁱ.

В режиме High Color может быть представлено 65 536 разных цветов, а в режиме True Color — 16 777 216. Такие цветовые палитры вполне реалистичны и «комфортны» для человеческого глаза.

---

Вопросы и задания

1. Почему при кодировании графических изображений всегда происходит потеря некоторого количества информации?

2. В чём суть векторного кодирования информации?

3. В чём суть растрового кодирования информации?

4. Какова физическая природа света?

5. Сформулируйте законы, наиболее важные для понимания сути цветовоспроизведения и цветового кодирования.

6. В чём состоит суть цветовой модели RGB?

7. Определите требуемый объём видеопамяти при заданных разрешении монитора и глубине цвета.

8. Для хранения растрового изображения размером 128 х 128 пикселей отвели 16 Кбайт памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

9. Определите объём видеопамяти компьютера, который необходим для реализации графического режима монитора True Color с разрешающей способностью 1024 х 768 точек.

10. В цветовой модели RGB для кодирования одного пикселя используется 3 байта. Фотографию размером 2048 х 1536 пикселей сохранили в виде несжатого файла с использованием RGB-кодирования. Определите размер файла.

11. Укажите минимальный объём памяти (в килобайтах), достаточный для хранения любого растрового изображения размером 64 х 64 пикселя, если известно, что в изображении используется палитра из 256 цветов. Саму палитру хранить не нужно.

12. Вы хотите работать с разрешением монитора 1920 х 1080 пикселей, используя 16 777 216 цветов. В магазине продаются видеокарты с памятью 512 Кбайт, 2 Мбайта, 4 Мбайта и 64 Мбайта. Какую из них можно купить для вашей работы?

13. В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 16 777 216 до 256. Во сколько раз уменьшится объём занимаемой им памяти?

14. Пусть используется режим High Color. Назовите цвет, который задаётся кодом:
1) 1111100000011111; 2) 0111101111101111.

15. Для кодирования цвета фона интернет-страницы используется атрибут bgcolor=“#XXXXXX”, где ХХХХХХ — шестнадцатизначное значение интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGB-модели.

16. Выясните, каким образом распределено количество битов по красной, зелёной и синей составляющим в 8-битной цветовой схеме. С чем связано такое распределение?

17. Назовите факторы, существенные для построения моделей цветопередачи RGB и HSB. Какими характеристиками цвета оперирует модель цветопередачи HSB?

18. Исследуйте окно «Изменение палитры» в графическом редакторе Paint. Какие модели конструирования цвета там представлены?

19. Краски каких цветов используются в цветном принтере? Почему для печати на цветном принтере нельзя использовать краски красного, зелёного и синего цветов?

20. Почему модель RGB считается аддитивной, а модель CMYK — субтрактивной цветовой моделью?

---

§ 14. Кодирование текстовой информации
§ 15. Кодирование графической информации
§ 16. Кодирование звуковой информации

---