Задание №7
Для хранения произвольного растрового изображения размером 128х320 пикселей отведено 20 Кбайт памяти без учета размера заголовка файла. Для кодирования цвета каждого пикселя используется одинаковое количество бит, коды пикселей записываются в файл один за другим без промежутков. Какое максимальное количество цветов можно использовать в изображении?
Для начала разберемся какие данные у нас уже есть:
- Нам дан размер изображения – 128х320
- Объем в Кбайтах этого изображения равен 20.
Напоминаю вам формулу, которая включает в себя объем памяти, размер изображения и глубину цвета.
Из этой формулы мы можем найти глубину цвета, т.е. объем одного пикселя в битах. Для этого мы общий объем изображения должны поделить на количество пикселей. 128х320 – это и есть количество пикселей.
Обратите внимание, что объем изображения нам дан в Кбайтах. Мы Кбайты умножаем на 1024 – получаем байты. А чтобы получить биты, нужно умножить еще на 8.
По условию задачи нам нужно найти максимальное количество цветов. Для нахождения количества цветов у нас тоже есть формула.
Так как глубину цвета мы уже знаем, нам остается ее только подставить в формулу.
Ответ: 16
Если хотите узнать больше теории про кодирование информации то вам стоит ознакомится со статьей – Информатика. Кодирование информации.
А еще жмите палец вверх и подписывайтесь на мой канал, чтобы не пропустить следующие разборы задач по информатике.
Определение объёма памяти, необходимого для хранения графической информации
Различают три вида компьютерной графики:
- растровая графика;
- векторная графика;
- фрактальная графика.
Они различаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге. Наименьшим элементом растрового изображения является точка (пиксель), векторное изображение строится из геометрических примитивов, фрактальная графика задаётся математическими уравнениями.
Расчёт информационного объёма растрового графического изображения основан на подсчёте количества пикселей в этом изображении и на определении глубины цвета (информационного веса одного пикселя).
Глубина цвета зависит от количества цветов в палитре:
N=2i
.
(N) — это количество цветов в палитре,
(i) — глубина цвета (или информационный вес одной точки, измеряется в битах).
Чтобы найти информационный объём растрового графического изображения (I) (измеряется в битах), воспользуемся формулой
I=i⋅k
.
(k) — количество пикселей (точек) в изображении;
(i) — глубина цвета (бит).
Пример:
Полина увлекается компьютерной графикой. Для конкурса она создала рисунок размером (1024*768) пикселей, на диске он занял (900) Кбайт. Найди максимально возможное количество цветов в палитре изображения.
Дано
(k=1024*768);
(I=900) Кбайт.
Найти: (N).
Решение
Чтобы найти (N), необходимо знать (i):
N=2i
.
Из формулы
I=i⋅k
выразим
i=Ik
, подставим числовые значения. Не забудем перевести (I) в биты.
Получим
i=900∗1024∗81024∗768≈9,3
.
Возьмём (i=9) битам. Обрати внимание, нельзя взять (i=10) битам, так как в этом случае объём файла (I) превысит (900) Кбайт. Тогда
N=29=512.
Ответ: (512) цветов.
На качество изображения влияет также разрешение монитора, сканера или принтера.
Разрешение — величина, определяющая количество точек растрового изображения на единицу длины.
Получается, если увеличить разрешение в (3) раза, то увеличится в (3) раза количество пикселей по горизонтали и увеличится в (3) раза количество пикселей по вертикали, т. е. количество пикселей в изображении увеличится в (9) раз.
Параметры PPI и DPI определяют разрешение или чёткость изображения, но каждый относится к отдельным носителям:
• цифровой (монитор) — PPI;
• печать (бумага) — DPI.
При решении задач величины PPI и DPI имеют одинаковый смысл.
При расчётах используется формула
I=k⋅i⋅ppi2
.
(I) — это информационный объём растрового графического изображения (бит);
(k) — количество пикселей (точек) в изображении;
(i) — глубина цвета (бит),
ppi (или dpi) — разрешение.
Пример:
для обучения нейросети распознаванию изображений фотографии сканируются с разрешением (600) ppi и цветовой системой, содержащей (16 777 216) цветов. Методы сжатия изображений не используются. Средний размер отсканированного документа составляет (18) Мбайт. В целях экономии было решено перейти на разрешение (300) ppi и цветовую систему, содержащую (65 536) цветов. Сколько Мбайт будет составлять средний размер документа, отсканированного с изменёнными параметрами?
Решение
Заметим, что
16777216=224
, значит,
i1=24
бита.
, значит,
i2=16
бит.
Воспользуемся формулой
I=k⋅i⋅ppi2
.
I1=24⋅k⋅6002;I2=16⋅k⋅3002;I1I2=24⋅k⋅600216⋅k⋅3002=6;18I2=6;I2=186=3.
Ответ: (3) Мбайта.
Определение объёма памяти, необходимого для хранения звуковой информации
Звук — это распространяющиеся в воздухе, воде или другой среде волны с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой.
Чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму. Для этого его подвергают временной дискретизации и квантованию: параметры звукового сигнала измеряются не непрерывно, а через определённые промежутки времени (временная дискретизация); результаты измерений записываются в цифровом виде с ограниченной точностью (квантование).
Сущность временной дискретизации заключается в том, что через равные промежутки времени мы измеряем уровень аналогового сигнала. Количество таких измерений за одну секунду называется частотой дискретизации.
Частота дискретизации ((H)) — это количество измерений громкости звука за одну секунду.
Частота дискретизации измеряется в герцах (Гц) и килогерцах (кГц). (1) кГц (=) (1000) Гц. Частота дискретизации, равная (100) Гц, означает, что за одну секунду проводилось (100) измерений громкости звука.
Качество звукозаписи зависит не только от частоты дискретизации, но также и от глубины кодирования звука.
Глубина кодирования звука или разрешение ((i)) — это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука.
В результате измерений звукового сигнала будет получено некоторое значение громкости, при этом все результаты измерений будут лежать в некотором диапазоне — количество уровней дискретизации.
Обозначим за (N) количество уровней дискретизации, тогда глубину кодирования можно найти по формуле:
N=2i
.
Для решения задач на нахождение объёма памяти, необходимого для хранения звуковой информации, воспользуемся формулой:
I=H⋅i⋅t⋅k
, где
(I) — информационный объём звукового файла (бит);
(H) — частота дискретизации (Гц);
(i) — глубина кодирования информации (бит);
(k) — количество каналов (моно — (1) канал, стерео — (2) канала, квадро — (4) канала).
Пример:
для распределения птиц по категориям обучают нейросеть. Для этого загружают звуки, издаваемые птицами. Каждый файл записан в формате монозвукозаписи с частотой дискретизации (128) Гц. При записи используется (64) уровня дискретизации. Запись длится (6) минут (24) секунды. Определи размер загружаемого файла в килобайтах.
Дано
(k=1);
(H=128) Гц;
(N=64);
(t=384) секунды.
Найти: (I) (Кбайт).
Решение
Воспользуемся формулой
N=2i
, (i=6) бит.
Подставим числовые значения в формулу
I=H⋅i⋅t⋅k
и переведём биты в килобайты:
Ответ: (36) килобайт.
Любой файл может быть передан по каналу связи, тогда объём переданной информации вычисляется по формуле:
I=V⋅t
, где
(I) — объём информации (бит);
(V) — пропускная способность канала связи (бит/секунду);
(t) — время передачи (секунды).
Пример:
в дельте Волги орнитологи оцифровывают звуки птиц и записывают их в виде файлов без использования сжатия данных. Получившийся файл передают в Астраханский биосферный заповедник по каналу связи за (56) секунд. Затем тот же файл оцифровывают повторно с разрешением в (8) раз ниже и частотой дискретизации в (3) раза выше, чем в первый раз. Сжатие данных не производится. Полученный файл передают в Кавказский природный заповедник; пропускная способность канала связи с Кавказским заповедником в (2) раза ниже, чем канала связи с Астраханским заповедником. Сколько секунд длилась передача файла в Кавказский заповедник?
Решение
Воспользуемся формулой
I=H⋅i⋅t⋅k
.
I1=k⋅i⋅t⋅H;I2=k⋅i8⋅t⋅3⋅H;I2I1=38.По условиюV2=V12.
Выразим (V) из формулы
I=V⋅t
, получим
V=It
, учтём, что
t1=56 секунд.Тогда I2t2=I156⋅2;t2=56⋅2⋅I2I1=56⋅2⋅38=42.
Ответ: (42) секунды.
Обрати внимание!
1 Мбайт=220 байт=223 бит.1 Кбайт=210 байт=213 бит.
Как узнать размер изображения в пикселях
При добавлении фото в социальные сети, онлайн-сервисы и прочие сайты, некоторые из них устанавливают ограничения на вес изображения, а также на его размер в пикселях. Так как же узнать размер изображения в пикселях, чтобы понять, подходит ли оно под требования? Давайте разберемся.
Как посмотреть разрешение изображения, фото
Посмотреть разрешение изображения в пикселях достаточно просто, ведь вся информация о нем хранится в его свойствах.
Инструкция для просмотра размера изображения в пикселях на компьютере:
- Правой кнопкой мыши кликнуть по изображению;
- В контекстном меню в самом низу выбрать пункт «Свойства»;
- Перейти в раздел «Подробно»;
- Чуть ниже в информации об изображении будут указаны: разрешение, ширина и высота в пикселях. В данном примере изображение 600 на 600 пикселей.
Как узнать размер изображения в пикселях на телефоне:
- Открыть фото в галерее изображений;
- Открыть дополнительное меню, нажав на значок с 3-мя горизонтальными точками;
- Выбрать пункт «Подробности»;
- На открывшейся странице в графе «Файл» будет указано, какой размер изображения в пикселях.
Как посчитать количество пикселей в изображении
Если необходимо узнать, сколько пикселей в изображении суммарно, то это легко посчитать: достаточно ширину умножить на высоту. Т.е. если изображение имеет ширину 600 и высоту 600, то умножаем 600 * 600 и получаем 360000 px.
Как изменить размер изображения в пикселях
Изменить изображение в пикселях можно с помощью любого графического редактора: Фотошоп, Paint и т.д.
Для примера возьмем Paint, ведь он присутствует на всех компьютерах, с установленной операционной системой Windows.
Чтобы изменить размер изображения нужно:
- Открыть Paint;
- В верхней панели инструментов выбрать функцию «Изменить размер»;
- В открывшемся окне выставить переключатель для отображения размера в пикселях;
- А затем указать нужные вам значения по горизонтали и по вертикали.
Стоит отметить, что если исходное изображение размером 600 на 600 пикселей попытаться увеличить, то оно увеличиться, но при этом будет уменьшено количество пикселей на дюйм, что неизбежно приведет к потере резкости, качество значительно ухудшится и вы увидите размытое изображение на мониторе.
Как определить количество пикселей в картинке?
Необходимо,чтобы большая сторона изображения была не более 700 пикселей. Как определить их количество в имеющейся картинке?
Если Вам только посмотреть размер, так это можно сделать в любом, более-менее продвинутом, просмотровщике графики. К примеру в XnView открываете нужную картинку, далее пункт меню “Правка” => опция “Свойства”. Выскочит окошко, в котором будут указаны все параметры Вашей картинки, начиная от имени, и заканчивая авторскими правами, включая и размер изображения в пикселях.
Кстати, в том же XnView Вы легко сможете изменить размер картинки на какой Вам требуется. Открываете картинку => меню “Изображение” => опция “Изменение размера”. Выскочит окошко, в котором и можно выставить требуемые размеры по ширине и высоте (к примеру, те самые 700 пикселей) и щёлкаете “ОК”. Только не забудьте поставить галку в параметре “Сохранять пропорции”.
К слову, всё вышеописанное (просмотр свойств и изменение размера) можно сделать практически в любом графическом редакторе — Фотошоп, GIMP, Pinta и т.д.
Как узнать, сколько пикселей в фотографии?
Многие пользователи интернета рано или поздно задаются вопросом, сколько пикселей или мегапикселей в той или иной фотографии. Некоторые, ошибочно думают, что это как-то связано с физическим размером фотографии, то есть его весом, но на самом деле объём фотографии измеряемый в мегабайтах, не имеет никакого отношения к количеству его пикселей.
Точнее кое-какая связь между этими понятиями всё-таки есть, но если вы реально хотите узнать, сколько пикселей в фотографии, доставайте калькулятор — ведь по сути больше вам ничего не понадобится.
Для того что бы узнать, сколько пикселей в фотографии, достаточно узнать размеры фотографии – её ширину и высоту, которые ещё называют разрешением фотографии.
Узнать ширину и высоту фотографии можно несколькими способами. Первый – просто навести мышью на нужный файл и немного подождать. В таком состоянии перед вами появится всплывающее окно, которое содержит всю необходимую информацию.
Второй вариант ещё проще – если файл расположен в папке, просто выделите его и обратите своё внимание в нижнюю часть окна. Для более наглядного примера, немного выше я добавил соответствующий скриншот, а ниже нашего «пациента» — фотографию, на которой мы будем считать пиксели.
Зная размеры фотографии (её ширину и высоту), достаточно умножить эти значения друг на друга. Картинка, которую я использовал в качестве примера, имеет ширину 1300 пикселей и высоту 861 пиксель.
Теперь, с помощью калькулятора мы умножаем эти данные.
1300 х 861 = 1.119.300px (1.1 Mpx)
Таким нехитрым способом, мы получили общее число пикселей выбранной фотографии, которые эквивалентны приблизительно 1.1 мегапикселю.
Важно: При выборе зеркального или цифрового фотоаппарата, стоит обращать внимание не только на общее число пикселов, но и на число эффективных пикселов, которые, как правило, отличаются друг от друга!
Собственно говоря, вот и всё – надеюсь теперь вы в курсе как узнать, сколько пикселей в фотографии и надеюсь, моя заметка кому-нибудь пригодится.
Многие люди часто задаются вопросом, каким образом можно узнать размер картинки в пикселях? Особенно это касается пользователей интернета. На самом деле посчитать их количество можно с помощью калькулятора. Что нам для этого понадобится, мы расскажем вам в этой статье.
Для того чтобы узнать сколько пикселей содержится в фотографии, нужно выяснить ширину, а также высоту картинки. Одним словом, её разрешение. Сделать это можно несколькими способами. Например, наведите курсор на изображение, через несколько секунд появится список некоторых данных. Среди них вы увидите и разрешение. А если фото в папке, то выделите его и вся информация будет внизу странички. Этого нам достаточно. Теперь мы можем выяснить сколько пикселей в изображении лишь с помощью калькулятора.
Здесь все еще проще. Никаких сверхъестественных математических знаний нам не нужно. Просто перемножьте полученные данные. Например, 1200 * 871 = 1 045 200 ( 1 Mpx ). Как видите, вот так легко и просто мы узнаем приблизительное значение пикселей в изображении, в данном случае это 1 Mpx. Надеемся, что наша статья была для вас очень полезной.
Как узнать размер пикселя матрицы?
© 2016 Vasili-photo.com
Для чего фотографу может потребоваться размер пикселя? Таких ситуаций хватает. Знание размера пикселя бывает полезно для определения безопасной выдержки при съёмке с рук, ведь чем мельче пиксель, тем заметнее на снимках проявляется дрожание камеры, и тем более короткая выдержка может потребоваться для устранения шевелёнки. Не имея представления о размере пикселя матрицы вашего фотоаппарата, нельзя всерьёз рассуждать о глубине резкости, поскольку именно от размера пикселя напрямую зависит допустимый диаметр кружка рассеяния. Значение дифракционно-ограниченной диафрагмы для конкретной фотокамеры также зависит от размера пикселя. Наконец, не исключено, что при сравнении нескольких камер вы захотите узнать, какая из них обладает большей плотностью пикселей, а, значит, обеспечивает лучшую детализацию и больше подходит для съёмки удалённых объектов.
В инструкциях к цифровым фотоаппаратам очень редко указывается размер пикселя матрицы, но, к счастью, этот параметр довольно легко рассчитать самостоятельно.
В большинстве инструкций можно найти сведения о физическом размере фотоматрицы, а также о её линейном разрешении, т.е. о количестве пикселей, умещающихся на матрице в одном ряду по горизонтали или по вертикали. Например, матрица цифрового фотоаппарата Canon EOS 70D имеет размеры 22,5 × 15 мм или 5472 × 3648 пикселей. Чтобы найти размер одного пикселя, достаточно взять цифры для любой из сторон, разделить миллиметры на пиксели и умножить полученное частное на 1000, чтобы перевести результат в микрометры (микроны). Получаем формулу:
, где
n – размер пикселя в микрометрах;
x – линейный размер матрицы в миллиметрах по одной из сторон;
a – количество пикселей по соответствующей стороне.
Для упомянутого выше 70D расчёт будет следующим:
22,5 ÷ 5472 · 1000 ≈ 4,1 мкм
Результат округлён до 0,1 мкм. Этого более чем достаточно для любых практических целей. Я использовал длинную сторону матрицы, но вы можете взять короткую и убедиться в том, что результат будет идентичным. У всех массовых современных фотоаппаратов пиксели условно квадратные, и потому расчёты можно проводить по любой из сторон матрицы. Впрочем, при использовании длинной стороны погрешность вычисления оказывается несколько меньше.
Возможно, вам не хочется лезть в инструкцию? Что ж, размер пикселя можно вычислить и не зная точных размеров матрицы.
Вам достаточно вспомнить разрешение вашей камеры в мегапикселях и её кроп-фактор. Уж эти-то параметры своего аппарата знает любой фотолюбитель. Формула будет выглядеть следующим образом:
, где
n – всё тот же размер пикселя в микрометрах;
Kf– кроп-фактор;
N – разрешение в мегапикселях.
Таким образом, для Canon EOS 70D, обладающего кроп-фактором 1,6 и разрешением 20 Мп получаем:
29,4 ÷ (1,6 · √20) ≈ 4,1 мкм
Как видим, обе формулы дают абсолютно единодушный ответ. Вы вправе использовать ту, которая вам больше нравится.
На случай, если кто-то из моих читателей не в ладах с квадратными корнями, я счёл своим долгом самостоятельно рассчитать размеры пикселей для некоторых наиболее употребимых цифровых форматов и свести эти данные в единую таблицу. Пользуйтесь на здоровье.
Размер пикселя в зависимости от разрешения камеры и её кроп-фактора, мкм.
|
Разрешение, Мп |
Кроп-фактор |
||||
| 1* | 1,5 | 1,6 | 2 | 2,7 | |
| 10 | 6,2 | 5,8 | 3,4 | ||
| 12 | 8,5 | 5,7 | 5,3 | 4,2 | |
| 14 | 5,2 | 2,9 | |||
| 16 | 7,3 | 4,9 | 3,7 | ||
| 18 | 6,9 | 4,3 | 2,6 | ||
| 20 | 6,6 | 4,1 | 2,4 | ||
| 21 | 6,6 | 4,2 | |||
| 22 | 6,4 | ||||
| 24 | 6 | 4 | 3,8 | ||
| 28 | 3,7 | ||||
| 30 | 5,4 | ||||
| 36 | 4,9 | ||||
| 42 | 4,5 | ||||
| 45 | 4,4 | ||||
| 50 | 4,1 |
* Кроп-фактор, равный единице, соответствует
полному кадру (36 × 24 мм).
Очевидно, что чем меньше матрица цифрового фотоаппарата и чем выше его разрешение, тем меньшим размером обладает единичный пиксель матрицы. Хорошо это или плохо?
Главным, да, пожалуй, и единственным положительным следствием уменьшения размеров отдельного пикселя является возрастание общей плотности пикселей. Матрица с большей плотностью пикселей при прочих равных условиях способна обеспечить лучшую детализацию снимка. Однако это преимущество, хоть и довольно весомое, тянет за собой целый ворох негативных последствий. Камеры с высоким разрешением очень требовательны к качеству объективов и техническому мастерству фотографа. Они не прощают небрежности в работе и с циничным удовольствием запечатлят на снимке не только полезные детали, но и всевозможные дефекты оптики, шевелёнку и промахи фокусировки. Чем мельче пиксель, тем раньше становится заметным негативное влияние дифракции на резкость при диафрагмировании объектива. Вместе с тем, мелкий пиксель диктует пропорционально малые размеры допустимого кружка рассеяния, уменьшая тем самым глубину резко изображаемого пространства.
Следует помнить, что при двукратном уменьшении линейных размеров пикселя его площадь уменьшается вчетверо, а, значит, вчетверо же уменьшается и количество фотонов, которые способен уловить фотодиод в единицу времени. На практике это означает падение ёмкости фотодиода, и пропорциональное снижение динамического диапазона матрицы. Можно даже сказать, что повышение количества пикселей почти всегда осуществляется ценой снижения их качества.
***
Не исключено, что у некоторых читателей возникнет вопрос: а действительно ли автор уверен в том, что размер пикселя может быть рассчитан с помощью приведённых им формул? Нет, автор в этом не уверен. Собственно фотодиоды матрицы занимают далеко не всю её площадь, и их фактический размер всегда меньше расчётного (см. «Как работает цифровой фотоаппарат»). Если быть точным, то формулы наши позволяют вычислить расстояние между геометрическими центрами двух соседних фотодиодов. Это расстояние смело может быть принято за теоретический размер пикселя и использовано для любых необходимых фотографу вычислений.
Спасибо за внимание!
Василий А.
Post scriptum
Если статья оказалась для вас полезной и познавательной, вы можете любезно поддержать проект, внеся вклад в его развитие. Если же статья вам не понравилась, но у вас есть мысли о том, как сделать её лучше, ваша критика будет принята с не меньшей благодарностью.
Не забывайте о том, что данная статья является объектом авторского права. Перепечатка и цитирование допустимы при наличии действующей ссылки на первоисточник, причём используемый текст не должен ни коим образом искажаться или модифицироваться.
Желаю удачи!
|
Дата публикации: 07.01.2015 |
 |
Вернуться к разделу “Матчасть”
Перейти к полному списку статей
