Bài 6. Tính dung lượng ảnh, âm thanh và chuyện nén tệp
Bài này trả lời một câu hỏi rất cụ thể: một tấm ảnh hay một đoạn ghi âm nặng bao nhiêu, và vì sao con số ta tính ra bằng công thức lại thường lớn hơn dung lượng tệp thật nằm trong máy.
- Cánh DiềuTin học 10 - Chủ đề A(CS) · Bài 4. Số hoá hình ảnh và số hoá âm thanhtr. 143
- Kết nối tri thứcTin học 10 - Bài 6. Dữ liệu âm thanh và hình ảnhtr. 28–32
Bắt đầu bằng một hình dung
Cuối năm học, lớp 10A tổ chức chụp ảnh kỉ yếu. Bạn lớp trưởng mượn được chiếc máy ảnh khá xịn của anh trai, chụp gần hai trăm tấm trong một buổi chiều. Về đến nhà, bạn cắm thẻ nhớ vào máy tính và hơi choáng: chỉ riêng thư mục ảnh của buổi chiều hôm ấy đã chiếm hết mấy gigabyte, gần bằng cả kho phim mà bạn đã cất công tải về suốt một năm.
Hôm sau, bạn gửi bộ ảnh vào nhóm chat của lớp. Điều lạ là mỗi tấm ảnh gửi đi chỉ còn nặng khoảng vài trăm kilobyte, tức nhẹ hơn bản gốc tới mấy chục lần. Nhìn trên màn hình điện thoại thì hai bản trông hầu như giống hệt nhau. Nhưng khi phóng thật to để cắt lấy khuôn mặt một bạn ở hàng cuối, bản gửi qua nhóm chat bắt đầu lấm tấm những mảng màu bè bè, còn bản gốc thì vẫn mịn.
Cả nhóm tranh luận. Có bạn bảo máy tính đã "cắt bớt" tấm ảnh đi. Có bạn bảo chỉ là hiển thị nhỏ lại thôi chứ ảnh vẫn nguyên. Rồi đến lượt bạn phụ trách văn nghệ chen vào: bản thu tiết mục hát của lớp cũng vậy, bản gốc nặng hơn năm mươi megabyte mà bản đăng lên trang của trường chỉ còn hơn bốn megabyte, nghe vẫn khá ổn.
Rõ ràng có những quy luật nào đó đứng sau các con số ấy: cái gì làm cho một tấm ảnh nặng lên, cái gì làm cho một bản thu nặng lên, và người ta đã làm gì để một tệp gọn lại mà nhìn hay nghe vẫn gần như cũ. Bài học hôm nay sẽ mở từng lớp câu trả lời đó ra, bằng chính những phép tính mà bạn hoàn toàn làm được bằng máy tính bỏ túi.
Nội dung bài học
- 1) Độ phân giải và độ sâu màu - hai con số quyết định độ nặng của ảnh
- 2) Âm thanh số: tần số lấy mẫu và độ sâu bit
- 3) Nén dữ liệu - vì sao tệp thật luôn nhẹ hơn con số vừa tính
Tóm tắt lý thuyết cần nhớ
- Độ phân giải là số điểm ảnh ngang nhân dọc, độ sâu màu là số bit mỗi điểm ảnh (1 bit ảnh đen trắng, 8 bit ảnh xám, 24 bit ảnh màu
RGB); dung lượng thô của ảnh = số điểm ảnh × số bit mỗi điểm ảnh, rồi chia 8 ra byte và chia 1024 để lên KB, MB. - Với âm thanh, dung lượng thô = tần số lấy mẫu × số bit mỗi mẫu × số kênh × số giây; chuẩn chất lượng đĩa CD là 44 100 Hz với 16 bit mỗi mẫu.
- Tệp thật thường nhẹ hơn kết quả tính thô nhờ nén dữ liệu: nén không mất dữ liệu (
PNG) giữ nguyên chất lượng, còn nén có mất dữ liệu (JPG,MP3,MP4) bỏ bớt chi tiết mắt và tai khó nhận ra nên giảm dung lượng mạnh hơn nhiều; riêngWAVthường lưu ở dạng không nén nên nặng xấp xỉ đúng con số tính thô. - Tăng gấp đôi cả chiều rộng lẫn chiều cao của ảnh làm dung lượng tăng khoảng bốn lần, không phải hai lần, vì số điểm ảnh là tích của hai chiều.
Thuật ngữ tiếng Anh trong bài
| Tiếng Anh | Đọc là | Nghĩa |
|---|---|---|
| pixel | PÍCH-sồ | điểm ảnh (pixel) Một ô vuông màu rất nhỏ - ghép hàng ngàn ô như vậy lại thành một bức ảnh, giống ghép nhiều viên gạch màu thành tranh. |
| bitmap | BÍT-mép | ảnh bitmap (ảnh điểm) Ảnh tạo từ rất nhiều điểm ảnh xếp thành lưới - phóng to quá sẽ thấy vỡ, răng cưa. |
| vector | VÉC-tơ | ảnh vector Ảnh vẽ bằng công thức đường nét và hình học, nên phóng to bao nhiêu vẫn mượt, không bị vỡ như ảnh bitmap. |
| RGB | rờ-gờ-bờ (Đỏ-Lục-Lam) | hệ màu RGB (Đỏ-Lục-Lam) Cách pha màu bằng 3 ánh sáng Đỏ, Lục, Lam chiếu chồng lên nhau - giống 3 đèn pin màu trộn ra đủ màu trên màn hình. |
| byte | bai (như 'bye') | byte (8 bit) 8 bit gộp lại thành 1 byte - vừa đủ để ghi 1 chữ cái như chữ 'A'. |
| bit | bít | bit (đơn vị nhỏ nhất) Một bóng đèn tí hon chỉ có 2 trạng thái: sáng (số 1) hoặc tắt (số 0), không có nấc giữa. |
Câu hỏi trắc nghiệm có đáp án
Mấy câu mẫu để bạn tự kiểm tra ngay. Trong ứng dụng, bài này có đủ 24 câu, chấm điểm tự động và giải thích từng câu sai.
- 2 800 điểm ảnh
- 1 920 000 điểm ảnh
- 400 điểm ảnh
- 192 000 điểm ảnh
- 8 bit, cho 256 mức của mỗi kênh
- 24 bit, vì mỗi kênh đều cần đủ 24 bit
- 3 bit, vì có 3 kênh màu
- 16 bit, giống độ sâu bit của âm thanh chuẩn CD
- 1 600 000 byte
- 200 000 bit
- 1 600 000 KB
- Khoảng 195 KB
- a)Với cùng một độ phân giải, ảnh xám 8 bit có dung lượng thô gấp 8 lần ảnh đen trắng 1 bit.Đúng
- b)MP3 là định dạng nén không mất dữ liệu, nên bản MP3 khôi phục lại đúng y hệt bản ghi gốc.Sai
- c)Trong một tệp WAV chưa nén, nếu tăng tần số lấy mẫu từ 22 050 Hz lên 44 100 Hz và giữ nguyên mọi yếu tố khác thì dung lượng tăng khoảng gấp đôi.Đúng
- d)Một ảnh chụp lưu ở định dạng JPG luôn có dung lượng đúng bằng số điểm ảnh nhân với số bit mỗi điểm ảnh.Sai
- (a) Đúng - dung lượng thô tỉ lệ thuận với số bit mỗi điểm ảnh, mà 8 bit gấp 8 lần 1 bit, còn số điểm ảnh thì như nhau.
- (b) Sai - MP3 là định dạng nén CÓ mất dữ liệu, nó bỏ bớt những thành phần âm mà tai người khó nhận ra để giảm dung lượng khoảng mười lần, và phần đã bỏ không lấy lại được; định dạng giữ nguyên dữ liệu âm thanh là WAV.
- (c) Đúng - trong công thức tần số lấy mẫu × số bit mỗi mẫu × số kênh × số giây, tần số lấy mẫu là một thừa số, nên gấp đôi tần số thì dung lượng gấp đôi.
- (d) Sai - công thức đó chỉ cho ra dung lượng THÔ; JPG là định dạng nén có mất dữ liệu nên tệp thật luôn nhẹ hơn con số tính thô, thường nhẹ hơn nhiều lần.
Thử ngay: minh hoạ từng bước
Bấm từng bước để tự xem cơ chế hoạt động, hoặc bấm “Tự chạy” cho nó tiến mỗi giây một lần. Đổi được dữ liệu đầu vào - không cần đăng nhập.
Học trọn bài này trong ứng dụng
Bài giảng đầy đủ, 24 câu luyện tập chấm tự động, thi thử đúng cấu trúc đề tốt nghiệp (24 trắc nghiệm + 4 Đúng/Sai), bài thực hành máy tự chấm và gia sư AI giải thích chỗ sai.
Phần học miễn phí, không cần tạo tài khoản.
Bài liên quan - Máy tính, dữ liệu & số hóa
Cùng mạch kiến thức với bài này, học nối tiếp cho chắc phần lí thuyết.