РУҚА
Задания № 1, 7 · ЕГЭ

Представление растрового изображения

Как число пикселей и глубина цвета определяют объём растрового файла
6 мин чтенияСложность: Обновлено 29 сентября 2026

Растровое изображение хранится как прямоугольная таблица точек — пикселей. Чтобы вычислить объём изображения, нужно знать количество пикселей и число бит, отведённых для записи цвета каждого пикселя.

Что такое растровое изображение

Растровое изображение состоит из строк и столбцов пикселей. Каждый пиксель имеет координаты и цвет. Чем больше пикселей содержит изображение, тем более мелкие детали можно в нём передать, но тем больше памяти требуется для хранения.

D
Растровое изображение

Растровое изображение — это изображение, представленное набором пикселей, расположенных в строках и столбцах. Для каждого пикселя в памяти записывается код его цвета.

Если в изображении \(W\) пикселей по горизонтали и \(H\) пикселей по вертикали, то его размеры в пикселях равны \(W \times H\). Это не физический размер на экране или бумаге, а количество точек по двум направлениям. Подробнее о самом элементе изображения см. в статье «Пиксель».

\[N = W \cdot H\]1

Здесь \(N\) — общее количество пикселей, \(W\) — ширина изображения в пикселях, \(H\) — высота изображения в пикселях. Например, изображение размером \(800 \times 600\) содержит \(480\,000\) пикселей.

Глубина цвета и количество информации

Глубина цвета — количество бит, используемых для кодирования цвета одного пикселя. Если глубина цвета равна \(i\) бит, то можно закодировать \(2^i\) различных цветов.

\[K = 2^i\]2

Например, при глубине цвета \(1\) бит возможны \(2^1=2\) цвета, обычно чёрный и белый. При \(8\) битах можно закодировать \(2^8=256\) цветов, а при \(24\) битах — \(2^{24}=16\,777\,216\) цветов.

T
Основное правило кодирования

Если каждый пиксель кодируется одинаковым числом \(i\) бит, то несжатое изображение из \(N\) пикселей занимает \(N \cdot i\) бит. Для перевода в байты результат нужно разделить на \(8\).

\[I = N \cdot i = W \cdot H \cdot i \text{ бит}\]3
\[I_{\text{байт}} = \frac{W \cdot H \cdot i}{8}\]4

В задачах обычно предполагается, что изображение хранится без сжатия и без дополнительных данных файла. Если в условии сказано «объём информации, необходимый для хранения изображения», используют именно формулу (4). Если требуется найти объём в килобайтах, полученное число байтов делят на \(1024\), а для мегабайтов — ещё раз на \(1024\).

ВеличинаОбозначениеЕдиница измерения
Ширина изображения\(W\)пиксель
Высота изображения\(H\)пиксель
Количество пикселей\(N\)пиксель
Глубина цвета\(i\)бит на пиксель
Объём данных\(I\)бит или байт

Как решать задачи на объём изображения

  1. Записать ширину \(W\) и высоту \(H\) изображения в пикселях.
  2. Найти количество пикселей: \(N=W\cdot H\).
  3. Определить глубину цвета \(i\). Если дано число цветов \(K\), найти её из условия \(2^i=K\).
  4. Умножить количество пикселей на глубину цвета и получить объём в битах.
  5. При необходимости перевести биты в байты, килобайты или мегабайты.
Удобный приём

Сначала проверьте единицы измерения. Глубина цвета задаётся в битах на пиксель, поэтому произведение \(W\cdot H\cdot i\) сразу даёт биты. Не переводите глубину цвета в байты отдельно, если это не требуется.

Микро-проверка

Изображение имеет размер \(100\times 50\) пикселей и глубину цвета \(8\) бит. Сколько бит требуется для хранения данных без сжатия?

Разобранный пример

Условие. Растровое изображение имеет размер \(640\times480\) пикселей. Цвет каждого пикселя кодируется 16 битами. Определим объём изображения в битах, байтах и килобайтах, считая, что сжатия нет.

1
Сначала найдём число пикселей по ширине и высоте изображения.
\(\displaystyle N = W \cdot H = 640 \cdot 480 = 307\,200\)
2
Каждый пиксель занимает 16 бит, поэтому общий объём равен числу пикселей, умноженному на глубину цвета.
\(\displaystyle I = N \cdot i = 307\,200 \cdot 16 = 4\,915\,200\ \text{бит}\)
3
В одном байте 8 бит, поэтому переводим объём в байты.
\(\displaystyle I_{\text{байт}} = \frac{4\,915\,200}{8} = 614\,400\ \text{байт}\)
4
Для перевода в килобайты делим число байтов на 1024.
\(\displaystyle I_{\text{Кбайт}} = \frac{614\,400}{1024} = 600\ \text{Кбайт}\)
№
Ответ к примеру

Несжатое изображение занимает \(4\,915\,200\) бит, или \(614\,400\) байт, или \(600\) Кбайт. Важно не перепутать 16 бит на пиксель с 16 байтами на пиксель.

Обратные задачи и изменение параметров

Иногда известен объём файла и требуется найти размер изображения, глубину цвета или число пикселей. В таких задачах используют ту же формулу, преобразуя её относительно неизвестной величины.

\[N = \frac{I}{i}\]5
\[i = \frac{I}{N}\]6

Если объём дан в байтах, перед подстановкой в формулу его нужно умножить на \(8\), чтобы получить биты. Если известны ширина и количество пикселей, высоту находят так: \(H=N/W\).

При неизменной глубине цвета увеличение ширины в два раза увеличивает объём в два раза. Увеличение и ширины, и высоты в два раза увеличивает количество пикселей и объём в четыре раза. Поэтому изменение размеров изображения по двум направлениям особенно сильно влияет на объём.

T
Пропорциональность объёма

При постоянной глубине цвета объём растрового изображения прямо пропорционален ширине и высоте: \(I\sim W\cdot H\). При постоянных размерах объём прямо пропорционален глубине цвета: увеличение \(i\) в два раза увеличивает объём в два раза.

Частые ошибки

!
Не путайте пиксели и байты

Размер \(1024\times768\) — это размеры в пикселях, а не в байтах. Сначала нужно найти число пикселей, затем учесть глубину цвета.

!
Не забывайте перевод битов

Если получено \(I\) бит, для получения байтов нужно разделить на \(8\). Обратное действие — умножение байтов на \(8\).

!
Не подменяйте \(1024\) числом \(1000\)

В школьных задачах обычно используют \(1\) Кбайт \(=1024\) байта и \(1\) Мбайт \(=1024\) Кбайта. Следуйте именно условию задачи.

!
Не учитывайте сжатие без указания

Формулы темы описывают объём несжатых данных. Формат JPEG, PNG или другой формат может добавлять служебные данные и применять сжатие, но это учитывают только при специальном указании.

Проверка понимания

Q
Быстрый тест по теме

Quick-test

~ 2 мин4 вопроса
Вопрос 1 / 4
Вопрос 1 из 4 · Количество пикселей
Сколько пикселей в изображении размером \(320\times200\)?
Главное за минуту

Главное

  • Растровое изображение состоит из пикселей, расположенных в строках и столбцах.
  • Количество пикселей равно \(N=W\cdot H\).
  • При глубине цвета \(i\) бит можно закодировать \(2^i\) цветов.
  • Объём несжатого изображения равен \(I=W\cdot H\cdot i\) бит или \(I=W\cdot H\cdot i/8\) байт.
  • При переводе единиц используйте \(8\) бит в байте и обычно \(1024\) байта в килобайте.
  • В задачах сначала определяйте число пикселей, затем умножайте его на глубину цвета.