кодирование информации текста графики звука форматы файлов

Информатика. 10 класс

Конспект урока

Информатика, 10 класс. Урок № 17.

Тема — Кодирование графической и звуковой информации

Большую часть информации человек получает с помощью зрения и слуха. Важность этих органов чувств обусловлена развитием человека как биологического вида, поэтому человеческий мозг с большой скоростью способен обрабатывать огромное количество графической и звуковой информации.

С появлением компьютеров возникла огромная потребность научить их обрабатывать такую информацию. Как же такую информацию может обработать компьютер?

Итак, кодирование графической информации осуществляется двумя различными способами: векторным и растровым

Программы, работающие с векторной графикой, хранят информацию об объектах, составляющих изображение в виде графических примитивов: прямых линий, дуг окружностей, прямоугольников, закрасок и т.д.

Достоинства векторной графики:

— Преобразования без искажений.

— Маленький графический файл.

— Рисовать быстро и просто.

— Независимое редактирование частей рисунка.

— Высокая точность прорисовки.

— Редактор быстро выполняет операции.

Недостатки векторной графики:

— Векторные изображения выглядят искусственно.

— Ограниченность в живописных средствах.

Программы растровой графики работают с точками экрана (пикселями). Это называется пространственной дискретизацией.

КОДИРОВАНИЕ РАСТРОВОЙ ГРАФИКИ

Давайте более подробно рассмотрим растровое кодирование информации.

Компьютер запоминает цвет каждой точки, а пользователь из таких точек собирает рисунок.

При этом зная количество пикселей по вертикале и горизонтали, мы сможем найти — разрешающую способность изображения.

Разрешающая способность находится по формуле:

где n, m — количество пикселей в изображении по вертикали и горизонтали.

В процессе дискретизации каждый пиксель может принимать различные цвета из палитры цветов. При этом зная количество цветов, которые можно использовать в палитре и воспользовавшись формулой Хартли, мы сможем найти количество информации, которое используется для кодирования цвета точки, что мы будем называть глубиной цвета.

где N — количество цветов в палитре;

Таким образом, чтобы найти вес изображения достаточно перемножить разрешающую способность изображения на глубину цвета: L=P*i.

Каким именно образом возможно закодировать пиксель? Для этого используются кодировочные палитры.

КОДИРОВОЧНАЯ ПАЛИТРА RGB

Когда художник рисует картину, цвета он выбирает по своему вкусу. Но цвет в компьютере надо стандартизировать, чтобы его можно было распознать. Поэтому надо определить, что такое каждый цвет.

В экспериментах по производству цветных стекол М. В. Ломоносов показал, что получить любой цвет возможно, используя три различных цвета.

Этот факт был обобщен Германом Грассманом в виде законов аддитивного синтеза цвета.

Давайте рассмотрим два из этих законов:

— Закон трехмерности. С помощью трех независимых цветов можно, смешивая их в однозначно определенной пропорции, выразить любой цвет.

— Закон непрерывности. При непрерывном изменении пропорции, в которой взяты компоненты цветовой смеси, получаемый цвет также меняется непрерывно.

Из биологии вы знаете, что рецепторы человеческого глаза делятся на две группы: палочки и колбочки. Палочки более чувствительны к интенсивности поступаемого света, а колбочки — к длине волны.

Если посмотреть, как распределяется количество колбочек по тому, на какую длину волны они «настроены», то количество колбочек «настроенных» на синий, красный и зеленый цвета окажется больше.

Поэтому такие цвета были взяты основными для построения цветовой модели, которая получила название RGB (Red, Green, Blue). То есть задавая количество любого из этих трех цветов, можно получить любой другой. Для кодирования каждого цвета было выделено 8 бит (режим True-Color). Таким образом, количество каждого цвета может изменяться от 0 до 255, часто это количество выражается в шестнадцатеричной системе счисления (от 0 до FF).

Так как описание цвета происходит определением трех величин, то это наводит на мысль считать их координатами точки в пространстве. Получается, что координаты цветов заполняют куб.

При этом яркость цвета определяется тем насколько близка к максимальному значению хотя бы одна координата из трех.

КОДИРОВАНИЕ ЗВУКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

Давайте перейдем к кодированию звуковой информации.

Из курса физики вам всем известно, что звук — это непрерывная волна с изменяющейся амплитудой и частотой.

Для того, чтобы компьютер мог обрабатывать непрерывный звуковой сигнал, он должен быть дискретизирован, т. е. превращен в последовательность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц).

Для этого звуковая волна разбивается на отдельные временные участки.

Гладкая кривая заменяется последовательностью «ступенек». Каждой «ступеньке» присваивается значение громкости звука. Чем больше количество уровней громкости, тем больше количество информации будет нести значение каждого уровня и более качественным будет звучание. Причем, чем больше будет количество измерений уровня звукового сигнала в единицу времени, тем качественнее будет звучание. Эта характеристика называется частотой дискретизации Данная характеристика измеряется в Гц.

При этом на каждое измерение выделяется одинаковое количество бит. Такая характеристика называется — глубина кодирования.

Таким образом, чтобы подсчитать вес звуковой волны достаточно перемножить частоту дискретизации, глубины кодирования и времени звучания такого звука. При этом, рассматривая современное звучание, количество звуковых волн может быть различное, например, для стереозвука — это 2, а для квадрозвука — 4.

Источник

Конспект по теме: «Кодирование текстовой, графической и звуковой информации»

Для удобства представления информации в компьютере все возможные виды информации переводятся в числовую форму, и эти числа хранятся в компьютере в двоичном виде, т. е. кодируются.

Кодирование информации — процесс преобразования информации из формы, удобной для непосредственного использования, в форму, удобную для передачи, хранения или автоматической переработки.

Кодирование текстовой информации

Для записи текстовой (знаковой) информации всегда используется какой-либо язык (естественный или формальный).

Всё множество используемых в языке символов называется алфавитом. Полное число символов алфавита N называют его мощностью. При записи текста в каждой очередной позиции может появиться любой из N символов алфавита, т. е. может произойти N событий. Следовательно, каждый символ алфавита содержит i бит информации, где i определяется из неравенства (формула Хартли): 2i ≥ N. Тогда общее количество информации в тексте определяется формулой:

где V – количество информации в тексте; k – число знаков в тексте (включая знаки препинания и даже пробелы), i— количество бит, выделенных на кодирование одного знака.

Если кодирование – это перевод информации с одного языка на другой (запись в другой системе символов, в другом алфавите), то декодирование – обратный перевод.

При кодировании один символ исходного сообщения может заменяться одним символом нового кода или несколькими символами, а может быть и наоборот – несколько символов исходного сообщения заменяются одним символом в новом коде (китайские иероглифы обозначают целые слова и понятия), поэтому кодирование может быть равномерное и неравномерное. При равномерном кодировании все символы кодируются кодами равной длины, при неравномерном кодировании разные символы могут кодироваться кодами разной длины, что затрудняет декодирование.

Закодированное сообщение можно однозначно декодировать с начала, если выполняется условие Фано: никакое кодовое слово не является началом другого кодового слова. Закодированное сообщение можно однозначно декодировать с конца, если выполняется обратное условие Фано: никакое кодовое слово не является окончанием другого кодового слова. Условие Фано – это достаточное, но не необходимое условие однозначного декодирования.

Решение задач на кодирование текстовой информации

1.Автоматическое устройство осуществило перекодировку информационного сообщения на русском языке длиной в 20 символов, первоначально записанного в 2-байтном коде Unicode, в 8-битную кодировку КОИ-8. На сколько бит уменьшилась длина сообщения? В ответе запишите только число.

1) при 16-битной кодировке объем сообщения – 16*20 бит

2) когда его перекодировали в 8-битный код, его объем стал равен– 8*20 бит

3) таким образом, сообщение уменьшилось на 16*20 – 8*20 = 8*20 = 160 бит

2. Определите информационный объем текста в битах

1) в этом тексте 19 символов (обязательно считать пробелы и знаки препинания)

2) если нет дополнительной информации, считаем, что используется 8-битная кодировка (чаще всего явно указано, что кодировка 8- или 16-битная), поэтому в сообщении 19*8 = 152 бита информации

3. В таблице ниже представлена часть кодовой таблицы ASCII:

Источник

Кодирование информации

Вы будете перенаправлены на Автор24

Общие понятия

Кодирование — это преобразование информации из одной ее формы представления в другую, наиболее удобную для её хранения, передачи или обработки.

Кодом называют правило отображения одного набора знаков в другом.

Длина кода – это количество знаков, используемых для представления кодируемой информации.

Виды кодирования информации

Различают кодирование информации следующих видов:

Кодирование текстовой информации

Любой текст (к примеру, студенческий реферат) состоит из последовательности символов. Символами могут быть буквы, цифры, знаки препинания, знаки математических действий, круглые и квадратные скобки и т.д.

Текстовая информация, как и любая другая, хранится в памяти компьютера в двоичном виде. Для этого каждому ставится в соответствии некоторое неотрицательное число, называемое кодом символа, и это число записывается в память ЭВМ в двоичном виде. Конкретное соотношение между символами и их кодами называется системой кодировки. В персональных компьютерах обычно используется система кодировки ASCII (American Standard Code for Informational Interchange – Американский стандартный код для информационного обмена).

Готовые работы на аналогичную тему

Восьмибитными кодировками, распространенными в нашей стране, являются KOI8, UTF8, Windows-1251 и некоторые другие.

Кодирование цвета

Чтобы сохранить в двоичном коде фотографию, ее сначала виртуально разделяют на множество мелких цветных точек, называемых пикселями (что-то на подобии мозаики). После разбивки на точки цвет каждого пикселя кодируется в бинарный код и записывается на запоминающем устройстве.

Если говорят, что размер изображения составляет, например, х 512х512 точек, это значит, что оно представляет собой матрицу, сформированную из 262144 пикселей (количество пикселей по вертикали, умноженное на количество пикселей по горизонтали).

Однако качество кодирования фотографий в бинарный код зависит не только от количества пикселей, но также и от их цветового разнообразия. Алгоритмов записи цвета в двоичном коде существует несколько. Самым распространенным из них является RGB. Эта аббревиатура – первые буквы названий трех основных цветов: красного – англ.Red, зеленого – англ. Green, синего – англ. Blue. Смешивая эти три цвета в разных пропорциях, можно получить любой другой цвет или оттенок.

На этом и построен алгоритм RGB. Каждый пиксель записывается в двоичном коде путем указания количества красного, зеленого и синего цвета, участвующего в его формировании.

Чем больше битов выделяется для кодирования пикселя, тем больше вариантов смешивания этих трех каналов можно использовать и тем значительнее будет цветовая насыщенность изображения.

Цветовое разнообразие пикселей, из которых состоит изображение, называется глубиной цвета.

Кодирование графической информации

Описанная выше техника формирования изображений из мелких точек является наиболее распространенной и называется растровой. Но кроме растровой графики, в компьютерах используется еще и так называемая векторная графика.

Векторные изображения создаются только при помощи компьютера и формируются не из пикселей, а из графических примитивов (линий, многоугольников, окружностей и др.).

Чтобы записать на запоминающем устройстве векторное изображение круга, компьютеру достаточно в двоичный код закодировать тип объекта (окружность), координаты его центра на холсте, длину радиуса, толщину и цвет линии, цвет заливки. В растровой системе пришлось бы кодировать цвет каждого пикселя. И если размер изображения большой, для его хранения понадобилось бы значительно больше места на запоминающем устройстве.

Тем не менее, векторный способ кодирования не позволяет записывать в двоичном коде реалистичные фото. Поэтому все фотокамеры работают только по принципу растровой графики. Рядовому пользователю иметь дело с векторной графикой в повседневной жизни приходится не часто.

Кодирование числовой информации

При кодировании чисел учитывается цель, с которой цифра была введена в систему: для арифметических вычислений или просто для вывода. Все данные, кодируемые в двоичной системе, шифруются с помощью единиц и нолей. Эти символы еще называют битами. Этот метод кодировки является наиболее популярным, ведь его легче всего организовать в технологическом плане: присутствие сигнала – 1, отсутствие – 0. У двоичного шифрования есть лишь один недостаток – это длина комбинаций из символов. Но с технической точки зрения легче орудовать кучей простых, однотипных компонентов, чем малым числом более сложных.

Целые числа кодируются просто переводом чисел из одной системы счисления в другую. Для кодирования действительных чисел используют 80-разрядное кодирование. При этом число преобразуют в стандартный вид.

Кодирование звуковой информации

Принцип разделения звуковой волны на мелкие участки лежит в основе двоичного кодирования звука. Аудиокарта компьютера разделяет звук на очень мелкие временные участки и кодирует степень интенсивности каждого из них в двоичный код. Такое дробление звука на части называется дискретизацией. Чем выше частота дискретизации, тем точнее фиксируется геометрия звуковой волны и тем качественней получается запись.

Качество записи сильно зависит также от количества битов, используемых компьютером для кодирования каждого участка звука, полученного в результате дискретизации. Количество битов, используемых для кодирования каждого участка звука, полученного при дискретизации, называется глубиной звука.

Кодирование видеозаписи

Видеозапись состоит из двух компонентов: звукового и графического.

Учитывая эту особенность, алгоритмы кодирования видео, как правило, предусматривают запись лишь первого (базового) кадра. Каждый же последующий кадр формируются путем записи его отличий от предыдущего.

Источник

Кодирование текстовой, графической и звуковой информации

Новые аудиокурсы повышения квалификации для педагогов

Слушайте учебный материал в удобное для Вас время в любом месте

откроется в новом окне

Выдаем Удостоверение установленного образца:

«IQ и EQ как основа успешного обучения»

Описание презентации по отдельным слайдам:

Кодирование текстовой, графической и звуковой информации План: Кодирование графической информации. Кодирование звуковой информации.

1. Кодирование графической информации Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно двумя способами – как растровое или как векторное изображение. Для каждого типа изображений используется свой способ кодирования.

Для кодирования черно-белого изображения глубина цвета составляет 1 бит. Для кодирования четырехцветного изображения глубина цвета составляет 2 бита.

Цветное изображение на экране монитора формируется за счет смешивания трех базовых цветов: красного, зеленого, синего (модель RGB). Для получения богатой палитры базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности. 4 294 967 296 цветов (True Color) – 32 бита (4 байта).

Объем растрового изображения определяется как произведение количества точек и информационного объема одной точки: I = k*i

Кодирование векторных изображений Векторное изображение представляет собой совокупность графических примитивов (точка, отрезок, эллипс…). Каждый примитив описывается математическими формулами. Кодирование зависти от прикладной среды.

2. Двоичное кодирование звука Звук – волна с непрерывно изменяющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда, тем он громче для человека, чем больше частота, тем выше тон. В процессе кодирования звукового сигнала производится его временная дискретизация – непрерывная волна разбивается на отдельные маленькие временные участки.

Звуковой сигнал – это непрерывная волна с изменяющейся амплитудой и частотой. Чтобы компьютер мог обрабатывать звук, звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму с помощью временно́й дискретизации. 2. Кодирование звуковой информации.

Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки Причем для каждого такого участка устанавливается определенный уровень громкости Происходит замена гладкой кривой на последовательность «ступенек»

Качество полученного цифрового звука зависит от частоты дискретизации. Частота дискретизации – количество измерений громкости звука за 1 секунду. стерео- и моно-режимы

Некоторые значения уровней шума Порог слышимости 0 дБ Шорох листьев, шум слабого ветра 10-20 дБ Шепот (на задней парте) 20-30 дБ Разговор средней громкости (в кабинете директора) 50-60 дБ Автомагистраль с интенсивным движением 80-90 дБ Авиадвигатели 120-130 дБ Болевой порог 140 дБ

MIDI (англ. Musical Instrument Digital Interface — В отличие от других форматов, хранит не оцифрованный звук, а наборы команд (проигрываемые ноты, ссылки на проигрываемые инструменты, значения изменяемых параметров звука), которые могут воспроизводиться по-разному в зависимости от устройства воспроизведения. Удобство формата MIDI как формата представления данных позволяет реализовывать устройства, производящие автоматическую аранжировку по заданным аккордам, а также приложения 3D-визуализации звука. Кроме того, такие файлы, как правило, имеют на несколько порядков меньший размер, чем оцифрованный звук сравнимого качества.

Возможности редакторов Графический редактор Плюсы Минусы Растровый Векторный

Домашнее задание: т.2.5.4, стр.86; т.2.12-2.13, стр.112-118 В тетради на листе в клеточку нарисуйте рисунок. Закодируйте ваш рисунок двоичным кодом.

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс повышения квалификации

Применение облачных сервисов в педагогической практике учителя (практический курс)

Курс профессиональной переподготовки

Информатика: теория и методика преподавания в образовательной организации

Номер материала: ДБ-289097

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

ЕГЭ в 2022 году может пройти в допандемийном формате

Время чтения: 1 минута

Пять магистерских программ вузов России вошли в сотню рейтинга QS лучших бизнес-школ мира

Время чтения: 2 минуты

В пяти регионах России протестируют новую систему оплаты труда педагогов

Время чтения: 2 минуты

Избыток свободного времени вредит здоровью

Время чтения: 2 минуты

Минобрнауки предлагает дифференцированный подход к аккредитации вузов

Время чтения: 1 минута

В московских школах, где будут участки для выборов, организуют выездные занятия в музеях

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Кодирование.Форматы файлов

Для работы с текстом, графикой, звуком существуют различные программы. Прежде всего это – текстовые, графические, звуковые редакторы и процессоры. Они позволяют создавать, сохранять, редактировать (изменять) документы, содержащие, соответственно, текст, изображения, музыку и речь. Каждое программное средство использует присущие ему способы кодирования.

Просмотр содержимого документа
«Кодирование.Форматы файлов»

Для работы с текстом, графикой, звуком существуют различные программы. Прежде всего это – текстовые, графические, звуковые редакторы и процессоры. Они позволяют создавать, сохранять, редактировать (изменять) документы, содержащие, соответственно, текст, изображения, музыку и речь. Каждое программное средство использует присущие ему способы кодирования.

Созданные в редакторах документы сохраняются в файлах. Вы знаете, что полное имя файла складывается из пути к файлу (имя дисковода и последовательность имён каталогов), собственного имени и расширения. Расширение файла показывает, какого вида информация хранится в этом файле и каким способом она закодирована. Вид информации вместе со способом кодирования определяют формат или тип файла.

Узнать, какие форматы поддерживает то или иное программное средство, можно, если посмотреть форматы (типы) файлов в окне сохранения документа.

Рис. Диалоговое окно сохранения файла графического процессора Photoshop

Форматы текстовых файлов.

Наиболее распространенными форматами при хранении текстовых документов являются *.txt, *.doc, *.rtf.

Основным для текстового процессора Microsoft Word является формат *.doc (от англ. document – документ), хотя он может работать с файлами других типов. При сохранении документа в этом формате кроме кодов символов, составляющих текст, записываются еще коды параметров страницы, выбранного шрифта, способа оформления и т.п. Поэтому один и тот же текст в формате *.doc будет занимать значительно больше места в памяти, чем в формате *.txt.

Формат *.rtf был разработан специально для того, чтобы текстовый файл, созданный в одном редакторе, можно было прочитать в другом текстовом редакторе.

Попытки придумать наиболее экономный способ кодирования изображений привели к тому, что существует значительное число форматов графических файлов.

Так, графический редактор Paint поддерживает матричную (иногда говорят растровую) графику и работает с изображениями в формате *.bmp (Windows device independent bitmap – побитная карта). Это очень «неэкономный» формат, но зато при выводе на экран не требует никаких дополнительных преобразований, а потому рисунки выводятся практически мгновенно. Этот формат часто используется для хранения логотипов, экранных заставок, пиктограмм и прочих элементов графического оформления программ.

Графический редактор (вернее графический процессор) Photoshop также поддерживает матричное кодирование. Его основной формат *.psd (Adobe Photoshop), позволяющий работать с многослойными изображениями.

Самым популярным форматом для хранения фотографических изображений является *.jpeg (Joint Photographic Experts Group). Это один из самых «экономных» форматов за счет особых методов сжатия, а потому, наряду с форматами *.gif (Graphic Interchange Format) и *.png (Portable Network Graphics) широко используется для хранения изображений в Интернет.

В издательских системах, требующих изображения наилучшего качества, распространен формат *.tiff (Tag Image File Format).

Наиболее известными векторными графическими форматами являются *.ai (Adobe Illustrator Document), применяемый в профессиональном графическом редакторе Adobe Illustrator и *.cdr (CorelDRAW Document) популярного редактора векторной графики CorelDRAW. Наряду с ними распространены также форматы *.wmf (Windows Metafile) *.pdf (Portable Document Format). Последний наиболее удобен для хранения смешанных документов, содержащих как графику, так и текст с различными шрифтами.

Для создания технической документации (схем, чертежей) также используются редакторы, поддерживающие векторную графику. Например, AutoCAD поддерживает формат *.aca.

Специальные форматы файлов разработаны для программ, позволяющих работать с анимационными и трёхмерными изображениями.

Программ работы со звуком сегодня существует множество: оцифровщики (Audiograbber, AudioCatalyst, Windac), проигрыватели (Apollo, CoolPlayer, Sonique, WinAmp, Windows Media Player), звуковые редакторы (Acid, Jammer, Sound Forge, Microsoft Music Producer, GoldWave), музыкальные редакторы, программы распознавания и синтеза речи и т.п.

Наиболее популярные форматы звуковых файлов: *.cda, *.riff, *.mod, *.mp3, *.wav.

Видеоизображения совмещают в себе движущиеся изображения и звук. Наиболее популярными форматами хранения файлов с видеозаписями являются: *.avi, *.mpg, *.wmv.

Рис. Образ окна открытия файлов программы Проигрыватель Windows Media

Источник