2. Кодирование графической информации.

Растровая графика. Количество информации в изображении тоже можно измерить. Для этого изображение разбивают на отдельные маленькие фрагменты (пиксели), затем каждому пикселю присваивается код цвета (считаем, что весь пиксель целиком одноцветный, а изображение в целом – мозаика мелких цветных точек). Этот процесс называют пространственной дискретизацией изображения.

Качество такого изображения зависит от двух параметров.  Качество выше при меньшем размере пикселя и большем количестве используемых цветов (или оттенков серого, для монохромного изображения). Полный набор цветов, которые можно  использовать для создания изображения называется палитрой. Изображение, сформированное таким способом, называют растровым. Формула для определения количества информации в нём имеет вид:

V = k * i ,  где V – количество информации в изображении; k – количество пикселей, а i – глубина цвета (т.е. количество бит, выделенных на кодирование цвета), определяемая по формуле: 2ⁱ ≥ N, где N – количество цветов в палитре. Цвет пикселя формируется как комбинация трех основных цветов (обычно красного - Red, зеленого - Green и синего - Blue). Ниже приведена таблица кодирования шестнадцатицветной (глубина цвета - 4 бита) палитры:

Номер	Цвет	Яркость	Красный	Зеленый	Синий
0	Черный	0	0	0	0
1	Синий	0	0	0	1
2	Зеленый	0	0	1	0
3	Голубой	0	0	1	1
4	Красный	0	1	0	0
5	Фиолетовый	0	1	0	1
6	Коричневый	0	1	1	0
7	Белый	0	1	1	1
8	Серый	1	0	0	0
9	Светло-синий	1	0	0	1
10	Светло-зеленый	1	0	1	0
11	Светло-голубой	1	0	1	1
12	Светло-красный	1	1	0	0
13	Светло-фиолетовый	1	1	0	1
14	Желтый	1	1	1	0
15	Ярко-белый	1	1	1	1

Такая палитра используется например при создании программ на Qbasic. Она не дает возможности получить качественную графику, поэтому сейчас используют палитры с глубиной цвета 16 или 32 бита. В последнем случае, на каждую составляющую (R, G, B) и яркость отводится по восемь бит (что составляет диапазон десятичных значений от 0 до 255), а общее количество цветов в палитре 2²⁴, что соответствует примерно 16-ти миллионам. Если учесть еще и градации яркости, то  получим 2³². Максимально возможное количество пикселей на экране называют разрешающей способностью дисплея. Качество растровых изображений может быть очень высоким, но размер файла также весьма велик. Для уменьшения размера файлов часто используют другие форматы файлов  такие как *.JPG,*.GIF и др.

Файл GIF может содержать не одну, а несколько растровых картинок, которые браузеры могут подгружать одну за другой с указанной в файле частотой. Так достигается иллюзия движения (GIF-анимация). Основное ограничение формата GIF состоит в том, что цветное изображение может быть записано только в режиме 256 цветов.

JPEG’ом называется  формат, который построен на разнице между пикселами. Кодирование данных происходит в несколько этапов. Сначала графические данные конвертируются в цветовое пространство, затем отбрасывается половина или три четверти информации о цвете (в зависимости от реализации алгоритма). Далее анализируются блоки 8х8 пикселов. Для каждого блока формируется набор чисел. Первые несколько чисел представляют цвет блока в целом, в то время, как последующие числа отражают тонкие делали. На следующем этапе, в зависимости от выбранного вами уровня качества, отбрасывается определенная часть чисел, представляющих мелкие детали. На последнем этапе используется кодирование для более эффективного сжатия конечных данных. Восстановление данных происходит в обратном порядке

Векторная графика. Отметим также, что рассмотренный выше способ представления изображений не единственный. Можно представить изображение совокупностью простых геометрических фигур (прямых линий, окружностей, эллипсов, дуг, прямоугольников и т.д.) – графических примитивов и записать информацию о координатах и параметрах  каждого их них. При этом координатная сетка должна совпадать с сеткой пикселей на экране. Такой способ представления изображений называют векторной графикой.

Такой способ представления изображения дает возможность получить файл малого размера. Качество изображения не изменяется с изменением размера рисунка, но даже профессиональные векторные графические редакторы не могут обеспечить качество графики, сравнимое с растровыми изображениями.