Алгоритмдер жєне деректер структурасы

жүктеу 19,16 Mb.

бет	2/118
Дата	25.12.2017
өлшемі	19,16 Mb.
	#5921

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 118

Палитра көмегімен түсті анықтау
Түстік кеңістіктер
Палитра типтері
Түстік модельдер – аддитивтік және субтрактивтік
RGB моделі (Red Green Blue)

Фрактальдық сығу

Фрактальдық кодтау – бұл математикалық процесс, ол шынайы бейнелері бар растрларды бейненің фрактальды қасиеттерін сипаттайтын математикалық мәліметтер жиынтығына кодтау үшін қолданылады. Фрактальды кодтау жасанды және табиғи объектілердің көбі фрактал деп аталатын бірдей қайталанатын суреттер түріндегі арық ақпарат ұстайтынына негізделген.

Бұл кодтау тәсілі көмегімен өңделетін бейне фракталдық код деп аталатын математикалық теңдеулер жүйелеріне келтіріледі. Бұл математикалық теңдеулер сақталады да, бейнені қалпына келтіруге қолданылады. Осылайша мәліметтерді сығу жүзеге асады.

Фактальды кодтау процесі есептеулердің есептеулер көлемін талап етеді. Бейнендегі фракталдық суреттерді іздеу үшін миллиондаған тіпті миллиардтаған итерация қажет болады. Алғашқы растрдың мазмұнына және мүмкіндігіне байланысты бір бейненні сығу процесі бірнеше сағатқы дейін жетуі мүмкін.

Бейне растрларын декодтау - бұл фракталдық кодтар интерпретацияланып растрлық бейнеге айналатын қарапайым процесс.

Fractal Transform кодтау тәсілі неғұрлым танымал. 1986 жылы Майклом Барнсли ұсынған. Бұл шынайы растрлық бейне үшін қолданылған, математикалық сипаттама үшін бірінші алгоритм болды.

Векторлық және фракталдық графика арасындағы айтарлықтай айырмашылық сонда, фракталдық сипаттау шынайы суреттер немесе бейнелерден шығатын болса, векторлық объектілер - өздігінен суреттері болмайтын таза жасанды құрылымдар.

Шынайы растрлық мәліметтерді фракталды кодтарға түрлендіру процесінде 2 үлкен артықшылықтар бар.

Фракталдық бейнелерді артефактар енгізусіз және детальдарды жоғалтусыз масштабтау мүмкіндігі. Фрактальды панорамизациялау процесі растрлық бейненің рұқсатына тәуелді емес. Масштаб компьютердің тек қана бос жады көлемімен шектеледі.
Фрактальды кодтар жазуға қажетті физикалық мәліметтер өлшемі алғашқы растрлық мәліметтердің өлшемінен анағұрлым аз. Фрактальды кодтау көмегімен шынайы бейнені сығу дәрежесі 200:1 дейін.

Фрактальдық сығу – жоғалтулар арқылы сығу, себебі фракталдарды салыстыру процесі олардың дәл сәйкестігін қарастырмайды. Сығу параметрлері негізінде ең жақсы сәйкестік ізделеді. Сығу параметрлері болып кодтау уақыты, бейне сапасы және шығатын файлдың өлшемі табылады (jpeg – тегі сияқты). Кодтау процесін бейне визуальды жоғалтусыз болатындай жағдайға дейін жеткізіп басқаруға болады.

Сығудың жоғары дәрежесі түрлендірулер мен есептеулердің көп мөлщерін орындау арқылы жеткізіледі. Бұл бейненің сапасын төмендетуі мүмкін, бірақ фракталдардың өздерінің табиғатына қарай мұндай бүлінулер адам көзіне онша байқалмайды.

Фрактальдық сығу – ассимметриялық процесс. Сығу ашуға қарағанда 1000 және 10000 есе ұзкқ жүреді. Фрактальдық сығу бейнелердің мәліметтер қорларында пайдаланылады.

Фрактальды сығу процесі әзірге жалпы пайдалануға арналмаған, себебі алгоритмнің өзі де, программалар да өте қымбат тұрады.}

Бекіту сұрақтары:

Фрактальды және үш өлшемді графика түсініктеріне тоқталыңыз.
Графикалық файлдар форматтары қандай?
Үш өлшемді графиканы өңдеудің программалық жабдықтарын атаңыз.

Дәріс №3. Компьютерлік графикадағы түстер

Жоспар:

Түстер түсінігі.
Компьютерлік графикадағы аддитивті және субтрактивті түстер.
HSB, HSL, RGB, CMYK түстер жүйелері.
Индекстелген түстер.

Палитра көмегімен түсті анықтау

Бір пиксельге 1 бит келетін пиксельдік мәліметтер:

Түстер палитрасы индекстер жиыны ретінде
Түстерді анықтау схемасына сәйкес анықталады.

Палитра сол сияқты индекстер картасы, түстер кестесі немесе қайта кодтау кестесі деп те аталады және түстік шамалардың бірөлшемді массивын құрайды. Түстер палитрасы көмегімен олардың массивтегі позициясын көрсету арқылы беріледі. Бұл әдісті пайдаланғанда мәліметтер файлға индекстер тізбегі түрінде жазылады. Палитра қолданылатын растрлық мәліметтер псевдотүсті жазулы растрлық мәліметтер деп аталады. Палитра әдетте бейненің өзі сақталатын файлға енгізіледі. Осылайша, пиксельді шығару құрылғысында бояуға қажетті түстің мәні шығады. Әдетте палитраның әрбір элементі 24 бит орын алады. Әрбір пиксельдік мән палитра индексін қамтиды. Визуальдау программасы файлдан пиксельдік мәнді оқиды да, палитрадан түстің мәнін біледі.

Ғасырдың басынан бері бар болып келе жатқан түстік модельдер 3 түске базаланатын болғандықтан, пиксельдік мәліметтерді сақтау үшін 3 байтты қолдану өте қолайлы.

	R	G	B
1	255	255	255	Ақ
2	255	0	0	Қызыл
3	0	255	0	Жасыл
4	0	0	255	Көк
5	255	255	0	Сары
6	0	255	255	Көгілдір
7	255	0	255	Күлгін
8	128	0	0	Күрең қызыл
9	0	128	0	Қою жасыл
10	0	0	128	Қою көк
11	128	128	0	Қыша түсті
12	0	128	128	Қою көгілдір
13	128	0	128	Қою күлгін
14	128	128	128	Сұр
15	255	128	128	Кірпіш түсті

Түстік кеңістіктер

Түсті беру үшін түстік каналдардың интенсивтілігін анықтайтын, бірнеше мәндерді беру керек. Құрамдас түс түстік каналдардың әртүрлі интенсивтігі мәндерінің реттелген жиынымен беріледі. Түс түстік триплет арқылы беріледі. Түстік құраушыларды жалғастыру реті кез-келген, ал түстік құраушыларды пиксельдік мәнде өңдеу және реті жекелеген форматтарда әртүрлі. Бұл еру реті неғұрлым қолайлы, себебі ол спектрдегі электромагниттік жиілікке сәйкес келеді.

Неғұрлым түсті берудің кең тараған түрі модель RGB. RGB моделінде–(0,0,0)-қара, (255,255,255)-ақ.

Палитра типтері

Бірканалды және көпканалды палитраларды ажыратады.

Бірканалды палитра бейненің әрбір элементі үшін бір ғана түстік шаманы қарастырады, және де бұл түстік модель пиксель түсіне көрсетеді (G)-220

Көпканалды палитра 2 немесе одан да көп түстік шамаларды әрбір түстік элемент үшін қарастырады. (RGB)-(215,3,108)

Палитралар пиксельдік, сондай-ақ жазық бағытталған болуы мүмкін.

Пиксельдік – бағытталған палитралар пиксельдердің түстері туралы барлық мәліметтерді массивтың әрбір элементінде биттер тізбегі түрінде сақтайды.

Жазық бағытталған палитрада пиксельдердің түстік құраушылары жазықтықтық бөлінген. Белгілі бір түстік каналға сәйкес келетін шамалар бірге сақталады да, палитра 3 бір каналды палитрадан тұрады, әрбір түстік канал үшін бір-бірден.

Бір каналды пиксельдік – бағытталған палитра бір элементке бір ғана пиксельді ұстайды. Көпканалды пиксельдік – бағытталған палитра да бір элементке бір ғана пиксельді ұстайды, бірақ әрбір пиксель 2 немесе одан да көп түстік каналды ұстайды.

Түс

Адам көзінің рецепторы 380-770 нм толқын ұзындығын қабылдайды. Әртүрлі ұзындықтағы толқындар адам көзімен әртүрлі қабылданады. Визуальды қабылдау жүйесі өзара жақын орналасқан түстерді жақсырақ қабылдайды, әсіресе егер олар көрінетін объектімен бөлінген болса. Ада көзі кішкентай объектілер түстерін жаман қабылдайды. Әдетте біз шығару құрылғысы бейнелейтін түстерден анағұрлым аз түстерді қабылдаймыз.

Түсті адам қабылдауы үшін бұл түс қалай алынғаны маңызды болып табылады. Әртүрлі енгізу-шығару құрылғыларында бірдей бейнені алу мүмкін емес. Түсті алудың әртүрлі тәсілдеріне байланысты әртүрлі құрылғыларда визуальданған бір ғана бейнелер әртүрлі болып көрінеді.

Түстік модельдер – аддитивтік және субтрактивтік

Аддитивтік – жаңа түстер негізгі түсті қара түспен қосқанда алынатын түстер. Қосылатын түстің интенсивтігі неғұрлым жоғары болса, нәтижелік соғұрлым аққа жақын болады. Барлық негізгі түстерді араластыру таза ақ түс береді, егер олардың интенсивтік мәні максимальды болса, және қара түс береді, егер олардың интенсивтік мәні минимальды (нольге тең) болса. Аддитивтік түстік орталар өзідігінен жарқырайтын болып табылады. Мысалы, монитордағы түс– аддитивті.

Субтрактивті – барлық түстерді алу үшін негізгі түстер ақтан алынып тасталады. Алынатын түстің интенсивтігі неғұрлым көп болса, нәтижелік түстің қараға соғұрлым жақындығы жоғары. Барлық негізгі түстердің араласуы қара түс береді, егер олардың интенсивтік мәні максимальды болса, және ақ түс береді, егер олардың интенсивтік мәні минимальды (нольге тең) болса. Табиғатта субтрактивті орталар шағылыстыратын болып табылады. Қағазда визуальданған барлық бейнелер субтрактивті түстік модельге мысал бола алады.

RGB моделі (Red Green Blue)

RGB – аддитивті түстік модель, 3 түске қызыл, жасыл және көгілдір негізделген. Оған қарама-қарсы – модель CMY (Cyan Magenta Yellow) – көгілдір, пурпур түсті, сары. Бұл субтрактивті түстік модель, жарықтанғанда негізгі түстердің әрқайсысы оны толықтыратын түсті жұтып алатынына негізделген (көгілдір-қызылды, пурпур түсті – жасылды, сары – көкті).

Теориялық жағынан алғанда барлық негізгі түстерді алғанда қосындысы қара болып табылады, бірақ практикада қараны алу күрделірек, сондықтан модель жеке қара түстік компонетпен толықтырылған. CMYK түстік моделі (К қара Black – соңғы әріп). К – қара түс, ол бұл модельде негізгі болып табылады. Бұл модельді қолдану нәтижесі 4 – түсті түрлі-түсті баспа деп аталады.

CMYK моделіндегі мәліметтер немесе RGB тәрізді түстік триплет, немесе 4 шамамен беріледі. Егер мәліметтер түстік триплетпен берілсе, онда жекелеген шамалар RGB моделіне қарама-қайшы. CMYK моделінің 4-түсті түрлі-түсті шамалары процентпен беріледі.

Қанықтылығы ақтың санын білдіретін болса, шама қараның санын білдіреді, ал рең дегеніміз ақ пен қара қосылатын түс.

Бірнеше түстік модельдер бар, оларда түс басқа екі құрамдастардың реңі өзгергенде түс модельденеді.

HIS – Hue Saturation Intensity

HSL – Hue Saturation Luminosity

HBL – Hue Brightest Luminosity (рең қанықтылық жарықтылық)

YUV-3 түрлі сигналдардан тұрады. Ол RGB-бейненің мәліметтерінің сызықтық түрленуіне негізделген, теледидарда түсті кодтауға қолданылады.

Y қанықтылықты анықтайды, UV – түстілік.

Түс	RGB	CMY	HCV
қызыл	255,0,0	0,255,250	0,240,120
сары	255,255,0	0,0,255	40,240,120
жасыл	0,255,0	255,0,255	30,240,120
көк	0,0,255	255,255,0	160,240,120
қара	0,0,0	250,250,0	160,0,0
ақ	255,255,255	0,0,0	160,0,240
сұр	127,127,127	127,127,127	160,0,120

Өзін-өзі тексеру сұрақтары

Компьютерлік графикадағы түстер қандай?
Түстер түсінігі дегеніміз не?
Компьютерлік графикадағы аддитивті және субтрактивті түстер анықтамасы?
HSB, HSL, RGB, CMYK түстер жүйелерінің ерекшеліктері?
Индекстелген түстер дегеніміз не?

Дәріс №4. Компьютерлік графиканың аппарат-тық жабдықтары.

Жоспар:

Дисплей,
плоттер,
принтер,
сканер,
цифрлық фотоаппараттар
бейнекамералар және т.б.
Видеожүйелер: режимдер мен сипаттамалары. Форматтары. }

Дисплейлер (мониторлар).

Дербес компьютердің маңыздықұрама бөліктерінің бірі – оның видеожүйесі болып табылады, ол монитор және видеоадаптерден тұрады. Монитор экранда текстік және графикалық ақпаратты бейнелеуге арналған. Қазіргі уақытта мониторлардың көп түрлері бар. Оларды келесі негізгі белгілеріне қарап сипаттауға болады:

Бейнелеу режимі:

1. Растрлық дисплейлер;

2. Векторлық дисплейлер.

Электронды-сәулелі түтікше базасындағы бейне регенерациясы бар векторлық дисплейлерде өте қысқа жарықтану уақыты бар люминофор қолданылады. Мұндай дисплейлерде люминофордың жарықтану уақыты өте аз болғандықтан ЭСТ-де бейне секундына бірнеше рет қайта салынуы немесе регенерациялануы қажет. Регенерацияланудың ең аз жылдамдығы 30 (1/с), ал дұрысы 40-50 (1/с) болу керек. 30-дан кемжылдамдық бейненің жыпылықтауына әкеледі.

Дисплейлік буфер – ЭСТ-де бейнені шығаруға қажетті барлық ақпаратты қамтитын жадының үзіліссіз аумағы.

Растрлық құрылғыны әрбіреуі жарықтанатын дискретті ұяшықтар (нүктелер) матрицасы ретінде қарасмтыруға болады. Осылайша ол нүктелі-сурет салу құрылғысы болып табылады.

Сурет 1. Растрлық кескін

Экран типі:

1. ЭСТ негізіндегі дисплейлі;

2. Сұйықкристалды (ЖК);

3. Плазмалық.

2 суретте видеомониторларда қолданыладын ЭСТ схемалық түрде көрсетілген.

Сурет 2. Электронды-сәулелік трубка

Сұйықкристалды дисплей экраны арасында сүйық кристалдан тұратын қоспасы бар екі шыны пластинадан тұрады. Сұйық кристаллдар электр зарядына байланысты өзінің оптикалық қасиеттерін өзгертіп отырады. СҚД-дің негізгі жетістігі – оның көлемі.

Газоплазмалық мониторлар арасында газдық қоспа бар екі прастинадан тұрады. Олар электр импульстарының әсерінен жарықтанады. Бірақ оларды тасымалданатын компьютерлерде қолдануға болмайды, себебі олар тоқ көзін коп тұтынады.

Диагональ бойыншаөлшемі (әдетте 14" –нан 21"-ге дейін).

Жарықтық қылқалам (light pen).

Бұл жарыққа сезімтал құрылғы, ол экранның ақпараттық жүйеге мәліметтер енгізу нүктесінің координаттарын алуға арналған.

Жарықтық қылқалам формасы бойынша қаламсапты еске түсіреді. Қылқалам ұшында жарық сигналына жауап қататын фотоэлемент орналасқан.

«Тышқан» манипуляторы.

Пернетақтамен қатар тышқан маңызды ақпарат енгізу құрылғысыболып табылады. Қазіргі программалық өнімдерде тышқан программаны басқарудың негізгі құрылғысы болып табылоады.

Әрекет принциптеріне байланысты тышқандар төмендегілерге бөлінеді: :

1. Механикалық;

2. Оптико-механикалық;

3. Оптикалық.

Джойстик ақпаратты енгізудің координаталық құрылғысыболып табылады. Ол көбінесе компьютерлік ойындар аумағында қолданылады.

Джойститер мынадай болады:

1. Аналогтық;

2. Цифрлық.

Трекбол (Trackball) – бұл ақпарат енгізу құралы, оны үлкен шаригі бар төңкерілген тышқан сияқты елестетуге болады. әрекет принципі мен мәліметтерді беру принципі тышқандыкіндей.

Өзін-өзі тексеру сұрақтары

Компьютерлік графиканың аппараттық жабдықтарына нелер жатады?
Дисплей дегеніміз не? Олардың қандай түрлері бар?
Плоттер дегеніміз не? Олардың қандай түрлері бар?
Принтер дегеніміз не? Олардың қандай түрлері бар?
Сканер дегеніміз не? Олардың қандай түрлері бар?
Цифрлық фотоаппараттар дегеніміз не? Олардың қандай түрлері бар?
Бейнекамералар дегеніміз не? Олардың қандай түрлері бар?
Видеожүйелер: режимдер мен сипаттамалары қандай? Форматтарын атаңыз.

Дәріс №5. Растрлық алгоритмдер

Жоспар:

Кесінділерді векторлық формадан растрлыққа түрлендіру.
Қарапайым қадамды алгоритм.
Түзу кесінділері үшін Брезенхем алгоритмі.
Кесінділерді туралау.
Тұрақты жарық түзулері.
Әріптердің растрлық мазмұны.
Литерлерді пропорциональды орналастыру және төменгі түсіндірме элементтер.
Литерлерді туралау.
Дөңгелектердің растрлық мазмұны.

Сегізжақты симметрия. Брезенхем алгоритмі. Растрлық файлдар және оларды ұйымдастыру

Тақырыбы

Палитра

Растрлық мәліметтер

Соңы

Егер файлдық формат бірнеше бейнені сақтауға мүмкіндік берсе, онда файлда тақырыптан кейін бейнелер каталогы орналасады, онда файлдағы барлық бейнелер алғашқы позицияларының жылжуы туралы ақпарат болады.

Тақырып

Палитра

Бейнелер каталогы

1 бейненің растрлық мәліметтері

2 бейненің растрлық мәліметтері

. . .

N бейненің растрлық мәліметтері

Соңы

Егер файлдық формат әрбір бейнеге өзінің палитрасы болуға мүмкіндік берсе, онда ол тікелей сол бейненің мәліметтерінің алдында орналасады. Мұндай жағдайда құрылымы мындай түрде болады.

Тақырып

Бейнелер каталогы

Палитра 1

1 бейненің растрлық мәліметтері

. . .

Палитра N

N бейненің растрлық мәліметтері

Соңы

Тақырып – ASCII мәліметтер форматындағы файлда сақталатын барлық растрлық мәліметтер туралы жалпы ақпаратты сақтайтын сиволдар мен мәліметтер бөлімі.
Тақырып өрістерінің типтік жиыны.

	Файл идентификаторы
	Файл версиясы
Бейнені сипаттайтын ақпарат	Бейнедегі жол саны
	Жолдағы пиксельдер саны
	Пиксельдегі биттер саны
	Түстік жазықтықтар саны
	Сығу типі
коорд-ты изобр-ия	х бейне басының координатасы
коорд-ты изобр-ия	у бейне басының координатасы
	Сипаттау мәтіні
	Қолданылмайтын кеңістік

жүктеу 19,16 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 118