V době, kdy počítače nebyly stále tak silné jako nyní, nemohl být vysloven žádný překlad obrazu na papír nebo film. Nyní se předpokládá, že takové objekty odpovídají analogové podobě. S nástupem nových technologií bylo možné digitalizovat (například pomocí skenerů). Výsledkem je tzv. Diskrétní forma obrazů. Ale jak je překlad grafiky z jedné formy do druhé? Stručně o podstatě takových metod a dalších bude popsána podrobně a jednoduše, aby každý uživatel pochopil, o čem se diskutuje.
Co je prostorové vzorkování v informatice?
Začněte, zvažte obecný koncept a vysvětlete jej v jeho nejjednodušším jazyce. Z jedné formy na jinou je grafický obraz transformován prostorovým vzorkováním. Chcete-li pochopit, co to je, zvažte jednoduchý příklad.
Pokud pořídíte jakýkoli obrázek napsaný v barvách akvarelu, je snadné vidět, že všechny přechody jsou hladké (spojité). Ale na naskenovaném obrazu, který byl vytištěn na inkoustové tiskárně, neexistují žádné přechody, protože se skládá z množiny malých bodů nazývaných pixely. Ukazuje se, že pixel je druh cihel, který má určité vlastnosti (například má vlastní barvu nebo odstín). Z těchto cihel a úplný obraz je tvořen.
Jaká je podstata metody prostorového vzorkování?
Hovoříme o tomPodstatou metody grafické transformace pomocí takových technologií je další příklad, který pomůže pochopit, jak to funguje. Digitalizované obrazy, které při naskenování, které jsou odvozeny na obrazovce počítačového monitoru, které při tisku mohou být porovnány s výskytem mozaiky. Jen zde, jako kus mozaiky stojí pixel. To je jeden z hlavních rysů všech moderních zařízení. Jak si dokážete představit, čím více takových bodů a čím menší je velikost každého z nich, tím hladší budou přechody. Nakonec je jejich číslo pro každé konkrétní zařízení, které určuje jeho rozlišení. V počítačích pro takovou charakteristiku se předpokládá, že počítá počet pixelů (bodů na palec) ve svislém i vodorovném směru.
Tak vzniká dvourozměrná prostorová mřížka, která se podobá obvyklému souřadnému systému. Pro každý bod v takovém systému můžete nastavit vlastní parametry, které se budou lišit od okolních bodů.
Faktory ovlivňující kvalitu kódování
Ale nejen výše uvedené příklady plně odrážejí způsob, jakým prostorové vzorkování funguje. Kódování grafických informací zohledňuje několik dalších důležitých parametrů, které závisí na kvalitě digitalizovaného obrazu. Aplikují se nejen na samotné obrázky, ale také na grafiku reprodukčních zařízení. Především jsou zde následující charakteristiky:
vzorkovací frekvence;; barevná hloubka. Vzorkovací frekvence
Vzorkovací frekvence se vztahuje k velikosti fragmentů, ze kterých je obraz vytvořen. Tento parametr lze rovněž nalézt v charakteristikách digitalizovaných obrazů, skenerů, tiskáren, monitorů a grafických karet. Je pravda, že je tu jedna chyba. Faktem je, že když zvýšíte celkový počet bodů, získáte vyšší frekvenci. Ale s tím se změní větší strana a velikost souboru se uloží do původního objektu. Abychom tomu zabránili, uměle udržuje úroveň údržby v jedné konstantní úrovni.
Pojem rozlišení
Tento parametr je již zmíněn. Pokud se však podíváte na výstupní obrazové zařízení, obraz se zde mírně liší.
Jako příklad parametrů pomocí prostorového vzorkování, zvažte skenery. Například ve specifikacích zařízení je rozlišení 1200 x 1400 dpi. Skenování se provádí přesunem pásky fotosenzitivních prvků podél naskenovaného obrazu. Ale první číslo označuje optické rozlišení zařízení (počet snímacích prvků v jeden palec pásu), a druhá se vztahuje k řešení hardwaru a určuje počet „mikroperemischen“ pásů snímacích obrazových prvků v průchodu jeden palec obrázky.
Barevná hloubka
před sebou, je dalším důležitým parametrem, který, aniž by plně pochopit, co prostorového vzorkování. Hloubka barev (nebo hloubka kódování)obvykle v bitech (stejným způsobem, a lze přičíst hloubky zvuku) a určuje počet barev, které byly použity při konstrukci obrazů, ale nakonec patří palytram (sady barev).
Například, pokud vezmeme v úvahu černobílý paletu, která obsahuje pouze dvě barvy (bez odstupňování šedé) informací, kódující každý z těchto bodů může být vypočtena podle tohoto vzorce, vzhledem k tomu, že N - celkový počet barev (v našem případě N = 2) a i - počet stavů, které mohou usnadnit každý bod (v tomto případě i = 1, protože jen dvě možnosti mohou buď černý nebo bílý). Proto NI = 2 1 = 1 bit.
kvantování
Prostorové vzorkování může také vzít v úvahu parametr nazývá kvantování. Co to je? V některých ohledech se podobá technice interpolace. Podstatou způsobu je, že hodnota referenčního signálu je nahrazen nejbližší sousední hodnoty pevné volby, který je uveden seznam kvantizačních úrovní.
Chcete-li lépe pochopit, jak se převedou grafické informace, podívejte se na obrázek výše. To představuje grafický výstup (analogový forma) obrazu pomocí zkreslení kvantizace a boční, nazvaný hluk. Na druhé fotografii můžete vidět zvláštní přechody. Jsou nazývány kvantifikační měřítko. Pokud jsou všechny přechody stejné, stupnice se nazývá jednotná.
Digitální kódování
Při přepočtu grafických informací je třeba vzít v úvahu, žeNa rozdíl od analogového signálu může kvantový signál přijímat pouze zcela určitý pevný počet hodnot. To jim umožňuje převést na sadu znaků a znaků, jejichž sekvence se nazývá kód. Konečná sekvence se nazývá kódové slovo.
Každé kódové slovo odpovídá jednomu kvantizačnímu intervalu a pro kódování se používá binární kód. V tomto případě je někdy nutné vzít v úvahu rychlost přenosu dat, která je výsledkem vzorkovací frekvence na délce kódového slova a vyjádřená v bitech za sekundu (bps). Zhruba řečeno, toto není nic víc než maximální počet binárních znaků přenášených za jednotku času.
Příklad výpočtu video paměti pro zobrazení rastrového obrazu na monitoru
Konečně další důležitý aspekt spočívá v tom, že jde o prostorové vzorkování. Rastrové snímky na monitoru jsou přehrávány podle určitých pravidel a vyžadují spotřebu paměti. Například monitor má grafický režim s rozlišením 800 x 600 dpi a 24bitovou barevnou hloubkou. Celkový počet bodů bude 800 x 600 x 24 bitů = 11520000 bitů, což odpovídá buď 1440000 bytům nebo 140625 kB nebo 137 MB.
Techniky komprese videa
Technologie prostorového odběru vzorků, jak je již zřejmé, se nevztahuje pouze na grafiku, ale také na obrazové obrazy, které lze v jistém smyslu připsat také grafickým (vizuálním) informacím. Je pravda, že digitalizace takového materiálu byla do určité míry provedena s omezenými možnostmi, od finálních souborůbyly tak obrovské, že nebylo vhodné je uchovávat na disku počítače (nezapomeňte alespoň výstupní formát AVI, který byl vyvinut současně odborníky společnosti Microsoft). S příchodem algoritmů M-JPEG, MPEG-4 a H 64 bylo možné snížit konečné soubory s redukčním faktorem 10-400 krát. Mnozí mohou namítnout, že komprimované videozáznamy budou mít nižší kvalitu než originál. V jistém smyslu je to tak. V takových technologiích je však možné snížit velikost ztrát a ztrát. Existují dvě hlavní metody, kterými se komprese provádí: intracavity a interaxid. Oba jsou založeny na vyloučení z obrázku duplicitních položek, ale nemá vliv, například změny jasu, barvy a tak dále. D., že v prvním, ve druhém případě je rozdíl mezi scénami v jednom rámu nebo mezi dvěma sousedy je malý, takže rozdíl v oko není zvláště znatelné. Když však odstraníte soubor výše uvedených prvků, je rozdíl mezi velikostí výstupu a výsledným obrazem velmi významný. Jednou z nejzajímavějších, i když spíše komplikovaných metod, která využívá prostorového vzorkování pro kompresi obrazů, je technologie nazvaná diskrétní kosinová transformace, navržená článkem Art. Chen v roce 1981. Je založen na matici, ve které jsou na rozdíl od výstupu, který popisuje pouze referenční hodnoty, zobrazeny hodnoty rychlosti jejich změny. To může být považováno za druh mřížky změn rychlosti ve svislém a horizontálním směru. Velikost každého blokuje určena technologií JPEG a má velikost 8 x 8 pixelů. Komprese se však vztahuje na každý jednotlivý blok, nikoliv na celý obraz. Rozdíl mezi zdrojem a konečným materiálem je tedy ještě méně patrný. Někdy v terminologii počítače se tato technika nazývá poddiskulování. Vedle jasu a barvy mohou být aplikovány výše popsané kvantování, ve kterém je každá hodnota děleno kosinové transformace koeficientů kvantování, které lze nalézt ve speciálních tabulkách odvozených z tzv psycho-fyzikálních testů. Vlastní tabulky odpovídají určitým skupinám bloků seskupeným podle aktivity (jednotný obraz, nestrukturovaný obraz, vodorovný nebo vertikální gradient atd.). Jinými slovy, každý blok má své vlastní hodnoty, které nejsou použitelné pro sousední nebo různé třídy.
Nakonec, po kvantování na základě kódu Huffman se provádí odstraňování redundantních koeficienty (snižování redundance), který poskytuje další kódování kódového slova s délkou menší než jeden bit na koeficientu (VLC). Dále je vytvořena lineární sekvence, pro kterou je použita metoda čtení cikcakem, která seskupuje hodnotu konečné matrice ve formě číselných hodnot a sekvencí nul. Ale oni to mohou být odstraněni. Jiné kombinace jsou komprimovány standardním způsobem. Odborníci obecně neodpovídají zvlášť kódování grafických informacíJPEG, protože mají řadu nedostatků. Za prvé, opakované uchování souborů vždy vede ke zhoršení kvality. Za druhé, vzhledem k tomu, že objekty kódované pomocí JPEG nemohou obsahovat průhledné oblasti, je možné tyto metody aplikovat na grafické obrazy nebo objekty scény umělecké grafiky pouze tehdy, jsou-li svisle a horizontální velikost nepřesahuje velikost 200 pixelů. V opačném případě bude velmi zřetelně vyjádřeno zhoršení kvality konečného obrazu. Je pravda, že algoritmy JPEG se staly základem pro technologii MPEG komprese, stejně jako pro mnoho konferenčních standardů vzorků H. 26X a H32X.
Namísto následného slova
Následuje stručné shrnutí všeho, co se týká pochopení problémů týkajících se transformace analogové formy grafiky a videa na diskrétní (analogicky se tyto techniky používají pro zvuk). Popsané technologie jsou poměrně složité pochopit průměrný uživatel, ale některé důležité součásti základních technik mohou být stále pochopeny. Neřešila problém instalace monitorů, aby získala nejkvalitnější obraz. Nicméně, ze zajímavé otázky pro nás, může být poznamenáno, že nastavení maximální oprávnění není vždy možné, protože nadhodnocené parametry mohou vést k selhání zařízení. Totéž platí pro obnovovací frekvenci obrazovky. Je lepší použít hodnoty doporučené výrobcem nebo ty, které nabízí operační systém po instalaci příslušných ovladačů a řídicího softwaru.použijte výchozí nastavení Pokud jde o vlastní skenování a konverzi informací z jednoho formátu do druhého, použijte speciální programy a převodníky, ale aby se zabránilo snížení kvality, nejvyšší možnou kompresi snížit výsledný soubor, to je lepší, aby se zapojili. Tyto metody lze použít pouze v případech, kdy je třeba ukládat informace na média s omezenou kapacitou (například CD /DVD). Ale pokud je dostatek místa na pevném disku nebo vytvořit prezentaci bude vysílat na velké obrazovce nebo tisk fotografií s moderním vybavením (fototiskárny se nepočítají), kvalita je lepší, aby zanedbávat.
