Изображение на экране монитора формируется из отдельных точек — пикселей. Точки расположены на экране ровными рядами.
Пиксель — это минимальный и неделимый элемент (точка), из которого состоит изображение на экране монитора.
Пространственное разрешение монитора — это произведение количества строк изображения на количество точек в строке.
Размер графической сетки обычно представлен в форме произведения числа точек в строке на число строк: M×N, где (M) — число точек в строке, (N) — число строк.
Например, если изображение состоит из (1080) строк и в каждой строке (1920) пикселей, то его разрешение
1920×1080
.
Размер монитора характеризуется длиной его экрана, выраженной в дюймах ((1) дюйм (=)(2,54) см). Мониторы бывают с диагональю 15, 17, 19 и более.
Изображение высокого разрешения. Чем меньше размер пикселя, тем чётче изображение.
Изображения низкого разрешения.
Источники:
https://pixabay.com/photos/cat-tabby-face-whiskers-pet-1508613/
Количество информации в изображении можно измерить. Для этого изображение разбивают на отдельные маленькие фрагменты (пиксели). Каждому пикселю, формирующему изображение, назначается определенный цвет. Система растровых изображений использует RGB матрицу, т.е. три цвета, красный, зеленый и синий. Цвет каждого пикселя зависит от яркости этих цветов. Этот процесс называют пространственной дискретизацией изображения. Изображение, сформированное таким способом, называют растровым.
Качество такого изображения зависит от двух параметров- количество пикселей и количество цветов в палитре.
Кодирование цвета точки.
С количеством цветов в палитре связана глубина цвета.
N = 2i
где N – количество цветов в палитре, i – глубина цвета(бит), длина двоичного кода, который используется для кодирования цвета пикселя.
Согласно этой формуле сформируем таблицу:
Количество цветов в палитре 2 4 8 16 32 64 128 256 65536 16 млн
Глубина цвета (бит) 1 2 3 4 5 6 7 8 16 24
Задача 1. Найдите глубину цвета изображения, если количество цветов в палитре 8.
Дано: Решение:
N=8 2i=N => 2i=8 => 23=8 =>i=3(бит)
i-?
Задача 2. Найдите количество цветов в палитре, если глубина цвета изображения 7.
Дано: Решение:
i=7 2i=N => 27=N => 27=128 =>N=128(цветов)
N-?
Формула для определения количества информации в изображении:
I = K · i
где I – информационный объем изображения, i – глубина цвета, K – размер растрового изображения.
К = M×N , где M — число точек в строке, N — число строк.
Пример: Разрешение монитора 1920×1080 означает, что изображение на его экране будет состоять из 1080 строк, каждая из которых содержит 1920 пикселей.
Задача 3. Какой объём информации занимает растровое изображение размером 1024 х 512 пикселей с глубиной цвета 8 бит.
Дано: Решение:
К=1024*512 пикселей I = K · i = 1024*512 · 8 = 4194304 бит= 4194304 бит/8/1024= 512 Кбайт
i=8 бит
I-?
Задача 4. Размеры растрового графического изображения 800 х 600 точек. Количество цветов в палитре 16 млн. Определить информационный объём изображения.
Дано: Решение:
К=800*600 пикселей I = K · i
N=16 млн 2i=N => 2i=16 млн => 224=16 млн=>i=24(бит)
I-? I = K · i = 800*600 · 24 = 11520000 бит= 11520000 бит/8/1024/1024= 1,37 Мб
Информатика
7 класс
Урок № 10
Формирование изображения на экране компьютера
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:
- Понятия: пространственного разрешения монитора, глубины цвета, пикселя.
- Знакомство с цветовой моделью RGB.
- Формулы для нахождения объёма памяти и количества цветов в палитре.
- Решение типовых задач.
Тезаурус:
Пиксель – наименьший элемент дисплея, формирующий изображение.
Пространственное разрешение монитора – это количество пикселей, из которых складывается изображение на экране.
Глубина цвета – длина двоичного кода, который используется для кодирования цвета пикселя.
Цветовая модель RGB: Red – красный, Green – зелёный, Blue – синий.
Формулы, которые используются при решении типовых задач:
N = 2i
I = K · i
где N – количество цветов в палитре, i – глубина цвета, K – количество пикселей в изображении, I – информационный объём файла.
Основная литература:
- Босова Л. Л. Информатика: 7 класс. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2017. – 226 с.
Дополнительная литература:
- Босова Л. Л. Информатика: 7–9 классы. Методическое пособие. // Босова Л. Л., Босова А. Ю., Анатольев А. В., Аквилянов Н.А. – М.: БИНОМ, 2019. – 512 с.
- Босова Л. Л. Информатика. Рабочая тетрадь для 7 класса. Ч 1. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2019. – 160 с.
- Босова Л. Л. Информатика. Рабочая тетрадь для 7 класса. Ч 2. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2019. – 160 с.
- Гейн А. Г. Информатика: 7 класс. // Гейн А. Г., Юнерман Н. А., Гейн А.А. – М.: Просвещение, 2012. – 198 с.
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Когда мы включаем компьютер, перед нами открывается рабочий стол – картинка на экране монитора. А задумывались ли мы когда-нибудь, как формируется изображение на экране монитора, сколько цветов оно может в себя включать? Скорее всего, нет. Вот сегодня на уроке мы узнаем, как формируются такие изображения, познакомимся с понятием пространственное разрешение монитора, выясним, из каких базовых цветов строятся изображения и введём новое понятие – глубина цвета.
Так вот, изображение на экране монитора образуется из отдельных точек, которые называются пикселем, что в переводе с английского означает элемент изображения. Эти точки на экране монитора образуют строки, а всё изображение строится из определённого количества таких строк.
Общее количество пикселей, из которых складывается изображение на экране монитора, называется пространственным разрешением монитора. Чтобы его определить, нужно количество строк изображения умножить на количество точек в строке.
Пространственное разрешение монитора может быть различным: 800 на 600, 1280 на 1024. Это означает, что изображение на экране монитора состоит из 800 строк, каждая из которых содержит 600 пикселей.
Чем больше маленьких точек в изображении, тем чётче оно будет выглядеть – это изображение высокого разрешения. А изображение низкого разрешения состоит из меньшего количества крупных точек, и поэтому оно получается нечётким.
На самом деле пиксель – это три очень маленьких точки красного, зелёного и синего цвета, но они расположены настолько близко друг к другу, что наши глаза воспринимают их как единое целое. Пиксель принимает именно тот цвет, который является наиболее ярким. Именно из этих трёх цветов образуется цветовая модель RGB. Название такое она получила неспроста, это первые буквы английских названий цветов: Red – красный, Green – зелёный, Blue – синий.
В этой цветовой модели каждый базовый цвет имеет один из 256 уровней интенсивности. Если менять яркость базовых цветов, то можно увидеть, как меняется окраска картинки.
Первые цветные мониторы могли использовать лишь восемь цветов: чёрный, синий, зелёный, голубой, красный, пурпурный, жёлтый и белый. Каждый цвет кодировался цепочкой из трёх нулей и единиц, то есть, трёхразрядным двоичным кодом.
Современные же компьютеры имеют достаточно большую палитру, где количество цветов зависит от того, сколько двоичных разрядов отводится для кодирования цвета одного пикселя.
Длина такого двоичного кода, который можно использовать для кодирования цвета пикселя, называется глубиной цвета.
Количество цветов в палитре связано с глубиной кодирования формулой N = 2i.
Изображения в памяти компьютера хранятся в виде файлов, их информационный объём вычисляется как произведение количества пикселей, имеющихся в изображении, и глубины кодирования: I = K · i.
Решим такую задачу.
Рассчитайте объём файла графического изображения, который занимает весь экран монитора с разрешением 800 на 600 и палитрой 256 цветов.
Так как палитра состоит из 256 цветов, то можно рассчитать глубину цвета по формуле N = 2i. Получаем глубину цвета равную восьми.
Теперь, по формуле I = K · i, найдем объём файла.
Объём получился 3840000 бит, переведём его в килобайты, для этого
3840000 разделим на 8 и разделим на 1024. Получилось примерно 469 Кб.
Решение:
Дано:
N = 256
K = 800 · 600
I = ?
Решение:
N = 2i
256 = 2i, i = 8 бит
I = K · i
I = 800 · 600 · 8 = 3840000 бит = 3840000 : 8 : 1024 = 469 Кб
Ответ: 469 Кб.
Итак, сегодня мы узнали, как формируются изображения на экранах мониторов, познакомились с понятием пространственное разрешение монитора. Выяснили, что каждый пиксель имеет определённый цвет, отсюда формируется цветовая модель RGB. Познакомились с новой величиной, такой как глубина цвета. Записали формулы для решения задач по новой теме.
Цветовая модель HSB
При работе в RGB работа режимов наложения цветового тона, насыщенности и яркости базируется на модели HSB. Заглавные буквы здесь не соответствуют никаким цветам.
Hue переводится как Цветовой тон, Saturation – Насыщенность, Brightness – Яркость.
Все цвета располагаются по кругу, и каждому соответствует свой градус.
Работая с насыщенностью, мы как бы добавляем в спектр белой краски, поэтому она становится хуже, картинка делается более блёклой.
Работая с яркостью, в спектр добавляется больше чёрного цвета. И чем его больше, тем рисунок становится более тёмным, яркость уменьшается.
Цветовой тон при этом остаётся прежним.
Перемещая ползунок, мы регулируем яркость, если двигаем его по горизонтали, то изменяется насыщенность, а сам цвет не меняется
Основной задачей данной модели является правка оттенков выбранных цветов.
Модель HSB – это пользовательская цветовая модель, которая позволяет выбирать цвет традиционным способом. Она намного беднее рассмотренной ранее RGB, так как позволяет работать всего лишь с 3 миллионами цветов.
Разбор решения заданий тренировочного модуля
№1.
Сколько цветов будет содержать палитра, если на один пиксель отводится 3 бита памяти?
Дано:
i = 3 бита
N = ?
Решение:
N = 2i
N = 23 = 8.
Ответ: 8 цветов в палитре.
№2.
Найдите объём видеопамяти растрового изображения, занимающего весь экран монитора с разрешением 1024×768, и глубиной цвета данного изображения 32 бита. Ответ должен быть выражен в Мб.
Дано:
К=1024×768
i = 32 бита
I=?
Решение:
I = K · i
I = 1024 · 768 · 32 = 25165824 бит = 3145728 байт
3072 Кб = 3 Мб.
Ответ: 3 Мб.
№3.
Сравните размеры памяти, необходимые для хранения изображений: первое изображение 8-цветное, его размер 32×64 пикселей, второе изображение 32-цветное, его размер 64×64 пикселей.
Решение:
Первое изображение 8-цветное, т. е. 8 = 2i , следовательно, i = 3 бита на один пиксель.
Найдём I1 по формуле: I = K · i, т. е. 32 · 64 · 3 = 6144 бита.
Второе изображение 32-цветное, т. е. 32 = 2i, следовательно, i = 5 бит на один пиксель.
Найдём I2 по формуле: I = K · i, т. е. 64 · 64 · 5 = 20480 бит.
Второе изображение больше первого на 14336 бит, или 1792 байта, или на 1,75 Кб.
Ответ: второе изображение больше первого на 1,75 Кб.
Интересная задачка, попробуем подойти творчески. Решим предварительно: (71 + 1) * (71 — 1) = 72 * 70 = 5040. Какая либо перемена одного пикселя в самом теле пока ещё неравенства (но это ненадолго) роли никак не играет, значит ищем ошибочный пиксель в конечном ответе. Без вспоминания школьного курса будет сложно, но вспомнить можно.
И, вспоминаем такое понятие как факториал. Произведение всех чисел от одного до Х. 1*2*3…Х! В математике выражается через знак восклицания. Факториал семёрки = 5040, или 7! = 5040.
В последней единичке гасим второй пиксель снизу, чтоб получился знак восклицания, и тогда равенство становится верным.
Обновлено: 28.05.2023
Изображение на экране монитора формируется из отдельных точек — пикселей. Точки расположены на экране ровными рядами.
Пиксель — это минимальный и неделимый элемент (точка), из которого состоит изображение на экране монитора.
Пространственное разрешение монитора — это произведение количества строк изображения на количество точек в строке.
Размер графической сетки обычно представлен в форме произведения числа точек в строке на число строк: M × N , где (M) — число точек в строке, (N) — число строк.
Например, если изображение состоит из (1080) строк и в каждой строке (1920) пикселей, то его разрешение 1920 × 1080 .
Размер монитора характеризуется длиной его экрана, выраженной в дюймах ((1) дюйм (=)(2,54) см). Мониторы бывают с диагональю 15, 17, 19 и более.
Пиксели являются важной составляющей любого дисплея, из них состоит любая картинка, которую вы видите на своем мониторе или смартфоне.
Это несомненно важный термин, значение которого следует знать каждому. Ведь при выборе нового монитора, телевизора или смартфона вы несомненно столкнетесь с ним, читая в характеристиках про разрешение их дисплея/монитора.
В материале о том, как сделать скриншот на компьютере, мы уже затрагивали смежную тему пикселей. Сейчас вы узнаете, что это такое и сможете легко в них разобраться.
Что такое пиксель
Пиксель (pixel) — это минимальная единица, элемент, из чего состоит изображение — точка определенного цвета, которая выводится на экране в заданном месте. В зависимости от типа дисплея на котором он выводится зависит его форма и подача цвета. Обычно может быть трех основных цветов: синего, красного и зеленого, светящихся с разной интенсивностью, что позволяет видеть нам богатую цветовую палитру. Но, бывает и других форм, и цветов.
По сути — это точки из которых строится все изображение, которое мы видим на экране. Совокупность их цвета и места расположения — создает картинку на любом устройстве, на котором есть дисплей, кроме векторных мониторов (это редкость).
Экран дисплея состоит из определенного количества ячеек для вывода пикселей, выглядит это, как сетка или соты. Количество таких ячеек по горизонтали и вертикали на дисплее называется разрешением дисплея/экрана. Чем выше разрешение монитора — тем выше четкость выводимой на нем информации.
Pixel обычно имеет квадратную форму, но в цифровых форматах NTSC и PAL он может быть прямоугольным. Также, бывает и круглой формы.
Как работает вывод пикселей на мониторе
Как уже писалось выше — матрица дисплея состоит из определенного количества ячеек для вывода пикселей. Это называется физическое разрешение экрана. Это может быть: HD (1280х720), Full HD (1980х1080), 4K (3840х2160) и т.д. Соответственно от этого зависит на сколько высокого разрешения — качества, будет выводится на нем контент. Например, на Full HD мониторе идеальным для вывода контентом будет — 1920х1080 точек на дюйм.
Чтобы картинка выводилась на ваш экран правильно, ее обрабатывает видеокарта или видеочип устройства, с которого вы ее смотрите. Если разрешение изображения меньше, чем самого экрана, то происходит процесс сглаживания и растягивания картинки до нужных размеров. Качество при этом выводимой информации падает — резкость уменьшается, т.к. деталей становится меньше.
Что такое мегапиксель
Мегапиксель (Мп, Mpx, megapixel) — это один миллион пикселей. Термин часто используется для обозначения количества пикселей в получаемых снимках и видео у фото/видео камер.
Так, например, фото размером в 4032х3024 с которым фотографирует iPhone 7 равняется 12 мегапикселям (просто умножьте количество по горизонтали на кол-во по вертикали). Поэтому при выборе такой техники — выбирайте модель с большим количеством МП.
Пиксели картинки
Любая растровая графика состоит из мелких пиксельных точек, при увеличении их можно увидеть. Чем больше их содержит картинка — тем более она детализирована и будет выглядеть качественной на экране любого разрешения. На скриншоте снизу вы можете увидеть, как выглядит Pixel при увеличении.
Также, важно понимать, что любое изображение, видео или другая информация, которую вы видите на своем экране выводится в виде растровой графики — картинки, которая разбита на точки, расположенные на дисплее в определенной последовательности и цвете.
Размер пикселя
Pixel является простой точкой. Его размер, который вы видите на экране своего девайса, зависит от поддерживаемого разрешения дисплея. Чем больше экран и чем меньше его разрешение — тем больше будет физический размер пикселя. Соответственно, также это работает и в другую сторону — точка будет малюсенькой на мелком экране с высокой плотностью.
Человеческий глаз не идеален, поэтому нет смысла гнаться за высоким разрешением. Вы практически не увидите разницы на телевизоре 43 дюйма в Full HD и 4К с расстояния двух метров. Разница настолько незначительна, что если вы ее и заметите, то будете обращать на это внимание лишь первые несколько минут. А вот искать контент соответствующего размера придется, так, если на 4К запустить просто Full HD или еще хуже, к примеру, HD Ready — то картинка будет размытой.
Наверное, вы замечали, что в телефоны с маленькими экранчиками зачем-то ставят матрицы с огромным разрешением. Этот маркетинговый ход, который говорит нам, что картинка так будет лучше, качество тоже и т.д. — отлично помогает компаниям замедлять старые девайсы и делать так, чтобы вы бежали за новым телефоном. Ведь, чем выше плотность выводимых точек на дюйм — тем больше ресурсов будет требоваться от начинки аппарата для его обработки. А смысла в этом практически нет — разница абсолютно незначительна.
Так, одна и та же картинка, в одном разрешении и выводимом физическом размере 1 к 1 на двух девайсах может выглядеть совершенно по-разному. На телефоне это будет мыльное изображение в 640х480px, а на мониторе компьютера с Full HD — вполне себе нормально смотреться.
Если вы покупаете, какое-либо фото/видео записывающее устройство, то берите модель, которая обладает более совершенной камерой с большим количеством мегапикселей. Так можно быть точно уверенным, что картинка, сделанная ими будет выглядеть отлично на любом устройстве.
Разрешение изображения — что это
Разрешение изображения (фото, картинки) — это плотность пикселей из которого оно состоит в их количестве по вертикали и диагонали. От этого параметра будет зависеть насколько четкой и детализированной будет картинка. Это важный момент при выборе камер и других устройств, делающих фотографии или сканы.
Разрешение картинки, фотографии бывает самым разным, на данный момент с появлением мониторов с большим разрешением экрана, следует выбирать соответствующий контент. А устройства делающие снимки — с хорошей камерой с большим количество мегапикселей. Чтобы на фото пиксели были не видны — учитывайте этот момент.
В заключение
Вот вы и узнали, что такое пиксель это в информатике. Как видите все довольно легко и просто, в следующих статьях будут еще детальные статьи по данном теме, так что — заходит почаще!
Пиксель — это сокращенное название «Picture Element», то есть элемент картинки, изображения. Можно считать, что это атом изображения. Под кодом пикселя можно понимать его битовую структуру в памяти. В зависимости от режима отображения битовая структура в памяти определяет в основном глубину цвета. Чем больше бит в пикселе, тем более точнкая цветовая градация в нем может быть заложена.
Пикселы могут трансформироваться при выводе на экран в пикселы мониторов, которые представляют триумверат светоизлучающих элементов (красный, зеленый, синий). Между пикселами в памяти и на экране соответствие «один к одному» может не соблюдаться. Как правило, это снижает качество изображения при просмотре.
При выводе на принтеры о пикселах можно говорить только условно. Поскольку там применяется принцип растеризации, при котором один пиксел разлогается на ряд печатаемых точек, которые могут налагаться друг на друга. В мониторах пикселы никогда не налагаются друг на друга.
Любое графическое изображение в компьютерах независимо от способа его получения представляется в конечном итиоге пикселами. Одним из способов получения графических изображений является цифровое фото. В цифровых камерах структура пикселов, их количество и соотношение по горизонтали и вертикали определяется используемыми в них сенсорными матрицами.
Пиксель — минимальная единица экрана, точка. А код пиксела — это цвет, закодированный в RGB
Пиксель — минимальный элемент любого растрового двумерного изображения. Это точка, которая имеет определенный цвет и местоположение.
Название «пиксель» (или пиксел) — сокращение от piсture element, элемент изображения. В русскоязычной литературе лет 20 назад можно было увидеть сокращение элиз, но оно не прижилось.
Также пикселем называют элементы матрицы дисплеев и цифровых датчиков изображения (хотя для датчиков лучше подходит сенсель — сенсорный элемент).
Что такое растровое изображение
Пиксели объединяют в растровые изображения. Это матрицы (двумерные таблицы), которые состоят из клеток-пикселей.
В каждом растровом изображении определенное количество точек по горизонтали и по вертикали. Все столбцы включают одинаковое количество пикселей. Как и все строки.
Важно, что пиксель неделимый. Если в атоме можно выделить ядро и электроны, то с пикселем такой номер не пройдет. Сделать из одного пикселя несколько (например, при увеличении картинки) может только специальный алгоритм. Но тогда, по сути, это будут уже элементы нового изображения — и также неделимые.
Разве бывают не растровые изображения? Да, векторные. Это скорее набор формул, по которым рисуются линии и заполняются пространства между ними. Векторное изображения можно уменьшить или увеличить без потери качества. Когда же вы растягиваете растровое изображение, появляется зернистость и дефекты — как если бы вы, к примеру, составили свой портрет из крупных кубиков вместо мелких деталей Lego.
Что такое разрешение изображения
Разрешение изображения определяют в пикселях. Вы могли встречать два варианта:
ширина и высота картинки, например, 1920х1080 пикселей;
плотность пикселей — например, 300 пикселей на дюйм (ppi — pixels per inch).
В первом случае всё понятно: цифры показывают, сколько пикселей в строке, а сколько — в столбце. Если же говорят о плотности, то представляют квадрат со стороной в один дюйм (2,54 см) и считают, сколько пикселей в нем поместится (на площади, а не по одной стороне).
Чем выше разрешение, тем лучше детализировано изображения, тем больше деталей можно рассмотреть. Тем мельче физический размер самого пикселя, а значит, можно передать тончайшие линии и мягкие переходы цвета.
Именно поэтому производители смартфонов, телевизоров и другой техники делают такой акцент на больших цифрах. Но дело в том, что человеческий глаз не способен воспринять больше 300 пикселей на дюйм. Изображение такого разрешения и выше он видит цельным и не разделяет на отдельные точки. Но если повышать разрешение, мы этого не увидим — только переплатим.
Какой формы пиксель
Из уроков математики мы знаем, что у точки нет ни формы, ни размера. Это лишь абстракция. Круглые точки потому, что такой след оставляет грифель карандаша или стержень ручки.
В цифровом растровом изображении пиксели считаются квадратными. Ведь это ячейки таблицы, которые расположены в вертикальных столбцах и горизонтальных строках строго друг за другом.
Пиксели на экранах устройств могут иметь разную форму — всё зависит от технологии производства экрана. Обычно один пиксель отображается с помощью трех цветных элементов (красного, зеленого и синего), которые могут светиться с разной интенсивностью. Форма и расположение этих элементов бывают разными. Также порой для корректной цветопередачи используется два элемента красного цвета, один зеленый и один синий; комбинации могут быть и другими.
Но логически пиксели всё равно представляют в виде квадратов. Так проще и понятнее.
Читайте также:
- Уход за суккулентами в домашних условиях кратко
- Университеты и университетское образование кратко
- Гормоны печени и их функции кратко
- Перспективы развития асеан кратко
- Основные проблемы возникающие в период адаптации к условиям обучения в средней школе