close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Компьютерная графика. Лекция 5

код для вставкиСкачать
Компьютерная графика
Лекция №5
Компьютерная графика
Компьютерная
графика
(
машинная
графика
)
-
область
деятельности,
в
которой
компьютеры
используются
как
инструмент
для
синтеза
(создания)
изображений,
так
и
для
обработки
визуальной
информации,
полученной
из
реального
мира
.
Компьютерная
графика
-
это
область
информатики,
занимающаяся
проблемами
получения
различных
изображений
(рисунков,
чертежей,
мультипликации)
на
компьютере
.
История компьютерной графики
Первые
вычислительные
машины
не
имели
отдельных
средств
для
работы
с
графикой,
однако
уже
использовались
для
получения
и
обработки
изображений
.
Программируя
память
первых
электронных
машин,
построенную
на
основе
матрицы
ламп,
можно
было
получать
узоры
.
Пример растровой графики
История компьютерной графики
В
1961
году
программист
С
.
Рассел
возглавил
проект
по
созданию
первой
компьютерной
игры
с
графикой
.
Создание
игры
(«Космические
войны»)
заняло
около
200
человеко
-
часов
.
Игра
была
создана
на
машине
PDP
-
1
.
История компьютерной графики
В
1963
году
американский
учѐный
Айвен
Сазерленд
создал
программно
-
аппаратный
комплекс
Sketchpad,
который
позволял
рисовать
точки,
линии
и
окружности
на
трубке
цифровым
пером
.
Поддерживались
базовые
действия
с
примитивами
:
перемещение,
копирование
и
др
.
По
сути,
это
был
первый
векторный
редактор,
реализованный
на
компьютере
.
Также
программу
можно
назвать
первым
графическим
интерфейсом,
причѐм
она
являлась
таковой
ещѐ
до
появления
самого
термина
.
История компьютерной графики
В
середине
1960
-
х
гг
.
появились
разработки
в
промышленных
приложениях
компьютерной
графики
.
Так,
под
руководством
Т
.
Мофетта
и
Н
.
Тейлора
фирма
Itek
разработала
цифровую
электронную
чертѐжную
машину
.
В
1964
году
General
Motors
представила
систему
автоматизированного
проектирования
DAC
-
1
,
разработанную
совместно
с
IBM
.
История компьютерной графики
В
1968
году
группой
под
руководством
Н
.
Н
.
Константинова
была
создана
компьютерная
математическая
модель
движения
кошки
.
Машина
БЭСМ
-
4
,
выполняя
написанную
программу
решения
дифференциальных
уравнений,
рисовала
мультфильм
«Кошечка»,
который
для
своего
времени
являлся
прорывом
.
Для
визуализации
использовался
алфавитно
-
цифровой
принтер
.
История компьютерной графики
http://www.youtube.com/watch?v=DYxbovw7PbU
Области применения компьютерной графики
Научная
графика
Первые
компьютеры
использовались
лишь
для
решения
научных
и
производственных
задач
.
Чтобы
лучше
понять
полученные
результаты,
производили
их
графическую
обработку,
строили
графики,
диаграммы,
чертежи
рассчитанных
конструкций
.
Первые
графики
на
машине
получали
в
режиме
символьной
печати
.
Области применения компьютерной графики
Затем
появились
специальные
устройства
-
графопостроители
(
плоттеры
)
для
вычерчивания
чертежей
и
графиков
чернильным
пером
на
бумаге
.
http
:
//www
.
youtube
.
com/watch?v=
8
ES
61
MbSmpc&featur
e=player_embedded
Современная
научная
компьютерная
графика
дает
возможность
проводить
вычислительные
эксперименты
с
наглядным
представлением
их
результатов
.
Области применения компьютерной графики
Деловая
графика
-
область
компьютерной
графики,
предназначенная
для
наглядного
представления
различных
показателей
работы
учреждений
.
Плановые
показатели,
отчетная
документация,
статистические
сводки
-
вот
объекты,
для
которых
с
помощью
деловой
графики
создаются
иллюстративные
материалы
.
Программные
средства
деловой
графики
включаются
в
состав
электронных
таблиц
.
Области применения компьютерной графики
Конструкторская
графика
используется
в
работе
инженеров
-
конструкторов,
архитекторов,
изобретателей
новой
техники
.
Этот
вид
компьютерной
графики
является
обязательным
элементом
САПР
(систем
автоматизации
проектирования)
.
Средствами
конструкторской
графики
можно
получать
как
плоские
изображения
(проекции,
сечения),
так
и
пространственные
трехмерные
изображения
.
Области применения компьютерной графики
Иллюстративная
графика
-
это
произвольное
рисование
и
черчение
на
экране
компьютера
.
Пакеты
иллюстративной
графики
относятся
к
прикладному
программному
обеспечению
общего
назначения
.
Простейшие
программные
средства
иллюстративной
графики
называются
графическими
редакторами
.
Области применения компьютерной графики
Художественная
и
рекламная
графика,
ставшая
популярной
во
многом
благодаря
телевидению
.
С
помощью
компьютера
создаются
рекламные
ролики,
мультфильмы,
компьютерные
игры,
видеоуроки,
видеопрезентации
.
Графические
пакеты
для
этих
целей
требуют
больших
ресурсов
компьютера
по
быстродействию
и
памяти
.
Отличительной
особенностью
этих
графических
пакетов
является
возможность
создания
реалистических
изображений
и
"движущихся
картинок"
.
Области применения компьютерной графики
Получение
рисунков
трехмерных
объектов,
их
повороты,
приближения,
удаления,
деформации
связано
с
большим
объемом
вычислений
.
Передача
освещенности
объекта
в
зависимости
от
положения
источника
света,
от
расположения
теней,
от
фактуры
поверхности,
требует
расчетов,
учитывающих
законы
оптики
.
Области применения компьютерной графики
Компьютерная
анимация
-
это
получение
движущихся
изображений
на
экране
дисплея
.
Художник
создает
на
экране
рисунке
начального
и
конечного
положения
движущихся
объектов,
все
промежуточные
состояния
рассчитывает
и
изображает
компьютер,
выполняя
расчеты,
опирающиеся
на
математическое
описание
данного
вида
движения
.
Полученные
рисунки,
выводимые
последовательно
на
экран
с
определенной
частотой,
создают
иллюзию
движения
.
Виды компьютерной графики
Двумерная
графика
(
2
D
-
от
англ
.
two
dimensions
-
два
измерения)
Трѐхмерная
графика
(
3
D
-
от
англ
.
three
dimensions
-
три
измерения)
Виды компьютерной графики
Различают
три
вида
двумерной
компьютерной
графики
:
растровая
графика
векторная
графика
фрактальная
графика
Они
отличаются
принципами
формирования
изображения
при
отображении
на
экране
монитора
или
при
печати
на
бумаге
.
Растровая графика
В
растровой
графике
изображение
представляется
в
виде
набора
окрашенных
точек
.
Такой
метод
представления
изображения
называют
растровым
.
Растровая
графика
всегда
оперирует
двумерным
массивом
(матрицей)
пикселей
.
Каждому
пикселю
сопоставляется
значение
-
яркости,
цвета,
прозрачности
-
или
комбинация
этих
значений
.
Растровый
образ
имеет
некоторое
число
строк
и
столбцов
.
Растровая графика
Растровую
графику
применяют
при
разработке
электронных
(мультимедийных)
и
полиграфических
изданий
.
Иллюстрации,
выполненные
средствами
растровой
графики,
редко
создают
вручную
с
помощью
компьютерных
программ
.
Чаще
всего
для
этой
цели
используют
отсканированные
иллюстрации,
подготовленные
художниками,
или
фотографии
.
В
последнее
время
для
ввода
растровых
изображений
в
компьютер
нашли
широкое
применение
цифровые
фото
-
и
видеокамеры
.
Большинство
графических
редакторов,
предназначенных
для
работы
с
растровыми
иллюстрациями,
ориентированы
не
столько
на
создание
изображений,
сколько
на
их
обработку
.
В
Интернете
пока
применяются
только
растровые
иллюстрации
.
Пример растровой графики
Пример растровой графики
Векторная графика
Вектор
-
это
набор
данных,
характеризующих
какой
-
либо
объект
.
Векторная
графика
представляет
изображение
как
набор
геометрических
примитивов
.
Обычно
в
качестве
них
выбираются
точки,
прямые,
окружности,
прямоугольники,
а
также
как
общий
случай,
сплайны
некоторого
порядка
.
Объектам
присваиваются
некоторые
атрибуты,
например,
толщина
линий,
цвет
заполнения
.
Рисунок
хранится
как
набор
координат,
векторов
и
других
чисел,
характеризующих
набор
примитивов
.
При
воспроизведении
перекрывающихся
объектов
имеет
значение
их
порядок
.
Векторная графика
Программные
средства
для
работы
с
векторной
графикой
предназначены
в
первую
очередь
для
создания
иллюстраций
и
в
меньшей
степени
для
их
обработки
.
Такие
средства
широко
используют
в
рекламных
агентствах,
дизайнерских
бюро,
редакциях
и
издательствах
.
Оформительские
работы,
основанные
на
применении
шрифтов
и
простейших
геометрических
элементов,
решаются
средствами
векторной
графики
много
проще
Пример векторной графики
Пример векторной графики
Сравнение растровой и векторной графики
Критерий
Растровая графика Векторная графика Способ представления изображения С
троится из множества пикселей. О
писывается в виде последовательности команд. Представление объектов реального мира Э
ффективно используются для представления реальных образов. Н
е позволяет получать изображения фотографического качества. Качество редактирования изображения При масштабировании и вращении возникают искажения. М
огут быть легко преобразованы без потери качества. Особенности печати изображения М
огут быть легко напечатаны на принтерах. И
ногда не печатаются или выглядят на бумаге не так, как хотелось бы. Фрактальная графика
Программные
средства
для
работы
с
фрактальной
графикой
предназначены
для
автоматической
генерации
изображений
путем
математических
расчетов
.
Создание
фрактальной
художественной
композиции
состоит
не
в
рисовании
или
оформлении,
а
в
программировании
.
Фрактальная
графика,
как
и
векторная
-
вычисляемая,
но
отличается
от
неѐ
тем,
что
никакие
объекты
в
памяти
компьютера
не
хранятся
.
Изображение
строится
по
уравнению
(или
по
системе
уравнений),
поэтому
ничего,
кроме
формулы,
хранить
не
надо
.
Изменив
коэффициенты
в
уравнении,
можно
получить
совершенно
другую
картину
.
Способность
фрактальной
графики
моделировать
образы
живой
природы
вычислительным
путем
часто
используют
для
автоматической
генерации
необычных
иллюстраций
.
Пример фрактальной графики
Пример фрактальной графики
Трехмерная графика
Трѐхмерная
графика
оперирует
с
объектами
в
трѐхмерном
пространстве
.
Обычно
результаты
представляют
собой
плоскую
картинку,
проекцию
.
Трѐхмерная
компьютерная
графика
широко
используется
в
кино,
компьютерных
играх
.
В
трѐхмерной
компьютерной
графике
все
объекты
обычно
представляются
как
набор
поверхностей
или
частиц
.
Минимальную
поверхность
называют
полигоном
.
В
качестве
полигона
обычно
выбирают
треугольники
.
Трехмерная графика
Всеми
визуальными
преобразованиями
в
3
D
-
графике
управляют
матрицы
.
В
компьютерной
графике
используется
три
вида
матриц
:
матрица
поворота
матрица
сдвига
матрица
масштабирования
Трехмерная графика
Любой
полигон
можно
представить
в
виде
набора
из
координат
его
вершин
.
У
треугольника
будет
3
вершины
.
Координаты
каждой
вершины
представляют
собой
вектор
(x,
y,
z)
.
Умножив
вектор
на
соответствующую
матрицу,
мы
получим
новый
вектор
.
Сделав
такое
преобразование
со
всеми
вершинами
полигона,
получим
новый
полигон,
а
преобразовав
все
полигоны,
получим
новый
объект,
повѐрнутый/сдвинутый/масштабированный
относительно
исходного
.
CGI -
графика
CGI
(англ
.
computer
-
generated
imagery
,
букв
.
«изображения,
сгенерированные
компьютером»)
-
спецэффекты
в
кинематографе,
телевидении
и
симуляторах,
созданные
при
помощи
трѐхмерной
компьютерной
графики
.
В
компьютерных
играх
обычно
используется
компьютерная
графика
в
реальном
времени,
но
периодически
добавляются
и
внутриигровые
видео,
в
которых
используется
CGI
.
CGI
позволяет
создавать
эффекты,
которые
невозможно
получить
при
помощи
традиционного
грима
и
аниматроники,
и
может
заменить
декорации
и
работу
каскадѐров
и
статистов
.
CGI –
графика. Создание персонажа
CGI -
графика
Впервые
в
полнометражном
фильме
компьютерная
графика
использовалось
в
«Мире
Дикого
Запада»,
вышедшем
на
экраны
в
1973
году
.
Во
второй
половине
1970
-
х
появились
фильмы,
использующие
элементы
трѐхмерной
компьютерной
графики,
в
том
числе
«Мир
будущего»,
«Звѐздные
войны»
и
«Чужой»
.
CGI -
графика
В
«Парке
юрского
периода»
(
1993
)
впервые
при
помощи
CGI
удалось
заменить
каскадѐра
;
в
том
же
фильме
впервые
удалось
непрерывно
соединить
CGI
(кожа
и
мышцы
динозавров
были
созданы
при
помощи
компьютерной
графики)
с
традиционной
съемкой
и
аниматроникой
.
В
1995
году
вышел
первый
полнометражный
фильм,
полностью
смоделированный
на
компьютере
—
«История
игрушек»
.
В
фильме
«Последняя
фантазия
:
Духи
внутри
нас»
(
2001
год)
впервые
фигурировали
реалистические
CGI
-
изображения
людей
.
CGI –
графика. Создание персонажа
http://city.zp.ua/viewvideo/R4woMpsHYSA.html
Компьютерная графика в спецэффектах
Спецэффе
́
кт
,
специа
́
льный
эффе
́
кт
(англ
.
special
effect,
сокр
.
SPFX
или
SFX)
-
технологический
приѐм
в
кинематографе,
на
телевидении,
на
шоу
и
в
компьютерных
играх,
применяемый
для
визуализации
сцен,
которые
не
могут
быть
сняты
обычным
способом
(например,
для
визуализации
сцен
сражения
космических
кораблей
в
далѐком
будущем)
.
Спецэффекты
также
часто
применяются,
когда
естественная
съѐмка
сцены
слишком
затратна
по
сравнению
со
спецэффектом
(например,
съѐмка
масштабного
взрыва)
.
Компьютерная графика в спецэффектах
Спецэффекты
применяются
и
для
улучшения
или
модификации
уже
предварительно
отснятого
видеоматериала
(например,
для
наложения
погодной
карты
как
фон
для
телеведущего,
рассказывающего
о
прогнозе
погоды)
.
Спецэффекты
родились
почти
сразу
с
зарождением
кинематографа
.
Компьютерная графика в спецэффектах
Создателем
классических
спецэффектов,
основанных
на
стоп
-
кадре,
покадровой
съемке,
двойной
и
многократной
экспозиции,
ускоренной
и
замедленной
протяжке
пленки
и
других
трюках
был
Жорж
Мельес
.
Первым
фильмом,
в
котором
спецэффекты
играли
существенную
роль,
считается
двухминутная
лента
Мельеса
«Замок
Дьявола»
(Le
manoir
du
diable,
1896
),
в
которой
зрителю
были
продемонстрированы
появления,
исчезновения
и
трансформации
людей
и
предметов
в
антураже
готического
замка
.
Компьютерная графика в спецэффектах
Некоторые
примеры
ранних
спецэффектов
получены
с
помощью
колоризации
-
ручного
раскрашивания
кадров
.
Спецэффекты
условно
разделяют
на
две
группы
:
визуальные
и
механические
эффекты
.
Компьютерная графика в спецэффектах
К
визуальным
относятся
оптические
эффекты
(комбинированные
съемки),
а
также
компьютерная
графика
.
Механические
(
физические
)
спецэффекты
-
это
обработка
материалов
перед
съемкой
.
Сюда
относится
моделирование,
пиротехника
и
технические
приспособления,
специальный
грим
.
Форматы графических файлов
TIFF
(Tagged
Image
File
Format)
.
Расширение
имени
файла
*
.
TIF
Формат
предназначен
для
хранения
растровых
изображений
высокого
качества
Относится
к
числу
широко
распространенных,
отличается
переносимостью
между
платформами
(IBM
PC
и
Apple
Macintosh),
обеспечен
поддержкой
со
стороны
большинства
графических,
верстальных
и
дизайнерских
программ
.
Форматы графических файлов
TIFF
(Tagged
Image
File
Format)
.
Расширение
имени
файла
*
.
TIF
Предусматривает
широкий
диапазон
цветового
охвата
-
от
монохромного
черно
-
белого
до
32
-
разрядной
модели
цветоделения
CMYK
.
Начиная
с
версии
6
.
0
в
формате
TIFF
можно
хранить
сведения
о
масках
изображений
.
Для
уменьшения
размера
файла
применяется
встроенный
алгоритм
сжатия
LZW
.
Форматы графических файлов
PSD
(PhotoShop
Document)
.
Расширение
имени
файла
*
.
PSD
Собственный
формат
программы
Adobe
Photoshop,
один
из
наиболее
мощных
по
возможностям
хранения
растровой
графической
информации
.
Позволяет
запоминать
параметры
слоев,
каналов,
степени
прозрачности,
множества
масок
.
Форматы графических файлов
PSD
(PhotoShop
Document)
.
Расширение
имени
файла
*
.
PSD
Поддерживаются
48
-
разрядное
кодирование
цвета,
цветоделение
и
различные
цветовые
модели
.
Основной
недостаток
выражен
в
том,
что
отсутствие
эффективного
алгоритма
сжатия
информации
приводит
к
большому
объему
файлов
.
Форматы графических файлов
PCX
.
Расширение
имени
файла
*
.
PCX
Формат
появился
как
формат
хранения
растровых
данных
программы
PC
PaintBrush
фирмы
Z
-
Soft
и
является
одним
из
наиболее
распространенных
.
Отсутствие
возможности
хранить
цветоделенные
изображения,
недостаточность
цветовых
моделей
и
другие
ограничения
привели
к
утрате
популярности
формата
.
В
настоящее
время
считается
устаревшим
.
Форматы графических файлов
JPEG
(Joint
Photographic
Experts
Group)
.
Расширение
имени
файла
*
.
JPG
Формат
предназначен
для
хранения
растровых
изображений
.
Позволяет
регулировать
соотношение
между
степенью
сжатия
файла
и
качеством
изображения
.
Применяемые
методы
сжатия
основаны
на
удалении
“избыточной”
информации,
поэтому
формат
рекомендуют
использовать
только
для
электронных
публикаций
.
Форматы графических файлов
GIF
(Graphics
Interchange
Format)
.
Расширение
имени
файла
*
.
GIF
Стандартизирован
в
1987
году
как
средство
хранения
сжатых
изображений
с
фиксированным
(
256
)
количеством
цветов
.
Получил
популярность
в
Интернете
благодаря
высокой
степени
сжатия
.
Форматы графических файлов
GIF
(Graphics
Interchange
Format)
.
Расширение
имени
файла
*
.
GIF
Последняя
версия
формата
GIF
89
a
позволяет
выполнять
чересстрочную
загрузку
изображений
и
создавать
рисунки
с
прозрачным
фоном
.
Ограниченные
возможности
по
количеству
цветов
обусловливают
его
применение
исключительно
в
электронных
публикациях
.
Форматы графических файлов
PNG
(Portable
Network
Graphics)
.
Расширение
имени
файла
*
.
PNG
Сравнительно
новый
(
1995
год)
формат
хранения
изображений
для
их
публикации
в
Интернете
.
Поддерживаются
три
типа
изображений
-
цветные
с
глубиной
8
или
24
бита
и
черно
-
белое
с
градацией
256
оттенков
серого
.
Сжатие
информации
происходит
практически
без
потерь,
предусмотрены
254
уровня
альфа
-
канала,
чересстрочная
развертка
.
Форматы графических файлов
WMF
(Windows
MetaFile)
.
Расширение
имени
файла
*
.
WMF
Формат
хранения
векторных
изображений
операционной
системы
Windows
.
По
определению
поддерживается
всеми
приложениями
этой
системы
.
Однако
отсутствие
средств
для
работы
со
стандартизированными
цветовыми
палитрами,
принятыми
в
полиграфии,
и
другие
недостатки
ограничивают
его
применение
.
Форматы графических файлов
EPS
(Encapsulated
PostScript)
.
Расширение
имени
файла
*
.
EPS
Формат
описания
как
векторных,
так
и
растровых
изображений
на
языке
PostScript
фирмы
Adobe,
фактическом
стандарте
в
области
допечатных
процессов
и
полиграфии
.
Форматы графических файлов
EPS
(Encapsulated
PostScript)
.
Расширение
имени
файла
*
.
EPS
Так
как
язык
PostScript
является
универсальным,
в
файле
могут
одновременно
храниться
векторная
и
растровая
графика,
шрифты,
маски,
параметры
калибровки
оборудования,
цветовые
профили
.
Форматы графических файлов
EPS
(Encapsulated
PostScript)
.
Расширение
имени
файла
*
.
EPS
Для
отображения
на
экране
векторного
содержимого
используется
формат
WMF
,
а
растрового
-
TIFF
.
Но
экранная
копия
лишь
в
общих
чертах
отображает
реальное
изображение,
что
является
существенным
недостатком
EPS
.
Форматы графических файлов
EPS
(Encapsulated
PostScript)
.
Расширение
имени
файла
*
.
EPS
Действительное
изображение
можно
увидеть
лишь
на
выходе
выводного
устройства,
с
помощью
специальных
программ
просмотра
или
после
преобразования
файла
в
формат
PDF
в
приложениях
Acrobat
Reader,
Acrobat
Exchange
.
Форматы графических файлов
PDF
(Portable
Document
Format)
.
Расширение
имени
файла
*
.
PDF
Формат
описания
документов,
разработанный
фирмой
Adobe
.
Хотя
этот
формат
в
основном
предназначен
для
хранения
документа
целиком,
его
впечатляющие
возможности
позволяют
обеспечить
эффективное
представление
изображений
.
Формат
является
аппаратно
-
независимьм,
поэтому
вывод
изображений
допустим
на
любых
устройствах
-
от
экрана
монитора
до
фотоэкспонирующего
устройства
.
Форматы графических файлов
PDF
(Portable
Document
Format)
.
Расширение
имени
файла
*
.
PDF
Мощный
алгоритм
сжатия
со
средствами
управления
итоговым
разрешением
изображения
обеспечивает
компактность
файлов
при
высоком
качестве
иллюстраций
.
Устройства ввода графической информации
Мышь
-
наиболее
распространенный
тип
манипуляторов
.
M
-
manually O
-
operated U
-
user S
-
signal E
-
encoder Манипуляторы
осуществляют
непосредственный
ввод
информации,
указывая
курсором
на
экране
дисплея
команду
или
место
ввода
данных
.
Мышь
Компьютерная мышь появилась в 1964
году. Еѐ изобрел Дуглас Карл Энгельбарт
из Стэнфордского исследовательского института. Мышь
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
.
Мышь
Мыши
различаются
:
по
способу
считывания
информации
(механические,
оптико
-
механические,
оптические,
лазерные,
индукционные,
гироскопичекие)
;
количеству
кнопок
(
2
-
и
3
-
кнопочные
мыши)
;
способу
соединения
(проводные
и
беспроводные
мыши)
.
Графический планшет
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
.
Графический планшет и индукционная мышь
Сканеры
Сканер
распознает
изображение,
автоматически
создает
его
электронную
копию,
которая
может
быть
сохранена
в
памяти
компьютера
.
Сканер
Отличительные
черты
сканеров
:
-
глубина
распознавания
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
распознавания
рукописного
текста,
интеллектуальные
сами
обучаются
;
-
конструкция
:
ручные,
страничные
(листовые)
и
планшетные
.
Устройства вывода графической информации
Дисплей
-
основное
устройство
вывода
графических
изображений
.
ЭЛТ
-
мониторы
С
фронтальной
стороны
внутренняя
часть
стекла
электронно
-
лучевой
трубки
(ЭЛТ)
покрыта
люминофором
.
Устройства вывода графической информации
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
.
Устройства вывода графической информации
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
энергию
потока
электронов
.
Светящиеся
точки
люминофора
формируют
изображение
на
мониторе
.
Устройства вывода графической информации
Люминофорный
слой,
покрывающий
фронтальную
часть
электронно
-
лучевой
трубки,
состоит
из
очень
маленьких
элементов
трех
типов,
цвета
которых
соответствуют
основным
цветам
(красному,
зеленому,
синему)
.
Соответственно
необходимо
обеспечить
их
независимое
свечение,
что
и
достигается
наличием
трех
электронных
пушек
.
Каждая
из
трех
пушек
соответствует
одному
из
трех
основных
цветов
и
посылает
пучок
электронов
на
различные
частицы
люминофора
.
Устройства вывода графической информации
Понятно,
что
электронный
луч,
предназначенный
для
красных
люминофорных
элементов,
не
должен
влиять
на
люминофор
зеленого
или
синего
цвета
.
Чтобы
добиться
такого
эффекта,
используется
специальная
маска
(теневая
маска
или
апертурная
решетка)
.
Теневая
маска
состоит
из
металлической
сетки
перед
частью
стеклянной
трубки
с
люминофорным
слоем
.
Устройства вывода графической информации
Как
правило,
большинство
современных
теневых
масок
изготавливают
из
инвара
(сплава
железа
и
никеля)
.
Теневая
маска
создает
решетку
с
однородными
точками,
где
каждая
точка
состоит
из
трех
люминофорных
элементов
основных
цветов
красного,
зеленого
и
синего,
которые
светятся
с
различной
интенсивностью
под
воздействием
лучей
из
электронных
пушек
.
Устройства вывода графической информации
Однако
для
каждой
триады
описывать
еѐ
положение
на
экране
довольно
сложно,
поэтому
поступают
следующим
образом
.
Экран
делят
на
много
рядов
одинаковых
квадратиков,
получается
таблица,
в
которой
легко
указать
положение
каждого
квадратика
.
Сам
квадратик
называется
"пиксель"
(от
англ
.
PICture'S
ELement
-
элемент
картинки)
.
Устройства вывода графической информации
Минимальное
расстояние
между
люминофорными
элементами
одинакового
цвета
называется
"шагом
точки"
(dot
pich)
.
Шаг
точки
обычно
измеряется
в
миллиметрах
.
Чем
меньше
значение
шага
точки,
тем
меньше
"зернистость"
изображения
и
выше
качество
воспроизводимого
на
мониторе
изображения
.
Устройства вывода графической информации
Электронный
луч
пробегает
по
порядку
все
строки
пикселей
.
При
этом
он
модулируется
по
интенсивности
.
Поскольку
после
прекращения
воздействия
электронного
луча
на
точку
экрана
ее
свечение
быстро
затухает,
то
сканирование
периодически
повторяется
-
в
зависимости
от
качества
дисплея
-
от
60
до
120
раз
в
секунду
.
Чем
чаще
меняется
изображение,
тем
меньше
мерцание
и
тем
меньше
устают
глаза
.
Устройства вывода графической информации
В
конце
80
-
х
годов
появились
первые
модели
PC
типа
laptop
.
Такие
PC
имеют
малый
вес,
в
первую
очередь,
за
счет
того,
что
в
них
применяются
жидкокристаллические
дисплеи
.
Устройства вывода графической информации
Подобный
экран
состоит
из
двух
стеклянных
пластин,
между
которыми
находятся
жидкие
кристаллы,
которые
могут
изменять
свою
оптическую
структуру
и
свойства
в
зависимости
от
электрического
заряда,
т
.
е
.
кристаллы
под
воздействием
электрического
поля
изменяют
свою
ориентацию
и
тем
самым
по
-
разному
отражают
свет
.
Поскольку
сопротивление
относительно
велико,
кристаллы
могут
двигаться
только
с
определенной
скоростью
.
Устройства вывода графической информации
Основные
характеристики
дисплеев
Размер
диагонали
экрана
(измеряется
в
дюймах)
.
Для
работы
в
Windows
используются
мониторы
с
размером
диагонали
15
",
17
"
.
Для
профессиональной
работы
с
настольными
издательскими
системами
и
системами
автоматизированного
проектирования
используются
мониторы
с
диагональю
20
",
21
"
.
Размер
зерна
.
У
хороших
мониторов
размер
зерна
не
более
0
,
28
мм
.
Устройства вывода графической информации
Основные
характеристики
дисплеев
Разрешающая
способность
экрана
(графическое
разрешение)
-
одна
из
важнейших
характеристик,
определяющих
качество
изображения
.
Естественно
при
этом
указывать
не
общее
количество
пикселей,
а
то,
сколько
их
умещается
в
одной
строке
и
сколько
строк
располагается
на
экране
.
Устройства вывода графической информации
Основные
характеристики
дисплеев
Стандартный
ряд
графических
разрешений
включает
следующие
включает
следующие
:
-
640
х
480
-
800
х
600
-
1024
х
768
-
1200
х
1024
-
1600
х
1200
Устройства вывода графической информации
Основные
характеристики
дисплеев
Частота
обновления
экрана
(частота
вертикальной
(кадровой)
развертки)
.
У
хороших
мониторов
кадровая
частота
поддерживается
на
уровне
70
-
80
Гц
.
Устройства вывода графической информации
Видеокарта
Практически
все
современные
видеокарты
принадлежат
к
комбинированным
устройствам
и
помимо
своей
главной
функции
-
формирование
сигналов,
в
соответствии
с
которыми
монитор
может
отображать
ту
или
иную
информацию
на
экран,
-
осуществляют
ускорение
выполнения
графических
операций
.
Такие
устройства
называются
видеоадаптерами
(видеоконтроллерами)
.
Устройства вывода графической информации
Видеоконтроллер
состоит
из
двух
частей
:
видеопамяти
и
дисплейного
процессора
.
Видеопамять
предназначена
для
хранения
видеоинформации
-
двоичного
кода
изображения,
выводимого
на
экран
.
Устройства вывода графической информации
Видеопамять
-
это
электронное
энергозависимое
запоминающее
устройство
.
В
ней
могут
храниться
одновременно
несколько
страниц
высококачественного
графического
изображения
.
От
объема
видеопамяти
зависит
доступное
графическое
и
цветовое
разрешение
.
Дисплейный
процессор
читает
содержимое
видеопамяти
и
в
соответствии
с
ним
управляет
работой
дисплея
.
От
свойств
дисплейного
процессора
(видеопроцессора)
зависит
скорость,
с
которой
выполняются
операции
с
графическими
объектами
на
экране
и
загруженность
основного
процессора
.
Устройства вывода графической информации
Принтеры
Принтеры
в
зависимости
от
порядка
формирования
изображения
подразделяются
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
.
Устройства вывода графической информации
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
.
Устройства вывода графической информации
Печатающие
головки
струйных
принтеров
вместо
иголок
содержат
тоненькие
трубочки
-
сопла,
через
которые
на
бумагу
выбрасываются
капельки
чернил
.
Печатающая
головка
струйного
принтера
содержит
от
12
до
64
сопел,
диаметры
которых
тоньше
человеческого
волоса
.
Известно
несколько
принципов
действия
струйных
печатающих
головок
.
В
одной
из
конструкций
на
входном
конце
каждого
сопла
расположен
маленький
резервуар
с
чернилами
.
Устройства вывода графической информации
Позади
резервуара
располагается
нагреватель
(тонкопленочный
резистор)
.
Когда
резистор
нагревается
проходящим
по
нему
током
до
температуры
500
градусов,
окружающие
его
чернила
вскипают,
образуя
пузырѐк
пара
.
Этот
расширяющийся
пузырек
выталкивает
из
сопла
капли
чернил
диметром
50
...
85
мкм
со
скоростью
около
700
км/час
.
В
другой
конструкции
печатающей
головки
источником
давления
служит
мембрана,
приводимая
в
движение
пьезоэлектрическим
способом
.
Устройства вывода графической информации
В
матричных
и
струйных
принтерах
электромеханические
устройства
перемещают
печатающую
головку
и
бумагу
так,
чтобы
печать
происходила
в
нужном
месте
.
В
отличие
от
матричных
в
струйных
принтерах
пишущее
устройство
не
находится
в
постоянном
соприкосновении
с
твѐрдой
поверхностью,
а
потому
изнашивается
не
скоро
и
работает
практически
бесшумно
.
Важнейшей
особенностью
струйной
печати
является
возможность
создания
высококачественного
цветного
изображения
.
Устройства вывода графической информации
В
лазерных
принтерах
используется
электрографический
принцип
создания
изображения
.
Процесс
печати
включает
в
себя
создание
невидимого
рельефа
электростатического
потенциала
в
слое
полупроводника
с
последующей
его
визуализацией
.
Визуализация
осуществляется
с
помощью
частиц
сухого
порошка
-
тонера,
наносимого
на
бумагу
.
Устройства вывода графической информации
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
.
Устройства вывода графической информации
Поверхности
барабана
предварительно
сообщается
некоторый
статический
заряд
.
Для
получения
изображения
на
барабане
лазер
должен
включаться
и
выключаться,
что
обеспечивается
схемой
управления
.
Устройства вывода графической информации
Вращающееся
зеркало
служит
для
разворота
луча
лазера
в
строку,
формируемую
на
поверхности
барабана
.
Поворот
барабана
на
новую
строку
осуществляет
прецизионный
шаговый
двигатель
.
Это
смещение
определяет
разрешающую
способность
принтера
и
может
составлять,
например,
1
/
300
,
1
/
600
или
1
/
1200
часть
дюйма
.
Процесс
развертки
изображения
на
барабане
во
многом
напоминает
построение
изображения
на
экране
монитора
(создание
растра)
.
Устройства вывода графической информации
Когда
луч
лазера
попадает
на
предварительно
заряженный
барабан,
заряд
"стекает"
с
освещенной
поверхности
.
Таким
образом,
освещаемые
и
неосвещаемые
лазером
участки
барабана
имеют
разный
заряд
.
В
результате
сканирования
всей
поверхности
полупроводникового
барабана
на
нем
создается
скрытое
(электронное,
невидимое
для
человека)
изображение
.
Устройства вывода графической информации
На
следующем
этапе
работы
принтера
происходит
проявление
изображения,
то
есть
превращение
скрытого
электронного
изображения
в
видимое
изображение
.
Заряженные
частицы
тонера
притягиваются
только
к
тем
местам
барабана,
которые
имеют
противоположный
заряд
по
отношению
к
заряду
тонера
.
Устройства вывода графической информации
Когда
видимое
изображение
на
барабане
построено,
и
он
покрыт
тонером
в
соответствии
с
оригиналом,
подаваемый
лист
бумаги
заряжается
таким
образом,
что
тонер
с
барабана
притягивается
к
бумаге
.
Прилипший
порошок
закрепляется
на
бумаге
за
счет
нагрева
частиц
тонера
до
температуры
плавления
.
Устройства вывода графической информации
Кроме
лазерных
принтеров
существуют
светодиодные
принтеры
,
которые
получили
своѐ
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
.
Автор
037akb
Документ
Категория
Образовательные
Просмотров
1 097
Размер файла
2 877 Кб
Теги
лекция, график, компьютерные
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа