|
Читайте также: |
Устройства ввода графической информации
Световое перо
Это светочувствительное устройство, предназначенное для снятия координат точек экрана, ввода данных в информационную систему.
Световое перо, по форме напоминающее пишущую ручку, именуемое также пером предназначено для взаимодействия с экраном монитора. В наконечнике пера устанавливается фотоэлемент, который реагирует на световой сигнал, передаваемый экраном в точке прикосновения пера и момент этой реакции сообщается системе. Здесь сопоставляется время появления сигнала с синхросигналом развертки изображения. В результате, определяется положение светового пера на экране.
Световое перо не требует создания специального экрана или его покрытия, как у сенсорного устройства. Сказанное позволяет выделять точку, указываемую пользователем, и благодаря этому вводить информацию в систему.
Т.о., можно записать и, затем, осуществить распознавание рукописного текста, нарисовать рисунок.
Манипулятор «мышь»
Мышь является одним из важнейшим средством ввода информации. В современных программных продуктах, имеющих сложную графическую оболочку, мышь является основным инструментом управления программой.
По принципу действия мыши делятся на - механические; оптико-механические; оптические.
Подавляющее число компьютерных мышек используют оптико-механический принцип кодирования перемещения. С поверхностью стола соприкасается тяжелый, покрытый резиной шарик сравнительно большого диаметра. Ролики, прижатые к поверхности шарика, установлены на перпендикулярных друг другу осях с двумя датчиками. Датчики, представляющие собой оптопары (светодиод-фотодиод), располагаются по разные стороны дисков с прорезями. Порядок, в котором освещаются фоточувствительные элементы, определяет направление перемещения мыши, а частота приходящих от них импульсов - скорость. Хороший механический контакт с поверхностью обеспечивает специальный коврик.
Более точного позиционирования курсора позволяет добиться оптическая мышь. Для нее используется специальный коврик, на поверхности которого нанесена мельчайшая сетка из перпендикулярных друг другу темных и светлых полос. Расположенные в нижней части мыши две оптопары освещают коврик и по числу пересеченных при движении линий определяют величину и скорость перемещения. Оптические мыши не имеют движущихся частей и лишены такого присущего оптико-механическим мышам недостатка, как перемещение курсора мыши рывками из-за загрязнения шарика. Разрешающая способность применяемого в мыши устройства считывания координат составляет 400 dpi (Dot per Inch точек на дюйм) и выше, превосходя аналогичные значения для механических устройств.
Одной из важных характеристик мыши является ее разрешение, которое измеряется в dpi. Разрешение определяет минимальное перемещение, которое способен почувствовать контроллер мыши. Чем больше разрешение, тем точнее позиционируется мышь, тем с более мелкими объектами можно работать. Нормальное разрешение мыши лежит в диапазоне от 300 до 900 dpi. В усовершенствованных мышах используют переменный баллистический эффект скорости, заключающийся в том, что при небольших перемещениях скорость смещения курсора - небольшая, а при значительных перемещениях - существенно увеличивается. Это позволяет эффективнее работать в графических пакетах где приходится обрабатывать мелкие детали.
По принципу передачи информации мыши делятся на:
1. Последовательные (Serial Mouse), подключаемые к последовательному порту СОМ1 или СОМ2;
2. Параллельные (Bus Mouse), использующие системную шину. Bus Mouse подключается к специальной карте расширения, входящей в комплект поставки мыши.
Параллельные мыши предпочтительнее в тех системах, где к компьютеру требуется подключить много периферийных устройств, особенно занимающих последовательные порты, и где компьютер подвержен конфликтам прерываний периферийных устройств (Bus Mouse не использует прерывания).
Существует несколько стандартов последовательных мышей. Самым распространенным является стандарт МS-Mouse. Альтернативными стандартами являются PC-Mouse, используемый для трехкнопочных мышей фирмы Genius, и редко используемый PS/2. MS-Mouse и совместимые с ней PC-Mouse для работы требуют установки соответствующих драйверов. Большинство программного обеспечения для персональных компьютеров ориентировано на MS-Mouse. Стандарт PS/2 не требует подключения драйверов.
К основным тенденциям развития современных мышей можно отнести постепенный переход на шину USB, а также поиски в области эргономических усовершенствований. К ним можно отнести беспроводные (Cordless) мыши, работающие в радио- или инфракрасном диапазоне волн, а также мыши с дополнительными кнопками. Наиболее удачными решениями являются наличие между двумя стандартными кнопками колесика (мышь Microsoft IntelliMouse) или качающейся средней кнопки (мыши Genius NetMouse NetMouse Pro), которые используются для быстрой прокрутки документа под Windows 95/98/NT.
К наиболее известным производителям мышей относятся компании Genius, Logitech, Microsoft, Mitsumi и др.
Трекбол
Трекбол (Trackball) - это устройство ввода информации, которое можно представить в виде перевернутой мыши с шариком большого размера. Принцип действия и способ передачи данных трекбола такой же, как и мыши. Наиболее часто используется оптико-механический принцип регистрации положения шарика. Подключение трекбола, как правило, осуществляется через последовательный порт.
Основные отличия от мыши:
- стабильность положения за счет неподвижного корпуса;
- не нужна площадка для движения, так как позиция курсора рассчитывается по вращению шарика.
Первое устройство подобного типа было разработано компанией Logitech. Миниатюрные трекболы получили сначала широкое распространение в портативных ПК. Встроенные трекболы могут располагаться в самых различных местах корпуса ноутбука, внешние крепятся специальным зажимом, а к интерфейсу подключаются кабелем. Большого распространения в ноутбуках трекболы не получили из-за своего недостатка постепенного загрязнения поверхности шара и направляющих роликов, которые бывает трудно очистить и, следовательно, вернуть трекболу былую точность. Впоследствии их заменили тачпады и трекпойнты.
Дигитайзер
Дигитайзер предназначен для профессиональных графических работ. С помощью специального программного обеспечения он позволяет преобразовывать движение руки оператора в формат векторной графики. Первоначально дигитайзер был разработан для приложений систем автоматизированного проектирования, так как в этом случае необходимо определять и задавать точное значение координат большого количества точек. В отличие от мыши дигитайзер способен точно определять и обрабатывать абсолютные координаты.
Дигитайзер состоит из специального планшета являющегося рабочей поверхностью и, кроме этого, выполняющего разнообразные функции управления соответствующим программным обеспечением, и светового пера или, чаще, кругового курсора, являющихся устройствами ввода информации.
Одной из разновидностей дигитайзера является графический или рисовальный планшет. Он представляет собой панель, под которой расположена электромагнитная решетка. Если провести по его поверхности специальным пером, то на экране монитора появится штрих. В планшете реализован принцип абсолютного позиционирования: изображение, нарисованное в левом нижнем угла планшета, появится в левом нижнем углу экрана монитора. Обычно рисовальные планшеты имеют размеры коврика для мыши, но рабочая поверхность несколько меньше.
Имеются планшеты, обладающие чувствительностью к нажиму, с помощью которых, регулируя нажим, можно получать на экране линии различной толщины.
Специальная пластмассовая пленка, прилагаемая к планшету, позволяет копировать подложенные под нее изображения на бумажных оригиналах. Планшеты подключаются к последовательному порту персонального компьютера.
Графический планшет может иметь различные форматы: от А2 - для профессиональной деятельности и меньше - для более простых работ.
Устройства трехмерного сканирования
Механического сканирования – представляет из себя систему шарниров;
Ультразвуковые системы наименее точны, наименее надежны и наиболее восприимчивы к геометрическим искажениям. Вследствие того, что скорость звука зависит от воздушного давления, температуры и других атмосферных условий, эффективность ультразвуковых систем может изменяться вместе с погодой. Кроме того, они восприимчивы к работе различного оборудования, даже шуму ламп дневного света.
Магнитные трехмерные цифровые преобразователи работают на том же принципе, что и "ультразвуковые системы", т.е. используют магнитное поле. Они невосприимчивы к атмосферным изменениям и очень чувствительны к искажениям от близлежащего металла или магнитных полей. Металлические стулья, платы, компьютеры или другое оборудование, размещенные близко от магнитного цифрового преобразователя, исказит данные. Кроме того, такие системы нельзя использовать для оцифровки объектов с металлическими частями.
Лазерные сканеры, использующие лазеры, имеют много ограничений. Объекты с отражающими или яркими поверхностями, большие объекты и объекты с вогнутыми поверхностями, которые затеняют прямой путь лазерного луча - главная проблема для лазерных систем.
Устройства вывода графической информации
Принтеры
Принтеры являются наиболее популярными устройствами вывода информации для персональных компьютеров.
По технологии печати принтеры можно разделить на игольчатые (матричные), струйные, лазерные.
Матричные принтеры до последнего времени являлись основным стандартным устройством вывода для персональных компьютеров, поскольку струйные принтеры работали еще неудовлетворительно, а цена лазерных была достаточно высока. И в настоящее время игольчатые принтеры применяются достаточно часто.
Достоинства этих принтеров:
- удовлетворительная скорость печати;
- универсальность, заключающаяся в способности работать с любой бумагой;
- низкая стоимость печати.
Игольчатый принтер формирует знаки несколькими иголками, расположенными в головке принтера. Бумага втягивается с помощью вала, а между бумагой и головкой принтера располагается красящая лента. При ударе иголки по этой ленте на бумаге остается закрашенный след. Иголки, расположенные внутри головки, обычно активизируются электромагнитным методом. Головка двигается по горизонтальной направляющей и управляется шаговым двигателем. Так как напечатанные знаки внешне представляют собой матрицу, а воспроизводит эту матрицу игольчатый принтер, то часто его называют матричным принтером.
Принцип работы струйных принтеров напоминает игольчатые принтеры. Вместо иголок здесь применяются тонкие сопла, которые находятся в головке принтера. В этой головке установлен резервуар с жидкими чернилами, которые через сопла как микрочастицы переносятся на материал носителя. Число сопел находится в диапазоне от 16 до 64, а иногда и до нескольких сотен.
Для хранения чернил используются два метода:
1) головка принтера объединена с резервуаром для чернил; замена резервуара с чернилами одновременно связана с заменой головки;
2) используется отдельный резервуар, который через систему капилляров обеспечивает чернилами головки принтера.
В основе принципа действия струйных принтеров лежат:
Для реализации пьезоэлектрического метода в каждое сопло установлен плоский пьезокристалл, связанный с диафрагмой. Под воздействием электрического тока происходит деформация пьезоэлемента. При печати, находящийся в трубке пьезоэлемент, сжимая и разжимая трубку, наполняет капиллярную систему чернилами. Чернила, которые отжимаются назад, перетекают обратно в резервуар, а чернила, которые выдавились наружу, образуют на бумаге точки. Струйные принтеры с использованием данной технологии выпускают фирмы Epson, Brother и др.
Метод газовых пузырей базируется на термической технологии. Каждое сопло оборудовано нагревательным элементом, который, при пропускании через него тока, за несколько микросекунд нагревается до температуры около 500 градусов. Возникающие при резком нагревании газовые пузыри стараются вытолкнуть через выходное отверстие сопла порцию (каплю) жидких чернил, которые переносятся на бумагу. При отключении тока нагревательный элемент остывает, паровой пузырь уменьшается, и через входное отверстие поступает новая порция чернил. Данная технология используется в изделиях фирм Hewlett-Pаckard и Canon.
Цветные струйные принтеры имеют более высокое качество печати по сравнению с игольчатыми цветными принтерами и невысокую стоимость по сравнению с лазерными. Цветное изображение получается за счет использования (наложения друг на друга) четырех основных цветов. Уровень шума струйных принтеров значительно ниже, чем у игольчатых, поскольку его источником является только двигатель, управляющий перемещением печатающей головки. При черновой печати скорость струйного принтера значительно выше, чем у игольчатого. При печати с качеством LQ скорость составляет 3-4 (до 10) страницы в минуту. Качество печати зависит от количества сопел в печатающей головке - чем их больше, тем выше качество. Большое значение имеет качество и толщина бумаги. Выпускается специальная бумага для струйных принтеров, но можно печатать на обычной бумаге плотностью от 60 до 135 г/кв.м. В некоторых моделях для быстрого высыхания чернил применяется подогрев бумаги. Разрешение струйных принтеров при печати графики составляет от 300*300 до 720*720 dpi.
Основной недостаток струйного принтера
- возможность засыхания чернил внутри сопла, что приводит к необходимости замены печатающей головки.
Лазерные принтеры обеспечивают более высокое качество печати по сравнению со струйными и игольчатыми принтерами. Однако стоимость печати выше, особенно при использовании цветных лазерных принтеров. Таким образом, для получения высококачественной черно-белой печати целесообразно использовать лазерный принтер, а для получения цветного изображения можно использовать цветной струйный принтер. В лазерных принтерах используется механизм печати, применяемый в ксероксах.
Основным элементом является вращающийся барабан для переноса изображения на бумагу, представляющий собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой фотопроводящего полупроводника. По поверхности барабана равномерно распределяется статический заряд. Для этого служит тонкая проволока или сетка - коронирующий провод. Высокое напряжение, подаваемое на этот провод вызывает возникновение вокруг него светящейся ионизированной области - короны. Лазер, управляемый микроконтроллером, генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала. Этот луч, падая на барабан, изменяет его электрический заряд в точке падения. Таким образом, на барабане возникает скрытая копия изображения. Далее на барабан наносится тонер - мельчайшая красящая пыль. Под действием статического заряда эти мелкие частицы притягиваются к поверхности барабана в точках, подвергшихся экспозиции, и формируют изображение. Бумага втягивается с подающего лотка и с помощью системы валиков перемещается к барабану. Перед барабаном бумаге сообщается статический заряд. Бумага соприкасается с барабаном и притягивает, благодаря своему заряду, частички тонера от барабана. Для фиксации тонера бумага вновь заряжается и пропускается между двумя роликами с температурой 180 градусов. Затем барабан разряжается, очищается от прилипших частиц и готов для нового процесса печати. Фирма OKI выпускает лазерный принтер, в котором вместо лазера используется неподвижная диодная строка, описывающая не каждую точку, а целую строку.
В цветном лазерном принтере изображение формируется на светочувствительной фотоприемной ленте последовательно для каждого из 4-х основных цветов. Лист печатается за четыре прохода: имеются четыре емкости для тонеров и от двух до четырех узлов проявления. Схема управления включает процессор, память большого объема и иногда, особенно при функционировании в сети, винчестер. Стоимость цветного лазерного принтера значительно выше, чем черно-белого, а скорость печати - ниже. Лазерные принтеры со средними возможностями печатают 4-8 страниц в минуту. Высокопроизводительные сетевые лазерные принтеры могут печатать до 20 и более страниц в минуту. При печати сложных графических изображений время печати больше.
Разрешение по вертикали (соответствует шагу барабана) составляет от 1/300 до 1/600 дюйма. Разрешение по горизонтали определяется точностью наведения лазерного луча и количеством точек в строке и составляет, как правило, от 1/300 до 1/1200 дюйма.
Лазерный принтер обрабатывает целые странницы, что связано с большим количеством вычислений. Минимальный объем памяти лазерного принтера не менее 1 Мбайт. Наиболее часто используется память от 2 до 4 Мбайт. Цветные принтеры требуют для работы еще большую память. Память лазерного принтере может быть увеличена путем установки специальных карт с DRAM или SIMM модулями. Большинство лазерных принтеров могут печатать на бумаге формата А4, реже - А3. Некоторые принтеры могут печатать на обеих сторонах листа, но они стоят существенно дороже.
Современное общество не может существовать без документооборота. Документы сопровождают нас на каждом шагу. Ежегодно в мире создаются миллиарды больших и малых документов.
Одна из основных задач информатики состоит в разработке и внедрении средств и методов использования вычислительной техники для перевода документооборота из бумажной формы в электронную. Современные сетевые технологии позволяют решить эту задачу, но пока лишь частично. Возможно, в далеком будущем, когда все документы будут сразу готовиться только в электронном виде, человечество сможет перейти полностью к безбумажной технологии, и остатки лесов будут спасены от полного уничтожения, а целлюлозно-бумажные комбинаты перестанут сбрасывать отравленные воды в реки и озера. Однако сегодня персональный компьютер стоит еще не на каждом рабочем месте и не все участники документооборота объединены компьютерными сетями в рабочие группы. Поэтому основным препятствием на пути создания безбумажной технологии стоит проблема ввода исходных данных именно в электронном виде.
В информатике эта проблема решается созданием и внедрением специальных аппаратных и программных средств для перевода графической и текстовой информации в электронную форму.
Автоматизация вода информации в компьютер
Основным методом перевода бумажных документов в электронную форму является сканирование.
Сканирование – это технологический процесс, в результате которого создается графический образ бумажного продукта.
Существует несколько различных видов сканеров, но в их основе лежит один и тот де принцип. Документ освещается светом от специального источника, а отраженный свет воспринимается светочувствительным элементом. Минимальный элемент изображения интерпретируется сканером как цветная (или серая) точка. Таким образом, в результате сканирования документа создается графический файл, в котором хранится растровое изображение исходного документа. Растровое изображение состоит из точек. Количество точек определяется как размером изображения, и а разрешением сканера.
Сканеры для ввода текстов
В настоящее время для ввода текстовой и графической информации используют следующие виды сканеров:
Ручные сканеры.
Это самый простой вид сканеров, дающий наименее качественное изображение. Такой сканер не имеет движущихся частей, и сканирование производится путем перемещения сканера по документу.
Недостатком ручных сканеров является очень узкая полоса сканирования (стандартный лист бумаги приходится сканировать с несколько заходов), а также высокие требования к самому процессу сканирования. Так, если рука, держащая сканер, слегка подрагивает или движется рывками, говорить о хорошем качестве сканирования не приходится. Ручные сканеры пригодны для сканирования текстов, но использовать их для сканирования изображений (фотографий) затруднительно.
Листовые сканеры.
Сканеры этого типа позволяют за одну операцию сканировать лист бумаги стандартного формата. Блок сканирования у таких сканеров неподвижен, а бумага протягивается мимо него при помощи специальных валиков (как в принтере). Листовые сканеры гарантируют хорошее качество сканирования, но они способны сканировать только отдельные листы. Перевести с их помощью в электронную форму страницу книги или разворот журнала невозможно.
Планшетные сканеры.
Они обеспечивают наилучшее качество и максимальное удобство при работе с бумажными документами. Под крышкой планшетного сканера располагается прозрачное основание, на которое укладывают документ. Блок сканирования перемещается вдоль документа внутри корпус сканера.
Специальные типы сканеров:
Барабанные сканеры обеспечивают наивысшее разрешение сканирования, но они предназначены для сканирования не бумажных документов, а прозрачных материалов, например слайдов, негативов и т.п. В сканерах этого типа считывающая головка установлена неподвижно, а изображение, закрепленное на цилиндрическом барабане, вращается с высокой скоростью и сканируется построчно.
Сканеры форм – специальные сканеры для ввода информации с заполненных бланков. Это разновидность листовых сканеров. С помощью подобных устройств вводят данные из анкет, опросных листов, избирательных бюллетеней. От сканеров этого типа требуется не высокая разрешающая способность, а очень высокое быстродействие. В частности, для сканеров этого типа автоматизируют подачу бумажных листов в устройство.
Штрих-сканеры – разновидность ручных сканеров. Предназначены они для считывания штрих-кодов с маркировки товаров в магазинах. Штрих-сканеры позволяют автоматизировать процесс подсчета стоимости покупок.
Поскольку аппаратные интерфейсы сканеров отличаются многообразием, или предприняты специальные меры для стандартизации программного интерфейса, обеспечивающего связь между сканерами и операционной системой. Этот интерфейс основан на специальном протоколе TWAIN. Если сканер поддерживает данный протокол, то операционная система Windows способна обеспечить взаимодействие между сканером и программным приложением, предназначенным для работы с ним. Все современные сканеры поддерживают стандарт TWAIN.
После обработки документа сканером получается графическое изображение документа (графический образ). Но графический образ еще не является текстовым документом. Человеку достаточно взглянуть на лист бумаги с текстом, чтобы понять, что на нем написано. С точки зрения компьютера, документ после сканирования превращается в набор разноцветных точек, а вовсе не в текстовый документ.
Проблема распознавания текста в составе точечного графического изображения является весьма сложной. Подобные задачи решают с помощью специальных программных средств, называемых средствами распознавания образов. Системы оптического распознавания символов (Optical Character Recognition - OCR) предназначены для автоматического ввода печатных документов в компьютер. Современные научные достижения в области распознавания образов буквально перевернули представление об оптическом распознавании символов. Современные программы вполне могут справляться с различными шрифтами без перенастройки. Многие распознают даже рукописные текст.
Поскольку потребность в распознавании текста отсканированных документов достаточно велика, неудивительно, что имеется значительное число программ, предназначенных для этой цели. Так как разные научные методы распознавания текста развивались независимо друг от друга, многие из этих программ используют совершенно разные алгоритмы. Эти алгоритмы могут давать разные результаты на разных документах. Например, упоминавшиеся выше системы OCR способны распознавать только стандартный специально подготовленный шрифт и дают на этом шрифте наилучшие результаты, которые не может превзойти ни одна из более универсальных программ.
Современные алгоритмы распознавания текста не ориентируются ни на конкретный шрифт, ни на конкретный алфавит. Большинство программ способно распознавать текст на нескольких языках. Одни и те же алгоритмы модно использовать для распознавания русского, латинского, арабского и других алфавитов и даже смешанных текстов. Разумеется, программа должна знать. О каком алфавите идет речь.
Нас прежде всего интересуют программы, способные распознавать текст, напечатанный на русском языке. Такие программы выпускаются отечественными производителями. Наиболее широко известны и распространены программы FineReader и CuneiForm. Мы с вами остановимся на программе FimeReader, выпускаемой отечественной компанией ABBYY Software.
FineReader — омнифонтовая система оптического распознавания текстов. Это означает, что она позволяет распознавать тексты, набранные практически любыми шрифтами, без предварительного обучения. Особенностью программы FineReader является высокая точность распознавания и малая чувствительность к дефектам печати, что достигается благодаря применению технологии "целостного целенаправленного адаптивного распознавания".
Программа имеет ряд удобных особенностей. Она позволяет объединять сканирование и распознавание в одну операцию, работать с пакетами документов (или с многостраничными документами) и с бланками. Программу можно обучать для повышения качества распознавания неудачно напечатанн6ых текстов или сложных шрифтов. Она позволяет редактировать распознанный текст и проверять его орфографию. FineReader работает с разными моделями сканеров. В частности, программа поддерживает стандарт TWAIN.
До недавнего времени ничто не могло сравниться с качеством изображения, получаемого с кинопленки. Сегодня технологии достигли такого уровня, что стало возможным говорить об электронном (или цифровом) кинематографе. Появились:
Новые цифровые видеоформаты по качеству изображения сравнимые с кинопленкой;
Цифровые кинокамеры, работающие в этих форматах;
Цифровые системы цветокоррекции;
Системы нелинейного монтажа высокого разрешения;
Телевидение высокой четкости (ТВЧ);
Дисковые рекодеры большой емкости, позволяющие хранить полученный материал и переводить его в разные форматы для распространения;
Цифровые видеомагнитофоны, как профессиональные, так и бытовые;
Устройства для отображения материалов высокой четкости; проекторы, телевизоры, плазменные мониторы.
Электронный кинематограф — это процесс, основанный на совершенно новом подходе к производству, распространению и показу кино. Весь технологический процесс осуществляется в цифровом виде. Основное преимущество цифровых технологий - неизменность качества изображения при копировании, хранении, воспроизведении и передаче. Помимо этого, цифровые технологии обеспечивают более гибкий подход в работе с информацией.
Технологическая цепочка Электронного кинематографа состоит из трех следующих частей:
· производство — процесс подготовки материалов в форматах высокой четкости,
· распространение — процесс доставки готовых материалов в кинотеатры, а также частным лицам (телевидение высокой четкости)
· кинопоказ — процесс показа материалов на экранах кинотеатров.
Отснятый материал записывается в неизменном виде на HD-рекордеры (HD - High Definition - высокая четкость). HD-рекордеры — это своего рода склад всех материалов. Отсюда в любой момент можно взять нужный фрагмент и использовать его в процессе мастеринга.
Мастеринг фильма — это многоэтапный процесс, который включает в себя цветокоррекцию, монтаж, наложение цифровых эффектов, вторичную цветокоррекцию, подготовку и наложение звука, контроль качества полученного материала.
Элементы цифрового мастеринга применяются уже довольно давно. Практически любой современный фильм от Голливуда не обходится без цифровых эффектов. Самые ранние фильмы с использованием цифровых эффектов были сделаны еще 15-20 лет назад. Это — «Терминатор» (1984), «Хищник» (1987) и др.
Благодаря цифровой цветокоррекции удается сэкономить большой объем средств и в традиционном кинопроизводстве, даже с учетом перевода материала с кинопленки в «цифру» с помощью телекинопреобразователей. Это связано с тем, что однажды получив материал в цифровом формате, с ним можно работать как угодно долго, пока не будет получен окончательный вариант. Оригинал при этом остается без изменений.
Электронный кинематограф — это процесс, основанный на совершенно новом подходе к производству, распространению и показу кино. Весь технологический процесс осуществляется в цифровом виде. Основное преимущество цифровых технологий - неизменность качества изображения при копировании, хранении, воспроизведении и передаче. Помимо этого, цифровые технологии обеспечивают более гибкий подход в работе с информацией.
Технологическая цепочка Электронного кинематографа состоит из трех следующих частей:
· производство — процесс подготовки материалов в форматах высокой четкости,
· распространение — процесс доставки готовых материалов в кинотеатры, а также частным лицам (телевидение высокой четкости)
· кинопоказ — процесс показа материалов на экранах кинотеатров.
После того, как получена мастер-копия фильма, ее необходимо доставить в кинотеатры или частным лицам. Возможны три варианта доставки (см. Рисунок 1.1):
1. передача фильма посредством спутниковой связи;
2. передача фильма по эфирным каналам;
3. передача по кабельным сетям;
4. доставка курьером.
Благодаря тому, что фильм сделан в цифровом виде, его легко можно записать на разные цифровые носители. Так, это может быть кассета D-VHS, жесткий диск с копией фильма в формате HD, набор DVD-дисков или данные, подготовленные для ТВЧ-вещания. Легко решается вопрос и с тиражированием.
Из-за возможных проблем с пиратством следует обратить особое внимание на необходимость шифрования данных. Фильм должен быть зашифрован еще до отправки потребителю. Можно выделить несколько уровней шифрования (они расположены в порядке увеличения уровня защиты информации):
1. Предназначен для владельцев ТВЧ-приемников. Здесь система шифрования аналогична системе спутникового или кабельного вещания. Каждый владелец подписывается на ряд программ, к которым получает доступ. Дома у него стоит приемник с функцией дешифрования. Очевидно, что в этом случае не будут транслироваться последние блокбастеры из-за низкого уровня защиты.
2. Система дешифрования расположена в воспроизводящем устройстве, но на выходе этого устройства доступен только сигнал с «водяными» знаками, которые незаметны при просмотре, но сильно искажают качество изображения при перезаписи. Такая система встроена в D-VHS магнитофон, оборудованный системой защиты D-Theater. О формате D-VHS читайте в Главе 3.
3. Система дешифрования встроена в отображающее устройство, например, цифровой кинопроектор. В таком случае пиратское копирование материалов возможно только с экрана посредством видеосъемки. Но и здесь возможно встраивание в изображение «водяных» знаков, невидимых зрителю, но значительно ухудшающих качество изображения при видеосъемке.
На рисунке представлена схема организации цифрового потока данных в электронном кинотеатре.
|
| 1 - закодированный, сжатый материал на входе HD-сервера; 2 - потребительский ключ; 3 - система обычного доступа; 4 - ключевой файл; 5 - дешифрование, декомпрессия; 6 - модуль безопасности; 7 - шифрование звена проектора; 8 - шифрованные изображения; 9 - электронный проектор; 10 - дешифрование и преобразование на выходе светового потока |
Электронный кинематограф — это процесс, основанный на совершенно новом подходе к производству, распространению и показу кино. Весь технологический процесс осуществляется в цифровом виде. Основное преимущество цифровых технологий - неизменность качества изображения при копировании, хранении, воспроизведении и передаче. Помимо этого, цифровые технологии обеспечивают более гибкий подход в работе с информацией.
Технологическая цепочка Электронного кинематографа состоит из трех следующих частей:
· производство — процесс подготовки материалов в форматах высокой четкости,
· распространение — процесс доставки готовых материалов в кинотеатры, а также частным лицам (телевидение высокой четкости)
· кинопоказ — процесс показа материалов на экранах кинотеатров.
Для зрителей наиболее важной частью электронного кинематографа является кинопоказ. Так же, как и в ситуации с цифровой съемкой, до недавнего времени почти ничто не могло сравниться по качеству с изображением, проецируемым с кинопроектора. Хотя были и есть проекторы на ЭЛТ, демонстрирующие сравнимое качество изображения, но только на небольшом экране (до 2-3 метров в ширину). С появлением мощных видеопроекторов с высоким разрешением, яркостью и контрастностью ситуация в корне изменилась, а такие устройства получили название цифровых кинопроекторов.
Какие проекторы находят применение в электронных кинотеатрах? Это проекторы на основе матриц, потому что только они могут обеспечить высокий световой поток. Каждая матрица этих проекторов состоит из огромного числа элементов (пикселов), благодаря чему обеспечивается высокое разрешение изображения — один из ключевых моментов в электронном кинематографе.
В настоящее время существуют две технологии проецирования изображения для цифрового кино: D-ILA от фирмы JVC и DLP Cinema от Texas Instruments (TI).
В основу технологии D-ILA (Direct-Drive Image Light Amplifier) фирмы JVC положены жидкокристаллические матрицы на силиконовой подложке (Liquid Crystal on Silicon — LCoS). Эти матрицы работают на отражение света, а не на пропускание в отличие от традиционных LCD проекторов. В чипе D-ILA все электронные компоненты, обеспечивающие управление матрицей, расположены прямо за светомодулирующим жидкокристаллическим слоем. Это обеспечивает высокую плотность расположения пикселов, моментальный отклик жидкого кристалла при подаче на него сигнала, высокую контрастность. Коэффициент заполнения матриц составляет 93%, что гарантирует хорошую светоотдачу. О технологии D-ILA подробно рассказано в Части II, Раздел 1.1.
На основе этой технологии фирма JVC выпускает ряд проекторов, предназначенных для электронного кинотеатра, такие, как DLA-M5000SC, DLA-M2000SC, DLA-G150CL и DLA-SX21. Верхнюю ступень занимает проектор DLA-QX1G с реальным разрешением QXGA (2048x1536) и световым потоком 7000 ANSI лм. На сегодняшний день это единственный проектор, который реально обеспечивает разрешение 1920х1080, что соответствует формату HD. Более подробно об этих и других проекторах читайте в Части II, Раздел 1.2.
Технология DLP (Digital Light Processing) компании Texas Instruments основана на формировании изображения с помощью матриц из микроскопических поворотных зеркал (DMD-элементов). На основе информации, содержащейся в видеосигнале, процессор обработки сигнала управляет углом поворота каждого зеркала, отражая его в нужном направлении (есть два положения: включено — выключено). В зависимости от того, сколько времени зеркало находится в положении включено или выключено, формируются полутона, при этом зеркала вращаются с большой частотой, и благодаря инертности зрения создается ощущение однородности цвета. За каждый основной цвет (красный, зеленый, синий) отвечает своя матрица. Смешиваясь, эти цвета формируют цветное изображение.
Максимальное разрешение проекторов, использующих технологию DLP Cinema, составляет 1280х1024 пикселов.
Для представления изображений в компьютере используют различные методы, которые можно свести к двум основным вариантам.
1. Растровые изображения (растры). Эти изображение раскладывается на точки очень маленького размера, называемые пикселями. Пиксель (Pixel) – сокращение от Picture Element (Элемент рисунка). Рисунок из множества пикселей можно сравнить с мозаикой. Из большого количества разноцветных камешков собирается произвольная картина.
Этот способ кодирования достаточно широко используется. Например, фотографии и рисунки, введенные в компьютер, хранятся в виде растровых изображений. Для их обработки используются графические редакторы для работы с растровой графикой.
Основные параметры растровых изображений:
Глубина цвета - объем информации, описывающий цвет каждой точки
Черно-белое изображение может быть представлено в виде набора битов: ноль - точка белого цвета, а единица – точка черного цвета. Цветные изображения составляются из точек различных цветов. В этом случае каждая точка изображения будет представлена в памяти компьютера не один, а несколькими битами. В зависимости от количества юит, отведенных для кодирования каждой точки, в изображении может присутствовать от двух до десятков миллионов цветов.
Размер описывает физические габариты изображения, то есть высоту и ширину. Размер изображения измеряется в пикселях или других величинах. При измерении размера в пикселях не возникает никакой неопределенности, но если размер определяется, например, в дюймах, то реальный размер изображения зависит от разрешения.
Разрешение – это плотность размещения пикселей, формирующих изображение, которая измеряется в количестве точек на дюйм – dpi (Dot Per Inch).
Растровые изображения обладают один очень существенным недостатком: их трудно увеличивать или уменьшать, то есть масштабировать. При уменьшении растрового изображения несколько соседних точек преобразуются в одну, поэтому теряется разборчивость мелких деталей изображения. При увеличении – увеличивается размер каждой точки, поэтому появляется ступенчатый эффект. Кроме того, растровые изображения занимают много места в памяти.
Чтобы избежать указанных проблем, изобрели так называемый векторный способ кодирования изображений.
2. Векторный способ представления графики. Он заключается в том, что геометрические фигуры, кривые и прямые линии, составляющие рисунок, хранятся в памяти компьютера в виде математических формул и геометрических абстракций: круг, квадрат, эллипс и подобных фигур. Благодаря этому появляется возможность масштабировать изображения с помощью простых математических операций, в частности, простым умножением параметров графических элементов на коэффициент масштабирования. При этом качество изображения остается без изменений.
Любое изображение в векторной форме состоит из множества составляющих частей, которые можно редактировать независимо друг от друга. Главным кирпичиком, из которых составляется изображение, является так называемый объект.
Понятие объекта является основным понятием в редакторе векторной графики. Объектом называется элемент изображения: прямая, круг, прямоугольник, кривая, замкнутая кривая, многоугольник и другие.
Любой объект имеет некоторое количество точек или узлов, соединенных прямыми или кривыми линиями – сегментами. Координаты узлов и параметры сегментов определяют внешний вид объекта. Область внутри объекта можно закрасить или залить одним цветом, смесью цветов или узоров. Сегменты объекта образуют контур, который несет свой цвет. Толщину контура можно изменять. Различают замкнутые и разомкнутые контуры.
Фрактальная графика
Фрактал - это рисунок, который состоит из подобных между собой элементов. Существует большое количество графических изображений, которые являются фракталами: треугольник Серпинского, снежинка Коха, "дракон" Хартера-Хейтуея, множество Мандельброта. Построение фрактального рисунка осуществляется по какому-то алгоритму или путём автоматической генерации изображений при помощи вычислений по конкретным формулам. Изменения значений в алгоритмах или коэффициентов в формулах приводит к модификации этих изображений. Главным преимуществом фрактальной графики есть то, что в файле фрактального изображения сохраняются только алгоритмы и формулы.
Дата добавления: 2015-10-29; просмотров: 147 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| VIRTUAL REALITY | | | Трёхмерная графика |