Задание 7
Разбираемся с передачей информации: сегодня ты узнаешь, как кодировать звуковую и графическую информацию. Начнем с теории!
Кодирование изображений
Давай изучим основные понятия, с которыми ты столкнешься при выполнении этой задачи:
Растровое изображение – изображение, состоящее из пикселей – прямоугольников на мониторе, окрашенных в определенный цвет.
Количество пикселей — число пикселей изображения по горизонтали и вертикали (пример: 1440х900).
Разрешение – количество пикселей изображения на единицу площади или длины (например, на 1 дюйм).
Глубина цвета (глубина кодирования, разрядность кодирования) – количество бит, необходимых для кодирования цвета одного пикселя. Этот показатель зависит от количества цветов в палитре.
Палитра изображения — это набор всех цветов, которые могут использоваться в изображении.
При глубине кодирования i бит на пиксель можно закодировать максимум 2i различных цветов (это будет максимальная палитра).
С понятиями разобрались. Переходим к формуле для вычисления информационного объема изображения.
Объём памяти, необходимый для хранения растрового изображения, вычисляется по формуле: I = x · y · i, где:
- I – объём памяти в битах;
- x · y – количество пикселей (ширина изображения, умноженная на высоту);
- i – глубина кодирования в битах на пиксель.
Не попадись в ловушку!
Когда разрешение изображения изменяется в k раз, то увеличивается не общее количество пикселей, а количество пикселей по горизонтали и вертикали, то есть N (количество пикселей для формулы) изменится в k2 раз!
Поздравляем: теперь ты умеешь кодировать графическую информацию! Осталась звуковая 🙂
Кодирование звука
Снова начнем с определений:
Звук — это волны, распространяющиеся в твердых телах, жидкостях и газах, вызванные колебаниями частиц среды.
Основными характеристиками любой волны являются частота и амплитуда. Амплитуда акустического сигнала характеризует громкость звука, а частота – тон.
Акустическая волна является непрерывной (аналоговый сигнал), поэтому для обработки на компьютере ее необходимо преобразовать в цифровую форму.
Дискретизация (оцифровка) – преобразование аналогового (непрерывного) сигнала в цифровой код.
Частота дискретизации – количество отсчётов (отдельных значений сигнала), запоминаемых за 1 секунду. Измеряется в Герцах.
- 1 Гц = 1 отсчёт/сек, 1 кГц = 1000 Гц (не 1024!)
Разрешение (глубина кодирования) – количество бит, необходимых для хранения одного отсчёта.
Чтобы решить задание 7, тебе понадобится формула:
Объём памяти, необходимый для хранения звукового файла, вычисляется по формуле: I = d · t · i · k, где:
- I – объём памяти в битах;
- d – частота дискретизации в Герцах;
- t – время записи в секундах;
- i – глубина кодирования в битах на отсчёт;
- k – количество каналов (моно – 1, стерео – 2, квадро – 4).
Мы изучили всю теорию для решения этой задачи. Давай закрепим материал:
- Глубина цвета составляет 11 бит/пиксель, какое максимальное количество цветов может использоваться в изображении?
Ответ: 2048
- Необходимо закодировать 666 различных цветов, сколько бит на пиксель для этого потребуется?
Ответ: 10
- Изображение занимало 100 Кбайт. Затем то же изображение было записано повторно с разрешением в 3 раза больше и глубиной кодирования в 2 раза меньше. Сколько теперь занимает изображение?
Ответ: 450 Кб