Расчёты разрешения и размера файла
1. Расчёт разрешения монитора и размера пикселя
Если в ЭЛТ разрешение можно было устанавливать относительно произвольно и на качестве изображения это не сказывалось, то в современных ЖК мониторах ситуация обратная. При проектировании и производстве монитор создаётся с экраном, представляющим собой матрицу из пикселей и этих пикселей строго определённое количество. Можно, конечно, программно это изменить, но только в меньшую сторону и только с заметным падением качества изображения. Так что в настройках изображения монитора рекомендуется устанавливать именно тот размер экрана в пикселях, с которым именно этот монитор был создан.
Естественно, что размеры экранов бывают самые разнообразные, но в настоящее время большинство медиаконтента для персональных компьютеров (видео, игры, многие программы и сайты) проектируются под пропорции соотношения сторон экрана 16:9, то для более полной совместимости и отсутствия искажений мониторы стоит выбирать именно с такими стандартными пиксельными размерами:
HD (1280×720 пикс.) — небольшие мониторы до 20’’;
FullHD (1920×1080 пикс.) — средние мониторы до 27’’;
WQHD (2560×1440 пикс.) — большие мониторы 27-30’’;
UltraHD 4K (3840×2160 пикс.) — огромные мониторы > 30’’;
UltraHD 8K (7680×4320 пикс.) — пока ещё нечто запредельное.
Другие наиболее популярные пропорции соотношения сторон (4:3 и 16:10) встречаются существенно реже и их использование может привести к проблемам при отображении некоторых видов медиаконтента.
Размер пикселя влияет на качество отображения информации. Чем он крупнее (выше зернистость) — тем лучше читаются мелкие шрифты (что особенно важно для людей преклонного возраста или с плохим зрением), но одновременно грубее отображается все остальное (фото, плавные линии и т.д.). Чем он меньше (ниже зернистость) — тем более реалистично выглядят фотографии и другие сложные объекты, но одновременно мелкие шрифты могут быть практически нечитабельными (но это обычно можно изменить настройками).
Исторически принято считать, что разрешение мониторов = 72 dpi, но это совсем не обязательно. Мониторы разных размеров и разного назначения имеют разные значения разрешения и величину пикселя. Зная диагональный и пиксельный размер, а также соотношение сторон, можно относительно легко посчитать размер пикселя и разрешение любого монитора. Разберём на примере монитора со следующими характеристиками:
- — диагональ — 27’’;
- пиксельный размер — WQHD (2560×1440 пикс.);
- соотношение сторон — 16:9.
Поскольку по определению разрешение есть плотность пикселей на единицу длины, а известна нам только диагональ, то нам надо будет найти катеты по гипотенузе с помощью теоремы Пифагора.
a^2+b^2=c^2
Но нам не известны оба катета, а только гипотенуза. Но зато известна пропорция соотношения сторон 16:9, что позволяет определить насколько один катет длиннее другого .
Подставив полученный коэффициент в формулу Пифагора , достаточно легко можно определить длину каждого катета. А зная длину катета, можно определить и разрешение как количество пикселей на дюйм.
А теперь уже несложно будет определить и размер пикселя в мм, зная сколько в одном дюйме мм. Что и требуется сделать в этой самостоятельной работе.
2. Определение объема пиксельного файла
Объём пиксельного файла — это тот объем информации, для хранения которого требуется соответствующий объем дискового пространства. Создание фиксированной числовой матрицы предполагает простой расчет ее объема по параметрам пиксельной графики (геометрическим размерам, разрешению и глубине цвета). Никакие иные характеристики пиксельного изображения на объем числового массива влияния не оказывают.
Значительные объемы любых файлов стимулируют создание алгоритмов сжатия информации, в том числе и графической, полезным представляется знакомство с особенностями основных форматов графических файлов.
Замечание. Следует иметь в виду, что пока речь не идет о форматах, а только о совокупности битовых карт, которые занимают определенный объем дисковой или оперативной памяти.
Прежде всего разумно признать, что метафора объема пиксельного файла имеет реальные основания: площадь матрицы и совокупность битовых карт, уходящих в глубину, провоцируют представление об объемном теле, например параллелепипеде. Объем такого тела вычисляется путем перемножения его составляющих. Правда, у «виртуального» пиксельного параллелепипеда есть некоторые особенности.
Задача. Необходимо рассчитать объем дискового пространства для хранения черно-белого тонового изображения размером 5×10 дюймов и разрешением 72 ppi.
Начните с того, что площадь изображения, обозначим ее символом S, как всем известно, вычисляется перемножением этих величин. Геометрическая площадь изображения содержит сетку дискретизации, поэтому следующим шагом необходимо вычислить общее количество пикселей. Для этого следует учесть, что величина разрешения, которую обозначим символом R, по определению – величина линейная, а дискретизация осуществляется по площади.
Следовательно, сначала необходимо вычислить количество пикселей в квадратном дюйме с заданным разрешением. А поскольку площадь изображения мы уже нашли, то общее количество пикселей будет равно произведению площади на плотность пикселей в квадратном дюйме.
Таким образом мы узнаем общее количество пикселей в данном изображении, каждый из которых требует одного байта для кодирования тоновой информации.
Посчитайте также объём этого файла с полноцветным RGB изображением.
