- Исследование свойств
форматов сжатия графических данных……………4
ВВЕДЕНИЕ
Проблемой на данный момент
является обилие изображений, картинок,
фотографий. Очень много графических данных.
И объем занимаемой памяти тоже велик,
а нам хотелось бы, чтобы качество фотографий
было как можно выше, а объем занимаемой
памяти был как можно меньше.
Как хранение, так и передача
информации обычно составляют вполне
значимые затраты как для корпоративных,
так и для индивидуальных пользователей.
Поэтому регулярно возникает необходимость
сжимать данные перед тем, как размещать
их в архивах или передавать по каналам
связи.
Представленная исследовательская
работа посвящена анализу свойств форматов
сжатия графических данных и алгоритму
сжатия программой WinRAR.
Заявленная цель предполагает
решение следующих задач:
- провести эксперименты с различными форматами сжатия графических данных;
- научиться обосновывать выбор
формата файла (BMP, JPG, GIF);
- проанализировать все возможные
форматы сжатия;
- научиться обосновывать выбор
о наиболее эффективном методе сжатия.
1. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ
ФОРМАТОВ СЖАТИЯ ГРАФИЧЕСКИХ
ДАННЫХ
1.1. Ход работы исследования
свойств форматов сжатия графических
данных
- Создать папку "Для экспериментов";
- Скопировать исследуемый файл
в папку "Для экспериментов";
- Определить теоретический размер
файла с помощью формулы (1):
, где
-ширина рисунка в точках;
-высота рисунка в точках.
- Пересохранить исследуемый файл в 24-разрядный формат BMP;
- Пересохранить файл 24-разрядный формат BMP в формат JPG;
- Пересохранить файл 24-разрядный формат BMP в формат GIF;
- Определить размер каждого
из полученных файлов;
- Определить коэффициент сжатия
полученных файлов с помощью формулы (2):
, где
-исходный объем файла;
-результирующий объем файла.
- Внести полученные данные в
Таблицу 1;
- Создать новый файл с теоретическим
размером равным предыдущему исследуемому
файлу;
- С помощью графического редактора,
используя не более 4 цветов, создаем файл;
- Сохранить созданный файл в
24-разрядный формат BMP;
- Пересохранить файл 24-разрядный формат BMP в формат JPG;
- Пересохранить файл 24-разрядный формат BMP в формат GIF;
- Определить размер каждого
из полученных файлов;
- Определить коэффициент сжатия
полученных файлов с помощью формулы:
,где
-исходный объем файла,
-результирующий объем файла;
- Внести полученные данные в
Таблицу 2.
1.2. Сбор данных по исследованию
свойств форматов сжатия графических
данных
Для исследования возьмем файл
«20» (Приложение 1) в формате bmp и преобразуем
его последовательно в файлы с расширением
gif и jpeg.
После копирования исследуемого
файла в папку "Для экспериментов"
определяем его теоретический размер
по заданной формуле
, где
-ширина рисунка в точках,
-высота рисунка в точках;
Таким образом получаем:
S = 419850
Отсюда следует, что теоретический
размер файла равен 419850 пикселей. Для получения
размера файла переводим его теоретический
размер из байт в Кб.
Определив результирующий размер
каждого из полученных файлов,
получаем объем файла в формате
24-разрядный BMP равен 410 Кб, в формате JPG
равен 52,1 Кб, в формате GIF равен 69,3 Кб, при
этом объем исследуемого файла равен 410Кб.
Определяем коэффициент сжатия
полученных файлов с помощью формулы
,где
-исходный объем файла,
-результирующий объем файла;
Для формата 24-разрядный BMP получаем:
Для формата JPG получаем:
Для формата GIF получаем:
Вносим полученные данные в
Таблицу 1
Таблица 1
Формат файла |
Размер в Кб |
Коэффициент сжатия |
BMP |
410 |
100 |
JPG |
52,1 |
787 |
GIF |
69,3 |
592 |
Создаем новый файл «Лягушка»
(Приложение 2) с теоретическим размером
равным предыдущему исследуемому файлу
(419850 пикселей).
Для получения размера файла
переводим его теоретический размер из
байт в Кб, получаем 410 Кб.
Определив результирующий размер
каждого из полученных файлов,
получаем объем файла в формате
24-разрядный BMP равен 410 Кб , в формате
JPG равен 14 Кб , в формате GIF равен 35,1 Кб.
Определяем коэффициент сжатия
полученных файлов с помощью формулы
,где
-исходный объем файла,
-результирующий объем файла;
Для формата 24-разрядный BMP получаем:
Для формата JPG получаем:
Для формата GIF получаем:
Вносим полученные данные в
Таблицу 2
Таблица 2
Формат файла |
Размер в Кб |
Коэффициент сжатия |
BMP |
410 |
100 |
JPG |
84,2 |
487 |
GIF |
49,6 |
827 |
1.3. Анализ и выводы
по исследованию свойств форматов
сжатия графических данных
- Какой формат графических данных
из рассмотренных наилучшим образом подходит
для передачи цветного фотографического
материала по электронным сетям?
- Какой формат графических данных
наиболее благоприятен для передачи рисунков,
имеющих малое количество цветов?
- Какой формат графических данных
целесообразнее использовать для передачи
черно-белого графического материала
по электронным сетям?
- Какой формат графических данных
не годится для передачи информации по
каналам электронных сетей, но предназначен
для хранения изображений и их дальнейшей
обработки?
Исследуемые картинки «20» и
«лягушка» в формате bmp, с разрешением
450 х 311 занимают 410 Кб, качество отличное,
но объем занимаемой памяти высок. Данный
формат не годится для передачи информации
в электронных сетях, но предназначен
для хранения изображений и их дальнейшей
обработки.
В формате gif, эти же изображение
с тем же разрешением занимают 69,3 Кб и
49,6Кб. Качество ухудшилось. Объем занимаемой
памяти намного меньше, по сравнению с
форматом bmp. Данный формат подходит для
передачи рисунков с малым количеством
цветов по электронным сетям.
В формате jpeg, изображения с
тем же разрешением занимают 52,1 Кб и 84,2
Кб. Качество не изменилось (оно такое
же, как и в формате bmp), а из этого следует,
что этот формат наилучшим образом подходит
для передачи цветного и черно-белого
фотографического материала по электронным
сетям.
2. Исследование алгоритма
сжатия программой WinRAR
2.1. Ход работы исследования
свойств алгоритма сжатия программой
WinRAR
- Создать папку "Для экспериментов";
- Скопировать в папку "Для
экспериментов" информацию объемом
40-50 Мб;
- Внести в Таблицу 3 исходный
размер папки;
- С помощью архиватора WinRAR создать архивы, используя различные методы сжатия папки;
- Узнать результирующий размер
файла и внести в Таблицу 3;
- Засечь время архивации папки
для каждого метода сжатия и внести полученные данные в Таблицу 3;
- Определить коэффициент сжатия
полученных файлов с помощью формулы:
, где
-исходный объем файла;
-результирующий объем
файла.
- Внести полученные данные коэффициента сжатия в Таблицу 3;
- Определить эффективность метода
сжатия файлов с помощью формулы (3):
,где
- коэффициент сжатия методом
"Без сжатия";
- коэффициент сжатия другими
методами, - время сжатия
методом "Без сжатия", -время сжатия
другими методами.
- Сделать вывод о наиболее эффективном
методе сжатия по критерию соотношения
коэффициента сжатия и времени расхода
на операцию.
2.2. Сбор данных по исследованию
алгоритма сжатия программой
WinRAR
Создаем папку "Для экспериментов"
и копируем в нее информацию объемом 44,4
Мб.
Внести данные об объеме папки
в Таблицу 3
С помощью архиватора WinRAR создаем
архивы, используя поочередно различные
методы сжатия папки, фиксируя время сжатия
для различных методов в Таблицу 3.
Определить коэффициент сжатия
полученных файлов с помощью формулы:
, где
-исходный объем файла;
-результирующий объем
файла.
Получаем для метода "Без
сжатия"
;
для метода "Скоростной",
"Быстрый" и "Обычный"
;
для методов "Хороший",
"Максимальный"
Вносим полученные данные в
Таблицу 3
Определяем эффективность метода
сжатия файлов с помощью формулы
, где
- коэффициент сжатия методом "Без сжатия";
- коэффициент
сжатия другими методами, - время
сжатия методом "Без сжатия", -время сжатия другими методами.
Получаем для метода "Без
сжатия"
0;
"Скоростной"
для метода "Быстрый"
для метода "Обычный"
для метода "Хороший",
0,3;
для метода "Максимальный"
0,25
Таблица 3
Режим сжатия |
Исходный размер в Мб |
Результирующий размер в Мб |
Время сжатия |
Коэффици-ент сжатия |
Эффектив-ность метода |
Без сжатия |
44,4 |
44,3 |
0 |
100 |
0 |
Скоростной |
44,4 |
42,6 |
10 |
104 |
0,4 |
Быстрый |
44,4 |
42,5 |
55 |
104 |
0,1 |
Обычный |
44,4 |
42,5 |
16 |
104 |
0,25 |
Хороший |
44,4 |
42,4 |
17 |
105 |
0,3 |
Максималь-ный |
44,4 |
42,4 |
20 |
105 |
0,25 |
2.3. Анализ и выводы по исследованию
свойств форматов сжатия графических
данных
Исходя из полученных данных
таблицы можно сделать вывод, что наиболее
эффективным методом сжатия по критерию
соотношения Ксж и времени расхода на
операцию является режим сжатия "Хороший"
поскольку его эффективность составляет
0,3, что больше всех остальных, коэффициент
сжатия 105, он самый большой в таблице а
размер 42,4 Мб наименьший.
Вторым по своей эффективности
является "Скоростной" режим сжатия,
так как здесь эффективность метода составляет
0,4, но при этом Ксж и размер немного больше.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проведенной исследовательской
работы пришли к следующим выводам:
- размер файла можно изменять
в сторону уменьшения, при этом иметь достаточно
хорошее качество изображения, в нашем
случае, на фотографии;
- формат JPG подходит для хранения картинок, т.к. занимает мало памяти, но при этом качество теряется. Наиболее распространенный
формат в области компьютерной графики;
- формат BMP содержит информацию о каждом пикселе, что приводит к большим размерам. Качество отличное. Предназначен для хранения изображений и их дальнейшей обработки.
- формат GIF для хранения картинок очень плох, т.к. качество изображения теряется и занимает много памяти. Используется в основном для нефотографических изображений в сети.
Поставленные цели достигнуты.
Задачи решены.
Список используемых источников:
- Информатика : учебник / Б. В. Соболь [и др.]. — 3-е изд., перераб. и доп. — Ростов на/Д : Феникс, 2007. — 446 [1] с. — (Высшее образование);
- Романова, Ю. Д. Информатики и информационные технологии:
конспект лекций : учебное пособие / Ю. Д. Романова, И. Г. Лесничная — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Эксмо, 2009. — 320 с. — (Учебный курс: кратко и доступно);
- Симонович, С. В. Информатика.
Базовый курс : учебник для вузов / под ред. С. В. Симоновича — 2-е изд. — СПб : Питер, 2005. — 640 с : ил.
МИНИСТЕРСВО ОБРАЗОВАНИЯ И
НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное бюджетное
образовательное учреждение
высшего профессионального
образования
Санкт-Петербургский государственный
университет технологии и дизайна
СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ
ИНСТИТУТ ПЕЧАТИ
Факультет: Издательского дела, журналистики
и рекламы
Специальность: 031600.62 "Реклама и связи с
общественностью"
Форма обучения: дневная
Кафедра: Реклама
ПРИЛОЖЕНИЕ К ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ
РАБОТЕ
Дисциплина: "Компьютерные технологии
и информатика"
Выполнила:
Студентка группы _______РКД1 ______Бойцова Екатерина
Владимировна
Руководитель : ___________________КПМ Пигичка
Юрий Любомирович
Санкт-Петербург
2012г
Приложение 1
Приложение 2