Компьютерная графика

Кафедра

Кафедра Основные принципы работ мониторов

информатики

информатики

Основы компьютерной графики

УГАТУ

на основе ЭЛТ

УГАТУ

1.

Основные принципы работ мониторов.

1.1. Основные принципы работ мониторов на основе ЭЛТ.

1.2. Основные принципы работ ЖК мониторов.

2.

Виды компьютерной графики

2.1. Растровая графика

2.2. Векторная графика

2.3. Фрактальная графика

2.4. Трёхмерная графика (3D)

3.

Сжатие информации

4.

Форматы графических данных

Люминофорный слой состоит из очень маленьких элементов, которые воспроизводят

основные цвета. Фактически имеется три типа разноцветных частиц.

Люминофор начинает светиться под воздействием ускоренных электронов, которые

создаются тремя электронными пушками. Пучок электронов инициирует свечение на

различных частиц люминофора, с различной интенсивностью комбинируется, в результате

чего формируется изображение с требуемым цветом.

1

2

Кафедра

Теневая маска

Кафедра

Теневая маска

информатики

информатики

УГАТУ

УГАТУ

Электронный луч достигает экрана, пройдя через теневую маску, которая

Под величиной зерна понимается расстояние между соседними

может иметь различную (точечную или линейную) структуру. Теневая маска,

точками одного цвета.

выполненная из тонкого сплава инвара (invar, сплав железа и никеля) и

Минимальное расстояние между люминофорными

направляет электронный луч на флуоресцирующий материал определенного

элементами одинакового цвета называется DPI - Dot Per

цвета.

Inch (или шаг точки) и является индексом качества

Распространенные типы масок - теневые, а они бывают двух типов:

изображения. Шаг точки обычно измеряется в

"Shadow Mask" (теневая маска) и "Slot Mask" (щелевая маска).

миллиметрах (мм). Например, DPI монитора 14" в

режиме VGA (640 точек по горизонтали) составляет 65

Shadow Mask

используется, помимо мониторов от

SLOT MASK

NEC (где ячейки эллиптические), в

мониторах Panasonic с трубкой PureFlat

(ранее называвшейся PanaFlat)

Применяется в большинстве современных

Апертурная решётка используется в

мониторов - Hitachi, Panasonic, Samsung, Daewoo,

APERTURE GRILLE

мониторах от Viewsonic, Radius, Nokia,

LG, Nokia, Viewsonic

LG, CTX, Mitsubishi, во всех мониторах

от SONY

3

4

Кафедра

Отклоняющая система

Кафедра

Характеристика экрана монитора

информатики

информатики

УГАТУ

УГАТУ

Управляющая электроника, которая

Антибликовая панель (антибликовое покрытие)

Антистатическое покрытие

обрабатывает сигнал, поступающий

напрямую от видеокарты должна

Светопередача монитора - отношение полезной световой энергии,

оптимизировать усиление сигнала и

прошедшей через переднее стекло монитора, к излученной внутренним

управлять работой электронных

фосфоресцирующим слоем называется коэффициентом светопередачи. Как

пушек, которые инициируют

правило, чем темнее выглядит экран при выключенном мониторе, тем ниже этот

свечение люминофора, создающего

коэффициент (Обычно 17-дюймовые мониторы имеют коэффициент

изображение на экране.

светопередачи 52-53%, а 15-дюймовые - 56-58%)

электронный луч проходит последовательно по

Горизонтальная развертка (кГц)

строкам в следующем порядке: слева направо

Вертикальная развертка или частота кадров (Гц)

и сверху вниз на экране монитора

Разрешение (характеризуется числом точек или пикселов на число строк )

Скорость прохождения по экрану луча определяет наличие или отсутствие

Яркость

мерцания. Считается, что такое мерцание становится практически

Контраст

незаметным при частоте повторения кадров (проходов луча по всем

элемента изображения) примерно 75 в секунду.

Сведение

5

6

Кафедра

Основные принципы работ ЖК

Кафедра

Основные принципы работ ЖК

информатики

информатики

мониторов

УГАТУ

мониторов

УГАТУ

В ЖК мониторах используется три различные технологии жидких кристаллов

Напряжение с транзистора может сильно варьироваться, оно заставляет жидкие

кристаллы в каждом субпикселе поворачиваться на определенный угол.

Угол поворота определяет количества света, которое проходит через

Неоновые лампы

субпиксель.

Система отражателей

Прошедший свет формирует изображение на панели.

Кристалл фактически поворачивает ось поляризации световой волны, поскольку

Триада субпикселей,

перед попаданием на дисплей волна проходит через поляризатор.

покрытых разными

Если ось поляризации волны и ось поляризатора совпадают, свет проходит

фильтрами

через поляризатор. Если они перпендикулярны, свет не проходит.

Транзистор для

управления триадой

Жидкие кристаллы - это вещество, которое обладает свойствами как

жидкости, так и твердого тела. Одно из самых важных свойств жидких

кристаллов (именно оно используется в ЖК дисплеях) - возможность

изменять свою ориентацию в пространстве в зависимости от

прикладываемого напряжения.

7

8

Кафедра

Основные принципы работ ЖК

Кафедра

Основные принципы работ ЖК

информатики

информатики

мониторов

УГАТУ

мониторов

УГАТУ

IPS (In-Pane Switching

или Super-TFT)

TN+Film (скрученный кристалл + пленка)

Если к IPS не прикладывается напряжение, то жидкие кристаллы не

У дисплея на скрученных кристаллах существует ряд недостатков.

поворачиваются. Ось поляризации второго фильтра всегда перпендикулярна оси

Во-первых, инженеры уже очень долгое время борются за то, чтобы

первого, так что свет в такой ситуации не проходит. Экран демонстрирует

практически безупречный черный цвет. (если сгорает транзистор, то "мертвый"

заставить жидкие кристаллы выстраиваться строго перпендикулярно

пиксель будет не ярким, а черным.

подложке при включении напряжения. Именно по этой причине старые ЖК

дисплеи не могли отображать четкий черный цвет.

Создание электрического поля в системе с подобным расположением

Во-вторых, если транзистор перегорает, он более не может прикладывать

электродов потребляет большое количество энергии

напряжение к своим трем субпикселям. Это важно, поскольку нулевое

Для выстраивания кристаллов необходимо некоторое время. По этой причине

напряжение означает яркую точку на экране. По этой причине "мертвые"

IPS мониторы зачастую, если не всегда, имеют большее время реакции по

ЖК пиксели очень яркие и заметные.

сравнению с TN+film

9

10

Основные принципы работ ЖК

Ж К (T F T )

ЭЛТ (C R T )

Кафедра

Кафедра

(+ ) 1 7 0 to 3 0 0 кд/м²

кд/м²

8 0

to

1 2 0

Яркость

(~ )

информатики

информатики

мониторов

УГАТУ

Контрастность

(-) от 1 5 0 :1 до 4 5 0 :1

(+ )

от

3 5 0 :1

до

УГАТУ

7 0 0 :1

Угол обзора

(~ ) от 9 0 ° до 1 7 0 °

(+ ) более 1 5 0 °

MVA (Multi-Domain

Дефекты сведения

(+ ) нет

(~ ) от 0 .0 0 7 9 до

0 .0 1 1 8 " (от 0 ,2 0 до 0 ,3 0

Vertical Alignment)

мм)

Фокусировка

(+ ) очень хорошая

(~ )

от

ЖК против ЭЛТ

приемлемой до очень

хорошей

Fujitsu 1996г.

Геометрия

(+ ) безупречна

(~ )

возможны

ошибки

"Мертвые" пиксели

(-) до 8

(+ ) нет

В такой системе кристаллы без подачи напряжения

Входной сигнал

(+ ) аналоговый

или

(~ )

только

цифровой

аналоговый

выстроены вертикально по отношению ко второму

Возможные

(-)

жестко

(+ ) множество

фильтру. Таким образом, свет не может проходить

разрешения

фиксированное

разрешение

или интерполяция

через них. Как только к ним будет приложено

Гамма (представление

(~ )

(+ )

цветов для

человеческого

удовлетворительно

фотографическое

напряжение, кристаллы поворачиваются на 90°,

глаза)

качество

пропуская свет и создавая на экране яркое пятно.

Равномерность

(~ ) часто

светлее

по

(~ )

часто

засветки

краям

светлее в центре

Преимуществами

такой

системы

являются

Чистота

цвета,

(-) от плохого к

(+ )

очень

качество цвета

среднему

хорошее

(+) - преимущество,

скорость

и

отсутствие

как спиралевидной

Мерцание

(+ ) нет

(~ )

незаметно

(~) - средненько,

структуры,

так и

двойного

магнитного поля.

при частоте

выше

8 5

Гц

(-) - недостаток

Благодаря этому время реакции уменьшилось

Подверженность

(+ ) не подвержен

(-)

зависит

от

влиянию магнитных полей?

экранирования, может

до 25 мс.

Здесь также

можно

выделить

быть

сильно

подвержен

преимущество, которое свойственно IPS - очень

Время

реакции

(-) от 2 0 до 5 0 мс

(+ ) не заметно

хороший черный цвет.

пикселей

Энергопотребление

(+ ) от 2 5 до 4 0 Вт

(-) от 6 0 до 1 6 0

Вт

11

Габариты/вес

(+ ) минимальны

(-) громоздкий,

12

тяжелый

Кафедра

Кафедра

Растровая графика

информатикиВиды компьютерной графикиУГАТУ

информатики

УГАТУ

Существует специальная область информатики, изучающая методы и

К аппаратным средствам получения цифровых растровых оригиналов в

средства создания и обработки изображения с помощью программно-

основном относятся сканеры и цифровые камеры.

аппаратных вычислительных комплексов, — компьютерная графика.

В зависимости от способа формирования изображений компьютерную

Для обработки изображений на компьютере используются специальные

графику принято подразделять на растровую, векторную и фрактальную.

программы - графические редакторы

Отдельным предметом считается трехмерная графика, изучающая приемы

При растровом методе изображение представляется как совокупность

и методы построения объемных моделей объектов в виртуальном

точек, называемых пикселями (pixel — сокращение от picture element —

пространстве. Как правило, в ней сочетаются векторный и растровый

элемент изображения).

способы формирования изображений.

На особенности специализации графики в отдельных областях указывают

Поскольку линейные координаты и индивидуальные свойства каждой

названия некоторых разделов:

точки (яркость) можно выразить с помощью целых чисел, то можно

инженерная графика,

сказать, что растровое кодирование позволяет использовать двоичный

научная графика,

код для представления графических данных.

Web-графика,

компьютерная полиграфия

13

14

Кафедра

Цветовая модель RGB

Кафедра

Цветовая модель RGB

информатики

УГАТУ

информатики

УГАТУ

В модели RGB основными цветами

являются красный, зеленый и синий.

Данная модель используется в

основном при отображении

графических изображений на экране

монитора, телевизора, сотового

телефона и т. д. Смешением трех

основных цветов синтезируются все

В зависимости от освещённости в дневное (1) или в вечернее (2) время, относительная

остальные цвета, их условные

спектральная чувствительности глаза меняется.

яркости (интенсивности) задаются

Максимальная спектральная чувствительность глаза при дневном свете достигается

вещественными числами от 0 до 1

на длине волны 555 нм, а при сумеречном свете - на длине волны 510 нм. Максимальная

Цветовой куб RGB

спектральная чувствительность глаза в обоих случаях принимается за единицу.

Отличие между двумя кривыми (их часто называют кривые видности) объясняется тем,

что дневной и сумеречный свет воспринимаются различными рецепторами глаза

Серые оттенки представляют собой линию, соединяющую указанные две

(палочками при сумеречном свете и колбочками при дневном свете).

Палочки обеспечивают чёрно-белое зрение и обладают очень высокой

точки: чёрный и белый цвет. Этот диапазон называется серой шкалой

чувствительностью. В темноте работают только палочки. Поэтому ночью

(grayscale). Значения всех трёх составляющих одинаковы и располагаются

воспринимаемое изображение в чёрно-белых тонах (серое).

в диапазоне от нуля до максимального значения.

Колбочки позволяют человеку различать цвета, но их чувствительность гораздо ниже.

15

16

информатики

Цветовая модель RGB

УГАТУ

информатики

Цветовая модель RGB

УГАТУ

Кафедра

Кафедра

Переход от одного цвета к другому совершается непрерывно, постепенно.

таблица наиболее распространенных видеорежимов с указанием количества

Каждому цвету сопоставляется не какая-то одна длина волны света, а длины

отображаемых цветов

волн, попадающие в некоторый интервал значений.

Видеорежим

Глубина цвета

Количество отображаемых цветов

Так, для фиолетового цвета в таблице указан интервал от 0,38 до 0,45 мкм.

256 цветов

8

28 = 256

Сами границы цветовых интервалов не являются точными.

High Color

16

216 = 65 536

Тот или иной цвет может иметь множество оттенков. Все они различаются

True Color

24

224= 16 777 216

длиной волны света (или сочетаниями длин волн).

Именно благодаря неравномерной спектральной чувствительности и

перекрытию диапазонов чувствительности человеческий глаз способен

различать огромное количество цветов (около 10 млн).

При использовании математической RGB-модели для реального

При этом система кодирования обеспечивает однозначное определение

компьютерного представления графической информации, необходимо

16,5 млн различных цветов, что близко к чувствительности человеческого

произвести квантование цветового пространства, т. е. найти способ

глаза.

представлять вещественные значения яркостей цветовых компонент в

дискретной форме.

17

18

информатики

Цветовая модель RGB

УГАТУ

информатики

Классический цветовой куб

УГАТУ

Кафедра

Кафедра

Красный (255,0,0)

В модели RGB

теоретически

невозможно получить

некоторые цвета,

Желтый (255,255,0)

Пурпурный (255,0,255)

например насыщенный

сине-зеленый, поэтому

работать с моделью

цвета RGB не всегда

удобно.

Белый (255,255,255)

Модель RGB сильно

связана с реализацией

Зеленый (0,255,0)

Синий (0,0,255)

ее на конкретных

устройствах. Поэтому в

компьютерной графике

используются и другие

Голубой (0,255,255)

модели цвета.

19

20

Кафедра

Цветовая модель CMY УГАТУ

Кафедра

Цветовая модель CMY УГАТУ

информатики

информатики

CMY (Cyan-Magenta-Yellow — голубой-пурпурный-желтый) — цветовая

система, применяемая для получения цветных изображений на белой

поверхности. Эта система используется в большинстве устройств вывода,

таких как лазерные и струйные принтеры, когда для получения твердых

копий краски наносятся на белую бумагу. При освещении каждый из трех

основных цветов поглощает дополняющий его цвет: голубой цвет поглощает

красный, пурпурный — зеленый, а желтый — синий. Например, если

увеличить количество желтой краски, то интенсивность синего цвета в

изображении уменьшится.

Новые цвета в системе CMY получают вычитанием цветовых составляющих

из белого цвета. Они имеют длину волны отраженного света, не

поглощенного основными цветами CMY. Например, в результате

поглощения голубого и пурпурного цветов образуется желтый, т. е. можно

сказать, что желтый цвет является результатом «вычитания» из

отраженного света голубой и пурпурной составляющих. Если все

составляющие CMY будут вычтены (или поглощены), то результирующим

цветом станет черный. На практике же получить идеальный черный цвет без

дорогостоящих красителей в системе СМУ весьма сложно.

21

22

Кафедра

Кафедра

Цветовая модель HSV

информатикиСвязь цветовых моделей RGB и CMY УГАТУ

информатики

УГАТУ

Модели RGB и CMY связаны между собой. Однако взаимные

Модель HSV (Hue, Saturation, Value — оттенок, насыщенность, величина) — одна из

переходы между моделями друг в друга (конвертирование)

многих цветовых систем, в которых при представлении новых цветов не

никогда не происходят без потерь.

смешивают основные цвета, а изменяют их свойства.

Оттенок — это «цвет» в общеупотребительном смысле этого слова, например

красный, оранжевый, синий и т. д.

Насыщенность (также называемая цветностью) определяется количеством белого в

оттенке. В полностью насыщенном (100%) оттенке не содержится белого, такой

оттенок считается чистым. Частично насыщенный оттенок светлее по цвету.

Красный оттенок с 50%-ной насыщенностью соответствует розовому.

Величина (также называемая яркостью) определяет интенсивность свечения цвета.

Оттенок с высокой интенсивностью является очень ярким, а с низкой —

темным.

Существует более практичный вариант CMY— система CMYK, в которой

вариант графического представления модели HSB

символ К означает черный цвет. Введение в эту цветовую систему

черного цвета в качестве независимой основной цветовой переменной

позволяет использовать недорогие красители. Систему CMYK часто

называют четырехцветной, а результат ее применения — четырехцветной

печатью. Как правило, четыре цветовые составляющие CMYK

задаются в процентах в диапазоне от 0 до 100

23

24

Кафедра

Кафедра

Векторная графика

информатики

УГАТУ

информатики

УГАТУ

Режим, когда для кодирования цвета каждой точки используется 32 двоичных разряда, также

В векторной графике изображения строятся с помощью математических

называют полноцветным (True Color).

При кодировании информации о цвете с помощью восьми бит данных можно передать только 256

описаний объектов, например окружностей и линий.

цветовых оттенков. Такой метод кодирования цвета называют индексным. Смысл

Для некоторых видов изображений использование математических

названия состоит в том, что, поскольку 256 значений недостаточно, чтобы передать весь

диапазон цветов, доступный человеческому глазу, код каждой точки растра выражает не

описаний является более простым способом.

цвет сам по себе, а только его номер (индекс) в справочной таблице, называемой палитрой.

Одно и то же простое изображение вроде окружности может быть построено

Эта палитра прикладывается к графическим данным.

Одним из недостатков растровых методов является трудность пропорционального изменения

с помощью либо множества отдельных пикселов, либо набора простых

размеров изображения до произвольно выбранного значения. В сущности, единственный

векторных инструкций.

способ увеличить изображение — это увеличить сами пиксели. Однако это приводит к

появлению зернистости — пикселизации.

Векторная графика представляет изображение как набор геометрических

примитивов. Обычно в качестве них выбираются точки, прямые, окружности,

прямоугольники, а также как общий случай, сплайны некоторого порядка.

Объектам присваиваются некоторые атрибуты, например, толщина линий,

Photoshop компании Adobe

цвет заполнения.

Paint

Рисунок хранится как набор координат, векторов и других чисел,

характеризующих набор примитивов.

Painter компании Fractal Design,

При воспроизведении перекрывающихся объектов имеет значение их

FreeHand компании Macromedia.

порядок.

25

26

Кафедра

Векторная графика

Кафедра

Векторная графика

информатики

УГАТУ

информатики

УГАТУ

Любой объект имеет некоторое количество точек или узлов, соединенных

Если в растровой графике базовым элементом изображения является точка,

прямыми или кривыми линиями - сегментами. Координаты узлов и параметры

то в векторной графике — линия. Как и любой объект, линия обладает

сегментов определяют внешний вид объекта. Область внутри объекта можно

свойствами: формой (прямая, кривая), толщиной, цветом, начертанием

закрасить или залить одним цветом, смесью цветов или узором. Эту область

(сплошная, пунктирная). Замкнутые линии приобретают свойство

принято называть заливкой. Сегменты объекта образуют контур, который также

заполнения. Охватываемое ими пространство может быть заполнено

имеет свой цвет. Толщину контура можно изменять. У одного объекта не может

другими объектами (текстуры, карты) или выбранным цветом. Линия

быть различных заливок или соединительных линий различной толщины и

описывается математически как единый объект, и потому объем данных

разных цветов. Для

требуется использовать

для отображения объекта средствами векторной графики существенно

множество разнообразных

меньше, чем в растровой графике.

Важно и то, что векторные изображения могут быть увеличены или

уменьшены без потери качества. Это возможно, так как масштабирование

изображений производится с помощью простых математических операций

(умножение параметров графических примитивов на коэффициент

масштабирования). Векторные графические изображения являются

оптимальным средством для хранения высокоточных графических объектов

(чертежей, схем и т. д.), для которых имеет значение сохранение четких и

ясных контуров.

27

28

Кафедра

Векторная графика

Кафедра

Фрактальная графика

информатики

УГАТУ

информатики

УГАТУ

Фрактальная графика, как и векторная – вычисляемая, но отличается от

нее тем, что никакие объекты (файлы с созданными изображениями) в

памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по уравнению

(или по системе уравнений), поэтому ничего, кроме формул или

алгоритма, хранить не надо. Изменив коэффициенты в формулах, можно

получить совершенно другую картину.

Фрактальные способ основывается на выборе простейшего фрактального

объекта, с которым производятся определенные построения,

позволяющие получить аналогичные объекты последующих поколений,

наследующие свойства своих родительских структур.

Процесс наследования можно продолжать до бесконечности.

Одним из сажных объектов векторной графики являются плавно изогнутые

кривые, с помощью которых можно построить любой произвольный контур.

Создание фрактальной художественной композиции состоит не в

Эти кривые называются кривыми Безье. Математик Пьер Безье (Pierre

рисовании или оформлении, а в программировании. Фрактальную графику

Bezier) открыл, что произвольную кривую можно задать с помощью двух

редко применяют для создания печатных или электронных документов, но

векторов, находящихся в начале и конце кривой.

её часто используют в развлекательных программах.

29

30

Кафедра

Фрактальная графика

Кафедра

Трёхмерная графика (3D)УГАТУ

информатики

УГАТУ

информатики

В трёхмерной компьютерной графике все объекты обычно

Фрактал — объект, отдельные элементы которого наследуют свойства

представляются как набор поверхностей или частиц.

Минимальную поверхность называют полигоном. В качестве полигона

родительских структур. Поскольку более детальное описание элементов

обычно выбирают треугольники.

меньшего масштаба происходит по простому алгоритму, описать такой

Всеми визуальными преобразованиями в 3D-графике управляют

объект можно всего лишь несколькими математическими уравнениями.

матрицы.

Фракталы позволяют описывать целые классы изображений, для

В компьютерной графике используется три вида матриц:

детального описания которых требуется относительно мало памяти. С

матрица поворота

другой стороны, к изображениям вне этих классов, фракталы применимы

матрица сдвига

слабо.

матрица масштабирования

В упрощенном виде для пространственного моделирования объекта требуется:

спроектировать и создать виртуальный каркас объекта и виртуальные

материалы;

присвоить материалы различным частям поверхности объекта;

настроить физические параметры пространства, в котором будет

действовать объект, — задать освещение, гравитацию, свойства атмосферы,

свойства взаимодействующих объектов и поверхностей;

задать траекторию движения объектов;

рассчитать последовательность кадров;

наложить поверхностные эффекты на итоговый анимационный ролик.

31

32

информатики

Сжатие информации

УГАТУ

информатики

Сжатие информации

УГАТУ

Кафедра

Кафедра

В общем случае под сжатием данных понимают процесс преобразования

Наряду с методами сжатия, не уменьшающими количество информации в

большого объема данных в меньший объем

сообщении, применяются методы сжатия, основанные на потере

Категории алгоритмов (по времени)

малосущественной информации

симметричные

асимметричные

В том случае, если алгоритмы базируются на словарях (когда для кодировки

Алгоритм RLE (Run Length Encoding), позволяющий сжимать данные любых

типов.

Этот алгоритм сжатия

основан на замене цепочки из одинаковых

входных данных используются специальные словари).

символов символом значением и длиной цепочки.

адаптивные (не зависят от типа обрабатываемых данных, поскольку строят

Например, символьная группа из 8 символов АААААААА, занимают, 8 байт,

свои словари полностью из поступивших (рабочих) данных )

после

RLE-кодирования будет

представлена всего два символами

8А и

полуадаптивные (кодировщик работает в два прохода. При первом

занимать, соответственно, два

байта. При это будет обеспечена степень

проходе он просматривает все данные и строит свой словарь, при втором —

сжатия 4:1. Данный метод эффективен при сжатии растровых изображений,

выполняет кодирование. Этот метод позволяет построить оптимальный

но малополезен при кодировании текста.

словарь, прежде чем приступать к кодированию)

неадаптивные (содержат статический словарь предопределенных

Применяется в форматах *.bmp, *.pcx

подстрок, о которых известно, что они появляются в кодируемых данных

достаточно часто )

33

34

информатики

Сжатие информации

УГАТУ

информатики

Сжатие информации

УГАТУ

Кафедра

Кафедра

35

36

Кафедра

Сжатие информации

Кафедра

Сжатие информации

информатики

УГАТУ

информатики

УГАТУ

Метод Хаффмена относится к статистическим методам сжатия

Адаптивные методы сжатия без потерь, основанные на алгоритме LZ

(Лемпеля —Зива). В частности, метод сжатия на основе LZ применен в

Идея метода — часто повторяющиеся символы кодируются более короткими

модемном протоколе V.42bis.

цепочками битов, чем цепочки редких символов.

Строится двоичное дерево, листья соответствуют кодируемым символам, код

символа представляется последовательностью значений ребер (эти значения в

Идея метода — если в тексте сообщения появляется последовательность из

двоичном дереве суть 1 и 0), ведущих от корня к листу. Листья символов с высокой

двух ранее уже встречавшихся символов, то эта последовательность

вероятностью появления находятся ближе к корню, чем листья маловероятных

объявляется новым символом, для нее назначается код, который при

символов.

определенных условиях может быть значительно короче исходной

Распознавание кода выполняется по алгоритму, аналогичному алгоритмам

последовательности. В дальнейшем в сжатом сообщении вместо исходной

восходящего грамматического разбора.

последовательности записывается назначенный код. При декодировании

Например, пусть набор из восьми символов (А, В, С, D, E, F, G, Н) имеет

повторяются аналогичные действия и поэтому становятся известными

следующие правила кодирования:

последовательности символов для каждого кода

А= 10; В = 01; С = 111; D =110; E = 0001;F = 0000; G = 0011;Н = 0010.

Распознавание входного потока 101100000110 в стек распознавателя заносится 1,

но 1 не совпадает с правой частью ни одного из правил. Поэтому в стек

Алгоритм использует словарь для сохранения наиболее часто

добавляется следующий символ 0. Полученная комбинация 10 распознается и

встречающихся строк вместе с кодовыми словами, которые их представляют.

заменяется на А. В стек поступает следующий символ 1, затем 1, затем 0.

Словарь строится и модифицируется динамически.

Сочетание 110 совпадает с правой частью правила для D. Теперь в стеке AD

заносятся следующие символы 0000 и т. д. (в осн. для факсим. передачи изобр.)

38

37

Кафедра

Сжатие информации

Кафедра

информатики

информатики

УГАТУ

Форматы графических файловУГАТУ

Словарь может быть представлен как набор (лес) деревьев, в котором

Какое же расширение бывает у графических файлов?

корню каждого дерева соответствует символ алфавита и, наоборот,

Файлы *.bmp , *.tif , *psd, *.gif , *.png , *.jpg и др. соответствуют форматам

каждому символу соответствует дерево в словаре.

растровых графических файлов.

Каждое дерево представляет набор известных (уже встретившихся) строк,

Файлы *.wmf , *.eps , *.cdr, *.ai и др. соответствуют форматам векторных

графических файлов.

начинающихся с символа, соответствующего корню. Каждый узел дерева

Сосуществование большого числа форматов графических файлов

соответствует набору строк в словаре. И, наконец, каждый листьевой узел

обусловлено специфическими сферами их применения

соответствует одной известной строке.

Так, набор деревьев на рисунке

Форматы графических файлов определяют способ хранения информации в

представляет строки А, В, ВА,

файле (растровый или векторный), а также форму хранения информации

BAG, BAR, BI, BIN, С, D, DE, DO

(используемый алгоритм сжатия).

и DOG. Каждый листьевой узел

— это узел, не имеющий

Сжатие применяется для растровых графических файлов, так как они имеют

подчиненных узлов и

обычно достаточно большой объем. Сжатие графических файлов