Praktická práce č. 5
Předmět: Zařízení pro zobrazování informací
Cílová: porozumět zařízením pro zobrazování informací.
Pracovní postup
1. Prohlédněte si monitor v laboratoři. Jaké jsou vlastnosti
on má? Pomocí PC Wizard 2010 zkontrolujte specifikace vašeho monitoru.
Aktuální zobrazení: 1366 x 768 pixelů při 60 Hz v True Colors (32-???)
Dotyková podpora: Ne
Počet monitorů: 1
Typ monitoru: Samsung S19B300
Video adaptér: NVIDIA GeForce GT 430
nVidia CUDA: Ano
2. Nakreslete schémata zapojení TFT multimediálního projektoru a polysi-
Licon multimediální projektor z učebnice. Zjistit
jaký typ projektoru je projektor v laboratoři?
Obvod TFT projektoru:
Schéma polysilikonového multimediálního projektoru:
3. Vytvořte schéma zpětného projektoru.
Možnost 7
1. Černobílý obrázek typu souboru JPG má velikost
768 x 768 pixelů. Určete objem informací souboru.
Řešení:
1)768*768 /8= 73728 bajtů
Odpovědět: 73728 bajtů
2. Skladování bitmapa rozměr obrázku 64x64.
Vesnicím bylo přiděleno 1 024 KB paměti. Jaké je maximum možného
počet barev v paletě obrázků?
Řešení:
1)64 * 64 = 4096
1024* 1024 = 1048576 bitů
1048576: 4096 = 256 bitů
256= 2^8 = 8 barev
Odpovědět. 8 barev.
3. Určete minimální množství paměti (v kilobajtech) dostatečné pro uložení libovolného rastrového obrázku o velikosti
256 x 128 pixelů, pokud víte, že obrázek používá
paleta 256 barev. Samotnou paletku není potřeba skladovat.
Řešení:
1)356*128/1024=32 bitů
Odpovědět: 32 bit
4. Během procesu převodu rastru grafický soubor
počet barev se snížil z 256 na 32. Kolikrát se snížil informační objem souboru?
Řešení:
3)8/5= 1,6krát
Odpovědět: se sníží 1,6krát
5. Monitor umožňuje přijímat na obrazovce 26 666 256 barev. Kolik paměti v bajtech zabírá jeden pixel?
Řešení
1) 26 666 256 = 2^24.
Odpovědět: přibližně 24
6. Rozlišení monitoru - 1 024 x 768 pixelů, barevná hloubka -
64 bit. Jaká je požadovaná velikost video paměti pro tento grafický režim?
Řešení:
1)1024*768*64/8= 6291456 bajtů
Odpovědět: 6291456 bajtů
Kontrolní otázky:
1. Na jakém principu je založen monitor
Princip fungování Monitory založené na CRT spočívá v tom, že paprsek elektronů emitovaný elektronovým dělem dopadající na stínítko potažené speciální látkou – fosforem, způsobí jeho zářit
2. Jaké vlastnosti jsou hlavní pro CRT monitor?
Úhlopříčka obrazovky monitoru– vzdálenost mezi levým a pravým spodním okrajem horní roh obrazovky, měřeno v palcích. Velikost viditelné pro uživatele Plocha obrazovky je obvykle o něco menší, v průměru o 1", než je velikost sluchátka. Výrobci mohou v průvodní dokumentaci uvádět dvě velikosti úhlopříčky, přičemž viditelná velikost je obvykle uvedena v závorkách nebo označena jako „Velikost zobrazení“, ale někdy pouze jedna velikost je uvedena - velikost úhlopříčky tubusu. Jako standard pro PC se ukázaly monitory s úhlopříčkou 15", což přibližně odpovídá úhlopříčce viditelné oblasti 36-39 cm. Pro práci ve Windows je vhodné mít monitor o velikosti alespoň 17". profesionální práce se systémy DTP (NIS) a systémy počítačově podporovaný design(CAD) je lepší použít 20" nebo 21" monitor.
Zrnitost obrazovky určuje vzdálenost mezi nejbližšími otvory v barevné separační masce použitého typu. Vzdálenost mezi otvory masky se měří v milimetrech. Čím menší je vzdálenost mezi otvory v masce stínu a čím více otvorů je, tím vyšší je kvalita obrazu. Všechny monitory se zrnitostí větším než 0,28 mm jsou klasifikovány jako hrubé a jsou levnější. Nejlepší monitory mají zrno 0,24 mm, u nejdražších modelů dosahuje 0,2 mm.
Rozlišení monitoru určeno počtem obrazových prvků, které je schopen horizontálně a vertikálně reprodukovat. Monitory s úhlopříčkou obrazovky 19" podporují rozlišení až 1920 * 14400 a vyšší.
3. Jaké jsou vlastnosti multimediálních monitorů?
U multimediálních monitorů jsou reproduktory instalovány uvnitř těla monitoru a jsou umístěny buď po stranách obrazovky, nebo pod obrazovkou. Pokud je vestavěný reproduktorový systém, jsou kladeny specifické požadavky na tvar a provedení krytu monitoru, protože musí mít nejen dobrý design, ale také poskytovat potřebné rezonanční vlastnosti pro získání vysoce kvalitního zvuku.
4. Na jakých fyzikálních jevech je operace založena?
LCD monitory?
Obrazovky LCD monitorů (LiquidCrystalDisplay, monitory s tekutými krystaly) jsou vyrobeny z látky (kyanofenyl), která je v kapalném stavu, ale zároveň má některé vlastnosti vlastní krystalickým tělesům. Ve skutečnosti se jedná o kapaliny, které mají anizotropii vlastností (zejména optických) spojenou s uspořádáním v orientaci molekul.
5. Jaké faktory je třeba zohlednit při výběru
monitor?
Úhlopříčka obrazovky a pracovní rozlišení monitor
Výběr monitorů v obchodech je obrovský. Jaký formát si ale vybrat? Téměř čtvercový 5:4 nebo širokoúhlý 16:9?
Zastaralý formát 5:4, jedná se především o 17- a 19palcové monitory. Těch je v prodeji stále méně. Je třeba mít na paměti, že tyto monitory mají i přes různé velikosti obrazovky stejné rozlišení 1280x1024 pixelů. Ale pokud na 19palcové obrazovce lze číst standardní stránku A4 po roztažení na celou obrazovku, pak stejná stránka na 17palcové obrazovce vypadá malá.
V současnosti se prodává hlavně v obchodech širokoúhlé monitory 16:9. Vzhledem k tomu, že na domácí počítač uživatel sleduje filmy, pak se mu tento formát bude hodit. Obraz bude přes celou obrazovku. A široký obraz je fyziologickější, našim očím známější.
Rozlišení monitoru. V obchodech se nyní prodávají převážně monitory s rozlišením 1366x768, 1920x1080. Ty první jsou levnější. Ale 1920x1080 (rozlišení FullHD) je rozlišení moderních LCD televizorů. V tomto rozlišení jsou filmy nejvyšší kvality. Pokud tedy myslíte na budoucnost, pak je potřeba si pořídit monitor s rozlišením 1920x1080. Nebude možné nastavit jiné rozlišení, jako to bylo možné u CRT monitorů. Jde o to, že matrice Lcd monitor může plně fungovat pouze ve svém pracovním rozlišení. Ostatní rozlišení jsou podporována, můžete si je nastavit, ale kvalita bude ošklivá. Za prvé, obraz bude zkreslený kvůli porušení poměru stran. Za druhé, rozostření obrazu je nevýhodou relativně velké velikosti pixelů a jeho přísně pravoúhlého tvaru. Proto u LCD monitorů na rozdíl od CRT monitory, mělo by se objevit pouze jeho „nativní“ pracovní rozlišení.
Velikost obrazovky monitoru. V prodeji jsou širokoúhlé monitory od 18,5". Rozlišení takto malých monitorů je 1366x768. Pokud nezáleží na tom, jaký typ monitoru máte, jen pro přístup k internetu, pak takový monitor stačí. Pokud si chcete koupit monitor s rozlišením 1920x1080, pak takové monitory mají velikost obrazovky 21,5“. Ale se stejným rozlišením 1920x1080 se na obrazovku monitoru vejde stejné množství informací. A pokud na 23palcové obrazovce lze stránku číst z dálky, pak na 21,5palcové obrazovce bude text příliš malý, i když nosíte brýle!
Pro pohodlnou práci na monitoru s rozlišením obrazovky 1920x1080 je tedy nejvhodnější velikost obrazovky 23 palců.
BMP je populární nekomprimovaný formát bitmapových obrázků. V záhlaví souboru jsou informace o obrázku - velikost souboru, šířka a výška obrázku, hloubka v pixelech, počet barev. Za názvem může následovat paleta. Dále následuje skutečná datová sada pixelů, která identifikuje polohu každého pixelu a jeho barvu. Soubory BMP podporují několik různých barevných hloubek, od černé a bílé (1 bit) po Deep color (64 bit). Byla implementována podpora částečné průhlednosti různých bitových hloubek. Výhodou formátu je fakt, že obraz je uložen bez ztráty kvality. Čím větší jsou však geometrické rozměry obrázku BMP a barevná hloubka, tím větší velikost soubor. Například velikost běžné fotografie s barevnou hloubkou 24 bitů může snadno dosáhnout 15 MB i více. Proto je rozsah cílené aplikace formátu omezený. Používá se především pro velké monochromatické obrázky – piktogramy, schémata, kresby – kde je velmi důležité přesné vykreslení detailů. Podpora formátu BMP je integrována do Windows, takže soubor lze otevřít dvojklik myši.
Přípona souboru .bmp představuje bitmapu. Prohlížení a zpracování rastrového obrázku ve formátu BMP je možné pomocí následující programy: Adobe Photoshop CC, Adobe Photoshop Elements 14, Adobe Illustrator CC, Corel PaintShop Pro X9. Uvedené programy také umí převádět obrázky, obrázky a kresby v tomto formátu.
Zpětný projektor navržený tak, aby demonstroval obrázek dříve aplikovaný pomocí fixy nebo tiskárny a kopírky transparentní fólie. Obraz je umístěn na pracovní pole zpětného projektoru, který je nasvícen speciálním, a následně promítán na plátno pomocí Fresnelovy čočky. V závislosti na optice
Vzory přenosu světelného paprsku rozlišují zpětné projektory pracující v míjení A odražené světlo.
Zpětná projekce spočívá v promítání obrazu na průhledná média různých formátů (film, filmové pásy, fólie, diapozitivy a mikrokopie) na plátno v procházejícím světle.
Diaskop – promítací zařízení pro reprodukci statických obrazů z průhledných a neprůhledných médií na plátno. Princip činnosti diaskopu spočívá v tom, že světelný proud ze světelného zdroje s kulovým reflektorem (reflektorem) je směrován do kondenzoru (dvě čočky), který zvyšuje intenzitu světelného toku. Promítaný objekt je umístěn mezi kondenzorem a čočkou, což zvětšuje ostře zaostřený obraz.
Zpětné projektory pro diapozitivy mít automatické systémy jejich rychlá výměna, autofokus, dálkové ovládání, sekvenční a časové programování, zobrazení fólií vložených do kazety nebo kulatého zásobníku, jsou vybaveny audio magnetofony.
Rámové projektory určený k předvádění fólií v kazetě s výměnnými rámečky ručně, dálkově s poloautomatickým nebo automatickým ovládáním.
Epiprojektory - promítat neprůhledné předměty (stránky, obrázky, mapy, grafy, diagramy, kresby, fotografie a malé ploché předměty) na obrazovku v odraženém světle. Princip jejich fungování spočívá v tom, že světelný tok odražený od promítaného předmětu je pomocí čočky a zrcadla směrován na plátno. Aby se zabránilo pronikání světla do místnosti, je zařízení umístěno v pouzdře. Epiprojektory jsou rychlejší než zpětné projektory, ale mají horší kvalitu a jas obrazu na plátně.
Videoprojektory se zobrazují velká obrazovka video signály generované videorekordéry, přehrávači video disků, analogovými videokamerami, digitální fotografie videokamery, televizní přijímače, osobní počítače atd.
Zařízení, která umožňují promítat na obrazovku statické a dynamické signály z různých zdrojů zvuku a videa, buď samostatně, nebo v kombinaci, a dokonce současně s několika zdroji, se nazývají multimediální projektory.
Monitor je zařízení určené k vizuálnímu zobrazování informací. Monitory lze klasifikovat podle různých parametrů. Podívejme se na různé klasifikace.
Podle typu zobrazovaných informací rozlišují se monitory:
1. Alfanumerické:
· Displeje zobrazující pouze alfanumerické informace;
· Displeje zobrazující pseudografické symboly;
Inteligentní displeje s možností úprav a předzpracováním dat
2. Grafika pro zobrazení textu a grafické informace:
· Vektor – laserová světelná show;
· Rastr – používá se téměř v každém grafickém subsystému PC. V dnešní době se tento typ zobrazení obvykle nazývá rastrové zobrazení, protože každý prvek obrazu na obrazovce odpovídá jednomu nebo více bitům video paměti.
V závislosti na typu obrazovky existují:
1. CRT monitory - na bázi katodové trubice;
2. LCD monitory – na bázi tekutých krystalů;
3. plazmové monitory – na bázi plazmového panelu;
4. projektory – videoprojektor a plátno, umístěné samostatně nebo kombinované v jednom krytu;
5. OLED monitory - implementují technologii OLED (Organic Light-Emitting Diode - organická světelná dioda);
6. virtuální monitory sítnice – využívají technologii výstupního zařízení, které vytváří obraz přímo na sítnici oka;
7. laserové monitory – založené na laserovém panelu.
Podle rozměru zobrazení Monitory jsou rozděleny do následujících typů:
1. dvourozměrný (2D) – jeden obrázek pro obě oči;
2. trojrozměrný (3D) – pro každé oko se vytvoří samostatný obraz, aby se získal objemový efekt.
Podle typu grafického adaptéru rozlišují se monitory:
Podle typu kabelu rozhraní Monitory jsou klasifikovány takto:
1. složený;
2. oddělit;
Klasifikace monitorů podle typ použitého zařízení:
1. na televizorech;
2. v počítačích;
3. v telefonech;
4. v kalkulačkách;
5. v informačních kioscích;
6. v navigátorech.
Dotyková obrazovka - vstupní zařízení pro informace, což je obrazovka, která reaguje na dotyk.
Tabulka 4.1 Výhody a nevýhody používání dotykových obrazovek
přístroj | Výhody | Nedostatky |
Kapsa | Jednoduchost rozhraní | Vysoká spotřeba energie |
Zařízení dokáže kombinovat malé rozměry a velkou obrazovku | Neexistuje žádná hmatová zpětná vazba - je obtížné pracovat v otřesných podmínkách. Volba naslepo není možná. |
|
Rychlé vytáčení v uvolněném prostředí | ||
Široké rozšíření multimediální schopnosti zařízení | Musíte použít buď dvě ruce, nebo vytvořit velké prvky rozhraní, které lze stisknout prstem. |
|
Modely s tenkými obrazovkami, i při drobném poškození, riskují prasknutí nebo dokonce rozbití. |
||
Stacionární | Zvýšená spolehlivost | U obrazovek, které reagují na prsty, neexistuje žádná hmatová zpětná vazba. |
Odolnost vůči drsným vnějším vlivům, ochrana proti prachu a vlhkosti. | Při práci s vertikální obrazovkou je uživatel nucen držet ruku svěšenou. Vertikální obrazovky jsou proto vhodné pouze pro příležitostné použití v zařízeních, jako jsou bankomaty. |
|
Na vodorovné obrazovce ruce blokují výhled. |
||
Dokonce i s ostrým perem omezuje přesnost polohování činností operátora dotykové obrazovky bez kurzoru. |
||
Bez speciálních povlaků mohou uživatele obtěžovat otisky prstů. |
Praktická část
1. Nakreslete schémata zapojení TFT multimediálního projektoru a polysilikonového multimediálního projektoru. Popište princip fungování.
2. Nakreslete schéma zpětného projektoru. Popište princip fungování.
3. Nakreslete schémata zpětného projektoru a epiprojektoru.
4. Řešení problémů pomocí voleb.
5. Odpovězte na bezpečnostní otázky.
MOŽNOST 1
1. Černobílý obrázek souboru BMP má velikost 1024x768 pixelů. Určete objem informací souboru.
2. Pro uložení rastrového obrázku o rozměrech 32x32 pixelů bylo přiděleno 512 bajtů paměti. Jaký je maximální možný počet barev v paletě obrázků?
3. Určete minimální množství paměti (v kilobajtech) dostatečné pro uložení jakéhokoli bitmapového obrazu 64x64 pixelů, pokud víte, že obraz používá paletu 256 barev. Samotnou paletku není potřeba skladovat.
4. V procesu převodu rastrového grafického souboru byl zvýšen počet barev z 256 na 1024. Kolikrát se zvýšil informační objem souboru?
5. Monitor umožňuje přijímat na obrazovce 34 345 654 barev. Kolik paměti v bajtech zabírá jeden pixel?
6. Rozlišení monitoru 1280x1024 bodů, barevná hloubka - 64 bitů. Jaká je požadovaná velikost video paměti pro tento grafický režim?
MOŽNOST 2
1. 256barevný výkres obsahuje 1 KB informací. Z kolika bodů se skládá?
2. Pro uložení rastrového obrázku o rozměrech 128x128 pixelů byly přiděleny 4 KB paměti. Jaký je maximální možný počet barev v paletě obrázků.
3. Určete minimální množství paměti (v kilobajtech) dostatečné pro uložení jakéhokoli bitmapového obrazu 32x32 pixelů, pokud víte, že obraz používá paletu 128 barev. Samotnou paletku není potřeba skladovat.
4. V procesu převodu rastrového grafického souboru byl zvýšen počet barev z 8 na 256. Kolikrát se zvýšil informační objem souboru?
5. Monitor umožňuje přijímat na obrazovce 33 333 316 barev. Kolik paměti v bajtech zabírá jeden pixel?
6. Rozlišení monitoru – 800x600 bodů, barevná hloubka – 32 bitů. Jaká je požadovaná velikost video paměti pro tento grafický režim?
MOŽNOST 3
1. Černobílý obrázek souboru JPG má velikost 1024x768 pixelů. Určete objem informací souboru.
2. Pro uložení rastrového obrázku o rozměrech 64x64 pixelů bylo přiděleno 1024 bajtů paměti. Jaký je maximální možný počet barev v paletě obrázků?
4. V procesu převodu rastrového grafického souboru byl zvýšen počet barev z 64 na 1024. Kolikrát se zvýšil informační objem souboru?
5. Monitor umožňuje přijímat na obrazovce 216 222 216 barev. Kolik paměti v bajtech zabírá jeden pixel?
6. Rozlišení monitoru – 1280x1024 bodů, barevná hloubka – 32 bitů. Jaká je požadovaná velikost video paměti pro tento grafický režim?
MOŽNOST 4
1. 128barevný výkres obsahuje 1 MB informací. Z kolika bodů se skládá?
2. Pro uložení rastrového obrázku o rozměrech 256x256 pixelů byly přiděleny 3 KB paměti. Jaký je maximální možný počet barev v paletě obrázků?
3. Určete minimální množství paměti (v kilobajtech) dostatečné pro uložení jakéhokoli bitmapového obrázku 64x64 pixelů, pokud víte, že obrázek používá paletu 128 barev. Samotnou paletku není potřeba skladovat.
4. V procesu převodu rastrového grafického souboru byl zvýšen počet barev z 32 na 256. Kolikrát se zvýšil informační objem souboru?
5. Monitor umožňuje přijímat na obrazovce 17 123 216 barev. Kolik paměti v bajtech zabírá jeden pixel?
6. Rozlišení monitoru – 640x480 bodů, barevná hloubka – 4 bity. Jaká je požadovaná velikost video paměti pro tento grafický režim.
MOŽNOST 5.
1. Černobílý obrázek souboru BMP má velikost 1024x1024 pixelů. Určete objem informací souboru.
2. Pro uložení rastrového obrázku o rozměrech 32x32 pixelů bylo přiděleno 1024 bajtů paměti. Jaký je maximální možný počet barev v paletě obrázků?
3. Určete minimální množství paměti (v kilobajtech) dostatečné pro uložení jakéhokoli bitmapového obrázku 128x128 pixelů, pokud víte, že obrázek používá paletu 256 barev. Samotnou paletku není potřeba skladovat.
4. V procesu převodu rastrového grafického souboru byl zvýšen počet barev z 16 na 512. Kolikrát se zvýšil informační objem souboru?
5. Monitor umožňuje přijímat na obrazovce 62789216 barev. Kolik paměti v bajtech zabírá jeden pixel?
6. Rozlišení monitoru – 640x480 bodů, barevná hloubka – 16 bitů. Jaká je požadovaná velikost video paměti pro tento grafický režim?
MOŽNOST 6
1. 256barevný výkres obsahuje 12 kB informací. Z kolika bodů se skládá?
2. Pro uložení rastrového obrázku o rozměrech 128x128 pixelů bylo přiděleno 14 KB paměti. Jaký je maximální možný počet barev v paletě obrázků?
3. Určete minimální množství paměti (v kilobajtech) dostatečné pro uložení jakéhokoli bitmapového obrázku 32x64 pixelů, pokud víte, že obrázek používá paletu 64 barev. Samotnou paletku není potřeba skladovat.
4. V procesu převodu rastrového grafického souboru byl zvýšen počet barev z 32 na 1024. Kolikrát se zvýšil informační objem souboru?
5. Monitor umožňuje přijímat na obrazovce 13 345 216 barev. Kolik paměti v bajtech zabírá jeden pixel?
6. Rozlišení monitoru – 800x600 bodů, barevná hloubka – 16 bitů. Jaká je požadovaná velikost video paměti pro tento grafický režim?
MOŽNOST 7
1. Černobílý obrázek souboru JPG má velikost 768x768 pixelů. Určete objem informací souboru.
2. Pro uložení rastrového obrázku o rozměrech 64x64 pixelů bylo přiděleno 1024 KB paměti. Jaký je maximální možný počet barev v paletě obrázků?
3. Určete minimální množství paměti (v kilobajtech) dostatečné pro uložení jakéhokoli bitmapového obrazu 256x128 pixelů, pokud víte, že obraz používá paletu 256 barev. Samotnou paletku není potřeba skladovat.
4. V procesu převodu rastrového grafického souboru se počet barev snížil z 256 na 32. Kolikrát se snížil informační objem souboru?
5. Monitor umožňuje získat na obrazovku 26 barev. Kolik paměti v bajtech zabírá jeden pixel?
6. Rozlišení monitoru – 1024x768 bodů, barevná hloubka – 64 bitů. Jaká je požadovaná velikost video paměti pro tento grafický režim?
MOŽNOST 8
1. 64barevný výkres obsahuje 20 MB informací. Z kolika bodů se skládá?
2. Pro uložení rastrového obrázku o rozměrech 128x256 pixelů bylo přiděleno 13 KB paměti. Jaký je maximální možný počet barev v paletě obrázků?
3. Určete minimální množství paměti (v kilobajtech) dostatečné pro uložení jakéhokoli bitmapového obrazu 1024x512 pixelů, pokud víte, že obraz používá paletu 256 barev. Samotnou paletku není potřeba skladovat.
4. V procesu převodu rastrového grafického souboru se počet barev snížil z 256 na 8. Kolikrát se snížil informační objem souboru?
5. Monitor umožňuje získat na obrazovku 36 barev. Kolik paměti v bajtech zabírá jeden pixel?
6. Rozlišení monitoru – 640x480 bodů, barevná hloubka – 8 bitů. Jaká je požadovaná velikost video paměti pro tento grafický režim?
MOŽNOST 9
1. Černobílý obrázek souboru BMP má velikost 1024x512 pixelů. Určete objem informací souboru.
2. Pro uložení rastrového obrázku o rozměrech 512x512 pixelů bylo přiděleno 512 bajtů paměti. Jaký je maximální možný počet barev v paletě obrázků?
3. Určete minimální množství paměti (v kilobajtech) dostatečné pro uložení jakéhokoli bitmapového obrázku 34x64 pixelů, pokud víte, že obrázek používá paletu 16 barev. Samotnou paletku není potřeba skladovat.
4. V procesu převodu rastrového grafického souboru se počet barev snížil z 1024 na 16. Kolikrát se snížil informační objem souboru?
5. Monitor umožňuje přijímat na obrazovce 23 barev. Kolik paměti v bajtech zabírá jeden pixel?
6. Rozlišení monitoru – 1024x768 bodů, barevná hloubka – 32 bitů. Jaká je požadovaná velikost video paměti pro tento grafický režim?
MOŽNOST 10
1. 128barevný výkres obsahuje 11 KB informací. Z kolika bodů se skládá?
2. Pro uložení rastrového obrázku o rozměrech 64x128 pixelů bylo přiděleno 42 KB paměti. Jaký je maximální možný počet barev v paletě obrázků?
3. Určete minimální množství paměti (v kilobajtech) dostatečné pro uložení jakéhokoli bitmapového obrázku 64x64 pixelů, pokud víte, že obrázek používá paletu 32 barev. Samotnou paletku není potřeba skladovat.
5. Monitor umožňuje přijímat na obrazovce 16 barev. Kolik paměti v bajtech zabírá jeden pixel?
6. Rozlišení monitoru – 800x600 bodů, barevná hloubka – 17 bitů. Jaká je požadovaná velikost video paměti pro tento grafický režim?
MOŽNOST 11
1. Černobílý obrázek souboru JPG má velikost 1024x512 pixelů. Určete objem informací souboru.
2. Pro uložení rastrového obrázku o rozměrech 128x128 pixelů bylo přiděleno 2048 bajtů paměti. Jaký je maximální možný počet barev v paletě obrázků?
3. Určete minimální množství paměti (v kilobajtech) dostatečné pro uložení jakéhokoli bitmapového obrazu 64x64 pixelů, pokud víte, že obraz používá paletu 256 barev. Samotnou paletku není potřeba skladovat.
4. V procesu převodu rastrového grafického souboru se počet barev snížil z 1024 na 64. Kolikrát se snížil informační objem souboru?
5. Monitor umožňuje získat na obrazovce 32 barev. Kolik paměti v bajtech zabírá jeden pixel?
6. Rozlišení monitoru – 1280x1024 bodů, barevná hloubka – 16 bitů. Jaká je požadovaná velikost video paměti pro tento grafický režim?
MOŽNOST 12
1. 64barevný výkres obsahuje 512 MB informací. Z kolika bodů se skládá?
2. Pro uložení rastrového obrázku o rozměrech 256x256 pixelů bylo přiděleno 53 KB paměti. Jaký je maximální možný počet barev v paletě obrázků?
3. Určete minimální množství paměti (v kilobajtech) dostatečné pro uložení jakéhokoli bitmapového obrazu 265x256 pixelů, pokud víte, že obraz používá paletu 256 barev. Samotnou paletku není potřeba skladovat.
4. V procesu převodu rastrového grafického souboru se počet barev snížil z 512 na 32. Kolikrát se snížil informační objem souboru?
5. Monitor umožňuje přijímat na obrazovce 61 barev. Kolik paměti v bajtech zabírá jeden pixel?
6. Rozlišení monitoru – 1024x768 bodů, barevná hloubka – 20 bitů. Jaká je požadovaná velikost video paměti pro tento grafický režim?
MOŽNOST 13
1. Černobílý rastrový grafický obrázek má velikost 1200´256 pixelů. Kolik paměti zabere tento obrázek?
2. Pro uložení rastrového obrázku o rozměrech 256 x 265 pixelů bylo přiděleno 120 KB paměti. Jaký je maximální možný počet barev v paletě obrázků.
3. Kolik video paměti je potřeba k uložení čtyř stránek obrázků, pokud je bitová hloubka 24 a rozlišení displeje je 800 x 600 pixelů?
4. Určete množství video paměti počítače, které je nezbytné pro implementaci grafického režimu monitoru High Color (16 bitů na pixel) s rozlišením 1024 x 768 pixelů a barevnou paletou 65536 barev.
5. Během procesu převodu rastru grafický obrázek počet barev se snížil z 65536 na 16. Kolikrát se sníží množství paměti, kterou zabírá?
6. Stačí 256 KB video paměti pro provoz monitoru v režimu 640´ 480 a paletě 16 barev?
V dnešní lekci se podíváme na první formát souboru na naší cestě. Různé formáty souborů jsou navrženy pro ukládání různých informací. Každý formát určuje způsob organizace dat v souboru.
Seznámíme se s mnoha různými formáty souborů: obrázky, trojrozměrné modely, zvukové soubory, video soubory. Začněme jedním z nejjednodušších grafických formátů- BMP.
BMP - bitmapa - bitmapa. Pojem „mapování“ je převzat z matematiky. V matematice je zobrazení velmi blízké pojmu funkce. Pro zjednodušení považujte slovo bitmapa za obrázek (i když to tak není).
Informace o soubor BMP(záhlaví souboru bmp)
Každý bitmapový soubor má záhlaví 14 bajtů. Pole pro toto záhlaví:
2 bajty. BM řetězec (ve Windows).
4 byty. Velikost souboru v bajtech.
2 bajty. Vyhrazené pole. Musí být inicializován na nulu.
4 byty. Adresa, ze které začíná samotný obrázek. Nebo jinými slovy - posun na začátek obrázku.
Vytvoříme obrázek 100x100 pixelů. Každý pixel zabírá 32 bitů. Záhlaví souboru bude vypadat takto:
B.M.
14+40+100*100*4
0
0
14+40
Důležitá poznámka: tato čísla jsou ve skutečnosti uložena jako sekvence bajtů. Doufám, že je to jasné. Zde (a v dalším příkladu) jsem je uspořádal do sloupce pro snadnější vnímání.
Pojďme se zabývat druhým polem. 14 - velikost záhlaví souboru. 40 je velikost názvu obrázku (více o něm níže), 100*100 je počet pixelů. A kromě toho, protože jsme se dohodli, že každý pixel bude zabírat 32 bitů (4 bajty), musíme počet pixelů vynásobit čtyřmi.
Poslední pole: Samotný obrázek začíná bezprostředně po záhlaví souboru (14 bajtů) a záhlaví obrázku (40 bajtů).
Informace o obrázku BMP (záhlaví obrázku)
Existuje několik verzí BMP. Verzi můžete určit podle velikosti názvu obrázku. Použijeme verzi Windows V3, která zabírá 40 bajtů. Ostatní verze zabírají 12, 64, 108, 124 bajtů.
Ve WinAPI pro ukládání bmp Verze Windows V3 používá strukturu BITMAPINFOHEADER.
Pole záhlaví systému Windows V3:
4 byty. Velikost záhlaví. Vždy nastaveno na 40 bajtů.
4 byty. Šířka obrázku v pixelech.
4 byty. Výška obrázku v pixelech.
2 bajty. Toto pole vždy obsahuje jednu.
2 bajty. Barevná hloubka je počet bitů v pixelu.
4 byty. Kompresní metoda.
4 byty. Velikost obrázku. Zde je uvedena velikost samotného obrázku - bez zohlednění velikosti záhlaví.
4 byty. Horizontální rozlišení v pixelech na metr (počet pixelů v jednom metru).
4 byty. Vertikální rozlišení v pixelech na metr (počet pixelů v jednom metru).
4 byty. Počet barev v paletě.
4 byty. Počet důležitých barev v paletě.
Nyní se podívejme, jak bude vypadat název obrázku v našem případě:
40
100
100
1
32
0
100*100*4
2795
2795
0
0
Pro metodu komprese jsme zvolili 0 – bez komprese. Jiné hodnoty jsou možné. Mezi ty zajímavé: BI_JPEG (hodnota - 4) - komprese používaná v obrázcích jpeg a BI_PNG (hodnota - 5) - komprese používaná v obrázcích png.
Horizontální a vertikální rozlišení jsme nastavili na 2795. Ve většině grafické editory Při vytváření obrázku je rozlišení nastaveno na 71 pixelů na palec (ppi - pixel na palec)). Takže 71 ppi je 2795 pixelů na metr. Rozlišení se používá k zadání fyzické délky obrázku (například pro výstup na tiskárnu).
Po nadpisech je paleta barev. Pokud tam není, obrázek začíná hned za nadpisy. Obrázky s paletami zatím nebudeme uvažovat.
Data BMP obrázky
Obrázek se skládá z pixelů. Formát pixelů je určen barevnou hloubkou (viz výše). V našem příkladu jsme použili 32 bitů na pixel. 32bitová barva se obvykle skládá ze čtyř kanálů: alfa (průhlednost), červená, zelená, modrá: ARGB (alfa, červená, zelená, modrá). Někdy se alfa kanál nepoužívá, v takovém případě může obraz stále zabírat 32 bitů, jen při výpočtu nevěnují pozornost hodnotám jednoho kanálu. V tomto případě jsou názvy kanálů zapsány následovně: XRGB.
Každý kanál zabírá 8 bitů (1 bajt) a může nabývat 256 hodnot: od nuly do 255 (0x00 až 0xff).
V bmp se obrázek ukládá řádek po řádku zdola nahoru, tzn. Nejprve se píší spodní řádky, pak horní. Ujistěte se o tom: načtěte jeden z obrázků z prvního cvičení a uložte pouze polovinu řádků tohoto obrázku do jiného souboru.
Při 32bitové barevné hloubce jsou kanály v bmp zapsány následovně: BGRA. V tomto pořadí: modrá, zelená, červená, alfa.
Velikost datového řádku v obrázku bmp musí být násobkem čtyř (v bajtech). Pokud tomu tak není, je řetězec doplněn nulami. To se stane, pokud je použito 1,2,4,8,16,24 bitů na kanál. Máme například obrázek, který je široký 3 pixely a používáme 16bitové barvy. Šířka řádku: 16*3 = 48 (6 bajtů). Ale délka řádku musí být násobkem čtyř, takže se přidají další dva bajty a délka řádku v tomto příkladu bude osm bajtů. Ačkoli poslední dva bajty každého řádku nebudou uloženy užitečné informace. Při práci s ne32bitovými obrázky je nutné počítat s podmínkou, že velikost řádku je násobkem čtyř.
Nyní pokračujme v našem příkladu a pomocí kódu vytvořte obrázek. Každý pixel bude inicializován náhodnou barvou:
Std::ofstream os("temp.bmp", std::ios::binary); unsigned char signature = ("B", "M"); unsigned int fileSize = 14 + 40 + 100*100*4; unsigned int vyhrazeno = 0; unsigned int offset = 14 + 40; unsigned int headerSize = 40; unsigned int rozměry = ( 100, 100 ); unsigned short colorPlanes = 1; unsigned short bpp = 32; int komprese bez znaménka = 0; unsigned int imgSize = 100*100*4; unsigned int rozlišení = ( 2795, 2795 ); unsigned int pltColors = 0; unsigned int impColors = 0; os.write(reinterpret_cast
V důsledku spuštění tohoto kódu se ve složce s vaším projektem vytvoří soubor temp.bmp (pokud jste program spustili přes debugger (F5)) nebo ve složce Debug řešení (pokud jste spustili spustitelný soubor .exe), který lze otevřít v libovolném prohlížeči obrázků. Obrázek se skládá z barevných teček.
Laboratorní práce č. 4.
„Prezentace informací v počítači. Informační kódování"
Cvičení:
Test „Informace o měření“ (12 otázek = 10 min).
Řešení problémů k tématu:
Úkol 1. Cyklokrosu se účastní 119 sportovců. Speciální zařízení registruje průjezd každého účastníka mezicílem a zaznamenává jeho počet pomocí minimálního možného počtu bitů, stejného pro každého sportovce. Jaký je informační objem zprávy zaznamenané zařízením poté, co 70 cyklistů dokončilo průběžný cíl?
1) 70 bitů 2) 70 bajtů 3) 490 bitů 4) 119 bajtů
Úkol 2. Kolik binárních číslic je nutných a dostatečných pro zakódování jedné školní třídy?
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
Úkol 3. Kolik různých kombinací lze vytvořit pomocí čtyř binárních číslic?
1) 2 2) 4 3) 8 4) 16
Úkol 4. Pro počítačovou karetní hru se používá 36 karet (4 barvy po 9 kartách). Binární kód každé karty se skládá ze dvou částí: kódu obleku a kódu karty. Kolik bitů by mělo být přiděleno pro kódování karty (kód barvy + kód karty dané barvy)?
1) 2 + 3 2) 2 + 4 3) 1+4 4) 3 + 3
Úkol 5. Jeden chlapec, aby přesně určil, kdo zvoní u dveří, navrhl svým přátelům, aby používali kombinace dlouhých a krátkých zazvonění po 3. Jednotlivé kombinace rozdal všem svým kamarádům a ještě mu zbyly 2 kombinace pro rodiče. Kolik přátel má chlapec?
1) 4 2) 6 3) 8 4) 2
Úkol 6. Pro komunikaci v kmenovém jazyce se ke spojení těchto pojmů používá 13 základních pojmů a 4 spojovací výrazy. Kmen používá binární kód k přenosu zpráv; kombinace znělých a nudných zvuků bubnů. Zprávy jsou přenášeny po částech - koncept + spojovací. Kolik úderů bude trvat zakódování každé části zprávy?
1) 6 2) 4 3) 8 4)2
Úkol 7. Za předpokladu, že každý znak je zakódován jedním bytem, odhadněte informační objem následující věty z Puškinova čtyřverší:
Zpěvák-David byl malého vzrůstu, ale Goliáše skolil!
1) 400 bitů 2) 50 bitů 3) 400 bajtů 4) 5 bajtů
Úkol 8. Byla přijata zpráva s objemem informací 32 bitů. Jaký je tento objem v bajtech?
1) 5 2) 2 3) 3 4) 4
Úkol 9. Vyberte správné pokračování výroku: „Nejmenší měrná jednotka množství informace je...“
1) 1 bar 2) 1 baud 3) 1 bit 4) 1 byte
Problém 10. Skaut A. Belov musí předat zprávu: „Místo setkání nelze změnit. Eustace". Zaměřovač určí místo přenosu, pokud trvá alespoň 2 minuty. Jakou rychlostí (bit/s) by měl být vysílán průzkumný radiogram?
1) 1 bit/s 2) 2 bit/s 3) 3 bit/s 4) 4 bit/min
Problém 11. Po připojení k internetu poskytuje modem rychlost přenosu dat 28 800 bps. Jak dlouho bude trvat přenos souboru o velikosti 72 000 bajtů?
1) 5 sekund 2) 10 sekund 3) 20 sekund 4) 60 sekund
Problém 12. Uspořádejte jednotky měření množství informací ve vzestupném pořadí.
A) Gigabajt B) Megabit C) Megabajt D) Terabajt
Problém 13. 256barevný výkres obsahuje 1 KB informací. Z kolika bodů se skládá?
1) 128 2) 256 3) 512 4) 1024
Problém 14. Šachovnice se skládá z 64 polí: 8 sloupců po 8 řadách. Jaký je minimální počet bitů potřebných pro zakódování souřadnic jedné šachovnice?
1) 4 2) 5 3) 6 4) 7
Problém 15. K přenosu tajné zprávy se používá kód skládající se z desetinných číslic. V tomto případě jsou všechny číslice kódovány stejným (minimálním možným) počtem bitů. Určete informační objem zprávy o 150 znacích.
1) 600 bitů 2) 750 bitů 3) 1200 bitů 4) 60 bajtů
Problém 16. Informační objem jednoho bodu černobílého rastrového obrázku je roven:
1) 1 bit 2) 2 bity 3) 1 bajt 4) 2 bajty
Problém 17. Informační objem jednoho bodu 16barevného rastrového obrázku se rovná:
1) 1 bit 2) 2 bity 3) 3 bity 4) 4 bity
Problém 18. Informační objem jednoho bodu 256barevného rastrového obrázku se rovná:
1) 1 bit 2) 1 bajt 3) 2 bity 4) 2 bajty
Problém 19. . Jak se změní informační objem grafického souboru, pokud původní počet barev byl 256, ale v důsledku transformací bylo nastaveno 16 barev?
1. Zvýší se 2krát.
2. Zvýší se 4krát.
3. Sníží se 2krát.
4. Sníží se 4krát.
Problém 20. Jak se změní informační objem grafického souboru, pokud původní počet barev byl 216, ale v důsledku transformací bylo nastaveno 232 barev?
1. Zvýší se 2krát.
2. Zvýší se 4krát.
3. Sníží se 2krát.
4. Sníží se 4krát.
Problém 21. Barevný obrázek využívající 16 barev je převeden na černobílý. Jak se změní objem informací grafického souboru?
1. Sníží se 2krát.
2. Sníží se 4krát.
3. Sníží se 8krát.
4. Sníží se 16krát.
Problém 22. . Obrázek souboru BMP s 256 barvami má velikost 1024 x 768 pixelů. Určete informační kapacitu souboru.
1) 768 kbps 2) 64 kbps 3) 768 kbps 4) 192 Mbps
Problém 23. Černobílý obrázek souboru BMP má velikost 1024 x 768 pixelů. Určete informační kapacitu souboru.
1) 768 MB 2) 768 KB 3) 96 KB 4) 96 KB
Problém 24. Kolikrát se zvýší informační kapacita souboru obsahujícího rastrový obrázek, pokud se jeho barevná hloubka zvýší ze standardu „černobílý“ na standard „65 536 barev“?
1) 8 2) 16 3) 32 4) 64
Problém 25. Kolikrát se zvýší informační kapacita souboru obsahujícího rastrový obrázek, pokud se jeho barevná hloubka zvýší ze standardu „černobílý“ na standard „4 294 967 296 barev“?
1) 8 2) 16 3) 32 4) 64
Problém 26. Kolik paměti grafické karty zabere 32bitový soubor BMP s velikostí obrazovky 1024 x 768 pixelů?
1) 3 KB 2) 24 KB 3) 3 MB 4) 24 MB
Problém 27. Běžný semafor bez dalších úseků dává šest typů signálů (nepřetržité červené, žluté a zelené, blikající žluté a zelené, červené a žluté současně). Zařízení pro elektronické ovládání semaforů postupně reprodukuje zaznamenané signály. Bylo zaznamenáno 100 semaforů za sebou. V bajtech je tento informační objem
1) 37 2) 38 3) 50 4) 100
Problém 28. Světelná tabule se skládá ze žárovek. Každá žárovka může být v jednom ze tří stavů („svítí“, „nesvítí“ a „bliká“) Jaký nejmenší počet žárovek by měl být na displeji, aby mohl vysílat 18 různých signálů?
1) 6 2) 5 3) 3 4) 4
Problém 30. Automatické zařízení překódovalo informační zprávu v ruštině, původně napsanou v 16bitovém Unicode, do 8bitového kódování KOI-8. Informační zpráva byla zároveň zmenšena o 480 bitů. Jaká je délka zprávy ve znacích?
1) 30 2) 60 3) 120 4) 480
Problém 31. Unicode používá dva bajty pro každý znak. Určete informační objem slova o dvaceti čtyřech znacích v tomto kódování.
1) 384 bitů 2) 192 bitů 3) 256 bitů 4) 48 bitů
Problém 32. Za předpokladu, že každý znak je zakódován v jednom bajtu, odhadněte objem informací následující věty:
"Můj strýc měl ta nejčestnější pravidla, když byl vážně nemocný, donutil ho, aby si vážil sám sebe a nic lepšího ho nenapadlo."
1) 108 bitů 2) 864 bitů 3) 108 kilobajtů 4) 864 kilobajtů
Problém 33. Zadejte typ počítačové grafiky, která je výsledkem skenování obrázku.