• пиксель
• пространственное разрешение монитора 
• цветовая модель RGB
• глубина цвета
• видеокарта
• видеопамять
• видеопроцессор
• частота обновления экрана

3.1.1. Пространственное разрешение монитора

 Изображение на экране монитора формируется из отдельных точек — пикселей (англ, picture element — элемент изображения), образующих строки; всё изображение состоит из определённого количества таких строк.

 Пространственное разрешение монитора — это количество пикселей, из которых складывается изображение на его экране. Оно определяется как произведение количества строк изображения на количество точек в строке. Мониторы могут отображать информацию с различными пространственными разрешениями (800 х 600, 1280 х 1024, 1400 х 1050 и выше). Например, разрешение монитора 1280 х 1024 означает, что изображение на его экране будет состоять из 1024 строк, каждая из которых содержит 1280 пикселей. Изображение высокого разрешения состоит из большого количества мелких точек и имеет хорошую чёткость. Изображение низкого разрешения состоит из меньшего количества более крупных точек и может быть недостаточно чётким (рис. 3.1).   

   

                               Рис. 3.1. Изображения высокого и низкого разрешения

3.1.2. Компьютерное представление цвета

 Человеческий глаз воспринимает каждый из многочисленных цветов и оттенков окружающего мира как сумму взятых в различных пропорциях трёх базовых цветов — красного, зелёного и синего. Например, пурпурный цвет — это сумма красного и синего, жёлтый — сумма красного и зелёного, голубой — сумма, зелёного и синего цветов. Сумма красного, зелёного и синего цветов воспринимается человеком как белый цвет, а их отсутствие как чёрный цвет¹.

 Такая модель цветопередачи называется RGB, по первым буквам английских названий цветов: (Red — красный, Green — зелёный, Blue — синий (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Цветовая модель RGB

 Рассмотренная особенность восприятия цвета человеческим глазом и положена в основу окрашивания каждого пикселя на экране компьютера в тот или иной цвет. На самом деле пиксель — это три крошечные точки красного, зелёного и синего цветов, расположенные так близко друг к другу, что человек их воспринимает как единое целое. Пиксель принимаем тот или иной цвет в зависимости от яркости базовых цветов (Рис. 3.3.).

                                                    

Рис.3.3. Пиксель состоит из трех точек красного, зеленого и синего цветов

¹ Более подробное изложение вопросов, касающихся природы цвета и воcприятия цвета человеком, вы найдёте в учебниках физики и биологии.

 Рекомендуем вам посмотреть анимацию «Цветовая модель RGB» (179672),  размещённую в Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов (http://sc.edu.ru/). Этот ресурс не только демонстрирует общий принцип образования цветов (см. рис. 3.2), но и позволяет в интерактивном режиме собственноручно создавать всевозможные оттенки, задавая различные соотношения базовых цветов. Там же размещена анимация «Изображения на компьютере» (196610), в которой доступно изложены основные принципы формирования изображений на экране монитора.

 У первых цветных мониторов базовые цвета имели всего две градации яркости, т. е. каждый из трёх базовых цветов либо участвовал в образовании цвета пикселя (обозначим это состояние 1), либо нет (обозначим это состояние О). Палитра таких мониторов состояла из восьми цветов. При этом каждый цвет можно было закодировать цепочкой из трёх нулей и единиц — трёхразрядным двоичным кодом:

Яркость базовых цветов			Цвет	Код
Красный	Зелёный	Синий
0	0	0	Чёрный	000
0	0	1	Синий	001
0	1	0	Зеленый	010
0	1	1	Голубой	011
1	0	0	Красный	100
1	0	1	Пурпурный	101
1	1	0	Жёлтый	110
1	1	1	Белый	111

 

 Современные компьютеры обладают необычайно богатыми палитрами, количество цветов в которых зависит от того, сколько двоичных разрядов отводится для кодирования цвета пикселя.

---

Глубина цвета — длина двоичного кода, который используется для кодирования цвета пикселя. Количество цветов в палитре N и глубина цвета i связаны между собой соотношением: N = 2ⁱ.

---

 В настоящее время наиболее распространёнными значениями глубины цвета являются 8, 16 и 24 бита, которым соответствуют палитры из 256, 65 536 и 16 777 216 цветов:

 

Глубина цвета	Количество цветов  в палитре
8	28 = 256
16	216 = 65 536
24	224 = 16 777 216

 Качество изображения на экране компьютера зависит как от пространственного разрешения монитора, таки от характеристик видеокарты (видеоадаптера), состоящей из видеопамяти и видеопроцессора.

 Монитор и видеокарта образуют видеосистему персонального компьютера. Рассмотрим работу видеосистемы персонального компьютера в упрощённом виде.

1. Под управлением процессора информация о цвете каждого пикселя экрана компьютера заносится для хранения в видеопамять. Видеопамять — это электронное энергозависимое запоминающее устройство. Глубина цвета, а значит, количество цветов в палитре компьютера, зависит от размера видеопамяти. Видеопамять современных компьютеров составляет 256, 512 и более мегабайтов.

2. Видеопроцессор несколько десятков раз в секунду считывает содержимое видеопамяти и передаёт его на монитор, который превращает полученные данные в видимое человеком изображение. Частота обновления экрана (количество обновлений экрана в секунду) измеряется в герцах (Гц). Комфортная работа пользователя, при которой он не замечает мерцания экрана, возможна при частоте обновления экрана не менее 75 Гц.

 Пространственное разрешение монитора, глубина цвета и частота обновления экрана — основные параметры, определяющие качество компьютерного изображения. В операционных системах предусмотрена возможность выбора необходимого пользователю и технически возможного графическое (рис. 3.4).

Рис.3.4. Элементы интерфейса в диалоговом окне Свойства экрана (OC Windows), позволяющие установить требуемый режим работа монитора

Задача. Рассчитайте объём видеопамяти, необходимой для хранения графического изображения, занимающего весь экран монитора с разрешением 640 х 480 и палитрой из 65 536 цветов.

Решение

 N- 65 536               N = 2ⁱ, I = K • i

К = 640 480

 I — ?

65 536 - 2ⁱ, i - 16, I - 640 • 480 •16 = 2⁶ • 10 • 2⁴ • 30 • 2⁴ =

= 300 • 2¹⁴ битов = 300 • 2¹¹ байтов = 600 Кбайт.

Ответ: 600 Кбайт.

---

Вопросы и задания

1. Ознакомьтесь с материалами презентации к параграфу, содержащейся в электронном приложении к учебнику. Используйте эти материалы при подготовке ответов  на вопросы  и выполнении заданий.
2. Что общего между пуантилизмом (техника живописи), созданием мозаичных изображений и формированием изображения на экране монитора?
3. Опишите цветовую модель RGB.
4. Какие особенности нашего зрения положены в основу формирования изображений на экране компьютера?
5. Для чего нужна видеопамять?
6. Какие функции выполняет видеопроцессор?
7. Опишите в общих чертах работу видеосистемы персонального компьютера.
8. Как вы понимаете смысл фразы «В операционных системах предусмотрена возможность выбора необходимого пользователю и технически возможного графического режима»?

---

Самое главное

 Изображение на экране монитора формируется из отдельных точек — пикселей. Пространственное разрешение монитора — это количество пикселей, из которых складывается изображение.

 Каждый пиксель имеет определённый цвет, который получается комбинацией трёх базовых цветов — красного, зелёного и синего (цветовая модель RGB).

 Глубина цвета — длина двоичного кода, который используется для кодирования цвета пикселя. Количество цветов N в палитре и глубина i цвета связаны между собой соотношением: N = 2ⁱ.

Монитор и видеокарта, включающая в себя видеопамять и видеопроцессор, образуют видеосистему персонального компьютера.