Технические средства машинной графики

Территория рекламы

Лекция 6. Технические средства машинной графики.

1. Устройства ввода графических изображений

2. Устройства вывода графических изображений

3. Основные цветовые модели:

4. Графические форматы

5. Технологическая схема создания и подготовки к изданию карт и атласов с применением компьютерной техники

1. Устройства ввода графических изображений

Мышь - наиболее распространенный тип манипуляторов. Манипуляторы осуществляют непосредственный ввод информации, указывая курсором на экране дисплея команду или место ввода данных.Компьютерная мышь появилась в 1964 году. Её изобрел Дуглас Карл Энгельбарт из Стэнфордского исследовательского института. Это была небольшая деревянная коробочка с двумя дисками. Один из дисков поворачивался, когда устройство двигали вперед и назад, второй отвечал за движение мыши вправо и влево. Энгельбарт говорит, что назвал устройство мышью из-за его небольшого размера и провода, похожего на хвост. В корпусе современной механической мыши установлены кнопки для выполнения действий и шарик для ее перемещения по коврику. Качество мыши определяется ее разрешающей способностью, которая измеряется числом точек на дюйм - dpi (dot per inch). Эта характеристика определяет, насколько точно курсор будет передвигаться по экрану. Для мышей среднего класса разрешение составляет 400-800 dpi.Мыши различаются: - по способу считывания информации (механические, оптико-механические, оптические);- количеству кнопок (2- и 3-кнопочные мыши);- способу соединения (проводные и беспроводные мыши). Установка колесика между двумя традиционными кнопками мыши обеспечивает перемещение по документу без использования экранных линеек прокрутки.Первые беспроводные мыши появились в середине 90-х годов. Беспроводные мыши используют для передачи информации инфракрасный луч или радиосигнал.Первые оптические мыши работали на принципе отражения света, исходящего от одного светодиода, от специальной подложки с координатной сеткой. Технология современных оптических мышей была разработана Agilent Technologies в конце 1999 г. Теперь в качестве приемника отраженного света используется ПЗС-матрица, можно сказать, миниатюрная видеокамера, передающая в цифровой процессор изображение освещаемого источником света участка подстилающей поверхности. Мышь оснащена небольшим красным светодиодом, который подсвечивает поверхность.Специализированный процессор, находящийся внутри мыши, имеет производительность примерно 18 миллионов операций в секунду. Он выделяет отдельные участки изображения и определяет их перемещение относительно предыдущего снимка. Компьютер передвигает курсор на экране в соответствии с информацией , полученной от мыши. Благодаря большой частоте опроса движения курсора выглядят плавными. Такая мышь незаменима при работе с графическим приложениями. Она не требует специального коврика. Не нужно проводить гигиеническую протирку коврика, шарика мыши и роликов.

Графический планшет, дигитайзер, используется для ввода в компьютер чертежей или рисунков. Изображение преобразуется в цифровые данные. Условия создания изображения приближены к реальным, достаточно специальным пером сделать рисунок на специальной поверхности. Результаты работы воспроизводятся на экране монитора и в случае необходимости могут быть распечатаны на бумаге. Дигитайзерами обычно пользуются архитекторы и дизайнеры. Перо является источником сигнала, который принимает антенна, находящаяся внутри планшета. Она представляет собой проволочную сетку с шагом 3-6 мм или аналогичную печатную плату. Антенна принимает сигнал и определяет положение манипулятора, а также другие данные. Физический предел разрешения планшета определяется шагом сетки. Погрешность современных графических планшетов не более 0,1 мм. Сейчас планшеты стали весьма популярны в связи с бурным развитием Интернета и популяризацией электронных подписей для использования их в различных операциях. На новый уровень вышли программы проектирования, где без графических планшетов приходится весьма тяжело.

Сканер распознает изображение, автоматически создает его электронную копию, которая может быть сохранена в памяти компьтера.Отличительные черты сканеров:- глубина распознования цвета: черно-белые, с градацией серого, цветные;- оптическое разрешение или точность сканирования, измеряется в точках на дюйм (dpi) и определяет количество точек, которые сканер различает на каждом дюйме; стандартные разрешения - 200, 300, 600, 1200 точек на дюйм;- программное обеспечение: обучаемые сканеры имеют образцы почерков для распознования рукописного текста, интеллектуальные сами обучаются; - конструкция: ручные, страничные (листовые) и планшетные.Сканеры находят широкое применение в издательской деятельности, в системах проектирования, анимации. Сканеры незаменимы при создании иллюстративных материалов для презентаций, докладов, рекламы.

Цифровая фотокамера отличается от обычного фотоаппарата тем, что изображение не фиксируется на фотопленке химическим путем, а воспринимается матрицей ПЗС, после чего записывается в микросхемы памяти фотокамеры. Матрица ПЗС ("Прибор с Зарядовой Связью") состоит из большого количества ячеек. Падающий на отдельный датчик ПЗС свет создает на нем электрический заряд, величина которого определяется интенсивностью падающего света. Изображение делится на множество ячеек, и каждая ячейка реального изображения соответствует ячейке ПЗС. Ячейки реагируют только на яркость, к цвету они безразличны, поэтому для получения цветного изображения перед матрицей ставят цветные фильтры. Каждый из пикселей регистрирует свет либо в красной, либо в зеленой, либо в синей части оптического спектра. Затем изображение обрабатывается в процессоре, и на основе этих трех цветов восстанавливается вся картина.Основной характеристикой цифровой фотокамеры является количество пикселей матрицы ПЗС. Для представленной фотокамеры это 2,1 млн. пикселей. Глубина цветопередачи для серого изображения 8 бит, для цветного изображения от 10 бит и выше. Разрешение 1600х1200 (интерполированное 2048х1536).Файлы изображения хранятся в сжатом виде в формате JPEG. Сжатие уменьшает размер файла от десятых долей процента до ста раз. Процесс сжатия приводит к потерям в качестве изображения. В дорогих профессиональных камерах для хранения изображения используют несжатый формат TIFF или несжатый и необработанный формат RAW.Для записи и хранения изображений используются либо встроенная память, либо сменные носители информации (Compact Flash (Type I, Type II) card, Ultra Compact Flash card и др. с объемом памяти от 8 Мбайт и выше). Основные требования к таким носителям - малые размеры и низкое энергопотребление. Для данной фотокамеры на входящей в комплект карте SM 8 Мбайт можно хранить до 8 снимков размером 1600х1200 или до 22 снимков размером 640х480.Изображение с фотокамеры поступает в компьтер, где происходит окончательная доводка картинки (ретушь, монтаж и т. д.), записывается во внешнюю память компьютера и распечатывается на принтере.

2. Устройства вывода графических изображений

Дисплей - основное устройство вывода графических изображений. Наиболее распространены дисплеи, основной частью которых является электронно-лучевая трубка.С фронтальной стороны внутренняя часть стекла электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) покрыта люминофором. Люминофор - это такое вещество, которое излучает свет при бомбардировке его заряженными частицами (электронами) и обладает способностью гаснуть не сразу. В качестве люминофоров для цветных ЭЛТ используются довольно сложные составы на основе редкоземельных металлов - иттрия, эрбия и т. п. Поток электронов, испускаемый электронной пушкой, на пути к фронтальной части трубки проходит через модулятор интенсивности и ускоряющую систему. В результате электроны приобретают большую энергию. Это и приводит к свечению люминофора, частично преобразующего, таким образом, энергию потока электронов. Светящиеся точки люминофора формируют изображение, которое вы видите на мониторе.

Принтеры в зависимости от порядка формирования изображения поразделяются на последовательные, строчные и страничные. Принадлежность принтера к той или иной группе зависит от того, формирует ли он на бумаге символ за символом или сразу всю строку, а то и целую страницу.По физическому принципу действия принтеры делятся на матричные, струйные и лазерные. Матричный принтер имеет печатающую головку, представляющую собой матрицу из отдельных иголочек. Таким образом, на бумаге образуются символы, состоящие из точек-отпечатков, оставляемых ударами иголочек по красящей ленте. В зависимости от конструкции печатающая головка матричного принтера может иметь 9, 18 иголок или 24 иголки.Важнейшей особенностью струйной печати является возможность создания высококачественного цветного изображения. В лазерных принтерах используется электрографический принцип создания изображения. Процесс печати включает в себя содание невидимого рельефа электростатического потенциала в слое полупроводника с последующей его визуализацией. Визуализация осуществляется с помощью частиц сухого порошка - тонера, наносимого на бумагу. Тонер представляет собой частички железа, покрытые пластиком. Наиболее важными частями лазерного принтера являются полупроводниковый барабан, лазер и прецизионная оптико-механическая система, перемещающая луч.Лазер генерирует тонкий световой луч, который, отражаясь от вращающегося зеркала, формирует электронное изображение на светочувствительном полупроводниковом барабане.Кроме лазерных принтеров существуют светодиодные принтеры, которые получили своё название из-за того, что полупроводниковый лазер в них заменен линейкой светодиодов. В этом случае не требуется сложная механическая система вращения зеркала. Изображение одной строки на полупроводниковом барабане формируется одновременно.

3. Основные цветовые модели:

  RGB

  CMY (Cyan Magenta Yellow)

  CMYK (Cyan Magenta Yellow Key, причем Key означает черный цвет)

  HSB

  Lab

  HSV (Hue, Saturation, Value)

  HLS (Hue, Lightness, Saturation)

  другие

Модель RGB (Red Green Blue ) описывает излучаемые цвета и образована на трех базовых цветах: красном (red), зеленом (green) и синем (blue). Обычно ее называют моделью аддитивных основных цветов. Все цвета образуются смешиванием этих трех основных в разных пропорциях (т. е. с разными яркостями). При смешении двух лучей основных цветов, результирующий цвет будет светлее составляющих. Модель является аппаратно-зависимой, так как значения базовых цветов (а также точка белого) определяются качеством примененного в вашем мониторе люминофора. В результате на разных мониторах одно и то же изображение выглядит неодинаково.

Модель CMY (Cyan Magenta Yellow). В этой модели основные цвета образуются путем вычитания из белого цветов основных аддитивных цветов модели RGB.

Цвета, использующие белый свет, вычитая из него определенные участки спектра называются субтрактивными. Основные цвета этой модели: голубой (белый минус красный), фуксин (в некоторых книгах его называют пурпурным) (белый минус зеленый) и желтый (белый минус синий). Эти цвета являются полиграфической триадой и могут быть легко воспроизведены полиграфическими машинами. При смешение двух субтрактивных цветов результат затемняется (в модели RGB было наоборот). При нулевом значении всех компонент образуется белый цвет (белая бумага). Эта модель представляет отраженный цвет, и ее называют моделью субтрактивных основных цветов. Данная модель является основной для полиграфии и также является аппаратно-зависимой.

Модель CMYK (Cyan Magenta Yellow Key, причем Key означает черный цвет). Эта модель является дальнейшим улучшением модели CMY и уже четырехканальна. Поскольку реальные типографские краски имеют примеси, их цвет не совпадает в точности с теоретически рассчитаным голубым, желтым и пурпурным. Особенно трудно получить из этих красок черный цвет. Поэтому в модели CMYK к триаде добавляют черный цвет. Почему-то в названии цветовой модели черный цвет зашифрован как K (от слова Key - ключ).Модель CMYK является "эмпирической", в отличие от теоретических моделей CMY и RGB. Модель является аппаратно-зависимой.

Модель HSB (Hue Saturation Brightness = Тон Насыщенность Яркость) построена на основе субъективного восприятия цвета человеком. Предложена в 1978 году. Эта модель тоже основана на цветах модели RGB, но любой цвет в ней определяется своим цветом (тоном), насыщенностью (то есть добавлением к нему белой краски) и яркостью ( то есть добавлением к нему черной краски). Фактически любой цвет получается из спектрального добавлением серой краски. Эта модель аппаратно-зависимая и не соответствует восприятию человеческого глаза, так как глаз воспринимает спектральные цвета как цвета с разной яркостью (синий кажется более темным, чем красный), а в модели HSB им всем приписывается яркость 100%. Модель является аппаратно-зависимой.

H - определяет частоту света и принимает значение от 0 до 360 градусов.V или B: V - значение (принимает значения от 0 до 1) или B - яркость, определяющая уровень белого света (принимает значения от 0 до 100%). Являются высотой конуса.S - определяет насыщенность цвета. Значение ее является радиусом конуса.

Тон (hue) - первый и единственный собственно цветовой компонент, представляющий собой один из цветов радуги (точнее - одну из точек цветового круга), максимально яркий и насыщенный.

Насыщенность (saturation) - соотношение основного тона и равного ему по яркости бесцветного серого. Максимально насыщенный цвет не содержит серого вообще, а при нулевой насыщенности, наоборот, полностью отсутствует основной тон (т.е. если при насыщенности, равной нулю, варьировать тон, результат будет оставаться одним и тем же - серым цветом).

Яркость (value) - общая яркость цвета. Максимальное значение этого параметра превращает любой цвет в белый, а минимальная - в черный (варьирование двух других параметров в этих крайних точках не оказывает никакого эффекта).

Если попытаться соотнести параметры системы HSV с разложением цвета по системе RGB, то их можно представить себе так: тон определяет общую конфигурацию движков на красной, зеленой и синей шкалах, варьирование насыщенности изменяет относительное расстояние между движками при сохранении их взаимного расположения, а изменение яркости сдвигает вверх или вниз все движки одновременно.

Удобно работать с палитрой в программах фирмы MetaCreations: длинный - и потому позволяющий выбирать тон с большей точностью - цветовой спектр сомкнут для компактности в кольцо, а остальные два параметра выбираются с помощью треугольного (а не квадратного) координатного поля.

Такое решение лаконично и функционально. Главное же преимущество такой палитры в том, что цветовой круг, по сравнению с линейной радугой, правильнее отражает наше представление о континууме тонов как о чем-то замкнутом, не имеющем определенного начала и конца, а фиксированное расположение цветов "по сторонам света" к тому же тренирует цветовую память и ассоциативное мышление.

Модель Lab является аппаратно-независимой моделью, что отличает ее от описанных выше. Экспериментально доказано, что восприятие цвета зависит от наблюдателя (вспомните дальтоников, существует разница в возрастном восприятии цвета и т.д.) и условий наблюдения (в темноте все серое). Ученые из Международной Комиссии по Освещению (CIE=Commission Internationale de l'Eclairage) в 1931 г. они стандартизировали условия наблюдения цветов и исследовали восприятие цвета у большой группы людей. В результате были экспериментально определены базовые компоненты новой цветовой модели XYZ. Эта модель аппаратно независима, поскольку описывает цвета так, как они воспринимаются человеком, точнее "стандартным наблюдателем CIE". Ее приняли за стандарт. Цветовая модель Lab, использующаяся в компьютерной графике, является производной от цветовой модели XYZ. Название она получила от своих базовых компонентов L, a и b. Компонент L несет информацию о яркостях изображения, а компоненты а и b - о его цветах (т.е. a и b - хроматические компоненты). Компонент а изменяется от зеленого до красного, а b - от синего до желтого. Яркость в этой модели отделена от цвета, что удобно для регулирования контраста, резкости и т.д. Однако, будучи абстрактной и сильно математизированной эта модель остается пока что неудобной для практической работы.

Получает широкое распространение модель sRGB, поддерживаемая в Windows. Однако конвертирование цветовой информации из зависимой от устройств модели в независимую модель, все равно, требует предположений, в результате которых могут возникнуть ошибки.

Поскольку все цветовые модели являются математическими, они легко конвертируются одна в другую по простым формулам. Такие конверторы встроены во все "приличные" графические программы. Но при этом возникают сложности с аппаратно-зависимыми моделями.

Зависящие от устройств модели могут носить одинаковые названия, но они не будут при этом описывать под одним именем одинаковые цвета, если не брать во внимание совпадения. Например, сканеры используют красные, зеленые и синие сенсоры, и представляют информацию о цвете в модели RGB. Поэтому, если вы отсканируете изображение и откроете его в программе для рисования, информация о цвете картинке определена в модели RGB. Если вы захотите распечатать это изображение на принтере, использующем, модель CMYK, вам придется по ходу дела переводить информацию о цвете.

Чтобы перевести цвет из одной модели в другую, ваше программное обеспечение должно сделать предположения относительно цветовой модели RGB, откуда оно будет переводить цвет, и относительно модели CMYK, куда будет осуществляться перевод. Если хотя бы одно из предположений окажется неправильным - а они редко оказываются правильными - цвета могут сдвинуться еще больше, чем если бы вы просто переместили информацию о цвете из одной модели в другую вообще без преобразования.

Существует два способа устранения ошибок при передаче информации о цвете. Можно либо все аппаратное и программное обеспечение должно использовать независимую от устройства модель, либо они должны поставляться с таблицами для перевода цвета - известными как профили - они позволят программному обеспечению перевести информацию о цвете с устройства без каких-либо предположений.

4. Графические форматы

Растровая графика

GIF. Формат GIF был разработан в 1987 году компьютерной информационной службой CompuServe. Сейчас этот формат является наиболее используемым форматом в сети Интернет.

Преимущества: малый размер, который достигается ограниченной цветовой гаммой - не более 256 цветов. Прозрачный фон. Анимация.

Формат PNG делает почти все, что и формат GIF, за исключением анимации.

Преимущества

Лучшие сжатие данных - сжимает растровые изображения не только по горизонтали, но и по вертикали поддерживает цветные фотографические изображения вплоть до 48-битных включительно 256 уровней прозрачности

Размер картинки в формате PNG будет меньше, чем у GIF. Но самые мелкие мелочи получатся легче у GIF, потому что в файле изображения PNG около 1 Kb занимает описание палитры цветов, что порой бывает сопоставимо с размером самого изображения.

PNG-24 Формат, аналогичный PNG-8, но использующий 24-битную палитру цвета.

JPG, JPEG, JFIF (JPEG File Interchange Format)Для поиска лучшего способа сжатия изображений фотографического качества, две организации по стандартизации – International Telecommunications Union (ITU) и International Organization for Standartization (ISO) – создали Joint Photographic Experts Group (JPEG).Использует сжатие с "потерями" (lossy compression). При таком сжатии удаляется та информация, которая несущественна для восприятия изображения.

WBMP (WAP BitMap)монохромные (двухцветные) изображения.Максимальный размер картинки не должен превосходить ограничений на размер карты – 1,5 Кбайт.

BMP Самый простой растровый формат BMP является родным форматом Windows. В BMP данные о цвете хранятся только в модели RGB, то есть этот формат создан для использования на экране.

PCX Изображения в формате PCX можно посмотреть большинством программ под DOS. Как и ВМР, этот формат в значительной мере устарел и поддерживается современными графическими программами исключительно для совместимости с антикварным софтом.

TIFF, TIF Изначально разработан компанией Aldus для своего графического редактора PhotoStyler. Как универсальный формат для хранения растровых изображений, TIFF достаточно широко используется, в первую очередь, в издательских системах, требующих изображения наилучшего качества. Благодаря своей совместимости с большинством профессионального ПО для обработки изображений, формат TIFF очень удобен при переносе изображений между компьютерами различных типов (например, с PC на Маc и обратно).

PSD (Photoshop)Формат Adobe Photoshop, отличается возможностью хранения слоев (layers). Удобен только для обработки в Photoshop и для хранения исходника для редактирования в будущем.

RAW Формат разработан для цифровых фотоаппаратов. Это точная копия картинки, запечатленной на матрице во время съемки, представляет из себя три фотографии, снятые в красных, синих и зеленых цветах.Расширения RAW-файлов у разных производителей могут отличаться, и их далеко не всегда получается открыть с помощью программ для обработки изображений.Хотя если камера поддерживает сохранение RAW, то, как правило, к ней в комплекте прилагается какая-нибудь программа для обработки файлов этого формата.В настоящее время корпорацией Adobe предложен формат DNG (Digital Negative Specification), который создан для того, чтобы облегчить жизнь производителям средств для работы с графикой. Некоторые компании (Leica и Pentax) уже включили DNG в свои камеры, однако большинство поставщиков камер всё-таки продолжают использовать свои форматы.

Векторная графика

CDR (CorelDRAW) Формат популярного CorelDRAW, являющимся неоспоримым лидером в классе векторных графических редакторов на платформе РС. Имея сравнительно невысокую устойчивость и проблемы с совместимостью файлов разных версий формата.

AI (Adobe Illustrator) Являясь частью семейства Adobe, поддерживают практически все программы, так или иначе связанные с векторной графикой. Лучший посредник при передаче изображений из одной программы в другую, с РС на Macintosh и наоборот. Отличается наибольшей стабильностью и совместимостью с языком PostScript, на который ориентируются практически все издательско-полиграфические приложения.

WMF (Windows Metafile) Еще один родной формат Windows, на сей раз векторный. Понимается практически всеми программами Windows, так или иначе связанными с векторной графикой.

5. Технологическая схема создания и подготовки к изданию карт и атласов с применением компьютерной техники

С внедрением компьютерных технологий в картографическое производство во многом изменились перечень и   содержание технологических этапов

создания картографической продукции.

В традиционной технологии производственные работы по созданию и подготовке карты к изданию обычно осуществляются в следующих производственных подразделениях:  редакция,  техническая редакция, составительское,  оформительское,  ретушерное,  копировальное,  пробопечатное и фото-  отделения,  участок фотонабора.  С ликвидацией процессов ручного фотонабора, ввода сеток и заливок, фотопроцессов полностью ликвидируются и соответствующие производственные подразделения.  Объединение  составительских и оформительских этапов и изменение способов их ведения,  ликвидация копиров ния на пластиках частично изменяют функции картосоставительского и   копировального отделений.  Появляются новые процессы: сканирование, электронный фотовывод, и, как следствие, неизбежно появление соответствующих производственных участков.

Рассмотрим подробнее содержание каждого из технологических этапов.

Редакционно-техническая подготовка включает в себя:

1. подготовку редакционно-технических указаний;

2. разработку графиков тонового оформления,  которые представляют

собой электронную библиотеку цветов;

3. разработку общей технологии работ;

4. изготовление макетов отбора содержания карты,  компоновки,

тематического содержания и других,  необходимых для конкретного

картографического произведения документов;

5. задание на подготовку компьютерных условных знаков и шрифтов и на

создание образца оформления.

Вся документация ведется в электронном виде в текстовых редакторах, как правило,  в программе Microsoft Word.  Графики тонового оформления и все необходимые макеты создаются в тех векторных графических пакетах, которые затем будут использоваться для составительско-оформительских работ.

Параллельно и во взаимосвязи с редактором,  техническим редактором и художником-дизайнером проводится подготовка дизайн-проекта художественного оформления картографического произведения.

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Скачать

лекция 6.doc

лекция 6.doc
Размер: 79.5 Кб

Бесплатно Скачать

Пожаловаться на материал

Устройства ввода графических изображений. Устройства вывода графических изображений. Основные цветовые модели:. Графические форматы. Технологическая схема создания и подготовки к изданию карт и атласов с применением компьютерной техники.

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Похожие материалы:

Заявление о заключении договора обязательного страхованиягражданской ответственности владельцевтранспортного средства

Засоби автоматики та керування

Пристрої автоматизації (АПВ, АВР, АЧР та ін) здійснюють автоматичне керування схемою електропостачання підприємства в нормальному і аварійному режимах. Схема пристрою АВР. Пристрій автоматичного повторного включення.

Субъективное право: понятие, структура, значение

Основное юридическое содержание правоотношения составляет субъективное право и юридическая обязанность сторон. Субъективное право, или право отдельного лица, - необходимое понятие правовой системы и правовой науки.

Терморегуляция. Ответ на тест

Финансовые рынки

Рабочая программа дисциплины «Финансовые рынки» составлена в соответствии с требованиями ФГОС по направлению подготовки 080100.62 «Экономика», профиль подготовки «Финансы и кредит» в соответствии с рабочими учебными планами

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok