
Другие статьи из рубрики «Кодирование графической информации»
Содержание: |
С трудом получается решать задачи на кодирование графической информации?
Привет! Вы оказались на моем персональном сайте. Меня зовут Александр. По профессии я репетитор по информатике, математике, базам данных и программированию.
Ключевая компетенция моей деятельности - высококвалифицированная подготовка школьников $9-11$-ых классов к успешной сдаче ОГЭ и ЕГЭ по информатике.
Если вам предстоит сдача ЕГЭ по информатике, а вы совсем плохо понимаете такую тему, как "Кодирование графической информации", то я предлагаю вам $2$ пути решения этой проблемы:
Записаться ко мне на частную подготовку.
Готовиться по материалам, опубликованным на этом сайте.
Какой вариант более продуктивный? Разумеется, $1$-ый! Поэтому действуйте прямо сейчас, не откладывайте свое решение в долгий ящик. Дозванивайтесь до меня по номеру, указанному в шапке сайта, и записывайтесь на $1$-й пробный урок.
Даю индивидуальные занятия в различных территориальных форматах:
В настоящий момент практически все мои подопечные занимаются со мной дистанционно, посредством программы "Скайп". Это очень удобно, достаточно недорого и крайне эффективно!
Условие задачи
После преобразования растрового $256$-цветного графического файла в $4$-цветный формат его размер сократился на [$18$ Кбайт].
Каков был размер исходного файла? Ответ получить в [Кбайтах].
Решение задачи
В школе вы должны познакомиться с $3$-мя видами компьютерной графики:
растровая графика | векторная графика | фрактальная графика |
В заданиях ЕГЭ по информатике, ориентированных на кодирование графической информации, в обязательном порядке сообщают, какого типа изображения обрабатывается.
Эта задача не является исключением. Видим, что в постановке есть такая фраза: "После преобразования растрового ...". Все вопросы сняты! Нам предстоит анализировать классическое растровое изображение. И это очень хорошо!
Обратите внимание, что изначально нам не задали габариты графического файла, т е мы не знаем, из какого количества пикселей оно состоит. Ведать для успешного решения это и не важно!
Также нам известно, что в процессе обработки картинки изменилась лишь цветовая палитра, а именно - было уменьшено количество цветов. В результате такой обработки информационный вес графического файла уменьшился.
А теперь внимание! Важнейший момент в решении. Поймете его - легко сможете решать подобные примеры.
Изменение количества используемых цветов в изображении никак не сказывается на его габаритах, а лишь на информационном весе! |
Это означает, что после преобразования количество пикселей, из которых состоит файл, осталось таким же, как и до преобразования. Поняв этот момент, дальнейшее решение, ну, лично у меня, уже не вызывает никаких трудностей.
Чтобы найти вес графического файла, нам хоть как придется прибегать к пиксельной матрице, поэтому, давайте обозначим за X количество пикселов, из которых состоят графические файлы.
Давайте проведем анализ исходного графического файла, т е файла, использующего $256$-цветовую палитру. Сходу можно найти глубину цвета по формуле Хартли: $I = K · \log_2 N$, где:
$N$ - мощность алфавита | $K$ - длина сообщения | $I$ - количество информации в сообщении в битах |
Давайте произведем адаптацию величин этой формулы Хартли под наш случай:
Под величиной $I$ понимают глубину цвета любого пикселя, выраженную в битах.
Под мощностью алфавита $N$ понимают максимальное количество цветов, в которые можно раскрасить любой пиксель некоторого растрового изображения. Т. е. $N = 256$.
Под длиной сообщения $K$ стоит понимать количество пикселей, которые участвуют в обработке. Кстати, в нашем случае, $K = 1$, т к структурно все пиксели однотипны.
Посчитаем глубину цвета для графического файла до его преобразования:
$I_{до} = 1 · log_2\ 256 = log_2\ 2^8 = 8$ [бит].
Несмотря на то, что в конечном итоге ответ нам нужно дать в [Кбайтах], оставим пока что единицы измрения [бит].
Запишем формулу, по которой можно отыскать размер исходного растрового файла: $V_{до} = 8 ·X$[бит].
Давайте проведем анализ преобразованного графического файла, т е файла, использующего $4$-цветовую палитру. Аналогично
прибегнем к формуле Хартли для нахождения качества цветопередачи: $I_{после} = 1 · log_2\ 4 = log_2\ 2^2 = 2$ [бит].
Вычислим информационный вес преобразованного графического файла: $V_{после} = 2 ·X$[бит].
А сейчас пришла пора воспользоваться заключительный условием, чтобы составить некое линейное уравнение, решив которое
найдем X. В условии говорится, что после преобразования размер файла сократился на $18$ [Кбайт].
Но, также не стоит забывать все привести к единым единицам измерения, иначе будет грубая математическая ошибка. Размеры обоих файлов мы посчитали в [битах], поэтому данное сокращение, также переведем до [бит]: $18[Кбайт] = 18 · 2^{13}$ [бит].
А вот сейчас запишем линейное уравнение и решим его:
$V_{до} = V_{после} + 18[Кбайт]$
$8 · X[бит] = 2 · X[бит] + 18 · 2^{13}[бит]$, сократим все слагаемые на [бит]
$6 · X = 18 · 2^{13}$
$X = \frac{3\ ·\ 6\ ·\ 2^{13}}{6} = 3 · 2^{13}$ - количество пикселей, из которых состоят наши графические файлы.
Но это значение не является конечным ответом, т к нас просили отыскать не общее количество пикселей, а информационный размер исходного файла. Внимание! Именно исходного, а не преобразованного. Будьте внимательны на экзамене.
$V_{до} = 8 · X[бит] = 8 · 3 · 2^{13} = 2^3 · 3 · 2^{13} = 3 · 2^{3 + 13} = 3 · 2^{16}[бит]$..
По условии просят ответ получить в [Кбайтах], следовательно, делим рассчитанную величину на $2^{13}$, т к именно столько [бит] содержится в $1$-ом [Кбайте]:
$V_{до} = 3 · 2^{16}[бит] = \frac{3\ ·\ 2^{16}}{2^{13}}[Кбайт] = 3 · 2^3[Кбайт] = 24[Кбайт]$
Именно это значение нам следует выписать в бланк ответов официального экзамена ЕГЭ по информатике. Выписывается только число без указаний каких-либо единиц измерения информации.
Ответ: $24$
Выводы
Тезисно пробежимся по ключевым моментам решения задачи:
Читать + перечитывать условие задания до тех пор, пока не будут понятны все мелочи.
Правильно определить вид компьютерной графики. В нашем примере рассматривались графические файлы растрового типа.
Знать назубок формулу Хартли. Дополнительно понимать тему "Измерение количества информации".
Знать наизусть степени двоек: $2^0\ ..\ 2^{20}$. Или хотя бы до $2^{16}$.
Знать назубок таблицу единиц измерения информации. Будет неловко и смешно на официальном экзамене ЕГЭ по информатике, если забудете, сколько [бит] в $1$-ом [Кбайте].
Уметь сопоставлять графические файлы между собой, т е уметь проводить так называмый "до/после" сравнительный анализ.
Это минимум того, о чем нужно помнить! А максимум? Ну, максимума как такового нет, т к в сфере информационных технологий можно совершенствоваться всю жизнь.
Примеры условий реальных задач, встречающихся на ЕГЭ по информатике
чуть позже!
На своих уроках делаю упор исключительно на практику! Никакой воды - только решения!
Вот и подошла к своему логическому завершению очередная статья, очередной разбор конкретного примера на кодирование графической информации.
Если остались вопросы, какие-то недопонимания, то у вас есть несколько путей решения:
написать комментарий под этой статьей, задав свой вопрос;
записаться ко мне на индивидуальную подготовку;
задать свой вопрос в моей персональной группе в вк;
написать мне на электронный адрес;
ничего не делать и ждать провала на рубежном экзамене ЕГЭ по информатике.
Если имеется свободных $2-3$ минутки, то можете познакомиться с отзывами моих учеников. Все они добились поставленных целей и стали значительно лучше разбираться в информационных технологиях.
Главный лейтмотив моих занятий - качественное решение как можно большего числа заданий. ЕГЭ - тестовый экзамен, поэтому практика, практика и еще раз только практика!
Отзывы
моих учеников

Миронов
Сергей

Догаев
Самир

Коваленко
Всеволод

Агаров
Ярослав

Маслова

Богдан
Игнатьев

Волков
Антон

Шамшуров
Денис

Волков
Павел

Белкин
Юрий

Ланцев
Дмитрий

Даниил
Сафонов