litceysel.ru
добавить свой файл
1

© К. Поляков, 2009-2011

А14 (повышенный уровень, время – 1 мин)


Тема: Кодирование и обработка графической информации.

Что нужно знать:

  • графическая информация может храниться в растровом и векторном форматах

  • векторное изображение – это набор геометрических фигур, которые можно описать математическими зависимостями; задачи на эту тему в ЕГЭ автору пока не встречались

  • растровое изображение хранится в виде набора пикселей, для каждого из которых задается свой цвет, независимо от других

  • глубина цвета – это количество бит на пиксель (обычно от 1 до 24 бит на пиксель)

  • в режиме истинного цвета (True Color) информация о цвете каждого пикселя растрового изображения хранится в виде набора его RGB-составляющих (Red, Green, Blue);
    каждая из RGB-составляющих – целое число (яркость) в интервале [0,255] (всего 256 вариантов), занимающее в памяти 1 байт или 8 бит (так как 28 = 256);
    таким образом, на каждый пиксель отводится 3 байта = 24 бита памяти (глубина цвета – 24 бита);
    нулевое значение какой-то составляющей означает, что ее нет в этом цвете, значение 255 – максимальная яркость;
    в режиме истинного цвета можно закодировать 2563 = 224 = 16 777 216 различных цветов

  • палитраэто ограниченный набор цветов, которые используются в изображении (обычно не более 256);
    при кодировании с палитрой выбираются N любых цветов (из полного набора 16 777 216 цветов), для каждого из них определяется RGB-код и уникальный номер от 0 до N-1;
    тогда информация о цвете пикселя – это номер его цвета в палитре;

    при кодировании с палитрой количество бит на 1 пиксель (K) зависит от количества цветов в палитре N, они связаны формулой: ;

    объем памяти на все изображение вычисляется по формуле , где – число бит на пиксель, а – общее количество пикселей1


  • полезно знать на память таблицу степеней двойки: она показывает, сколько вариантов N (а данном случае – сколько цветов) можно закодировать с помощью K бит:

    K, бит

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    N, вариантов

    2

    4

    8

    16

    32

    64

    128

    256

    512

    1024

  • цвет на Web-страницах кодируется в виде RGB-кода в шестнадцатеричной системе: #RRGGBB, где RR, GG и BB – яркости красного, зеленого и синего, записанные в виде двух шестнадцатеричных цифр; это позволяет закодировать 256 значений от 0 (0016) до 255 (FF16) для каждой составляющей;
    коды некоторых цветов:

    #FFFFFF – белый, #000000 – черный,

    #CCCCCC и любой цвет, где R = G = B, – это серый разных яркостей
    #FF0000 – красный, #00FF00 – зеленый, #0000FF – синий,
    #FFFF00 – желтый, #FF00FF – фиолетовый, #00FFFF – цвет морской волны


  • чтобы получить светлый
    оттенок какого-то «чистого» цвета, нужно одинаково увеличить нулевые составляющие; например, чтобы получить светло-красный цвет, нужно сделать максимальной красную составляющую и, кроме этого, одинаково увеличить остальные – синюю и зеленую: #FF9999 (сравните с красным – #FF0000)

  • чтобы получить темный
    оттенок чистого цвета, нужно одинаково уменьшить все составляющие, например, #660066 – это темно-фиолетовый цвет (сравните с фиолетовым #FF00FF)

Пример задания:


Для хранения растрового изображения размером 32×32 пикселя отвели 512 байтов памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

1) 256 2) 2 3)16 4) 4

Общий
подход:

В таких задачах вся игра идет на двух формулах: и (обозначения см. выше). Поэтому нужно:

  1. найти общее количество пикселей Q

  2. перевести объем памяти M в биты

  3. найти количество бит на пиксель

  4. по таблице степеней двойки найти количество цветов N

Рекомендация:

Большие числа. Что делать?

Обычно (хотя и не всегда) задачи, в условии которых даны большие числа, решаются достаточно просто, если выделить в этих числах степени двойки. На эту мысль должны сразу наталкивать такие числа как


128 = 27, 256 = 28, 512 = 29 , 1024 = 210,

2048 = 211, 4096 = 212 , 8192 = 213, 16384 = 214, 65536 = 216 и т.п.

Нужно помнить, что соотношение между единицами измерения количества информации также представляют собой степени двойки:

1 байт = 8 бит = 23 бит,

1 Кбайт = 1024 байта = 210 байта

= 210 · 23 бит = 213 бит,

1 Мбайт = 1024 Кбайта = 210 Кбайта

= 210 · 210 байта = 220 байта

= 220 · 23 бит = 223 бит.

Правила выполнения операций со степенями:


  • при умножении степени при одинаковых основаниях складываются



  • … а при делении – вычитаются:



Решение:

  1. находим общее количество пикселей

  2. находим объем памяти в битах байтбайтбитбит

  3. определяем количество бит на пиксель: бита на пиксель
  4. по таблице степеней двойки находим, что 4 бита позволяют закодировать 24 = 16 цветов


  5. поэтому правильный ответ – 3.




Возможные ловушки:

  • расчет на то, что ученик где-то слышал, что в палитре 256 цветов (в самом деле – обычно не более 256) – дан неверный ответ 256

  • если перепутать количество цветов и количество бит на пиксель (или невнимательно прочитать условие), можно остановиться на п. 3, считая это окончательным ответом (неверный ответ 4)

  • если перепутать количество цветов и количество бит на пиксель и применить таблицу «в обратную сторону», получаем неверный ответ 2

Еще пример задания:


Для кодирования цвета фона страницы Интернет используется атрибут bgcolor="#ХХХХХХ", где в кавычках задаются шестнадцатеричные значения интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGB-модели. Какой цвет будет у страницы, заданной тэгом ?

1) белый 2) зеленый 3)красный 4) синий

Решение:

  1. значение FF16 = 255 соответствует максимальной яркости, таким образом, яркость всех составляющих максимальна, это белый цвет

  2. правильный ответ – 1

Возможные ловушки:

  • можно перепутать порядок следования цветов

  • часто считают, что белый цвет – это когда все составляющие равны нулю, а в самом деле - наоборот

Задачи для тренировки2:

  1. Для хранения растрового изображения размером 64 на 64 пикселя отвели 512 байтов памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?


1) 16 2) 2 3) 256 4) 1024

  1. Для хранения растрового изображения размером 128 x 128 пикселей отвели 4 килобайта памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

1) 8 2)2 3) 16 4) 4

  1. В процессе преобразования растрового графического файла количество цветов уменьшилось с 1024 до 32. Во сколько раз уменьшился информационный объем файла?

1) 5 2) 2 3) 3 4) 4

  1. Монитор позволяет получать на экране 224 цветов. Какой объем памяти в байтах занимает 1 пиксель?

1) 2 2) 3 3) 4 4) 5

  1. Разрешение экрана монитора – 1024 х 768 точек, глубина цвета – 16 бит. Каков необходимый объем видеопамяти для данного графического режима?

1) 6 Мбайт 2) 256 байт 3) 4 Кбайта 4) 1,5 Мбайт

  1. Для хранения растрового изображения размером 1024 х 512 пикселей отвели 256 Кбайт памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

1) 16 2) 64 3) 32 4) 128

  1. Для хранения растрового изображения размером 128 х 128 пикселей используется 8 Кбайт памяти. Каково максимально возможное количество цветов в палитре данного изображения?

1) 8 2) 16 3) 32 4) 4

  1. В процессе преобразования растрового графического файла количество цветов уменьшилось с 512 до 8. Во сколько раз уменьшился информационный объем файла?

1) 5 2) 2 3) 3 4) 4

  1. После преобразования растрового 256-цветного графического файла в черно-белый формат (2 цвета) его размер уменьшился на 70 байт. Каков был размер исходного файла?

1) 70 байт 2) 640 бит 3) 80 бит 4) 560 бит
  1. В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 64 до 8. Во сколько раз уменьшился объем, занимаемый им в памяти?


1) 2 2) 4 3) 8 4) 64

  1. Сколько памяти нужно для хранения 64-цветного растрового графического изображения размером 32 на 128 точек?

1) 32 Кбайта 2) 64 байта 3) 4096 байт 4) 3 Кбайта

  1. Для кодирования цвета фона страницы Интернет используется атрибут bgcolor="#ХХХХХХ", где в кавычках задаются шестнадцатеричные значения интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGB-модели. Какой цвет будет у страницы, заданной тэгом ?

1) белый 2) зеленый 3)красный 4) синий


  1. Для кодирования цвета фона страницы Интернет используется атрибут bgcolor="#ХХХХХХ", где в кавычках задаются шестнадцатеричные значения интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGB-модели. Какой цвет будет у страницы, заданной тэгом ?

1) белый 2) зеленый 3)красный 4) синий


  1. Для кодирования цвета фона страницы Интернет используется атрибут bgcolor="#ХХХХХХ", где в кавычках задаются шестнадцатеричные значения интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGB-модели. К какому цвету будет близок цвет страницы, заданной тэгом
    ?

1) белый 2) серый 3)желтый 4) фиолетовый


  1. Для кодирования цвета фона страницы Интернет используется атрибут bgcolor="#ХХХХХХ", где в кавычках задаются шестнадцатеричные значения интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGB-модели. К какому цвету будет близок цвет страницы, заданной тэгом
    ?

1) белый 2) серый 3)желтый 4) фиолетовый


  1. Для кодирования цвета фона страницы Интернет используется атрибут bgcolor="#ХХХХХХ", где в кавычках задаются шестнадцатеричные значения интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGB-модели. К какому цвету будет близок цвет страницы, заданной тэгом

    ?


1) белый 2) серый 3)желтый 4) фиолетовый


  1. Для кодирования цвета фона страницы Интернет используется атрибут bgcolor="#ХХХХХХ", где в кавычках задаются шестнадцатеричные значения интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGB-модели. К какому цвету будет близок цвет страницы, заданной тэгом
    ?

1) темно-фиолетовый 2) светло-зеленый 3)желтый 4) светло-желтый


  1. Для кодирования цвета фона страницы Интернет используется атрибут bgcolor="#ХХХХХХ", где в кавычках задаются шестнадцатеричные значения интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGB-модели. К какому цвету будет близок цвет страницы, заданной тэгом
    ?

1) темно-фиолетовый 2) светло-зеленый 3)желтый 4) светло-желтый


  1. Для кодирования цвета фона страницы Интернет используется атрибут bgcolor="#ХХХХХХ", где в кавычках задаются шестнадцатеричные значения интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGB-модели. К какому цвету будет близок цвет страницы, заданной тэгом
    ?

1) темно-фиолетовый 2) светло-зеленый 3)желтый 4) светло-желтый


  1. Какова ширина (в пикселях) прямоугольного 64-цветного неупакованного растрового изображения, занимающего на диске 1,5 Мбайт, если его высота вдвое меньше ширины?

1) 256 2) 512 3) 1024 4) 2048

  1. Какова ширина (в пикселях) прямоугольного 16-цветного неупакованного растрового изображения, занимающего на диске 1 Мбайт, если его высота вдвое больше ширины?

1) 256 2) 512 3) 1024 4) 2048
  1. Для кодирования цвета фона страницы Интернет используется атрибут bgcolor="#ХХХХХХ", где в кавычках задаются шестнадцатеричные значения интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGB-модели. К какому цвету будет близок цвет страницы, заданной тэгом

    ?


1) черный 2) темно-синий 3)темно-зеленый 4) темно-красный

  1. Для кодирования цвета фона страницы Интернет используется атрибут bgcolor="#ХХХХХХ", где в кавычках задаются шестнадцатеричные значения интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGB-модели. К какому цвету будет близок цвет страницы, заданной тэгом
    ?

1) красный 2) желтый 3) фиолетовый 4) голубой

  1. Для кодирования цвета фона страницы Интернет используется атрибут bgcolor="#ХХХХХХ", где в кавычках задаются шестнадцатеричные значения интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGB-модели. К какому цвету будет близок цвет страницы, заданной тэгом
    ?

1) желтый 2) розовый 3) светло-зеленый 4) светло-синий

  1. Для кодирования цвета фона страницы Интернет используется атрибут bgcolor="#ХХХХХХ", где в кавычках задаются шестнадцатеричные значения интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGB-модели. К какому цвету будет близок цвет страницы, заданной тэгом
    ?

1) желтый 2) розовый 3) светло-зеленый 4) светло-синий

  1. Для кодирования цвета фона страницы Интернет используется атрибут bgcolor="#ХХХХХХ", где в кавычках задаются шестнадцатеричные значения интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGB-модели. К какому цвету будет близок цвет страницы, заданной тэгом
    ?

1) фиолетовый 2) серый 3) белый 4) черный

  1. Для кодирования цвета фона страницы Интернет используется атрибут bgcolor="#ХХХХХХ", где в кавычках задаются шестнадцатеричные значения интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGB-модели. К какому цвету будет близок цвет страницы, заданной тэгом
    ?

1) фиолетовый 2) серый 3) желтый 4) черный


  1. Для кодирования цвета фона страницы Интернет используется атрибут bgcolor="#ХХХХХХ", где в кавычках задаются шестнадцатеричные значения интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGB-модели. К какому цвету будет близок цвет страницы, заданной тэгом
    ?

1) серый 2) белый 3) черный 4) фиолетовый

  1. Какой минимальный объем памяти (в Кбайтах) необходим для хранения 4-х страниц экранного изображения, если разрешающая способность экрана 640 480 пикселей, а количество используемых цветов равно 64?

1) 64 2) 640 3) 800 4) 900

  1. Для кодирования цвета фона страницы Интернет используется атрибут bgcolor="#ХХХХХХ", где в кавычках задаются шестнадцатеричные значения интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGB-модели. К какому цвету будет близок цвет страницы, заданной тэгом
    ?

1) красный 2) синий 3) серый 4) зелёный


  1. На цифровой камере установлено разрешение 768 на 576 точек при глубине представления 24 бита. Для записи и хранения отснятых изображений используется сжатие видеоданных в среднем в 6 раз. Сколько кадров может хранить встроенная память видеокамеры объемом 2 Мбайта?

1) 1 2) 9 3) 18 4) 27

  1. Видеопамять имеет объем, в котором может храниться восьмицветное изображение размером 1024 на 768 точек. Изображение какого размера можно хранить в том же объеме видеопамяти, если использовать 256-цветную палитру, и длина изображения больше ширины в 4,5 раза?

1) 128576 2) 2561152 3) 5122304 4) 7683456

  1. Для кодирования цвета фона страницы Интернет используется атрибут bgcolor="#ХХХХХХ", где в кавычках задаются шестнадцатеричные значения интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGB-модели. К какому цвету будет близок цвет страницы, заданной тэгом

    ?


1) красный 2) синий 3) зеленый 4) белый



1 В задачах ЕГЭ место на хранение палитры и служебной информации не учитывается. Кроме того, все популярные графические форматы используют сжатие данных, так что фактический объем файла будет значительно меньше, чем мы тут считаем. Но на ЕГЭ про это лучше забыть, этот тот случай, когда много знать вредно. 

2 Источники заданий:

  1. Демонстрационные варианты ЕГЭ 2004-2011 гг.

  2. Гусева И.Ю. ЕГЭ. Информатика: раздаточный материал тренировочных тестов. — СПб: Тригон, 2009.

  3. Крылов С.С., Ушаков Д.М. ЕГЭ 2010. Информатика. Тематическая рабочая тетрадь. — М.: Экзамен, 2010.

  4. Якушкин П.А., Ушаков Д.М. Самое полное издание типовых вариантов реальных заданий ЕГЭ 2010. Информатика. — М.: Астрель, 2009.

  5. М.Э. Абрамян, С.С. Михалкович, Я.М. Русанова, М.И. Чердынцева. Информатика. ЕГЭ шаг за шагом. – М.: НИИ школьных технологий, 2010.

  6. Самылкина Н.Н., Островская Е.М. ЕГЭ 2011. Информатика. Тематические тренировочные задания. — М.: Эксмо, 2010.