Az informatikai alapfogalmak Mértékváltások Számrendszerek

Az előadások a következő témára: "Az informatikai alapfogalmak Mértékváltások Számrendszerek"— Előadás másolata:

1 Az informatikai alapfogalmak Mértékváltások Számrendszerek

2 Alapfogalmak Számítógép
Számítógépnek nevezzük azokat az elektronikus és elektromechanikus gépeket, amelyek program által vezérelve adatok befogadására, tárolására, visszakeresésére, feldolgozására és az eredmény közlésére alkalmasak. Információ Olyan közlemény, amely adott esetben új ismeretet ad és ez által valamilyen bizonytalanságot illetve ismerethiányt csökkent. A közlemény tartalmi oldalát és nem annak megjelenési formáját jelenti. Olyan új ismeret, amely megszerzőjének szükséges és érthető. Adat Az információ jelentésétől megfosztott alakja, az adat, mellyel a számítógép dolgozik. Az információk továbbításakor, feldolgozásakor a végrehajtott átalakítások, műveletek csak a közlemény formai oldalával kapcsolatosak, azaz a gép számára lényegtelen a jelsorozat által képviselt információtartalom.

3 Analóg és digitális információ
Analóg jelek: Az analóg jelek időben és térben folytonosak, tehát az információt a jel szintje és időtartama hordozza. Az alsó és a felső határ (két érték) között a jel nagysága tetszőleges értéket vehet fel. (pl.: film-fény viszonya) A fizikai jelek, pl. a távolság, súly, tömeg, magasság, idő, áramerősség, szög, stb. mind ilyen tulajdonságú folytonosnak tekinthető mennyiségek. (pl. analóg feszültségmérő mutatója a skálán bárhol megállhat) Digitális jelek: Digitálisnak tekintünk egy jelet, ha véges sok, előre meghatározható értéket vehet fel. (pl. a digitális feszültségmérő csak véges sok előre meghatározott értéket megjelenítésére képes, hiszen a kijelző mérete és a számjegyek száma is korlátozott; gyerekek száma, cipőméret) Az információ digitális módon történő rögzítése estén a jeleket először számjegyekké alakítják, ezt dolgozzák fel, majd az adatfeldolgozás végeredményét ismét visszaalakítják érthető információvá. A számokká alakított jelsorozatokkal lehet műveleteket végezni. A digitalizálás során az analóg jelekből a számítógép számára feldolgozható, számjegyekkel reprezentálható jeleket készítünk.

4 Adattárolás A számítógépi feldolgozásokhoz az adatbevitel során a feldolgozandó számokat a berendezés átalakítja tízes számrendszerből kettes számrendszerbe (bináris formára). Ezeket az átalakításokat, amelyek az információ tartalmi oldalát nem érintik, kódolásnak nevezzük. Speciális digitális jelek: Bináris: csak kétféle értéket vehet fel Decimális: tíz lehetőség, pl.: a tízes számrendszer (számjegyek 0-tól 9-ig). Oktális: nyolc lehetőség (0-tól 7-ig terjedő számjegyek). Hexadecimális: tizenhat lehetőséget a számjegyek 0-tól 9-ig terjednek /10 lehetőség/ az angol abc első 6 betűje: A=10, B=11, C=12, D=13, E=14, F=15

5 Adattárolás mértékegységei
A bit (Binary Digit), az információmennyiség alapegysége. Értéke: 0; 1 lehet. A számítógép minden adatot egyesek és nullák sorozataként ábrázolva tárol. Egy biten kétféle lehetőség ábrázolható, azaz n biten 2n különböző eset szerepelhet. A számítógépes adattárolás legkisebb önállóan is értelmezhető egysége a bájt (Byte=by eight). A bájt egy 8 bitből álló bináris vektor, ami a memóriában egy 0 és 255 közötti számértéket képvisel. Ez összesen 256 különböző érték.

6 Adattárolás mértékváltásai

7 Helyi érték - Számredszerek
tízes számrendszerben =2* * * *100

8 Bináris (kettes) számrendszer
Előnye: csak két számjegy kell: 0, 1. Hátránya: túl hosszú számok lesznek, ezeket az ember csak nehezen, sok hibával tudja kezelni.

9 Oktális (nyolcas) számrendszer
Előnye: csak nyolc számjegy kell (0,1,2,3,4,5,6,7). Könnyű az átváltás binárisba.

10 Hexadecimális (tizenhatos) számrendszer
Hátránya: 16 számjegy kell (6 új): 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F. Előnye: hexában nagyon rövid számokat kapunk és könnyű átváltani binárisba. Alkalmazása: pl. színek kódolása HTML fájlokban (#FF00FF - lila)

11 Kapcsolat a számrendszerek között

12 Bináris alakok Egész számok bináris alakja Valós számok ábrázolása
Pozitív egészek bináris alakja Negatív egészek bináris alakja (kettes komplemens kód) Valós számok ábrázolása fixpontos lebegőpontos számábrázolás (mantissza, karakterisztika) Bináris karakterábrázolás Bináris képábrázolás Bináris hangábrázolás Bináris mozgókép-ábrázolás

13 Egész számok bináris alakja
Pozitív egészek bináris alakja A pozitív egészek ábrázolása egyszerűen kettes számrendszerbe való átszámítást jelent. Amelyek nem férnek el 8 biten (1 bájton), azokat két bájton tároljuk. A bájton a legnagyobb ábrázolható szám a 255, ami viszont 256 féle (0-255) számot jelent.

14 Egész számok bináris alakja
Negatív egészek bináris alakja (kettes komplemens kód) Előállítása: 1. a megfelelő pozitív számot felírjuk kettes számrendszerben, 2. a számban a nullákat egyre, az egyeseket nullára cseréljük. 3. a kapott számhoz hozzáadunk egyet. Pl.: (-50)=-( ) = A kettes komplemens kódban egy bájton természetesen továbbra is 256 szám található, ezek azonban nem a , hanem a A számok előjelét az első bit adja meg, ha ez 0, a szám pozitív, ha 1, akkor a szám negatív. A negatív bináris alakkal a kivonás az összeadásra vezethető vissza.

15 Valós számok ábrázolása
fixpontos számábrázolás A fixpontos számok ábrázolására visszavezethető a pozitív egészek bináris ábrázolására. Csak akkor használható a pozitív egészeknél megismert módszer, ha csak előre meghatározott számú (fix) tört helyi értékünk van.

16 Valós számok ábrázolása
lebegőpontos számábrázolás (mantissza, karakterisztika) Egyéb esetben a lebegőpontos számábrázolást használjuk, amelynél ráismerhetünk a normál alakra: X=Mx2k, ahol M a mantissza és k a karakterisztika. A mantisszát komplemens kódban szokás ábrázolni. A k karakterisztika egész szám eltolt nullpontú ábrázolással. ( számokat közé képzi le).

17 Bináris karakterábrázolás
Karaktereknek nevezzük a betűket, írásjeleket, számjegyeket. Minden karakterhez rendelni kell egy bináris számot. Ezt nevezzük kódolásnak. Ma a legelterjedtebb kódolási rendszerekben 1 byte-on kódolják a karaktereket, ami 256 féle jel megkülönböztetését teszi lehetővé. Azt a táblázatot, amely leírja ezt a kapcsolatot kódtáblázatnak nevezzük.

18 Bináris karakterábrázolás
Kódolás esetén mindig fontos különbséget tenni a karakter kódja és képe között. (Nem elég tudnunk, hogy hányadik kód az, azt is kell ismernünk, hogyan jelenik meg a képernyőn.) Egyik lehetőség a karakter képének kódolására az, hogy egy négyzethálós rácson megadjuk, hogy mely képpontok legyenek feketék, de lehetséges a karakterkép kódolása függvénnyel is.

19 Bináris karakterábrázolás
ASCII kódrendszer: Az ASCII kódrendszer világszabvánnyá vált. Az angol nyelvben lévő betűknek, számjegyeknek és egyéb írásjeleknek van egy 0 és 127 közé eső kódszáma. Kiterjesztett ASCII kódrendszer: A különböző nyelvek speciális karakterei részére a 128 és 255 közötti kódok foglaltak a kódrendszerben. Itt helyezkednek el az ékezetes a görög és a matematikai jelek. UNICODE kódrendszer: Megjelent az ASCII olyan kiterjesztése, amely az arab, kínai japán írásjeleket is szabványosan tudja kezelni. Az IBM kompatíbilis számítógépek világában a legfontosabb az ASCII kódrendszer, de léteznek másfajták is. (BCD)

20 Kiterjesztett ASCII kódrendszer
Alsó régió: nemzetközi karakterek (ASCII-kódok) Felső régió: a nemzeti nyelvek, így a magyar nyelv speciális karakterei Az eredeti 7 bites szabvány 128 jel kódolására alkalmas, az újabb 8 bites viszont már 256 jelet ismer. Az így felépülő kódlapok felső 128 kódja már más-más karaktert jelent. Ebből az következik, hogy ugyanaz a szövegfájl más kódlappal értelmezve más eredményt ad. A kódlapokat egy sorszámmal azonosítják: magyar a 852‑es, amerikai standard a 437‑es. A kódtábla a 32-es kódtól kezdődően tartalmaz írásban is megjelenő jeleket, a 0‑31 kódok vezérlőkaraktereket jelentenek. A vezérlőkódokra említhetjük példaként a 13‑as kódú kocsi-vissza (CR), és a 10‑es kódú soremelés (LF) karaktereket.

21 A kiterjesztett ASCII kódtáblázat főbb részei
Kód-tartomány Jelentés 0-31 vezérlőkódok 32-47, 58-64, 91-96, speciális karakterek 48-57 számok 65-90 az angol abc nagybetűi 97-122 az angol abc kisbetűi a szabványos ASCII kódtábla kiterjesztése

22 UNICODE kódrendszer Az eltérő kódlapok kaotikus állapotának megszüntetéséhez készült. Az eredeti már 16 biten tárolja a karaktereket, és így már karakter kódolására alkalmas. Ennyi jel gyakorlatilag már a világ minden nyelvéhez elegendő, így már lehetséges, hogy bármely gépen azonos módon jelenik meg egy fájl. Valójában még ez a 16 bit sem elég. A távol-keleti nyelvekkel együtt ma már 32 bites az Unicode. A UNICODE tehát egy szabványos kódtábla és ennek megjelenési formája az UTF-8.

23 Bináris hangábrázolás
Hangok digitalizálása A megszólaló hangok tulajdonképpen a levegőben keletkező apró rezdülések, és az ekkor keletkező parányi légrezgéseket fogja föl dobhártyánk. Az információ végül az agyunkban hangként tudatosul. A hang a keletkezésétől tudatosulásáig megtett útja során többször is átalakul. Hasonlóképpen működik a mikrofon is: a beérkező hanghullámokat elektronikus hullámokká alakítja. Ezzel szemben a hangfalak pontosan ellentétes módon működnek, ugyanis az elektromos hullámokat alakítják vissza légrezgéssé. Legfontosabb kommunikációs eszközünk a hang, mely a levegőben 340m/s sebességgel terjedő longitudinális hullám.

24 Bináris hangábrázolás
A hang sűrűsödések és ritkulások formájában terjed a levegőben. Fülünk és a mikrofon gyors nyomásingadozást érzékel. Jellemzői: a frekvencia (hangmagasság) és az amplitúdó (hangerősség). Egy átlagos ember 20 Hz és 16 kHz között hallja a hangokat. Az általunk hallott hangok leggyakrabban különböző frekvenciájú és erősségű hangok keveréke. A digitalizálás során: adott időintervallumokban mintákat veszünk és a mért értéket kvantáljuk (az ábrázolt értékek előállítása). A kvantálás minőségét bitekben szokás mérni. A jelek időbeli változásának minél pontosabb követéséhez célszerű a digitalizálandó hang legmagasabb frekvenciájának legalább kétszeresét alkalmazni a mintavételezéskor.

25 Bináris hangábrázolás
A digitalizálás legfontosabb eleme a mintavételezés. A számítógép az analóg hangokat úgy tudja rögzíteni, feldolgozni, tárolni, visszajátszani, ha azokat digitalizálja. Azaz egy mintavételi értékhez egy számot rendel. Minél sűrűbb a mintavétel, annál jobban hasonlít az eredmény az eredeti hangra, viszont annál nagyobb lesz a keletkező fájl kiterjedése is.

26 Bináris hangábrázolás
A digitalizálás eredményeként az emberi fül számára majdnem tökéletes hangminőség érhető el. Az egyetlen gond ezzel a technológiával, hogy az általa létrehozott zenei fájlok mérete szinte kezelhetetlenül óriási lesz. Ezért van az, hogy a boltokban vásárolható zenei CD-lemezeken, amelyek 650 Mbyte-os tárterülettel rendelkeznek, mindössze 74 percnyi zene található.

27 Bináris hangábrázolás
A mintavételek gyakorisága és felbontása jellemzi a digitalizálás minőségét. A CD szabványa 44,1 kilohertzes mintavételt és 16 bites adatokat ír elő.

28 Bináris hangábrázolás
A két fülünk által érzékelt hang minimális különbsége teszi lehetővé a hangok térbeli észlelését. A digitalizálásnál is figyelembe vehetjük ezt, így rögzíthetünk egycsatornás monó, vagy a térbeliséget jobban visszaadó kétcsatornás sztereó hangot. A sztereo felvételnél kétszeres a sebesség a monó felvételhez képest.

29 Bináris hangábrázolás
Hangformátumok: UNIX alatt elterjedt a .AU kiterjesztésű formátum, melynek 8 és 16 bites változata is van. WAV kiterjesztés (WAV/PCM formátum: impulzuskód-modulációs kódolás): 1 percnyi hanganyag fájlméret néhány 100 kilobájttól több tíz megabájtig is terjedhet. (Bolti zenei CD .CDA kiterjesztésű) A .WAV hasonlít az .AU-hoz, de a Windows-os gépeken terjedt el. A Microsoft 16 bites WAV formátuma logaritmikusan osztja föl a hallható tartományt, ami jobb. DOS programok is ismerik a Creative Labs által bevezetett .VOC formátumot.

30 Bináris hangábrázolás
MIDI szabvány (General MIDI/Musical Instrument Digital Interface) A MIDI billentyűzet 16 csatornán kommunikál a hangkártyával. Táblával tárol 128 hangot, hangszert. MIDI formátum zenei adatok szabványos cseréjét teszi lehetővé számítógépek és különböző hangszerek között. (nem tömörített, hullámtáblás) A .MOD, .XM, .S3M formátumok alapja a MIDI szabvány. Egyebek: WMA, ASF, AIF, RA, ..., stb., de ezek lejátszásához az adathalmazt dekódoló megfelelő kiegészítőkkel (kodekkel) kell rendelkeznünk.

31 Bináris hangábrázolás
Az MP3 tömörített formátum. Előre meg lehet határozni, milyen mintavételi frekvenciával kívánunk dolgozni. Magasabb számú mintavétel (nagyobb mintavételi frekvencia) esetén kevesebb adatveszteséggel lehet számolni, de ebben az esetben természetesen a megtakarított tárterület is jóval kisebb lesz. A hangok tárolásánál hatékonyan alkalmazható az adatvesztő tömörítés (ember hallásának specialitásait kihasználva), pl.: MPEG audio tömörítési eljárás = MP3 (MPEG Audio Layer 3): internet, kis fileméret ellenére elég jó minőség. Ez a formátum, úgy tárolja a hangokat, mint a .JPG a képeket, vagyis a nem észlelhető részeket kihagyja. Így kb. tizedrészre sűríthetők az Audio CD-k anyaga.

32 Bináris képábrázolás

33 Bináris képábrázolás Számítógépeink vizualitása és az ember látása fontos különbséget mutat. Látásunk lényegében analóg alapokon nyugszik, míg a számítógép digitális módon kezeli a vizuális információkat is. A képek számítástechnikai feldolgozásának első lépése a látvány számjegyekké alakítása, digitalizálása. Ezt a műveletet végzik el a szkennerek és a digitális fényképezőgépek (melyben az optika még analóg képet állít elő, ezt alakítja át a hagyományos film helyett használt érzékelő digitális formára).

34 Bináris képábrázolás A színes képek rögzítése a hagyományos fotográfiához hasonlóan itt is úgy történik, hogy az adott valós színt szétbontják a három alapszínre: R-red-vörös G-Green-zöld B‑Blue-kék. Ez után meg kell határozni, hogy az adott szín milyen értékű vörös, zöld és kék összetevőt tartalmaz. Ebből a szkennelő program meghatározza a színek számszerű értékét.

35 Bináris képábrázolás A digitalizálás eredményét lényegében két fontos jellemző határozza meg. felbontás: a mintavételezés gyakorisága, tehát az, hogy milyen sűrűn vizsgáljuk a képpontokat. színmélység: a mért értékek kvantálása, amiből látható, hogy hányféle szín különböztethető meg

36 Bináris képábrázolás A pixelt a kép további részekre nem bontható egységes színű részének tekintjük. Felbontás: A felbontás DPI (Dot Per Inch) egységben adják meg, ami az 1 inch távolságon megkülönböztethető képpontok számát jelenti. A tipikus értékek 1200 DPI körül találhatóak. A felbontást digitális fényképezőgépek esetén megapixel egységgel is szokták jellemezni. Ez azt határozza meg, hogy összesen hány pixelből áll az elkészített kép. Az így megadott felbontás nem adja meg a kép oldalarányait.

37 Bináris képábrázolás Színmélység:
A kapott képpontot a színével jellemezzük. A kapott képpontokhoz rendelt színkódok számosságát a színmélységgel adjuk meg és bitekben mérjük. A mai szkennerek bites színmélységgel ( féle színárnyalat) dolgoznak. Az ember színlátása, monitoraink és nyomtatóink megjelenítő képessége ettől messze elmarad.

38 Bináris képábrázolás A digitális képek jellemzésére is használjuk a kontraszt fogalmát. Kis kontrasztúnak mondunk egy képet, ha a képpontok fényessége kevéssé tér el egymástól. Bizonyos határok között az ilyen hibák javíthatók. A javítás során a világos pontok világosabbá, a sötét pontok sötétebbekké válnak, így a többi színárnyalat miatt élőbbnek tűnnek a képek.

39 Bináris képábrázolás A színek kódolására a két legelterjedtebb módszer: RGB (Red Green Blue, Vörös Zöld Kék) Az RGB módszert alapvetően a képet fénysugárzással megjelenítő eszközök, pl.: monitorok alkalmazzák. CMYK (Cyan Magenta Yellow blacK, Cián Bíbor Sárga Fekete). A CMYK-módszer a fényelnyelésen alapul, pl.: nyomtatásban használjuk.

40 Bináris képábrázolás Az RGB-módszert additív (összegző) színkeverésnek is hívják, mert a három alapszínt jelentő fénysugár különböző arányú keverésével állítja elő a végeredményt. 24 bites színmélység esetén az egyes összetevők mennyiségét 1-1 bájton jelezzük. A szokásos jelzése például az egyik zöld színnek #00AA00. A nagyobb értékek világosabb színt jelentenek. A színkeverés elvéből adódóan az #FFFFFF jelenti a fehéret és a # pedig a feketét. A három alapszínt azonos mennyiségben tartalmazó színek a szürke valamely árnyalatát jelentik.

41 Bináris képábrázolás A CMYK-módszert szubsztraktív (kivonó) színkeverésnek is hívják. Itt a módszer alapja az, hogy az egyes alapszíneket jelentő festékek bizonyos színeket elnyelnek a visszavert fényből. A CMY színek elvileg elegendőek a fekete szín előállításához is, de ez gyakorlatilag sosem tökéletes, ezért alkalmazzák negyedik színként a feketét. (Nyomdászatban négyszínnyomás) Ha minden színhez 1 bájtot rendelünk, akkor 32 biten fogjuk tárolni a színeket.

42 Bináris képábrázolás Színt HSB módszerrel is választunk.
A színezetet (Hue) ig terjedő skálán (színkörön) adjuk meg, a kiválasztott szín telitettségét (Saturation) %-ban állíthatjuk be - a szaturáció csökkenésével egyre fehérebb (szürkébb) színt kapunk. a visszavert fény erősségét jellemzi (Brightness) - szintén %-ban adandó meg. Csökkenésével egyre sötétebbé válik a kiválasztott szín. Megadhatjuk a színt hexadecimális számmal is előbb a vörös, majd a zöld aztán a kék szín értéke következik 16-os számrendszerbeli alakban. Pl. #A546B2

43 Bináris képábrázolás A bitképes tárolás esetén az egyes képpontok információit tároljuk, és nem figyeljük, hogy mit ábrázol a kép. Nagyobb kép nagyobb fájlméretet eredményez. A képet függőleges és vízszintes irányokban pontokra (pixelekre- kis négyzet alakú területekre) osztja fel, és minden egyes pontnak tárolja a színinformációit. Megjelenítéskor a képernyő egy-egy képpontjában jeleníti meg a tárolt kép egyes pontjait a megfelelő színben. A vektoros tárolás esetén azt is figyeljük, hogy mit ábrázol a kép, és matematikai formulákkal írjuk le a képet. Ekkor a nagyobb kép nem feltétlen jelent nagyobb fájlméretet. A BMP kiterjesztésű állományok pl. rasztergrafikus, a WMF kiterjesztésűek vektorgrafikus módon tárolják a képeket.

44 Bináris képábrázolás Bittérképes (bitmap) grafika (rasztergrafika) jellemzői I.: A bitképek adott számú pixelt tartalmaznak, emiatt a kép átméretezéskor torzulhat. (nagyításkor nem változik a képpontok száma) Pl. A  Igen jó minőségű képek készíthetők (fényképekről is). A nagy felbontás (sok képpont) és a sok szín tárolása igen nagy méretűvé teheti a bitképes a fájlokat (még akkor is, ha viszonylag egyszerűbb rajzokat tartalmaznak.) A kép méretét (szélesség, magasság) megadhatjuk a képpontok számával. Felbontáson az egységnyi hosszúságú szakaszon (1 cm-en, 1 inch-en) elhelyezett képpontok számát értjük.

45 Bináris képábrázolás Bittérképes (bitmap) grafika (rasztergrafika) jellemzői II.: Egy kép méretét megbecsülhetjük, ha a kép vízszintes méretét (képpontok száma) szorozzuk a függőleges irányú pontokban mért méretével, majd ezt megszorozzuk a színmélységgel, majd osztunk 8‑al. Pl.: Egy digitális géppel készült képnek (szélesség:1700 pixel, magasság: 1100 pixel, színmélység 24 bit) fájlmérete tömörítés nélkül: 1700x1100x24/8= B= 5,35MB) Képeink meglehetősen nagy méretűek.

46 Bináris képábrázolás Vektorgrafika jellemzői I.:
A kép egymástól független vonalakból és területekből áll. Minden objektum önállóan szerkeszthető – utólag is bármikor. Az egyes objektumok alkalmazkodnak a használt kimeneti eszköz – pl. nyomtató felbontásához. Éles képek nyomtathatók. ( A nyomtató felbontása nagyobb, mint a képernyőé) torzítás nélkül lehet nagyítani, kicsinyíteni (AA) az egyszerűbb alakzatokból álló grafikus ábrák kicsi méretű fájlokat adnak. a bonyolult ábrák, fényképek igen nagy méretűek, lassú a megjelenítésük a sok számolás miatt és nem képes a fénykép minőség visszaadására.

47 Bináris képábrázolás Vektorgrafika jellemzői II.:
A vektorgrafikát a főleg vonalakból és egyszerű mértani alakzatokból álló rajzok, pl. műszaki rajzok, építési és termék tervek, üzleti ábrák, grafikonok elkészítésére használjuk. Vektorgrafikus képszerkesztő program pl. a CorelDraw, Adobe Illustrator, Macromedia Freehand, Flash (animációs). A Sodipodi: Windows és Linux platformon egyaránt használható - szabadprogram. Az Office programokban használt rajzolóprogram is vektorgrafikus, ahogy a ClipArt rajzok nagy része is. MALOM

48 Bináris képábrázolás A színmélység és a felbontás növelésével nő az adatmennyiség és így egyre nagyobb fájlokat kapunk. A helycsökkentésben játszanak szerepet a különböző tömörítési eljárások: veszteségmentes: GIF, PNG; GIF csak azért tűnik rosszabbnak, mert csak 256 féle színt kezel; veszteséges: JPG/JPEG, eldönthetjük, hogy a minőség vagy a fájlméret a fontosabb).

49 Bináris képábrázolás BMP: „Bitmap file”. Ez a formátum főként a Microsoft Windowsban használatos pixeles képek tárolására szolgál, különböző színmélységű és különböző felbontási fokozatú lehet. A formátum 24 bites színmélységig tud képeket tárolni, és a Windows alatt működő grafikai alkalmazások túlnyomó része konvertálni tudja. Nem tömörít, ezért nagy fájlméretet eredményez. TIF: a név a Tagged Image File Format (címkézett állomány formátum) kifejezés kezdőbetűiből származik, bittérképes tárolási forma, amelyet főként a kiadványszerkesztéshez dolgoztak ki. Fontos és gyakori adatátviteli formátum, képfeldolgozással, szkennelt képek utómunkálataival stb. kapcsolatban. A TIFF tetszés szerinti képméretet és színmélységet támogat 24 bitig. Veszteségmentes tömörítést használ. Többlapos képek!

50 Bináris képábrázolás GIF: (Graphics Interchange Format): ezt a formátumot eredetileg a CompuServe, egy hálózati adatszolgáltatásokat kínáló cég fejlesztette ki annak érdekében, hogy képadatokat (időjárási térképeket, fényképeket, képeket stb.) tudjanak a kereskedelmi szolgáltatásokon belül különböző számítógéprendszerekre átvinni. Ezért a legtöbb program beolvassa és menti a GIF képeket. Manapság már jelentős korlátot jelent, hogy legfeljebb 256 színt különböztet meg. Viszonylag kis fájlméret érhető el vele. Gyakran használjuk internetes megjelenítésre is. A hálózati felhasználást segíti az interlaced lehetőség. Ekkor a kép négy részből tevődik össze, melyek egyre részletgazdagabbak. A böngésző először egy elnagyolt képet tölt le, majd ezt egyre finomítja. A GIF89 szabvány támogatja az átlátszó területeket is. A 256 szín valamelyikét átlátszónak definiálhatjuk, így megoldhatjuk, hogy a kép nem téglalap alakúnak látszik, hanem pl. egy figura alakját veszi fel. A GIF különlegessége az animálhatóság. Az animált GIF képek egyes fázisai eltérnek egymástól. Egymás után vetítve mozgónak látjuk őket. A böngészők képesek értelmezni őket.

51 Bináris képábrázolás JPG: Olyan képek, melyeket a JPEG (Joint Photographic Experts Group, egyesült fényképészszakmai csoport) eljárással sűrítettek. A formátum fő előnye, hogy nagymértékű, 6‑20‑szoros tömörítést lehet vele elérni. Hátránya, hogy kizárólag árnyalatos bittérképes képekre alkalmazható, mert kitömörítéskor nem áll elő pontosan az eredeti színhalmaz, az eltérés mértéke arányos a tömörítés mértékével (veszteséges tömörítés). Többszöri beolvasás és JPG-be mentés során az eltérés halmozódik (fokozottan növekszik), ezért ezt a formátumot akkor célszerű alkalmazni, amikor a képet többé már nem változtatjuk meg. Különböző felbontási fokozatokra és 24 bites színmélységig alkalmas formátum. Mentéskor megadható a tömörítés foka, mely fordított arányban van a kép minőségével. Interneten gyakran használjuk. Lehetőség van a progresszív mentésre. Ekkor betöltéskor először egy elnagyolt kép jelenik meg, ami fokozatosan részletgazdagabbá válik. JPEG 2000 (JP2): A JPEG utódjának szánt formátum, melyen elég sokat javítottak.

52 Bináris képábrázolás PSD: Photoshop saját fájlformátuma – bittérképes. Rétegek, görbék különböző színmódok tárolására képes. Nem tömörített. Ha egy kép szerkesztését Photoshopban még nem fejeztük be, ajánlatos psd formátumban menteni. PSP: Paint Shop Pro Kép Napjainkban egyre népszerűbb és egyre inkább ismertebb JASC által készített program alapvető formátuma. PNG: Portable Network Graphics) képek tárolására, veszteségmentes tömörítésére alkalmas. A GIF formátum utódjának szánják. Elsősorban a számítógépes hálózatokban lévő képek átvitelére szolgál (egyre többet találkozunk ilyen képekkel a NET-en is). Használ alfa csatornákat, 48 bites színmélységig képes képek kezelésére. Képes fokozatos megjelenítésre, átlátszóság is beállítható rá. EPS: (Encapsulated Postscript): a kifejezetten nyomdai célú kép– és kiadvány feldolgozás formátuma, bittérképek és vektoros ábrák tárolására is használható.

53 Bináris képábrázolás WMF: (Windows MetaFile): a Windows egy másik belső adatformátuma, amely az alkalmazások és a nyomtatókezelő program között bittérképes adatok cseréjét teszi lehetővé. A képadatokat mindig abban a felbontásban és színmélységben tartalmazzák, amelyben a Windows az állományok létrehozásakor éppen működött. CDR: Corel Drow vektorgrafikus formátum CPT: Corel Photo-Paint Ez egy pixelgrafikus alkalmazás, a cég saját formátuma, melyet azonban mások is átvettek. Képes a képeket veszteségmentes tömörítéssel a programban kiválasztott módon tárolni. XCF: A GIMP saját fájlformátuma. Ez támogatja a rétegeket és minden egyéb GIMP-specifikus információ mentését is. AI: Adobe Illusztrátor – vektorgrafikus fálj formátum stb.

54 Bináris mozgókép-ábrázolás
Az analóg videojelet video digitalizáló kártya segítségével bittérképek sorozatává alakítjuk és az így kapott állományokat háttértárban tároljuk. Megjegyzendő, hogy ezen állományok a nagy méret miatt veszteségmentes tömörítésen is átesnek (pl. MPEG). Visszajátszás során az egymásután tárolt tömörített képek „kifejtődnek” és a visszajátszási sebességgel lejátszódnak. A szemünk a megfelelő képváltási sebesség miatt az egymást követő képkockákat mozgóképként érzékeli.

55 Bináris mozgókép-ábrázolás
Szükséges eszközök: Videomagnó, vagy videokamera, vagy DVD lejátszó, amely tárolja, rögzíti az analóg vagy digitális videojelet. (más rendszerű digitális, mint amit a számítógép fogadni tud) video-digitalizáló kártya, amely végrehajtja a digitalizálás folyamatát. nagy kapacitású háttértár, amely a nagyméretű digitalizált video állomány tárolására hivatott.

56 Bináris mozgókép-ábrázolás
A video adatmennyiség mérete annál nagyobb, minél jobb minőségű felvételt (finom felbontás, nagy színmélység) szeretnénk készíteni. Háromféleképpen csökkenthető: a képek hardveres vagy szoftveres tömörítése, a színfelbontás, képfelbontás csökkentése, a képváltási arány csökkentése.

57 Bináris mozgókép-ábrázolás
Mozgóképek digitalizálása esetén a képek, és a hangok digitalizálását egyszerre kell megoldani. (Pl.: Adobe Premier Pro videó-feldolgozó szoftver) Mozgóképek lényegében nagy mennyiségű állóképekből épülnek fel, ezért itt különösen fontos a tömörítés kérdése, és az is, hogy a lejátszó eszköz ismerje a kiválasztott tömörítést. A Windows XP-ben a Windows Movie Maker program áll az átlagos felhasználó rendelkezésére. Pl.: digitális fényképeinkből hangos videó-albumot készíthetünk.

58 Bináris mozgókép-ábrázolás
Látásunk működéséből adódóan, ha gyorsan vetítünk egymás után kismértékben eltérő képeket, akkor azt mozgásként érzékeljük. A képkocka váltás sebességét fps (frame per second) értékkel fejezzük ki. Akár felvételnél, akár lejátszásnál alacsony ez az érték, akkor „darabos” lesz az eredmény. Túl nagy érték beállítása viszont igen nagyméretű fájlt eredményezhet, de a lényegen nem változtat. Szemünk a másodpercenkénti 24 képkockát már folyamatos mozgásként érzékeli.

59 VÉGE!!!