Аппаратные средства получения растровых изображений
Доклад на тему : ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
ПЛАН ДОКЛАДА :
1. Общие сведения о графической информации
1.1 Растровая графика
1.2 Векторная графика
1.3 Демонстрационная графика
2. Обзор современных программ обработки и просмотра графических изображений
2.1 Paint
2.2 Adobe Photoshop
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
Виды компьютерной графики
Представление данных на мониторе компьютера в графическом виде впервые было реализовано в середине 50-х годов для больших ЭВМ, применявшихся в научных и военных исследованиях. С тех пор графический способ отображения данных стал неотъемлемой принадлежностью подавляющего числа компьютерных систем, в особенности персональных. Графический интерфейс пользователя сегодня является стандартом «де-факто» для программного обеспечения разных классов, начиная с операционных систем. Существует специальная область информатики, изучающая методы и средства создания и обработки изображений с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов, — компьютерная графика. Она охватывает все виды и формы представления изображений, доступных для восприятия человеком либо на экране монитора, либо в виде копии на внешнем носителе (бумага, кинопленка, ткань и прочее). Без компьютерной графики невозможно представить себе не только компьютерный, но и обычный, вполне материальный мир. Визуализация данных находит применение в самых разных сферах человеческой деятельности. Для примера назовем медицину (компьютерная томография), научные исследования (визуализация строения вещества, векторных полей и других данных), моделирование тканей и одежды, опытно-конструкторские разработки. В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику принято подразделять на растровую, векторную и фрактальную. Отдельным предметом считается трехмерная (3D) графика,изучающая приемы и методы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве. Как правило, в ней сочетаются векторный и растровый способы формирования изображений. Особенности цветового охвата характеризуют такие понятия, как черно-белая и цветная графика. На специализацию в отдельных областях указывают названия некоторых разделов: инженерная графика, научная графика, Web-графика, компьютерная полиграфия и прочие. На стыке компьютерных, телевизионных и кинотехнологий зародилась и стремительно развивается сравнительно новая область компьютерной графики и анимации. Заметное место в компьютерной графике отведено развлечениям. Появилось даже такое понятие, как механизм графического представления данных. Рынок игровых программ имеет оборот в десятки миллиардов долларов и часто инициализирует очередной этап совершенствования графики и анимации. Хотя компьютерная графика служит всего лишь инструментом, ее структура и методы основаны на передовых достижениях фундаментальных и прикладных наук: математики, физики, химии, биологии, статистики, программирования и множества других. Это замечание справедливо как для программных, так и для аппаратных средств создания и обработки изображений на компьютере. Поэтому компьютерная графика является одной из наиболее бурно развивающихся отраслей информатики и во многих случаях выступает «локомотивом», тянущим за собой всю компьютерную индустрию.
|
|
|
|
|
|
Растровая графика
Средства для работы с растровой графикой
Для растровых изображений, состоящих из точек, особую важность имеет понятие разрешения,выражающее количество точек, приходящихся на единицу длины. При этом следует различать:
• разрешение оригинала;
• разрешение экранного изображения;
• разрешение печатного изображения.
Разрешение оригинала.Разрешение оригинала измеряется в точках надюйми зависит от требований к качеству изображения и размеру файла, способу оцифровки или методу создания исходной иллюстрации, избранному формату файла и другим параметрам. В общем случае действует правило: чем выше требования к качеству, тем выше должно быть разрешение оригинала. Разрешение экранного изображения.Для экранных копий изображения элементарную точку растра принято называть пикселом.Размер пиксела варьируется в зависимости от выбранного экранного разрешения(из диапазона стандартных значений), разрешения оригиналаи масштаба отображения. Мониторы для обработки изображений с диагональю 20-21 дюйм (профессионального класса), как правило, обеспечивают стандартные экранные разрешения 640x480, 800x600, 1024x768, 1280x1024, 1600x1200, 1600x1280, 1920x1200, 1920x1600 точек. Расстояние между соседними точками люминофора у качественного монитора составляет 0,22-0,25 мм. Для экранной копии достаточно разрешения 72 dpi, для распечатки на цветном или лазерном принтере 150-200 dpi, для вывода на фотоэкспонирующем устройстве 200-300 dpi. Установлено эмпирическое правило, что при распечатке величина разрешения оригинала должна быть в 1,5 раза больше, чем линиатура растраустройства вывода. В случае, если твердая копия будет увеличена по сравнению с оригиналом, эти величины следует умножить на коэффициент масштабирования. Разрешение печатного изображения и понятие линиатуры.Размер точки растрового изображения как на твердой копии (бумага, пленка и т. д.), так и на экране зависит от примененного метода и параметров растрированияоригинала. При растрировании на оригинал как бы накладывается сетка линий, ячейки которой образуют элемент растра.Частота сетки растра измеряется числом линий на дюйм и называется линиатурой. Размер точки растра рассчитывается для каждого элемента и зависит от интенсивности тона в данной ячейке. Чем больше интенсивность, тем плотнее заполняется элемент растра. То есть, если в ячейку попал абсолютно черный цвет, размер точки растра совпадет с размером элемента растра. В этом случае говорят о 100% заполняемое™. Для абсолютно белого цвета значение заполняемости составит 0%. На практике заполняемость элемента на отпечатке обычно составляет от 3 до 98%. При этом все точки растра имеют одинаковую оптическую плотность, в идеале приближающуюся к абсолютно черному цвету. Иллюзия более темного тона создается за счет увеличения размеров точек и, как следствие, сокращения пробельного поля между ними при одинаковом расстоянии между центрами элементов растра. Такой метод называют растрированием с амплитудной модуляцией (AM). Существует и метод растрирования с частотной модуляцией (ЧМ),когда интенсивность тона регулируется изменением расстояния между соседними точками одинакового размера. Таким образом, при частотно-модулированном растрировании в ячейках растра с разной интенсивностью тона находится разное число точек. Изображения, растрированные ЧМ-методом, выглядят более качественно, так как размер точек минимален и во всяком случае существенно меньше, чем средний размер точки при AM-растрировании. Еще более повышает качество изображения разновидность ЧМ-метода, называемая стохастическим растрированием. В этом случае рассчитывается число точек, необходимое для отображения требуемой интенсивности тона в ячейке растра. Затем эти точки располагаются внутри ячейки на расстояниях, вычисленных квазислучайным методом (на самом деле используется специальный математический алгоритм). То есть регулярная структура растра внутри ячейки, как и на изображении в целом, вообще отсутствует. Поэтому при стохастическом ЧМ-растрировании теряет смысл понятие линиатуры растра, имеет значение лишь разрешающая способность устройства вывода. Такой способ требует больших затрат вычислительных ресурсов и высокой точности полиграфического оборудования; он применяется в основном для художественных работ, при печати с числом красок, превышающим четыре.
Программные средства создания растровых изображений
|
|
|
|
|
|
Среди программ, предназначенных для создания компьютерной двумерной живописи, самыми популярными считаются Painter компании FractalDesign, Freehand компании Macromedia, и FauveMatisse. Пакет Painter обладает достаточно широким спектром средств рисования и работы с цветом. В частности, он моделирует различные инструменты (кисти, карандаш, перо, уголь, аэрограф и др.), позволяет имитировать материалы (акварель, масло, тушь), а также добиться эффекта натуральной среды. В свою очередь, последние версии программы FreeHand обладают богатыми средствами редактирования изображений и текста, содержат библиотеку спецэффектов и набор инструментов для работы с цветом, в том числе средства многоцветной градиентной заливки. Среди программ для создания изображений на платформе Macintosh стоит отметить пакет для редактирования растровой живописи и изображений PixelPaintPro компании PixelResources.
Аппаратные средства получения растровых изображений
К аппаратным средствам получения цифровых растровых оригиналов в основном относятся сканеры и цифровые фотокамеры. Другие устройства, например цифровые видеокамеры, адаптеры захвата телевизионных кадров, в компьютерной графике играют чаще вспомогательную роль. Для создания изображений «от руки» предназначены графические планшеты,на которых рисуют специальным электронным пером. Сканеры по способу восприятия изображения делятся на две группы: устройства с электронными фотоумножителями (ФЭУ) и устройства на приборах с зарядовой связью (ПЗС, английская аббревиатура CCD). Сканеры с фотоумножителями называют барабанными — внутри аппарата помещен прозрачный барабан, на который крепится оригинал (отражающий или просветный). Затем барабан начинает вращаться с большой скоростью. Сканирующая головка имеет мощный источник света с фокусированным лучом и ФЭУ, которые движутся вдоль продольной оси барабана. Отраженный или проходящий световой поток попадает на ФЭУ (обычно имеется по одному ФЭУ на каждый канал) через прецизионную зеркальную систему развертки.
Векторная графика
Если в растровой графике базовым элементом изображения является точка, то в векторной графике—линия.Линия описывается математически как единый объект, и потому объем данных для отображения объекта средствами векторной графики существенно меньше, чем в растровой графике. Линия — элементарный объектвекторной графики. Как и любой объект, линия обладает свойствами: формой (прямая, кривая), толщиной, цветом, начертанием (сплошная, пунктирная). Замкнутые линии приобретают свойство заполнения.Охватываемое ими пространство может быть заполнено другими объектами {текстуры, карты)или выбранным цветом. Простейшая незамкнутая линия ограничена двумя точками, именуемыми узлами.Узлы также имеют свойства, параметры которых влияют на форму конца линии и характер сопряжения с другими объектами. Все прочие объекты векторной графики составляются из линий. Например куб можно составить из шести связанных прямоугольников, каждый из которых, в свою очередь, образован четырьмя связанными линиями. Возможно представить куб и как двенадцать связанных линий, образующих ребра.
Средства создания и обработки векторной графики
К программным средствам создания и обработки векторной графики относятся графические редакторы (например AdobeIllustrator, MacromediaFreehand, CorelDraw) и векторизаторы (трассировщики) — специализированные пакеты преобразования растровых изображений в векторные (например AdobeStreamLine, CorelTrace). Векторный редактор AdobeIllustratorявляется одним из общепризнанных лидеров среди программ этого класса. Его особое преимущество заключается в хорошо отлаженном взаимодействии с другими продуктами компании Adobe, прежде всего с пакетами Photoshop и PageMaker. Эти приложения выполнены в едином стиле и образуют законченный пакет. Векторный редактор MacromediaFreehandс простым и дружественным интерфейсом служит удобным инструментом работы для начинающих. Программа отличается небольшим размером и хорошим быстродействием. Нетребовательность к аппаратным ресурсам позволяет работать на компьютерах среднего уровня. Инструментальные средства программы достаточны для разработки сложных документов и лишь в некоторых элементах уступают более мощным средствам AdobeIllustrator и CorelDraw. Пакет специально адаптирован для совместной работы с программой компьютерной верстки QuarkXPress. Векторный редактор CorelDraw исторически, особенно в России, считается основным пакетом создания и обработки векторной графики на платформе Windows. К его преимуществам относятся развитая система управления и обширные средства настройки параметров инструментов. По возможностям создания самых сложных художественных композиций CorelDraw заметно превосходит конкурентов. Однако интерфейс программы сложен для освоения. Трассировщик AdobeStreamLineпо праву занимает ведущее место в своем классе программ. Хотя имеются более мощные пакеты, ориентированные на обработку чертежей, они очень требовательны к аппаратным ресурсам, да и по стоимости много дороже. StreamLine позволяет проводить тонкую настройку параметров векторизации, что улучшает ее точность. Более всего векторизация удобна для преобразования чертежей, черно-белых рисунков и другой простой графики без полутонов. Полутоновые и цветные изображения обрабатываются хуже, и результат требует значительной доработки для приближения к оригиналу. Основным объектом векторной графики является линия.При этом прямаялиния рассматривается как частный случай кривой.Иногда вместо понятия линии используется понятие контур.Этот термин более полно отражает суть, поскольку контур может иметь любую форму — прямой, кривой, ломаной линии, фигуры. Каждый контур имеет две или более опорных точек,также именуемых узлами. Элемент контура, заключенный между двумя смежными опорными точками, называют сегментом контура. Формуконтура меняют перемещением опорных точек, изменением их свойств, добавлением новых и удалением имеющихся узлов. Контур может быть открытымили замкнутым — когда последняя опорная точка одновременно является и первой. Свойства замкнутых и открытых контуров различны. Контур является элементарным графическим объектом.Из контуров создают новые объекты или их группы. С несколькими контурами выполняют операции группировки, комбинирования, объединения.В результате образуются соответственно: группа объектов, составной контур, новый контур.После операции группировки каждый контур сохраняет свои свойства и принадлежащие ему узлы. После операции комбинирования составной контур приобретает новые свойства, но узлы остаются прежними. После операции объединения образуются новые узлы и меняются свойства исходных контуров. Параметры обводки контура определяют его вид при отображении. К ним относятся:
• толщина линии;
• цвет линии;
• тип линии (сплошная, пунктирная и прочие);
• форма концов (со стрелкой, закругленные и прочие).
Замкнутые контуры обладают особым свойством — заливкой,то есть параметрами заполнения охватываемой области. Заливка также является объектом и обладает собственным набором свойств. Различают несколько типов заливки:
• Заливка основным цветом, то есть, заполнение внутренней области избранным цветом;
• Градиентная заливка — заполнение двумя цветами с плавным переходом между ними;
• Текстурная заливка — заполнение узором с регулярной структурой;
• Заливка изображением-картой — заполнение готовым растровым изображением, называемым картой.
1.3 Демонстрационная графика
Демонстрационная графика связана с динамическими объектами. В технологии изображения динамических объектов используют три основных способа: рисование-стирание, смена кадров (страниц), динамические образы.
Первоначально показ слайдов (диапозитивов) понимался буквально как поочередное проецирование на большой экран фотографий, изготовленных в этом формате. Альтернативным методом является проецирование рисунков, сделанных вручную или перенесенных на прозрачную пленку.
В наше время программы демонстрационной графики позволяют использовать компьютер для создания слайдов (иногда их называют pages), содержащих текст, графику и художественно выполненные клипы. Применение компьютера для создания демонстрационных материалов имеет два главных преимущества:
• Автоматизируется процесс создания текста и диаграмм, так что любой может быстро и легко создавать привлекательные слайды.
• Появляется возможность просмотра слайдов в разных форматах: в виде распечаток, на экране и т.д., так что вы можете использовать слайды в различных деловых целях.
Программы демонстрационной графики, подобные PowerPoint 4.0 для Windows, которая приведена на этом рисунке, позволяют создавать слайды, содержащие текст, диаграм мы и рисунки.
Можно добавить рисунок, чтобы сделать более интересным показ слайдов
Крупный заголовок, поясняющий его содержание
Программа выполнила большую часть работы по представлению этих данных в виде диаграммы.
Что может быть сделано с помощью программ демонстрационной графики. Разумеется, можно готовить традиционные деловые демонстрации и показывать слайды с помощью проектора, поясняя данные на каждом слайде. К счастью, вы не ограничены только традиционным подходом.
Если вы разъезжаете с переносным компьютером, используйте и его для презентаций товаров. Если вы отвечаете за обучение персонала, подготовьте информационные слайды для показа их на экране монитора новым сотрудникам.
Создайте для показа слайдов самозапускающуюся программу, совместимую с любым компьютером независимо от того, установлена ли на нем программа демонстрационной графики или нет.
Озвучьте показ слайдов, используя мультимедиа.
Обычно демонстрация с использованием мультимедиа требует наличия звуковой платы, дисковода GD-ROM и звуковых колонок.
Используйте возможности выделения информации цветом, яркостью или подчеркиванием при демонстрации слайдов.
Как начать показ слайдов
При создании демонстрационного файла, вы с помощью шаблона сначала выбираете, как будет выглядеть слайд. Шаблон устанавливает по умолчанию цвета, поля и другие параметры для созданных слайдов показа. Это избавит вас от необходимости устанавливать цвета и другие параметры для каждого слайда в отдельности. Большинство программ демонстрационной графики содержит не менее дюжины разных шаблонов.
Единственное ограничение на количество демонстрационных файлов — свободное пространство на вашем жестком диске.
Большинство программ демонстрационной графики предлагают десятки или более вариантов шаблонов для показа слайдов. Шаблон определяет цвет фона слайда и цвет фоновой графики. Он также задает шрифты и цвет текста на слайде. Наконец, он управляет оформлением графики, включая и то, как должны быть помечены разные части графика. Шаблон гарантирует согласованность разных слайдов в вашей демонстрации. Без всяких усилий вы выглядите профессионалом. А когда вы станете настоящим профессионалом, можно будет создавать и сохранять собственные шаблоны.
На каждом слайде есть диаграмма. На диаграммах имеются текст, данные и графика в разных сочетаниях. Каждая комбинация этих элементов называется макетом слайда (иногда — типом диаграммы). Наряду с шаблонами показа слайдов, любая программа демонстрационной графики поставляется с несколькими заранее изготовленными макетами слайдов. Вам достаточно выбрать нужный макет, и программа представит слайд с незаполненными областями экрана для размещения ваших данных.
Такие заготовки предназначены для рутинной работы. Вы сможете составить слайд и из разрозненных элементов, определив размещение текста, рисунка или клипа по своему усмотрению.
Диалоговое окно New Slide (Новый Слайд) в PowerPoint позволяет выбрать комбинацию элементов, которые составляют слайд. 1 — Выберите нужную заготовку, щелкнув на ней, а затем на кнопке ОК.
После выбора макета слайда программа открывает главное окно, в которое выводится ваш новенький слайд. После того как вы создали слайд, возникает необходимость добавить его в демонстрационный файл. Обычно это дело одного щелчка на пиктограмме, похожей на ту, что помещена рядом с этим параграфом (из программы PowerPoint). В противном случае надо выбрать команду вставки нового слайда.
Разработка плана показа слайдов аналогична работе в текстовом редакторе. Это окно просмотра можно использовать для буксировки слайда на новую позицию в плане показа слайдов[7].
Дата добавления: 2018-10-26; просмотров: 1208; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!