Презентация на тему: Кодирование информации

Кодирование информации
Зачем кодировать информацию?
Кодирование информации
Кодирование символов
Кодирование символов
Кодировка ASCII (7-битная)
8-битные кодировки
8-битные кодировки
Стандарт UNICODE
Кодирование информации
Растровое кодирование
Растровое кодирование
Задача
Разрешение
Разрешение
Разрешение
Кодирование цвета
Теория цвета Юнга-Гельмгольца
Цветовая модель RGB
Цветовая модель RGB
Задачи
Глубина цвета
Кодирование с палитрой
Кодирование с палитрой
Кодирование с палитрой
Кодирование с палитрой
Задачи
Растровые рисунки: форматы файлов
Кодирование цвета при печати ( CMYK )
RGB и CMYK
Цветовая модель HSB ( HSV )
Цветовая модель Lab
Профили устройств
Растровое кодирование: итоги
Векторное кодирование
Векторное кодирование
Векторное кодирование (итоги)
Векторное кодирование: форматы файлов
Векторные рисунки: SVG
Кодирование информации
Оцифровка звука
Оцифровка звука: квантование
Оцифровка звука
Оцифровка звука
Оцифровка – итог
Инструментальное кодирование
Трекерная музыка
Кодирование видео
Форматы видеофайлов
Конец фильма
Источники иллюстраций
1/51
Средняя оценка: 4.1/5 (всего оценок: 55)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (1211 Кб)
1

Первый слайд презентации: Кодирование информации

1 Кодирование информации § 15. Кодирование символов § 16. Кодирование графической информации § 17. Кодирование звуковой и видеоинформации

Изображение слайда
2

Слайд 2: Зачем кодировать информацию?

2 Кодирование — это представление информации в форме, удобной для её хранения, передачи и обработки. В компьютерах используется двоичный код: 10101001010 данные (код) передача 1 1111100 010 данные (код) хранение передача Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit, sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua кодирование обработка

Изображение слайда
3

Слайд 3: Кодирование информации

§ 15. Кодирование символов 3

Изображение слайда
4

Слайд 4: Кодирование символов

4 А Б В Г 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 100000 10 1 000 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 111 0 1 1 111 00 Общий подход : нужно использовать N символов выберем число битов k на символ : 2 k  N сопоставим каждому символу код – число от 0 до 2 k – 1 переведем коды в двоичную систему Система Брайля: Откуда формула? ?

Изображение слайда
5

Слайд 5: Кодирование символов

5 Текстовый файл на экране ( символы ) в памяти – коды 1000001 2 1000010 2 1000011 2 1000100 2 В файле хранятся не изображения символов, а их числовые коды! ! 65 66 67 68 Файлы со шрифтами: *.fon, *.ttf, *.otf

Изображение слайда
6

Слайд 6: Кодировка ASCII (7-битная)

6 ASCII = American Standard Code for Information Interchange Коды 0-127 : 0-31 управляющие символы : 7 – звонок, 10 – новая строка, 13 – возврат каретки, 2 7 – Esc. 32 пробел знаки препинания :., : ; ! ? специальные знаки : + - * / () {} [] 48-57 цифры 0..9 65-90 заглавные латинские буквы A-Z 97 - 122 строчные латинские буквы a-z Где русские буквы? ?

Изображение слайда
7

Слайд 7: 8-битные кодировки

7 Кодовые страницы (расширения ASCII ): 0 1 254 255 127 128 таблица ASCII национальный алфавит Для русского языка: CP-866 для MS DOS CP-1251 для Windows ( Интернет ) КО I 8- R для UNIX ( Интернет ) MacCyrillic для компьютеров Apple Проблема: Windows-1251 KOI8-R Привет, Вася! оПХБЕР, бЮЯЪ! рТЙЧЕФ, чБУС! Привет, Вася!

Изображение слайда
8

Слайд 8: 8-битные кодировки

8 1 байт на символ – файлы небольшого размера! просто обрабатывать в программах нельзя использовать символы разных кодовых страниц одновременно (русские и французские буквы, и т.п.) неясно, в какой кодировке текст (перебор вариантов!) для каждой кодировки нужен свой шрифт (изображения символов)

Изображение слайда
9

Слайд 9: Стандарт UNICODE

9 1 112 064 знаков, используются около 100 000 Windows : UTF-16 16 битов на распространённые символы, 32 бита на редко встречающиеся Linux : UTF-8 8 битов на символ для ASCII, от 16 до 48 бита на остальные совместимость с ASCII более экономична, чем UTF-16, если много символов ASCII 2010 г. – 50% сайтов использовали UTF-8! !

Изображение слайда
10

Слайд 10: Кодирование информации

§ 16. Кодирование графической информации 10

Изображение слайда
11

Слайд 11: Растровое кодирование

11 Пиксель – это наименьший элемент рисунка, для которого можно задать свой цвет. дискретизация пиксель Растровое изображение – это изображение, которое кодируется как множество пикселей. Рисунок искажается! ! растр

Изображение слайда
12

Слайд 12: Растровое кодирование

12 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1A 26 42 FF 42 5A 5A 7E 1A2642FF425A5A7E 16

Изображение слайда
13

Слайд 13: Задача

13 Закодируйте рисунок с помощью шестнадцатеричного кода:

Изображение слайда
14

Слайд 14: Разрешение

14 Разрешение – это количество пикселей, приходящихся на дюйм размера изображения. ppi = pixels per inch, пикселей на дюйм 300 ppi 96 ppi 48 ppi 24 ppi печать экран 1 дюйм = 2,54 см

Изображение слайда
15

Слайд 15: Разрешение

15 Задача 1. Какой размер в пикселях должен иметь закодированный рисунок с разрешением 300 ppi, чтобы с него можно было сделать отпечаток размером 10×15 см ? высота 10 см × 300 пикселей 2, 54 см  1181 пиксель ширина 15 см × 300 пикселей 2, 54 см  1 771 пиксель

Изображение слайда
16

Слайд 16: Разрешение

16 Задача 2. Закодированный рисунок имеет размеры 5760 × 3840 пикселей и разрешение 600 ppi. Какой размер будет у изображения, отпечатанного на принтере ? ширина 5760 пикселей × 2,54 см 600 пикселей  24,4 см высота 384 0 пикселей × 2,54 см 600 пикселей  16, 3 см

Изображение слайда
17

Слайд 17: Кодирование цвета

17 00 11 11 11 11 11 11 11 00 11 11 11 11 11 11 11 00 01 01 01 01 01 01 01 00 01 01 01 01 01 01 01 00 10 10 10 10 10 10 10 00 10 10 10 10 10 10 10 Как выводить на монитор цвет с кодом 00? ? Как закодировать цвет в виде чисел? ?

Изображение слайда
18

Слайд 18: Теория цвета Юнга-Гельмгольца

18 Свет любой длины волны можно заменить на красный, зелёный и синий лучи! ! 0 40 0 5 0 0 60 0 7 0 0 , нм чувствительность три типа «колбочек»

Изображение слайда
19

Слайд 19: Цветовая модель RGB

19 Д. Максвелл, 1860 цвет = ( R, G, B ) red красный 0..255 blue синий 0..255 green зеленый 0..255 (0, 0, 0 ) (255, 255, 255) (255, 0, 0 ) (0, 255, 0 ) ( 255, 255, 0 ) (0, 0, 255 ) (255, 150, 150 ) (100, 0, 0 ) Сколько разных цветов можно кодировать? ? 256 · 256 · 256 = 16 777 216 ( True Color, «истинный цвет» ) RGB – цветовая модель для устройств, излучающих свет (мониторов)! !

Изображение слайда
20

Слайд 20: Цветовая модель RGB

20 RGB Веб-страница (0, 0, 0) #000000 (255,255,255) #FFFFFF (255, 0, 0) #FF0000 (0, 255, 0) #00FF00 (0, 0, 255) #0000FF (255, 255, 0) #FFFF00 (204,204,204) #CCCCCC ( 255, 255, 0 )  # FF FF 00

Изображение слайда
21

Слайд 21: Задачи

21 Постройте шестнадцатеричные коды: RGB (100, 200, 200)  RGB (30, 50, 200)  RGB (60, 180, 20)  RGB (220, 150, 30) 

Изображение слайда
22

Слайд 22: Глубина цвета

22 Сколько памяти нужно для хранения цвета 1 пикселя в режиме True Color ? ? R G B: 24 бита = 3 байта R (0..255) 25 6 = 2 8 вариантов 8 битов = 1 байт Глубина цвета — это количество битов, используемое для кодирования цвета пикселя. True Color ( истинный цвет ) Задача. Определите размер файла, в котором закодирован растровый рисунок размером 2 0× 30 пикселей в режиме истинного цвета ( True Color ) ? 2 0  30  3 байта = 1800 байт

Изображение слайда
23

Слайд 23: Кодирование с палитрой

23 Как уменьшить размер файла? ? уменьшить разрешение уменьшить глубину цвета снижается качество Цветовая палитра – это таблица, в которой каждому цвету, заданному в виде составляющих в модели RGB, сопоставляется числовой код.

Изображение слайда
24

Слайд 24: Кодирование с палитрой

24 0 0 0 0 0 255 255 0 0 255 255 255 цвет 00 2 цвет 01 2 цвет 10 2 цвет 11 2 00 11 11 11 11 11 11 11 00 11 11 11 11 11 11 11 00 01 01 01 01 01 01 01 00 01 01 01 01 01 01 01 00 10 10 10 10 10 10 10 00 10 10 10 10 10 10 10 Палитра: Какая глубина цвета? ? Сколько занимает палитра? ? 2 бита на пиксель 3 4 = 12 байтов

Изображение слайда
25

Слайд 25: Кодирование с палитрой

25 Шаг 1. Выбрать количество цветов: 2, 4, … 256. Шаг 2. Выбрать 256 цветов из палитры: 248 0 88 0 221 21 181 192 0 21 0 97 Шаг 3. Составить палитру (каждому цвету – номер 0..255) палитра хранится в начале файла 248 0 88 0 221 21 … 181 192 0 21 0 97 0 1 254 255 Шаг 4. Код пикселя = номеру его цвета в палитре 2 45 65 14 … 12 23

Изображение слайда
26

Слайд 26: Кодирование с палитрой

26 Файл с палитрой: пал ит ра коды пикселей Количество цветов Размер палитры (байтов) Глубина цвета (битов на пиксель) 2 6 1 4 12 2 16 48 4 256 768 8

Изображение слайда
27

Слайд 27: Задачи

27 Задача 1. В процессе преобразования растрового графического файла количество цветов уменьшилось с 512 до 8. Во сколько раз уменьшился информационный объем файла? Задача 2. Разрешение экрана монитора – 1024   х   768 точек, глубина цвета – 16 бит. Каков необходимый объем видеопамяти для данного графического режима? Задача 3. Сколько байт будет занимать код рисунка размером 40×50 пикселей в режиме истинного цвета? при кодировании с палитрой 256 цветов? Задача 4. Для хранения растрового изображения размером 128 x 128 пикселей отвели 4 килобайта памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

Изображение слайда
28

Слайд 28: Растровые рисунки: форматы файлов

28 Формат True Color Палитра Прозрачность Анимация BMP   JPG  GIF    PNG   

Изображение слайда
29

Слайд 29: Кодирование цвета при печати ( CMYK )

29 G R B G B G R B Белый – красный = голубой C = Cyan Белый – зелёный = пурпурный M = Magenta Белый – синий = желтый Y = Yellow Модель CMY C M Y 0 0 0 255 255 0 255 0 255 0 255 255 255 255 255 Модель CMYK: + Key color меньший расход краски и лучшее качество для чёрного и серого цветов

Изображение слайда
30

Слайд 30: RGB и CMYK

30 не все цвета, которые показывает монитор ( RGB ), можно напечатать ( CMYK ) при переводе кода цвета из RGB в CMYK цвет искажается видит человек RGB CMYK RGB(0,255,0) CMYK(65,0,100,0)  RGB(104,175,35)

Изображение слайда
31

Слайд 31: Цветовая модель HSB ( HSV )

31 HSB = H ue ( тон, оттенок ) S aturation ( насыщенность ) B rightness ( яркость ) или V alue ( величина ) 0  /360  180  90  27 0  Тон ( H ) 0 10 0 Насыщенность ( S ) Яркость ( B ) 0 10 0  насыщенность – добавить белого  яркость – добавить чёрного

Изображение слайда
32

Слайд 32: Цветовая модель Lab

32 Международный стандарт кодирования цвета, независимого от устройства (1976 г.) Основана на модели восприятия цвета человеком. Lab = L ightness ( светлота ) a, b ( задают цветовой тон ) Светлота 75% Светлота 25% для перевода между цветовыми моделями: RGB  Lab  CMYK для цветокоррекции фотографий

Изображение слайда
33

Слайд 33: Профили устройств

33 RGB (255,0,0) Какой цвет увидим? ? RGB (255,0,0) как   680нм   680нм RGB (225,10,20) профиль монитора профиль сканера CMYK ( 0, 10 0, 10 0,0 ) профиль принтера

Изображение слайда
34

Слайд 34: Растровое кодирование: итоги

34 универсальный метод (можно закодировать любое изображение) единственный метод для кодирования и обработки размытых изображений, не имеющих чётких границ (фотографий) есть потеря информации (почему?) при изменении размеров цвет и форма объектов на рисунке искажается размер файла не зависит от сложности рисунка (а от чего зависит?)

Изображение слайда
35

Слайд 35: Векторное кодирование

35 Рисунки из геометрических фигур: отрезки, ломаные, прямоугольники окружности, эллипсы, дуги сглаженные линии (кривые Безье) Для каждой фигуры в памяти хранятся: размеры и координаты на рисунке цвет и стиль границы цвет и стиль заливки (для замкнутых фигур)

Изображение слайда
36

Слайд 36: Векторное кодирование

36 Кривые Безье: А Б В Г Д Хранятся координаты узлов и концов «рычагов» (3 точки для каждого узла, кривые 3-го порядка). угловой узел гладкий узел

Изображение слайда
37

Слайд 37: Векторное кодирование (итоги)

37 лучший способ для хранения чертежей, схем, карт при кодировании нет потери информации при изменении размера нет искажений меньше размер файла, зависит от сложности рисунка неэффективно использовать для фотографий и размытых изображений растровый рисунок векторный рисунок

Изображение слайда
38

Слайд 38: Векторное кодирование: форматы файлов

38 WMF ( Windows Metafile ) EMF ( Windows Metafile ) CDR ( программа CorelDraw ) AI ( программа Adobe Illustrator ) SVG (Scalable Vector Graphics, масштабируемые векторные изображения ) для веб-страниц

Изображение слайда
39

Слайд 39: Векторные рисунки: SVG

39 <svg> <rect width="135" height="30" x="0" y="10" stroke-width="1" stroke="rgb(0,0,0)" fill="rgb(255,255,255)"/> <rect width="135" height="30" x="0" y="40" stroke-width="1" stroke="rgb(0,0,0)" fill="rgb(0,0,255)"/> <rect width="135" height="30" x="0" y="70" stroke-width="1" stroke="rgb(0,0,0)" fill="rgb(255,0,0)"/> <line x1="0" y1="0" x2="0" y2="150" stroke-width="15" stroke="rgb(0,0,0)" /> </svg> прямоугольник размеры координаты контур заливка

Изображение слайда
40

Слайд 40: Кодирование информации

§ 17. Кодирование звуковой и видеоинформации 40

Изображение слайда
41

Слайд 41: Оцифровка звука

41 аналоговый сигнал Оцифровка – это преобразование аналогового сигнала в цифровой код (дискретизация). T t – интервал дискретизации (с) – частота дискретизации (Гц, кГц) 8 кГц – минимальная частота для распознавания речи 11 кГц, 22 кГц, 44,1 кГц – качество CD- дисков 48 кГц – фильмы на DVD 96 кГц, 192 кГц Человек слышит 16 Гц … 20 кГц

Изображение слайда
42

Слайд 42: Оцифровка звука: квантование

42 Сколько битов нужно, чтобы записать число 0,6? ? T t 0 1 2 3 4 5 7 6 3-битное кодирование: 8 битов = 256 уровней 16 битов = 65536 уровней 2 4 бита = 2 2 4 уровней АЦП = А налого- Ц ифровой П реобразователь Квантование (дискретизация по уровню) – это представление числа в виде цифрового кода конечной длины. Разрядность кодирования — это число битов, используемое для хранения одного отсчёта.

Изображение слайда
43

Слайд 43: Оцифровка звука

43 Задача. Определите информационный объем данных, полученных при оцифровке звука длительностью 1 минута с частотой 44 кГц с помощью 16-битной звуковой карты. Запись выполнена в режиме «стерео». За 1 сек каждый канал записывает 44000 значений, каждое занимает 16 битов = 2 байта всего 44000  2 байта = 88000 байтов С учётом «стерео» всего 88000  2 = 176000 байтов За 1 минуту 176000  60 = 1056000 0 байтов  10313 Кбайт  10 Мбайт

Изображение слайда
44

Слайд 44: Оцифровка звука

44 Как восстановить сигнал? T t без сглаживания после сглаживания Как улучшить качество? ? уменьшать T Что при этом ухудшится? ?  размер файла аналоговые устройства! ЦАП = Ц ифро- А налоговый П реобразователь было до оцифровки

Изображение слайда
45

Слайд 45: Оцифровка – итог

45 можно закодировать любой звук (в т.ч. голос, свист, шорох, …) есть потеря информации большой объем файлов Какие свойства оцифрованного звука определяют качество звучания? ? Форматы файлов: WAV ( Waveform audio format), часто без сжатия (размер!) MP3 ( MPEG-1 Audio Layer 3, сжатие с учётом восприятия человеком ) AAC ( Advanced Audio Coding, 48 каналов, сжатие ) WMA ( Windows Media Audio, потоковый звук, сжатие ) OGG ( Ogg Vorbis, открытый формат, сжатие )

Изображение слайда
46

Слайд 46: Инструментальное кодирование

46 MIDI ( Musical Instrument Digital Interface — цифровой интерфейс музыкальных инструментов). в файле.mid : нота (высота, длительность) музыкальный инструмент параметры звука (громкость, тембр) до 1024 каналов в памяти звуковой карты: образцы звуков (волновые таблицы) MIDI -клавиатура : нет потери информации при кодировании инструментальной музыки небольшой размер файлов невозможно закодировать нестандартный звук, голос программа для звуковой карты! 128 мелодических и 47 ударных

Изображение слайда
47

Слайд 47: Трекерная музыка

47 В файле (модуле): образцы звуков ( сэмплы ) нотная запись, трек ( track ) – дорожка музыкальный инструмент до 32 каналов Использование: демосцены (важен размер файла) Форматы файлов: MOD разработан для компьютеров Amiga S3M оцифрованные каналы + синтезированный звук, 99 инструментов XM, STM, …

Изображение слайда
48

Слайд 48: Кодирование видео

48 Синхронность! Видео = изображения + звук ! изображения: ≥ 25 кадров в секунду PAL : 720×576, 24 бита за 1 с: 720×576×25×3 байта ≈ 30 Мб за 1 мин: 60×32 Мбайта ≈ 1,73 Гб HDTV : 1280×720, 1920×1080. 4K : 4096×3072 исходный кадр + изменения (10-15 с) сжатие (кодеки – алгоритмы сжатия) DivX, Xvid, H.264, WMV, Ogg Theora … звук: 48 кГц, 16 бит сжатие (кодеки – MP3, AAC, WMA, …)

Изображение слайда
49

Слайд 49: Форматы видеофайлов

49 AVI – Audio Video Interleave – чередующиеся звук и видео; контейнер – могут использоваться разные кодеки MPEG – Motion Picture Expert Group WMV – Windows Media Video, формат фирмы Microsoft MP4 – MPEG-4, сжатое видео и звук MOV – Quick Time Movie, формат фирмы Apple WebM – открытый формат, поддерживается браузерами

Изображение слайда
50

Слайд 50: Конец фильма

50 Конец фильма ПОЛЯКОВ Константин Юрьевич д.т.н., учитель информатики ГБОУ СОШ № 163, г. Санкт-Петербург kpolyakov@mail.ru ЕРЕМИН Евгений Александрович к.ф.-м.н., доцент кафедры мультимедийной дидактики и ИТО ПГГПУ, г. Пермь eremin@pspu.ac.ru

Изображение слайда
51

Последний слайд презентации: Кодирование информации: Источники иллюстраций

51 http://drupal.org http:// www.cyberphysics.co.uk http://epson.su http://www8.hp.com http://head-fi.org http://en.wikipedia.org http://ru.wikipedia.org авторские материалы

Изображение слайда