Презентация "Графическое представление информации" (11 класс) по информатике – проект, доклад

Графическое представление информации.

Выполнила :ученица 11 класса Котоян Ирина. Руководитель: учитель информатики Скульбеда Н.И.

МОУ «Новоархангельская СОШ»

2006 год

Цель:

рассказать о графическом представлении информации; показать, как кодируется графическая информация в компьютере; научить вычислять объем видеопамяти; научить вычислять цветность компьютера.

Почему трава зеленая. Как мы видим цветные изображения. Цветное изображение монитора. Кодирование цвета. Вычисление цветности изображения. Вычисление размера видеопамяти.

СОДЕРЖАНИЕ

Почему трава зеленая

Известно,что белый цвет представляет собой смесь цветов, Это легко увидеть, если пропустить луч света через стеклянную призму, Так как разные цвета имеют разные углы преломления, то мы увидим все составляющие белого цвета по отдельности, Условно эти цвета разбивают на семь групп(«цвета радуги»)

Белый цвет

Белый цвет ≠ 7 цветов

В семь групп собраны все оттенки красного, оранжевого, зелёного, голубого, синего и фиолетового цветов. На рисунке каждая группа условно изображена одним «чистым» цветом.

В солнечном свете мы видим траву зеленой, потому что она отражает зеленый цвет и он попадает в наши глаза, а остальные цвета- поглощает. А песок выглядит желтым ,потому что он отражает только желтый цвет, а остальные поглощает .

Мы видим свет, когда он попадает на светочувствительные клетки глаза (сетчатку).

Отвечают за черно- белое вечернее и ночное зрение

Отвечают за цветное зрение

Состав колбочек

Информация от колбочек поступает в зрительный нерв, где суммируется, и человек видит цвет, как смесь красной, зелёной и синей составляющей.

Какой именно оттенок мы видим, зависит от пропорций, в которых смешиваются основные цвета. Смешивая в равных количествах красную, зеленую и синюю краску, получаем белый цвет

Белый

Красный 100% Зеленый 100% Синий 0%

Желтый

Состав белого и желтого цветов

Пурпурный

Состав пурпурного и голубого цветов

Голубой

Красный 0% Зеленый 100% Синий 100%

Красный 100% Зеленый 100% Синий 100%

Красный 100% Зеленый 0% Синий 100%

Цветное изображение на экране монитора также получается смешиванием красок.

Система кодирования цвета при помощи трех составляющих- красной, зелёной и синей- носит название RGB.

Число возможных цветов на экране компьютера зависит как от физических характеристик самого монитора, так и от количества памяти, расположенной на видеокарте. Монитор можно настроить на разные режимы работы.

Пусть каждый из трех образующих цветов либо участвует в образовании цвета, либо нет. Тогда для кодирования интенсивности красного, зеленого или синего цветов достаточно двух значений: 0- цвета нет, 1- цвет есть. При таком кодировании получается палитра из 8 цветов.

Цветное пятно получается наложением RGB-лучей трех прожекторов. Пусть каждый прожектор имеет два состояния: выключен и включен. Сколько цветов на экране смогут создать такие прожекторы?

Вычисление цветности монитора

Если прожектор один, то он создает два цвета (один из них черный).

Пусть каждый прожектор имеет два состояния: выключен и включен. Сколько цветов на экране смогут создать такие прожекторы?

Пусть теперь прожекторов два. В каждом состоянии первого второй может быть выключен или включен.

Получается, что двумя прожекторами можно получить четыре цвета: каждое из двух состояний первого прожектора «умножается» на два состояния второго.

Вычисление цветности.

Цветность вычисляется перемножением трех чисел, задающих количество возможных состояний для каждого прожектора.

Пусть число вариантов интенсивности каждой RGB- компоненты равно k.Получаем универсальную формулу для вычисления цветности С:

C=k*k*k=k3

Вычисление размера видеопамяти

Сначала определим, сколько бит потребуется для кодирования k состояний одной RGB-компоненты. Пусть k=2 (прожектор выключен, прожектор включен). Для кодирования этих состояний прожектора достаточно одного бита.

Два состояния прожектора

Три состояния прожектора

Для k=3 потребуется 2 бита.

Четыре состояния прожектора

Двух битов достаточно для кодирования и четырех состояний.

Пять состояний прожектора

А вот для кодирования 5 состояний двух битов уже мало.

Число битов, необходимых для кодирования k состояний, равно числу двоичных разрядов в двоичной записи числа (k-1).

Алгоритм вычисления размера видеопамяти

Путь монитор работает в разрешении w x h, и каждая RGB-компонента может быть в одном из k состояний. Определить v-размер необходимой видеопамяти. 1.Определим число бит для кодирования одной компоненты. Для этого запишем число k-1 двоичным кодом и подсчитаем число получившихся двоичных разрядов b. 2.Определим число бит, необходимых для кодирования одного пикселя: p=3b(кодирование трех компонент). 3.Определим размер видеопамяти:V=pwh

Пример.

Подсчитаем необходимый размер видеопамяти для разрешения 640*480, если каждая RGB-компонента имеет 6 градаций интенсивности

Дано: k=6, w=640, h=480

1.Определим число бит для кодирования одной компоненты. Для этого запишем число k-1=5 двоичным кодом и подсчитаем получившееся число двоичных разрядов: 5=101, b=3

2.Определим число бит, необходимых для кодирования одного пикселя: p=3*3=9 бит.

3.Определим размер видеопамяти: V=9*640*480=2 764 800 бит =345 600 байт

Режимы работы монитора

Как правило, монитор может работать в разных цветовых режимах. Обычный режим для современного компьютера- «True Color (24 бита)»

Английское выражение «True Color» переводится как «естественные цвета». Каждый составляющий RGB-цвет кодируется в этой палитре 8 битами. Для трех цветов получается 24 бита на один пиксель

Восьмью битами можно кодировать числа от 0 до 255, то есть всего можно закодировать 256 значений. Подсчитаем, сколько цветов вмещается в 24-битную палитру и сколько видеопамяти потребуется для хранения полного экрана монитора с разрешением 1024 х 768. Число цветов определяется перемножением числа вариантов RGB-составляющих. Получается: 256*256*256=16 777 216. Объем памяти: 24*1024*768=18 874 368 бит. В килобайтах получается: 7 372 800 /8 /1024=2304 Кб, что составляет 2,25 Мб

RGB-модель, основанная на физических свойствах света, не слишком удобна для практического цветового конструирования. Поэтому все графические редакторы снабжаются перцепционной(ориентированной на восприятие) системой светового кодирования HSB. В этой системе в качестве цветовых координат выступают: Цветовой тон или оттенок (Hue) Насыщенность или контрастность(Saturation) Яркость(Brightness) показано окно HSB-конструирования цвета из редактора Paint.

конструирование цвета

Перемещение движка цвета по горизонтали меняет оттенок(H), по вертикали- контрастность(S). Перемещение треугольного движка (по отдельной вертикальной линейке) меняет яркость(В). Оттенок(тон) – это цвет на радуге. Контрастность(насыщенность)-это содержание в цвете серой примеси. Цвет максимальной насыщенности не содержит серого вообще, а при нулевой насыщенности-все цвета серые. Яркость-это интенсивность, с которой излучается цвет. При максимальной яркости все цвета превращаются в белый цвет, при нулевой - в черный.

Сначала выбирается цвет на радуге(слева направо), потом устанавливается его контрастность(сверху вниз), а затем отдельным движком задается яркость.

1) Выбор оттенка(H)

2)Выбор контраста(S)

3)Выбор яркости(В)

Алгоритм подбора цвета показан на рисунке

Рекомендации по работе с цветом

Человеческий глаз устроен таким образом, что одни и те же цвета могут восприниматься по-разному. При уменьшении площади, которую занимает цвет, оттенки становятся малоразличимыми, и цвета визуально «теряют» насыщенность. Это особенно хорошо заметно на цветных текстах

Буквы того же цвета, что и прямоугольник

Практическая рекомендация: для объектов с маленькими закрашенными площадями нужно выбирать яркие цвета (6 основных цветов на радуге плюс белый и черный цвета),а для сложных цветов со слабонасыщенным тоном- использовать большие площади

Буквы ярких цветов

Черный и белый цвета являются особыми цветами. Их нет в радуге, а в то же время любой цвет превращается в черный при уменьшении яркости до нуля и в белый при увеличении яркости до максимального значения. Эти цвета наиболее часто используются в дизайне, так как они хорошо сочетаются с большинством других цветов.

Выбор яркости(В)

Сочетаемость цветов

Если вы чувствуете себя не совсем уверенно в цветовом пространстве- возьмите за основу черный и белый цвета, добавьте к ним красный-эта палитра вас не подведет

Визуальное изменение цвета

Цвета расположенные рядом, выглядят несколько иначе, чем взятые по отдельности, кроме того, вид цвета зависит от площади, которую он занимает. Например, маленький объект тускло-синего цвета внутри большого яркого- зеленого приобретает зеленый оттенок.

Изменение цвета на границах областей

На границах цвета меняют свой вид. Темный цвет рядом со светлым становится еще темнее, а светлый –ярче.

Литература.

А.А.Дуванов «Основы web-дизайна и школьного «сайтостроительства» Газета «Информатика», 2005 г, №21 А.Г.Гейн «Информатика» , 2001г