Компьютерлік графиканың тарихы, қолданылу саласы
Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 67 бет
Таңдаулыға:
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 67 бет
Таңдаулыға:
Компьютерлік графиканың тарихы, қолданылу саласы.
Шығару құрылғыларының классификациясы.
Графиканың тарихы 1930 жылдан басталады деп санауға болады, өйткені
осы жылы АҚШ-та Владимир Зворыкин “Вестингхаус” (Westinghouse)
компаниясында қызмет етіп жүріп электрондық –сәулелі түтіктерді
(электронная лучевая трубка, ЭЛТ) ойлап тапты. Электрондық –сәулелі
түтіктер қазіргі заманғы телевизиялық кинескоптардың негізі болып табылады.
Ал компьютерлік графиканың тарихы 1951 жылдың желтоқсаныннан басталады. Осы
жылы Массачусет технологиялық институтында (МТИ) АҚШ әскери-теңіз флоты
үшін Вихрь компьютеріне алғашқы дисплей жаратылды. Осы дисплейді ойлап
тапқан МТИ инженері Джей Форрестер. Компьютерлік графиканың негізін қалаушы
ғалымдар қатарына Айвен Сазерландты атауға болады. Ол 1962 жыды МТИ-да
Sketchpad компьютерлік графика бағдарламасын құрды. Бұл бағдарлама
қарапайым фигураларды (нүкте, түзу, доға,..) салып қана қоймай, фигураларды
айналдыра алатын еді. Осы бағдарламадан соң, кейбір “Дженерал моторз”,
“Дженерал электрик” сияқты ірі компаниялар компьютерлік графика саласында
зерттеу жұмыстарын жүргізді. 1982 жылдан бастап компьютерлік графика
киномотография саласында пайдалана бастады.
Компьютерлік графика – әр түрлі кескіндерді (суреттерді, сызбаларды,
мультипликацияларды) компьютердің көмегімен алуды қарастыратын
информатиканың маңызды саласы.
Дербес компьютерді пайдаланушылардың қатарында компьютерлік графикамен
айналысатындардың саны күн санап артып келеді. Қазіргі кез-келген мекемеде
кей уақытта газеттер мен журналдарға жарнамаларға тапсырыс беру немесе
жарнамалық парақшалар мен буклеттер басып шығару қажеттілігі туындайды.
Олардың кейбіреулері осындай жұмыстарды арнайы дизайнерлік бюролар мен
жарнамалық агенттіктерге тапсырса, кейбіреулері қолда бар программалық
құралдарын пайдаланып, өз күштерімен жасауға тырысады.
Қазіргі танымал программалардың ешқайсысы компьютерлік графикасыз
жұмыс істемейді. Статистикаға сүйенсек, жаппай қолданыста жүрген
программаларды жасап шығарушы программистік ұжымның қызметкерлері өз
жұмыстарының 90 % уақытын осы графикамен шұғылдануға жұмсайды екен.
Графикалық программаларды кең көлемде қолдану қажеттілігі Интернеттің
және бірінші кезекте миллиондаған интернет парақтарын бір өрмекпен
байланыстырған World Wide Web қызметінің пайда болуынан туындады. Өйткені
компьютерлік графикасыз безендірілген web-парақтың бүкіләлемдік желіде
басқалардың көзіне түсіп, танымал болуы екіталай.
Қазіргі компьютерлік графика тек көркемдеу мен безендірумен үшін ғана
емес, ғылым мен медицинаның барлық саласында, коммерциялық және әкімшілік
қызмет орындарында алуан түрлі ақпаратты көрнекі түрде көрсету үшін
сызбалар, графиктер, диаграммалар жасау үшін қолданылады.
Конструкторлар автомобильдің немесе ұшақтың жаңа үлгілерін құрастырған
кезде олардың соңғы көрінісін алу үшін үшөлшемді графикалық объектілерді
қолданады. Архитекторлар монитор экранында болашақ ғимараттың кең көлемді
кескінін жасап, оның жер бедерімен қалай жанасатынын алдын-ала болжай
алады.
Қазіргі компьютерлік графика қолданылу әдісі бойынша мынадай негізгі
салаларға бөлінеді:
Ғылыми графика. Алғашқы компьютерлер тек ғылыми және өндірістік
есептерді шығару үшін қолданылды. Есептерден шыққан нәтижелерді дұрыс
түсіну үшін оларды графикалық тұрғыда өңдеп, графиктер, мен диаграммалар,
сызбалар тұрғызған. Машинадағы алғашқы графиктерді символдық режимде басып
шығаратын. Кейін сызбалар мен графиктерді қағазға қаламұштың көмегімен
сызатын арнайы құрылғылар – графиксалғыштар (плоттерлер) пайда болды.
Қазіргі заманғы ғылыми компьютерлік графика әр түрлі есептеу
тәжірибелерін жүргізіп, олардың нәтижесін көрнекі түрде көрсетуге
мүмкіндік береді.
Іскерлік графика – қандай да бір мекеме жұмысының көрсеткіштерін
көрнекі түрде ұсыну үшін қолданылатын компьютерлік графиканың маңызды
саласы. Іскерлік графиканың көмегімен жоспар көрсеткіштерін, есеп
құжаттарын, статистикалық есептерді және т.б. объектілерді көрнекі түрде
ұсынуға болады. Іскерлік графиканың программалық жабдықтары электронды
кестелердің құрамында болады.
Контрукторлық графика - инженер-конструкторлардың, архитекторлардың,
жаңа техниканы ойлап шығарушы өнертапқыштардың жұмысында қолданылады.
Компьютерлік графиканың бұл түрі САПР-дың(систем автоматизации
проектирования- жобалауды автоматтандыру жүйесі) міндетті элементі болып
табылады. Конструкторлық графика құралдарын пайдалана отырып жазықтықтағы
кескіндерді (проекциялар, сызбалар) ғана емес, кеңістіктегі үшөлшемді
кескіндерді де жасауға болады.
Суреттеу графикасы (көркем графика) деп компьютер экранында ерікті
түрде сурет салу мен сызуды айтады. Суреттеу графикасының пакеттері жалпы
мақсатта пайдаланылатын қолданбалы программалық жасақтамалардың қатарына
енеді. Суреттеу графикасында қолданылатын қарапайым программалық
жабдықтарды графикалық редакторлар деп атайды.
Жарнамалық графика – теледидар пайда болғаннан кейін танымал бола
бастады. Қазір компьютердің көмегімен жарнамалық роликтер, мультфильмдер,
компьютерлік ойындар, видеодәрістер мен видеопрезентациялар жасалады.
Оларды жасау үшін қолданылатын графикалық пакеттер осы мақсатта
қолданылатын компьютерлердің жады мен жұмыс істеу жылдамдығына үлкен талап
қояды. Осы графикалық пакеттердің басты ерекшелігі ретінде олардың шыншыл
кескіндер мен қозғалатын суреттерді жасау мүмкіндігін айтуға болады.
Үшөлшемді объектілерден тұратын суреттерді салу, оларды бұру, жақындату,
аластату, деформациялау үлкен көлемде математикалық есептеулерді қажет
етеді. Мысалға, объектінің жарықтылық деңгейін сол объектіге түсіп тұрған
жарық көзін, оны қоршаған заттардың, олардың көлеңкелерін есепке ала отырып
бейнелеу үшін оптиканың заңдарын есепке алатын күрделі есептеулерді
жүргізу қажет.
Компьютерлік анимация деп дисплей экранында қозғалатын кескіндерді
жасау өнерін айтады. Суретші қозғалатын объектінің бастапқы және соңғы
қалпын бейнелейтін суреттерді ғана салады, ал осы екі суреттің арасындағы
барлық қозғалысты компьютер осы объектіні қозғалтуға қажетті алдын-ала
белгіленген математикалық есептеулерді орындай отырып өзі суреттеп шығады.
Белгілі бір жиілікпен бірінен кейін бірі пайда болатын осындай суреттердің
жиынтығы экранда қозғалатын суреттерді бейнелеуге мүмкіндік береді.
Мультимедиа деп - компьютер экранындағы жоғары сапалы кескінді
дыбыстық сүйемелдеумен біріктіруді айтады. Мультимедиа құралдары оқу-
ағарту саласында, электронды ақпарат құралдарында және т.б. мақсатта
қолданылады. Мультимедиа мүмкіндіктерін толық пайдалану үшін компьютерге
арнайы программаларды орнатып қана қоймай, арнайы құрылғыларды қосу қажет.
Компьютерлік графиканың түрлері
Компьютерлік графика үш түрге: растрлық, векторлық және фракталдық
болып бөлінеді. Олар бір-бірінен монитор экранында бейнелену және қағаз
бетіне басып шығарылған кезде кескіндердің қалыптасу принциптері бойынша
ажыратылады.
Растрлық графикада кескіндер түрлі-түсті нүктелердің жиынтығынан
тұрады.Графикалық ақпараттың осындай нүктелер жиыны немесе пиксельдер
түрінде ұсынылуы растрлық түрдегі ұсынылу болып табылады. Растрлық кескінді
құрайтын әрбір пиксельдің өз орны мен түсі болады және әр пиксельге
компьютер жадында бір ұяшық қажет.
Растрлық кескіннің сапасы сол кескіннің өлшеміне (тігінен және
көлденең орналасқан пиксельдердің саны) және әр пиксельді бояуға қажетті
түстердің санына тәуелді болады.
Мұндай типті кескіндер Adobe Photoshop, Corel Photo, Photofinish
секілді қуатты графикалық редакторларда өңделеді. Растрлық кескіндер
векторлық кескіндерге қарағанда сапасы жоғары, әсерлі болады. Қарапайым
фотосуреттердің өзі компьютерде растрлық кескін түрінде сақталады. Растрлық
кескіндерді Paint, Adobe Image Ready секілді программаларды қолданып қолдан
жасауға да болады.
Растрлық кескіндердің артықшылықтары да, кемшіліктері де бар.
Артықшылығы: растрлық кескінді түзетуге, әдемілей түсуге, яғни оның
кез-келген бөлігін өзгертуге болады; нүктелерді қажет болмаса ішінара алып
тастауға немесе қоюлатуға, сондай-ақ кескіннің әр нүктесін ақ-қара немесе
басқа кез келген түске өзгертуге болады.
Кемшілігі: растрлық кескін өлшемінің масштабын өзгерткенде (бір немесе
бірнеше бағытта созу немесе сығу) кескіннің сапасын жоғалтатыны. Мысалы,
кескінді үлкейткенде, оның көрінісі дөрекіленіп кетсе, кішірейткенде –
кескін сапасы өте нашарлап кетеді (нүктелерін жоғалтқандықтан).
Растрлық кескіндердің тағы бір кемшілігі – файлдар өлшемдерінің өте
үлкендігінде (түстері неғұрлым көп және сапасы жоғары болған сайын, олар
соғұрлым үлкен болады).
Бірақ бұл кемшіліктеріне қарамастан, қазіргі техникада растр өте
жоғары сапалы кескін алуға мүмкіндік береді. Сондықтан растрлық кескіндер
көркем графикада кеңінен қолданылады.
Растрлық графика электронды (мультимедиалық) және полиграфиялық
басылымдарды жасап шығару үшін де жиі қолдылады. Растрлық графикалық
редакторлар көбінесе жаңа суреттерді салу үшін емес, дайын суреттерді өңдеу
үшін қолданылады. Осы мақсатта көбінесе суретшілердің қолымен салынған
дайын суреттер сканерленіп алады немесе фотосуреттер алынады. Соңғы кездері
растрлық кескіндерді компьютерге енгізу үшін сандық фотокамералар мен
видеокамералар кеңінен қолданылуда.
Векторлық кескіндер, бұл - сызық, доға, шеңбер және тікбұрыш сияқты
геометриялық объектілер жинағынан тұратын кескіндер. Бұл жерде вектор
дегеніміз - осы объектілерді сипаттайтын мәліметтер жиынтығы.
Векторлық графиканың басты артықшылығы оған кескін сапасын жоғалтпай
өзгеріс енгізуге, оңай кішірейтуге және үлкейтуге болатындығы. Келесі
артықшылығы - векторлық кескіндердің ақпараттық көлемі растрлық
кескіндермен салыстырғанда әлдеқайда аз болады. Векторлық кескіндер
СorelDRAW, Adobe illustrator, Micrografx Draw секілді векторлық графикалық
редакторларда жасалады.
Векторлық графикамен жұмыс істеуге арналған программалық құралдар
бірінші кезекте кескіндерді өңдеу үшін емес, оларды жаңадан салу үшін
қолданылады. Бұндай құралдар жарнама агенттіктерінде, дизайнерлік
бюроларда, редакциялар мен баспаханаларда кеңінен қолданылады. Қарапайым
геометриялық объектілер мен қаріптерді пайдалануға негізделген безендіру
жұмыстары векторлық графика құралдарының көмегімен әлдеқайда оңай іске
асады.
Фракталды графиканың жасалу әдісі сурет салуға немесе безендіруге
емес,програмалауға негізделеді. Егер растрлық графикада растр (пиксель), ал
векторлық графикада сызық базалық элемент болып табылса, фракталдық
графикада математикалық формуланың өзі базалық элемент болып табылады, бұл
компьютердің жадында ешқандай объект сақталмайды, кескін тек қана теңдік
бойынша салынады деген сөз.
Интерактивті графикалық жүйелердің негізгі есептері.
ИГЖ-ді қолдану аймағы.
ИГЖ-ді қолданудың жіктелуі.
ИГЖ қысқаша тарихы.
Компьютердің ең маңызды функциясы – ақпаратты өңдеу. Кескіндермен
байланысты ақпаратты ерекше атап өтуге болады. Ол негізгі үш бағытқа
бөлінеді: компьютерлік графика (КГ), кескіндерді өңдеу және кескіндерді
тану.
Компьютерлік графиканың мақсаты – көрсетушілік (визуализация), яғни
кескінді құру. Көрсетушілік сипатталатын затты бейнелеуден тұрады.
Көрсетушіліктің көптеген әдістері мен алгоритмдері бар. Олардың бір-бірінен
нені бейнелеу керек және оны қалай бейнелеу керек екендігі жөнінде
айырмашылықтары бар. Мысалға, адамның ойында тек қана мына бейнелер болуы
мүмкін – функция графигі, диаграмма, схема, карта. Немесе керісінше -
компьютерлік ойындарда, көркем фильмдерде, тренажерда, архитекторлық
жобалау жүйелерінде сценаны кескіндеу. Мұнда ең маңызды және бір-бірімен
байланысты факторлар кадрларды өзгерту жылдамдығы, сценаның объектілермен
толтырылуы, кескіндеу сапасы, графикалық құрылымдардың ерекшеліктерінің
тіркелуі болып табылады. Ақпаратты өңдеу кезінде, яғни мониторда
кескіндеумен байланысты үш бағыт бар: COMPUTER VISION, IMAGE PROCESS-ING
және COMPUTER GRAPHICS. Образдарды танудың негізгі есебі бар кескіндеуді
символдардың түсінікті форальді тілінде түрлендіру болып табылады.
Образдарды танып білу немесе техникалық көру жүйесі (COMPUTER VISION) деп –
кескіндеуді сипаттауды алу әдісі, немесе берілген кескіндеуді қандай да бір
класқа жатқызуды (бұл жағдайда мысалға, почтаны сараптауды) айтамыз.
COMPUTER VISION-нің негізгі есебі болып объектілердің склетизациясы жатады,
яғни объект негізі, скелеті. Мысалыға қандай да бір сцена бар делік
(аудитория, бөлме және т.б.). Компьютер осы сценаға сипаттама беруі керек
(онда заттар бар ма, қандай жарықтану және т.б.). Computer Vision (CV)
кескіндеуді сипаттауға ауыстырады.
CV
Кескіндерді өңдеу (IMAGE PROCESSING) кіру және шығу деректері
кескіндеу болатын есептерді қарастырады. Мысалы, шумды болдырмау және
деректерді сығымдауда кескіндерді беру, кескіндеудің бір түрден екінші
түрге ауысуы (түрлі-түстіден ақ-қараға) және тағы басқа. Image Processing
– кескіндеуді өңдеу.
IP
Кескіндеуді өңдеу есептері:
1. Кескіндеуде дефектіні алып тастау (мысалы, фото-пленкада қарды алып
тастау
2. Кескіндеуді жақсарту (мысалы, ұсталынбаған фотосуретті сәл
қараңғылау)
3. Кескіндеуді жеңілдету (мысалы, түрлі-түстіні ақ-қараға, каркасқа)
Компьютерлік (машиналық) графика (COMPUTER GRAPHICS) - Бейнеленбейтін
табиғат мәліметі шығатын бейнелеуді қайта түрлендіру. Мысалы
экспериментальді деректерді графика, гистограмма немесе диаграмма түрінде
көрсету, компьютерлік ойындарда ақпаратты экранға шығару, тренажерда
сценаны синтездеу болып табылады.
Сурет 1.1
Компьютерлік графика – құру, сақтау және модельдерді өңдеу және оларды
ЭЕМ көмегімен кескіндеуді оқып үйренетін ғылым. Егер қолданушы
объектілердің сипаттамаларын басқаратын болса онда оны интерактивті
компьютерлік графика деп түсінуге болады.
Мынадай схеманы аламыз
Кескіндеу
Объектіден таралатын және контуры мен деталын көрсететін оптикалық
сәуле жүйесі нәтижесінен өтетін сурет - оптикалық кескін болады.
Кескіндеуді оптикалық сыйымдылық функциясы көмегімен сипаттауға болады:
I = g(x,y) – үздіксіз жарық функциясы
Егер де біз белгілі бір нүктелерде функцияның мәнін алатын болсақ,
онда матрицаны аламыз (gij матрицаның әрбір элементінде (i,j) –
нүктесіндегі интенсивті функция мәні). Осы матрицаның көмегімен кескін
машинаға беріледі. Бейнеленетін матрицаның элементі - picture element-
pixel.
Егер кескін ақ-қара болса, онда бізге градация да жеткілікті:
0 – жарықтың жоқтығы (қара);
255- ақ.
Сондықтан бізге әрбір пикселге 1 байт жеткілікті.
Интерактивті компьютерлік графиканың аппараттық қамтамасыздандыруы
Бұл дәрісте біз негізінен графикамен тиімді жұмыс істеудегі
компьютерге қойылатын талаптарды қарастырамыз. Мұнда біз компьютерлік
техниканың қарыштап дамуына байланысты бұл талап үнемі өсіп отырғанын
атап өтуіміз керек. Келесі ішкі пунктер қарастырылады:
• Кескінді енгізу және шығару әдістері жайындағы алдын-ала ескертулер;
• Компьютер құрлымы мен кешені;
• Компьютердің графикалық жүйесі;
• Периферия;
• Графикалық мәліметтерді енгізу құрылғысы.
Бейнені енгізу және шығару құралдары жөнінде алдын-ала ескертулер
Компьютерде сандық кескінді басқару үшін тек қана графикалық редактор
емес сонымен бірге оларға сәйкес ДК аппараттық бөлігі қажет. Сіздің
жабдығыңыз тиімді жұмыс істеуі үшін ДК мынандай сипаты болу керек,
графикалық ақпаратты тез, қолайлы және ыңғайлы өңдеуді қамтамасыз ету
керек. Бұл дәрісте біз компьютерлік “темірдің” құрамын және құрлымын
қарастырамыз. Дәрістік матералдарды дайындаған кезде графика ауданындағы
компьютерге деген минимальді талаптар жиыны келесідей болды:
• қолдау параметрі 1024 х 768 нүкте және одан жоғары деңгейге
рұқсатталады;
• түс тереңдігі 24 бит (TrueColor);
• 64 Мбайт кем емес ЖСҚ (ОЗУ) болуы ;
• CD-ROM болуы.
Компьютер құрылымы және комплектісі. Монитордың негізгі сипаттамалары.
Графикалық бейнелерді баспаға шығару. Графикалық жұмыс станциялары.
Дерес компьютердің базалық конфигурациясы келесі құрылғыдан тұрады:
- жүйелік блок;
- монитор;
- пернетақта;
- басқарушы тышқан.
Компьютерге қосымша құрылғы қосылады. Оларды перифериялық деп атайды:
принтер, джойстик, сканер, музыкалық қойлым, модем, плоттер, дигитайзер,
сандық фотокамера, жарықтық перо, графикалық планшет және т.б. Үстелдік
ДК компьютерлерден басқа тасымалдау компьютерлер бар. Қазіргі тасымалдау
компьютерлерін ағылшынша ноутбук (note-book, немесе блокнот түріндегі
компьютер ) деп жиі атайды.
Жүйелік блок
Жүйелік блок дербес компьютердің орталық компоненті болып табылады.
Оның корпусының ішінде компьютердің негізгі электрондық құрлымдар бар,
оларға мыналар кіреді:
• видеоадаптерлі жүйелік тақта;
• қорек блогы;
• қатты және иілгіш магниттік дискілердегі жинағыштар.
Олардан басқа, жүйелік блокта компакт-дискідегі жинағышты, дыбысты
тақтаны, видеобластерді, перифериялық құрылғылар бақылаушы тақтасын ішкі
модемді орналастырады.
Корпус
Жүйелік блок корпусы екі типте дайындалады:
• горизонтальді корпус - desktop (сөзбе сөз үстел беті);
• вертикальді корпус - tower (мұнара), бірнеше варианттар кіреді:
• Mini-Tower, Midi-Tower, BigTower, Super-Big-Tower, File Server.
Аналық(жүйелік) тақта
Аналық (жүйелік) тақта жүйелік блоктың негізгі элементі болып
табылады. Оған компьютердің жүйелік блогының жеке компоненттері орнатылады.
Сондықтан оның сапасы компьютердің әртүрлі түйіні арасындағы әсер ету
жылдамдығы және беріктігімен анықталады.
Манипуляторлар
Алғашқы дербес компьютерлер ақпаратты енгізу үшін қолданған және
компьютердің бір ғана құрылғысымен басқарған (пернетақтамен). Бұдан
қарапайым басқаруды жүзеге асыру үшін жүйеге қосымша параллельді пернетақта
құру қажет болды. Бұл талапты Стенфорд зерттеу институтынан (АҚШ) Дуглас
Энджелбарт шешті. 1970 жылы ол манипуляторға патент алды. Басында мұндай
манипулятор X-Y позиция индикаторы деп аталды. Ол қазіргі тышқанның
бұрынғы бейнесін берді. Соңынан манипулятордың басқа түрлері құрылды-
трекболдар және джойстиктер.
Тышқан
Тышқан компьютерде графикалық ақпаратты енгізудің маңызды құралы
болып табылады. Қазіргі программалық өнімде қүрделі қабықшасы бар, тышқан
программаны басқаратын негізгі құрал. Тышқанның элементі ретінде кең
тараған конструкциясы тығыз резинкапластикадан жасалған шар оның
қозғалысын қадағалайды
Трекболдар
Трекбол – бұл үлкен өлшемді шарлы аударылған тышқан түрінде елестетуге
болатын ақпарат енгізу құрылғысы. (сурет. 1.2). Трекболдың деректерді
беру және әсер ету принципі тышқандікіндей.
Джойстиктер
Джойстик ақпаратты енгізетін координаттық құрылғы және ол компьютерлік
ойын және компьютерлік жаттығу облысында көп қолданылады.
Пернетақта
Пернетақта – бұл компьютерге ақпарат енгізетін құрал. Ол бастырманы
басқан кезде шағылысатын белгілі электрлік тізбектерді қабылдайтын
механикалық тіркемелер жиыны. Қазіргі кезде пернетақтаның екі түрі
таралған: механикалық және мембраналық айырып қосқышты пернетақталар.
Компьютердің графикалық жүйесі
Компьютердің графикалық жүйесіне видеокарта және монитор кіреді,
сондықтан видеокартаны монитормен бірге алуға болады, сонымен бірге жақсы
видеокарты –жақсы монитормен.
Мониторлар
Компьютер мониторы экранға мәтіндік және графикалық ақпаратты шығаруға
арналған. Бұл әрі қарай модельдеуге келмейтін компьютердің бір ғана
элементі. Екінші маңызды фактор – бұл аппаратуралық тор ұяшығының ені
немесе нүкте өлшемі. Ол 0,24-0,25 мм артық болмауы керек. Бүгінгі күнгі ең
кең тараған дисплейлер түрі — бұл CRT (Cathode Ray Tube), немесе ЭСТ
(ЭЛТ)-мониторлар. Олар өз атауларын өздерінің негізгі компонентіне
байланысты алған — электрондық –сәулелі түтіктер (ЭЛТ). Олардың
конструкциялары әр түрлі болуы мүмкін.
Ұқсас мониторлар
Берілген тип мониторлардың электронды- сәулелі түтігі видеоадаптерден
түсетін ұқсас сигналдармен басқарылады. Монитордың электронды- сәулелі
түтігі жұмыс істеу принципі теледидар түтігі жұмысы сияқты. Ұқсас
мониторлар VGA (640 х 480 пиксель) және одан жоғары стандартты қолдайды.
Сұйықкристалдық дисплей
Сұйықкристалдық дисплей экраны (СКД-ЖКД) екі әйнек пластинадан тұрады,
олардың арасында сұйық кристалдар болады. Кристалдар ұсынылған электр
зарядына тәуелді өзінің оптикалық қасиетін өзгертеді. Сұйық кристалдар
өздері жарықтанбайды, сондықтан ЖКД ішкі жарықтандыруды қажет етеді. ЖКД
негізгі жетістігі олардың габариттері (жазық экран ені 5-6 см). Кемшілігіне
экранда кескінді өзгерткен кезде әсер етуінің баяу болуы, ол тышқан
курсорын қойғанда байқалады, сонымен қатар кескін жарықтығы көз бұрышына
тәуелдігі.
Газоплазмалық мониторлар
Газоплазмалық мониторлар екі пластинадан тұрады, олардың арасында
электрондық импульс әсерінен жарықтанатын газ қоспасы болады. Ондай
мониторлардың кемшілігі жоқ, бірақ оларды тасымалданатын аккумулятор және
батарейкамен қоректенетін компьютерлерге қолданбайды, өйткені олар көп ток
қажет етеді
Графикалық деректерді шығаратын құрылғыларға мониторлардан басқа
принтер де жатады. Принтер (printer), немесе баспаға шығаратын құрылғы
ақпаратты қағазға шығаруға арналған. Бүгінгі күні принтердің бірнеше
мыңдаған моделі белгілі, оларды негізгі төрт типке бөлуге болады-
матрицалы, бүрікіш (сруйный), лазерлі және жарықдиодты
Матрицалық принтерлер
Жақында ғана матрицалық (ине тәрізді) принтерлер ДК –да шығаратын
негізгі стандартты құрылғы болған, өйткені бүріккіш принтерлердің жұмысы
қанағатсыз, ал лазерлік принтерлердің бағасы өте жоғары еді. Қазіргі күні
матрицалық принтерлер өте аз қолданылады. Осы принтерлердің артықшылығы:
қанағаттандырарлық баспа жылдамдығы және әмбебаптығы, кез-келген қағазбен
жұмыс істеу қабілетінің болуы, сонымен қатар баспа бағасының төмен
болуы. Кемшіліктері: басылған өнімнің, әсіресе графикалық өнімнің
сапасының төмен болуы. Басқа кемшілігі: ине тәрізді принтер механикалық
құрылғы, механикалық түйіндер жұмысы әрқашан шулы болады.
Бүріккіш (струйный) принтерлер
Бүріккіш принтерлерде кескін кішкене саңылаулар арқылы ұшып шыққан
арнайы сия тамшылары арқылы қалыптасады. Бүріккіш сияны итеретін элемент
ретінде пьезокристалдар қолданылады. Осылардың жұмысының негізінде электр
әсерінен тиімділік кеңейеді. Матрицалық принтерлермен салыстырғанда
баспаға шығарудың бұл түрі жоғары сапалы баспаны және жоғары өнімділікті
қамтамасыз етеді. Сонымен қатар ол түрлі түсті баспа шығаруға өте қолайлы.
Түсті кескін негізгі төрт түсті қолдану арқылы (бір біріне қосу)
қалыптасады. Бүріккіш принтерлердің инетәріздіге қарағанда шу деңгейі өте
төмен, өйткені оның көзі двигатель болып табылады.
Имиджсеттерлер
Кескінді цифрлық қалыптастыратын фотожиынды машиналар және
имиджсеттерлер жоғары рұқсатпен өнімді баспаға 1000 нан 3000 нүкте дюймінде
(dpi) шығарады. Ақ-қара түсті өнім үшін имиджсеттерлер баспа мен графиканы
максимальді өлшемдегі сұр түспен 256 шығарады. Түрлі түсті бейнені
шығару үшін имиджсеттерлер төрт пленкалық негативті құрайды, олардың
әрқайсысы өз түсін береді (C+M+Y+K)..
Плоттерлер
Плоттер (plotter), немесе графқұрушы –бұл әртүрлі сызбалар графикалық
карта, плакаттар және әртүрлі кескіндерді үлкен форматты қағазда шығару
үшін қолданылатын құрылғы. Плоттерлер монохромды және түрлі түсті болады.
Плоттерлер кескінді бейнелеу технологиясы бойынша қаламұшты және бүріккіш
болып болінеді.
Модемдер
Модем (модулятор-демодулятор, modem) - ауқымды компьютерлік желіге
компьютерді қосуға арналған немесе басқа компьютермен телефон желісіне
қосуға арналған құрылғы. Модем екі бөліктен тұрады - жіберушіден
(модулятор) және қабылдаушыдан (демодулятор). Модулятор төменгі жиілікті
телефон желіге цифрлық ақпаратты дыбысты диапозон жиілігінде аналогты
сигналдар түріндегі компьютерде жібереді. Демодулятор компьютерді
интерпретациялайтын аналогты сигналды сандық мәнге түрлендіреді.
Дыбыстық карталар
Дыбыстық карта компьютердің бос кеңейтілген слотына қойылады және
дыбыс синтезін және қойылуын, жазбаның жүзеге асырлуына мүмкіндік береді.
Тұрғызылған синтезатор орталық процессорды қоспай күрделі дыбыстық
эффектілерді түрлендіреді.
Сканерлер
Сканер (scaner) – графикалық және мәтіндік ақпаратты көшірмелеуге
және оны компьютерге енгізуге арналған құрылғы. Дербес сканерлер үш типті
болады – қолдық, планшеттік және барабанды. Түрлі түсті сканерлер түстерді
құрастыру принцепімен жұмыс істейді, онда түрлі түсті кескін үш түсті
араластыру жолымен алынады: қызыл, жасыл, көк.
Планшеттік сканерлер
Планшеттік сканерлер мөлдір немесе мөлдір емес материалдарға
графикалық ақпарат шығаруға арналған. Бұл құрылғының жұмыс істеу принцепі
материал бетіне шағылысқан жарық сәулесі зарядтық байланыс аспабы деп
аталатын арнайы элементпен алынады.
Қолдық сканерлер
Қол сканері – бұл үлкен емес өлшемдегі салыстырмалы қымбат емес
құрылғы. Олар кескіндерді кітаптан және журналдардан жедел сканерлеуге
ыңғайлы. Сканерлердің жолақ ені 105 мм аспайды, стандарттық рұқсат 300-400
dpi.
Барабанды сканерлер
Барабанды сканерлерде бастапқы материал барабанның үлкен жылдамдықпен
айналатын цилиндрлік жазықтығына бекітіледі. Осы типтегі құрылғы 2400-5000
dpi диапазондағы жоғарғы мүмкіндікті қамтамасыз етеді. Бұл оларда сезгіш
элементтер ретінде фотоэлектронды көбейткіштерді қолданумен байланысты (ФЭУ-
ді ПЗС орнына). Қазіргі күні барабанды сканерлер типографиялық өндірісте
ғана қолданылады.
Слайдтарды сканерлеу (слайд-адаптер)
Слайдтар мен негативтерді цифрлауға арналған арнайы сканерлер бар.
Осындай құрылғылардың негізгі өндірушілеріне Nicon және Polaroid
компаниялары жатады. Слайдтық сканерлер планшеттік немесе қол
сканерлеріне қарағанда әлдеқайда қымбат. Сондықтан оларды көп мөлшерлі
түсірулер болған кезде қолдану керек.
Графикалық планшеттер (дигитайзерлер)
Графикалық планшет (дигитайзер) профессиональді графикалық жұмыстарды
орындауға арналған Бұл суретшілердің ең негізгі құралы. Тышқанмен сызу
ыңғайсыз, ал планшеттер дизайнерлер мен суретшілерге дәстүрлік аспаптарды
(кара карындаш, қаламұш) экрандық кескін құруға мүмкіндік береді. Арнайы
программалық қамтама көмегімен планшет векторлық графика форматында
оператор қолының қозғалысын түрлендіруге мүмкіндік береді. Тышқанмен
дигитайзер абсолюттік координаттарды өлшеп, оны дәл анықтау қабілеті бар.
Осылай, планшетті қолданудың бірінші артықшылығы - қаламұш дағдылығы мен
ыңғайлылығы. Одан басқа ол графикалық программада сызық енін реттеуге
мүмкіндік береді.
Компьютерлік графиканың негізгі есептері.
Бейненің пайда болуы.
Графикалық жүйелердің түрлері.
Растрдың негізгі сипаттамалары.
Графикалық файлдардың форматтары.
Файлдарды сығу
Компьютерде кескіндермен байланысты болған өңдеу жұмыстары бірнеше
бағыттарға бөлінеді: негізгі міндеті бейнеленетін объекттердің
сипаттамаларын алу болып табылатын бейнелерді танып білу (computer vision),
бейнелерді өңдеу (image processing) және компьютерлік графика (computer
graphics). Алдынырақ бұл бағыттар бүтіндей тәуелсіз пәндер болған.
Компьютерлік (машиналық) графиканың негізгі есебі – визуализациялау (яғни
бейнені салу). Бұл жерде бейне дегенде графикалық құрылғыға (монитор,
принтер және т.б.) шығарылатын нүктелер, сызықтар және т.б. жиыны
түсіндіріледі.
Визуализация қажетті бейне сипаттамалары сақталынатын бастапқы мәліметтер
компьютерде графикалық файлдар түрінде сақталады. Графикалық файлдарға
мәліметтерді ендіру және олардан мәліметтерді алу жұмыстарын қолданбалы
графикалық бағдарлама басқарады. Қолданбалы бағдарлама мәліметтерді және
құрылған графикалық командаларды графикалық жүйеге береді (сурет 1).
Сурет 1. Қолданбалы бағдарлама және графикалық жүйенің әрекеттестік
схемасы
Графикалық жүйе нақты шығару құрылғысын (монитор, принтер және т.с.с.)
басқарушы және осы құрылғының көмегімен бейнені визуализациялауды
қамтамасыз ететін шығару бағдарламалар пакетімен қамтамасыз етілген.
Қазіргі заманғы графикалық бағдарламалар компьютерлік графиканың
интерактивтілігін, яғни қолданушыға мониторда пайда болатын бейнелерді
ендіру құралдарын (клавиатура, тышқан, джойстик және т.б.) көмегімен
динамикалық басқаруды қамтамасыз етеді.
Графикалық жүйелердің түрлері.
Шығарудың графикалық құрылғыларында бейнелер еркін сканерлеу немесе
растрлық сканерлеу арқылы құрылуы мүмкін.
Еркін (векторлық) сканерлеу жүйелеріндегі бейнелер экранда немесе
қағазда кездейсоқ тәртіппен түзу немесе қисық сызықтарды (векторлар) салу
арқылы пайда болады. Бейне қарапайым графикалық объектілер (тримитивтер)
жиынтығы түрінде ( түзу, доғал, шеңбер, тікбұрыш т.б.) қарастырылады.
Векторлық визуализация плоттерлер сияқты векторлық дисплейлерде
қолданылады. Векторлық визуализациялануда әрекеттердің әдетегі тізбегі
былай:
Перо ( қаламұшты) бастапқы нүктеге қою (дисплей үшін –электрондар шоғын
қисайту) - қаламұшты қою (сәуле жарықтығын арттыру) – қаламұшты соңғы
нүктеге жылжыту- қаламұшты көтеру (сәуле жарықтығын азайту). Векторлық
құрылғылар үшін визуациялау сапасы шығару дәлдігіне және негізгі графикалық
примитивтерге тәуелді.
Векторлық сканерлеудің кемшіліктері – бұл фигураларды тұтас толтыруда
келіп шығатын проблемалар. Расторлық сканерлеудің графикалық жүйелерінде
бейне нүктелердің және пикселдердің жиынтығы арқылы беріледі. Пикселдер
матрицасы расторды құрайды. Пикселдердің орналасуына байланысты растрдың
кеңістікте тік бұрышты, квадратты, гексоганалды және т.б. түрлері бар.
Растрдың негізгі сипаттамалары.
1. Мүмкіндігі – көрші пикселдер арасындағы арақашықтықты сипаттайды.
Ұзындық бірлігіне қатысты пикселдер санымен өлшенеді (dpi – dots per
inch – дюймде пикселдер саны)
2. Растр өлшемі – горизонталь және вертикаль бойынша пикселдер саны.
3. Пикселдер формасы – тікбұрышты, квадратты дөңгелек.
4. Түстер саны (тереңдігі) – белгілі бір пикселдің түстері туралы
ақпаратты сақтауға қажетті биттер саны.
Растрлық сканерлеу құрылғыларына монитор, пинтерлер, телевизорлер
жатады. Растрлық сканерлеудің ұйымдастырылу схемасы нақты шығу құрылығысына
байланысты. Жалпы, алдымен бірінші жолдағы бейне бөліктері (содан оңға
қарай) пайда болады, содан соң екінші қатардағы суреттің барлық бөліктері
пайда болады және т.б.
Мониторларда бейне екі жолмен пайда болады.
а) жолма-жол б) жол тастап
Жолма-жол. Мұнда сканерлеу экранның сол жақ жоғарғы бұрышынан
басталады. Сәуленің содан оңға қарай жылжу кезінде оның қарқындылығы
(интенсивтілігі) әр түрлі түстерді құру үшін модуляцияланады. Ссәуле
растрдың оң жағына жеткен уақытта сөніп, бір растр төменгі сол жақ бұрышқа
келеді. Растрдың барлық қатарлары өңделіп болған соң сәуле сол жақ жоғары
бұрышқа келеді.
Жол тастап. Бұл әдіс телевизорларда қолданылады. Алдымен растрдың тек
тақ (тақ полукадр) қатарлары, содан соң жұп (жұп полукадр) қатарлары
шығарылады. Көпшілік растрлық құрылғылар 256 дан 1024-ке дейін қатарларды
қолданады (АҚШ телевизорлары 525 қатар қолданады).
Графикалық файлдардың форматтары
Графикалық файлдың форматы – сыртқы құрылғыда графикалық
мәліметтердің берілуі және орналасуы. Ақпараттық визуациядағы сияқты
графикалық файлдардың форматтары векторлық және растлық форматтарға
бөлінеді.
Векторлық форматтардағы файлдар қарапайым графикалық объектілерді
құру үшін қажетті бейнені құраушы сипаттамаларды сақтайды. Объектінің түсі,
қалыңдығы және т.б. мәліметтер сипаттаманың бір бөлігі ретінде сақталады.
Векторлық форматта сақталынатын бейнелердің сипаттамалары жадынан онша көп
орын алмайды. Векторлық форматтың кемшілігі -бейнелер фотографияның
көріністе алынбайды.
Векторлық бейнелерді құру және өңдеу үшін арнайы векторлық қолданбалы
бағдарламалар қолданылады (векторлық редакторлар). Оларға мысал CorelDraw,
AutoCad және т.б.
Векторлық графиканың негізгі анықтамасы объект (векторлық примитив)
болғандықтан, векторлық графикалық редакторлар объекттер үстінде әр түрлі –
құру, жою, ретке келтір, қиылысу және операцияларды орындауға мүмкіндік
береді.
Сызу процесімен бірге графикалық редактор векторлық командаларды
орындайды. Графикалық файлдардың векторлық форматина мысал ретінде AutoCad
DXF (Drawing Interchange Format)-ты келтіруге болады. Бұл формат CorelDraw,
AutoCad сияқты қолданбалы бағдарламаларда қолданылады.
Растрлық форматтағы файлдарда бейне әрбір пикселінің өлшемі, түсі,
растр өлшемі, биттік тереңдігі туралы мәліметтер болады. 16 түсті кодтау
үшін бір пикселге 4 бит қажет болады, ал 256 түске 8 бит қажет. 24 битпен
224 түс (True Color) кодталады.
Осы жерден растрлық форматтағы негізгі кемшілігі келіп шығады -
жоғары сапалы бейнені сипаттау үшін үлкен көлемді жады қажет болады. Бірақ,
растрлық формат векторлық форматқа қарағанда фотографиялық сападағы бейне
смпаттамасын алуға мүмкіндік береді.
Файлдарды сығу
Растрлық форматтарға файлдардың үлкен көлемдігі проблемасы сығу
арқылы, яғни мәліметтерді ұйымдастыру тәсілін өзгертумен шешіледі.
Сығудың мынадай түрлері бар:
1. Архиватор бағдарламалар көмегімен (zip, arj, rar,...)
2. Файл форматына ендірілген алгоритм бойынша (RLE, LZW, JPEG)
RLE(Run Length Encoding) сығу әдісі - қайталанатын пикселдер екі
шамамен: пиксел түсі және қайталану санымен ауыстырылады. Біріңғай түспен
боялған бейнелерде қолданғанда тиімді. bmp, tiff, pcx форматтарында
қолданылады.
LZW (құрастырушылар Lempel, Ziv, Welch) сығу әдісі- бейнедегі
қайталанушы әшекейлерді іздеуге негізделген. Әшекейлермен (узор, өрнеу)
қаныққан бейнелер үшін тиімді. gif, tiff форматтарында қолданылады.
JPEG ( Joint Photographic Experts Group) сығу әдісі сығу әдісі - бейне
сапасын жоғалту арқылы файл өлшемін бірнеше есе кемітеді.
Бұд әдіс адам көзі түске қарағанда жарықтың өзгеруіне, сезімталдығына
негізделген. Файлды сығу кезінде көрші пикселдердің жарықтықтары туралы көп
мәліметтер сақталса, көрші пикселдердің жарықтығы туралы мәліметтер кем
сақталады.
Фотографиялық сападағы бейнелерде қолданылады. Файлдың сығылуы және
мәліметтердің жоғалу дәрежесі туралы мәліметтер қолданушы тарапынан
бақылануы мүмкін. Бұл әдіс jpeg, tiff форматтарында қолданылады.
Растрлық файлдармен Paint, Adobe Photoshop сияқты редакторлар жұмыс
істейді. Растрлық графиканың негізгі түсінігі пиксель болғандықтан,
графикалық редакторлардің құрал және командалары қолданушыға жеке
пикселдердің жарықтарымен реңктерін өзгертуге мүмкіндік береді. Растрлық
бейнелерді геометриялық түрлендіру бейне сапасының жоғалуына алып келеді.
Графикалық редакторлар растрлық бейненің өлшемдерін мына тәсілдердің
біреуімен өзгертуге мүмкіндік береді:
1. Бейне пикселдерінің барлығының өлшемдерін өзгерту арқылы. Бейненің
өлшемін ұлғайтыда видеопикселдер саны артады. Бұл бейненің
сатылығын айқындатады.
2. Бейнеден пикселдерді таңдау арқылы. Пикселдерді таңдау, жаңа пикселдерді
енгізу немесе пикселдерді жою арқылы орындалады. Мұнда жаңадан ендірілген
пиксел түсі ағымдағы пиксел және осы пиксел айналасындағы пиксел түстері
арқылы анықталады.
Векторизация (трассировка) деп бейне сипаттамаларын рсатрлық форматтан
векторлық форматқа түрлендіруге айтамыз. Ал кері түрлендіру процесі
растеризация деп аталады.
Растрлық және векторлық форматтан басқа метафайлдық форматта бар.
Метафайлдар растрлық және векторлық мәліметтерді сақтауы мүмкін. Қарапайым
метафайлдар векторлық форматтағы файлдарға ұқсас, бірақ растрлық
бейнелерді де сақтауы мүмкін. Метофайлдық форматқа мысал:
Wmf ( Microsoft Metafile)
WPG (Word Perfect Graphics Metafile)
CGM (Computer Graphics Metafile)
Метофайлдардың кемшіліктері мен ерекшеліктері растрлық және векторлық
форматтардың кемшілік және ерекшеліктері мен сәйкес келеді, бірақ
метофайлдың өлшемдері кей жағдайларда бейненің растрлық нұсқасынан кіші
болуы мүмкін.
Үшөлшемді графиканың файлдары қиялдағы немесе нақты объекттің
формалары, түстері туралы мәліметтерді сақтайды. Үшөлшемді мәліметтер бұрын
тек векторлық форматтағы мәліметтерді сақтауға арналған форматтарда ғана
қолданылған. Мұндай форматтар кейде кеңейтілген векторлық формат деп те
аталады. Көлемдік элементтерден тұратын үш өлшемді расторды воксель деп
атайды. Воксель (voxel – volume elemet) пикселдің екі өлшемдегі растрдағы
аналогы болып табылады. Әрбір воксельдің түсі, айқындығы (прозрачность)
бар. Воксельдің толық айқындығы нүкте көлемінің бос екенін білдіреді.
Векторлық графикалық форматтар.
WMF Векторлық формат.
WMF (Windows Metafile) векторлық форматы векторлық бейнелерді сақтау
үшін пайдаланылады, мысалы бұл форматқа Clipboard, алмастыру буфері арқылы
тасымалданғанда векторлық бейнелер конверттелінеді, сондықтан берілген
форматты редакторлау үшін ешқандай арнайы қолданба жоқ.
EPS векторлық форматы.
EPS векторлық форматы (Encapsulated PostScript) PostScript-файлының
варианты. Оны Adobe Systems фирмасы цифрлық, графиканың және полиграфияның
қажеттілігі үшін әмбебап формат ретінде құрған.
Бейнелер файлда екі вариантта (TIF сияқты форматында) сақталады:
негізгі вариант-ол тілдегі сипаттама сияқты сақталған вектордың өзінің
бейнесі.
PostScript, және қосымша вариант - ол алдын - ала көру үшін (TIF
форматында) пайдаланатын кішірейтілген тығыздықпен пиксельдік бейне.
Одан басқа PostScript тілін (әрине, осыдан пайда болатын жағдайларға
өте көніл аудару қажет) қолдамайтын беттеу программаларында пиксельдік
бейнелер экранда бейнеленеді және баспа құрылғысында басылып шығарылады.
Өзінің сенімділігінің, көптеген программалармен платформалармен
үйлесімділігінің және бапталатын параметрлер жиынының көптігінің арқасында,
EPS-форматын көптеген программалық және аппараттық қамтаманы құрушылар
таңдайды.
PDF Векторлық форматы.
PDF векторлық форматы (Portable Document Format – тасымалданатын
құжаттар форматы ) – бұл PostScript, тілінің тағы бір ипостасы, ал атап
айсақ, оның платформааралық формат сияқты бағдарланған, вектор сияқты
иллюстрациясы бар беттердің жинақталған макеті және пиксельдік шрифтік,
гипермәтіндік сілтемелермен, дыбыстармен және анимациялық фрагменттермен
оптимизацияланған версиясы.
Өте үлкен емес мөлшерді қамтамасыз ету үшін компрессияның әртүрлі
әдістері пайдаланылады.
AI векторлық форматы.
AI Векторлық форматы Adobe фирмасына жатады және Adobe Illustrator
векторлық редакторының ішкі форматы.
CDR Векторлық форматы.
CDR векторлық форматы Corel фирмасының және CorelDRAW векторлық
редакторының ішкі форматы.
FH Векторлық форматы.
FH векторлық форматы версиясының реттік номерімен Macromedia фирмасына
жатады және FreeHand векторлық редакторының ішкі форматы.
Компьютерлік графикадағы түстер.
Түстер теориясының негізгі түсініктері.
Түстік модельдер.
RGB аддитивті түстік модельдері.
CMY(К) түстік моделі.
HSB және HSL түстік моделі.
Түспен біз барлық жерде кездесеміз. Ол біздің демалып отыған ауа
сияқты. Біздің өміріміздің негізгі компонентті. Бізді таң қалдырған
қарапайым түстер бірлестігіне көңіл аударсақ өз-өзімізге түс дегеніміз не ?
деген сұрақ туындайды. Тоқтап ағаш басындағы жасыл түстің түрлі түсіне
көңіл аударсақ , біз олардың өзара айырмашылығымен басқа ағаш айналасындағы
жасыл шөптерден де айырмашылығы бар. Күн ашық күндегі жарық пен көлеңкені
байқаңыз.
Ғылымда адам көзінің жануарлардан айырмашылығы түсті айыра алатындығын
дәлелдеген. Көз сырттан ақпараты қабылдайтын каналдар бірінің функциясын
атқаратындықтан, түс оны интерпретациялау процесінде маңызды роль атқарады.
Түстің адамға әсері көп. Ол күнделікті өмірде біздің көңіл күйімізді
анықтайды. Біздің жұмыс қабілетімізге және психологиялық жағдайымызға әсер
етеді.
Түстік модельдер
Түстік модельде құру негізінде әмбебап тілдерді қолдану жатыр, олар
математикалық стандартты өрнектер көмегімен нақты түсті сипаттау тәсілін
іске асыруға көмектеседі. Олардың көмегінсіз сандық кескіндердің баспаның
редактрлеу,сканерлеудің өңдеудің ешбір кезеңін орындай алмаймыз. Қазіргі
компьютердегі программада түспен басқару режимдерге түстік модель көмегімен
іске асырылады. Түстік модельдер (немесе түстік кескіндік ) түсті
сипаттаудың концептуальды және мөлшері үшін амалдарын ұсынады. Негізгі
түсті концептуальды ұсынылатын танысқаннан кейін сіз жұмыс барысында
түстер арасындағы қатынасты жақсы түсінесіз. Режим бұл анықталған түстік
модельдердің нақты графикалық программа көлемінде іске асырылу тәсілі.
Түстік модельдің түсінігі
Түстік модельдер (color model) спектрдің анықталған түстік ауданын
математикалық сипаттау үшін қолданылады. Көптеген компьютерлі түсті
модельдер адамдар көзімен қабылданатын үш негізгі түстер қолдануға
негізделген. Әр негізгі түске анықталған сандық код мәні меншіктеледі,
содан кейін қалған түстердің барлығы негізгі түстер комбинациясы ретінде
анықталады. Осындай тәсілді сүретшілер шектеулі түстер палитрасы базасында
сүрет салу үшін қолданады. Түстік модельдер түсті математикалық ұсынылуына
қарамастан әлсіз. Бірақ олар компьютерлік программада шығарылатын түстің
бірмәнді анықталуы үшін қолданылу ыңғайлы. Егер мониторға R.255 G000 В255
түсті сигналын жіберсек онда жақсы мониторда жақсы бір түс пайда болу
керек. (берілген жағдайда ) өзінің негізінде не жатқанына тәуелсіз кез-
келген модель үш талапты қанағаттандыруы керек:
- қандай болмасын нақты құрылғы мүмкіндіктеріне тәуелсіз, түстерді
кейбір стандартты әдіспен анықтауды іске асыру ;
- қайта өңдейтін түстер диапазонын нақты беру;
- түстерді қабылдау механизімін ескері шағылысу немесе сәулелену.
Қазіргі графикалық дестелер керек түсті модельді таңдау үшін дамыған
интерфейстер орналасады. Ары қарай бұл бөлімде қазіргі графикалық
дестелерде қолданылатын көптеген түстік модельдер толық қарастырылады.
Түстік модельдер типі
Графикалық дестелердің көпшілігі түстік модельдердің кең көлемімен
операцияларды олардың бір бөлігі арнайы мақсаттарға құрылған, ал келесі
бөлігі-бояудың маңызды типтері үшін атап өтелік CMY, CMYK, RGB, HSB, HLS,
Lab, YIQ және YCC.
Әрекеттер принциптері үшін аталған түстік модельдерді үш класқа бөлуге
болады.
- аддитивті (RCB), түстерді қоюға негізделген;
- субтрактивті (СМУ, СМУК) есептеу операциясының негізін құрайды
(субрактивті синтез)
- перцепционды (HSB, HLS, Lab, YCC) қабылдауға қор жинайды.
Нақты түстік модельге көшпестен бұрын түс табиғатына тән физикалық
заңдылықтарға назар аударайық.
Аддитивті түстік моделдер
Аддитивті түсті әртүрлі түстер жарық сәулелерін біріктіру жолымен
Грассман заңы негізінде алынады. Көптеген түстері үш негізгі түстік код
көрінетін спектрдің компоненттерін араластырылғанда алынады. Мұндай түстер
теорияда бастапқы түстер деп аталады, қызыл (Red), жасыл ( Green) және көк
(Blue) түстер. Бастапқы түстерді жұпты араластырғанда екінші түстер пайда
болады: көгілдір (Cyan), сары (Yellow) бастапқы және екінші түстер қорлық
үстерге жатады. Көрінетін түстердің барлық спектрын алуға болатын түстерді
қорлық түстер деп атайды.
Аддитивті түстер жүйесі – сәулеленетін түстерде қолданылады (монитор,
жарық шығарушы материалдар). RGB моделінде аддитивті түс (add -қосу)
негізгі базалық әртүрлі интенсивтіліктегі үш түстің сәулелерінің қосылуында
пайда болады – қызыл (red), жасыл (green), көк (blue). Осы негізгі
түстердің интенсивтілігі 100 пайызға жетсе ақ түс пайда болады, үш түстің
де болмауы қара түсті береді. Жарықтық градациясына 1 байт бөлінеді: 0-
қара, 255- ақ түс. RGB – моделі үшін базалық түстердің араластыру схемасы
төмендегі суретте келтірілген.
Аддитивті синтез көмегімен жаңа түстерді алу үшін әртүрлі
комбинациялауға 2 негізгі түстерді қолдануға болады. Қызыл және жасыл
түстерді қолданып екі бастапқы қорда жаңа түстерді алу сұлбасы келтіріледі.
Қызыл және жасыл әртүрлі пайызды екі бастапқы шешім базасында түстерді жаңа
түстер аддитивті синтез.
Аддитивті түстер жарақаттану жүйелерінде видеожүйелерінде,
фотоүлгілерінде, жазба құрылғыларында, мониторда, сканерде, сандық
комераларда, кең қолданыс тапты. RGP модельдерді тұрғызу үшін
қолданылатынбастапқы немесе Аддитивті түстердің тағы бір атауы. Кейде
интенсивті жарықты түске қосқан кезде түстер көбейеді мұндай модельдерді
қосатын немесе терминдер деп аталады, олар RGВ –модельді сипаттау үшін
қолданылады.
Қызыл, жасыл көк түстердің интенсивтілігінен пайда болатын түстер
кеңістін түстер кубы ретінде бейнелейді.
Кубтың А В С төбелері сәйкесінше жасыл, көк және қызыл
түстердің ең жоғары интенсивтіліктеріне сәйкес келеді. Осы төбелерден
құрылған үшбұрыш паскаль үшбұрышы деп аталады. Үшбұрыш периметрі жоғары
қанықтықтағы (насыщенность) түстерге сәйкес келеді. ОD кесіндісінде сұр
түстің реңкі (оттенок) болады. Мұнда О – нүктесі қара, ал D – нүктесі ақ
түске сәйкес келеді.
Кейбір түстер үшін RGB - моделінде коэффиценттер теріс болуы
мүмкін, яғни RGB моделінде кейбір түстерді бейнелеу мүмкін емес. Осы
проблеманы шешу үшін 1931 жылы Халықаралық комиссия XYZ түстер жүйесін
қабылдады. Бұл жүйеде базалық түс ретінде шартты түрде X,Y және Z түстері
қабылданды (бұл түстер ешқандай түстерге сәйкес келмейді). Y шамасы адам
көзінің жарыққа сезімділігімен бірдей. XYZ моделі үшін түстер графигі
хроматикалық координаталарда бейнеленеді.
x=X(X+Y+Z)
y=Y(X+Y+Z)
х
қызыл
у
Мұнда D мониторда тірек ақ түсі.
Субрактивті түстік модельдер
Графикалық бейнелерді печаттау үшін шағылысқан жарықпен жұмыс
істейтін субтрактивті (subtract - алу) түстер жүйесі қолданылады. Соңғы
кезде субрактивті терминнің синонимі деп шығарылатын термині
қолданылады. Бұл атау бояғыш жабылған жарықтың шағылысуына байланысты пайда
болады.
Ақ қағаз жарық түскен кезде барлық түстерді қайтарса, боялған
қағаз түстердің бір бөлігін жұтады.
Монитор экранына қарағанда жарық шағылысуына негізделген түстерді
қайта өндіру, басылатын бет тек түсті ғана бейнелейді. Сондықтан бұл
жағдайда RGB модель қолайсыз. Оның орнына басылатын түстрді сипаттау үшін
субрактивті түстерге бағаланатын СМУ моделі қолданылады.
Аддитивті түстердің субрактивті түстерден айырмашылығы жарықтың
жалпы сәулесінен екінші түстерді есептеунде.
Бұл жүйеде ақ түс барлық түстер болмағанда пайда болады, олар
болғанда қара түс береді.
Субтрактивті СМY жүйесінде негізгі түстер – көгілдір (бирюзовый, Суаn),
қара қошқыл (пурпурный, Мagenta) және сары (желтый, Үellow).
Осы түстердің әр қайсысы печаттау парағына түсетін түстерді ақ түстен
алып тастайды (жұтады). Көгілдір бояғыш зат жасыл және көк компонентті
қалдырып, қызыл түсті алып тастайды, ал таңқурай (малиновый) бояғыш зат
жасыл түсті жұтса, жасыл бояғыш зат көк түсті жұтады. Ақ түс осы үш түстің
болмауынан келіп шығады.
Түстің субрактивті синтез негізінде жатқан физикалық процестер
шағылысқан және бейнеленген түс бөлімінде қаралған. Біз осы модельді
қолданудың кейбір бөлшектерін атап өтеміз. Біз аддитивті және субрактивті
түстерді байланыстратын қатынас жазуымыз керек:
Жасыл+көк=көгілдір
Жасыл+қызыл=сары
Қызыл+көк=қара қошқыл
Жасыл+көк+қызыл=ақ
Көгілдір+сары+қара қошқыл=қара
Сонымен бояғыш жағылған қағазға ақ жарық түскенде не болады. Егер
бояғыш көгілдір болса онда, спектірден қызыл түсті алып, көгілдір түсті
бейнелейді.
Қарақошқыл жасыл түсті, сары – көк түсті, егер басу кезінде қара
қошқыл мен сары түсті қойса, онда қызыл түс алынады. Субрактивті түсті
үшеуінде қойса, онда нәтижесі қара болады.
Полиграфияда бояйтын затты баспа бояуы д.а. бояу сүйық немесе қатты
пигмент бөліктерінен тұрады. Қатты пигмент бөлігінің орнына бояғыштар
қолданатын бояулар бар, лоарды әдетте қара сия деп атайды.
Бояулар, сиялар тлерлер триадты немесе аралас деп бөлінеді. Триядты
бояулар спектральды сипаттамалармен сәйкестелген: сары көкте, қарақошқыл
жасылда, көгілдір қызылда.
Аралас бояулар жеке ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Шығару құрылғыларының классификациясы.
Графиканың тарихы 1930 жылдан басталады деп санауға болады, өйткені
осы жылы АҚШ-та Владимир Зворыкин “Вестингхаус” (Westinghouse)
компаниясында қызмет етіп жүріп электрондық –сәулелі түтіктерді
(электронная лучевая трубка, ЭЛТ) ойлап тапты. Электрондық –сәулелі
түтіктер қазіргі заманғы телевизиялық кинескоптардың негізі болып табылады.
Ал компьютерлік графиканың тарихы 1951 жылдың желтоқсаныннан басталады. Осы
жылы Массачусет технологиялық институтында (МТИ) АҚШ әскери-теңіз флоты
үшін Вихрь компьютеріне алғашқы дисплей жаратылды. Осы дисплейді ойлап
тапқан МТИ инженері Джей Форрестер. Компьютерлік графиканың негізін қалаушы
ғалымдар қатарына Айвен Сазерландты атауға болады. Ол 1962 жыды МТИ-да
Sketchpad компьютерлік графика бағдарламасын құрды. Бұл бағдарлама
қарапайым фигураларды (нүкте, түзу, доға,..) салып қана қоймай, фигураларды
айналдыра алатын еді. Осы бағдарламадан соң, кейбір “Дженерал моторз”,
“Дженерал электрик” сияқты ірі компаниялар компьютерлік графика саласында
зерттеу жұмыстарын жүргізді. 1982 жылдан бастап компьютерлік графика
киномотография саласында пайдалана бастады.
Компьютерлік графика – әр түрлі кескіндерді (суреттерді, сызбаларды,
мультипликацияларды) компьютердің көмегімен алуды қарастыратын
информатиканың маңызды саласы.
Дербес компьютерді пайдаланушылардың қатарында компьютерлік графикамен
айналысатындардың саны күн санап артып келеді. Қазіргі кез-келген мекемеде
кей уақытта газеттер мен журналдарға жарнамаларға тапсырыс беру немесе
жарнамалық парақшалар мен буклеттер басып шығару қажеттілігі туындайды.
Олардың кейбіреулері осындай жұмыстарды арнайы дизайнерлік бюролар мен
жарнамалық агенттіктерге тапсырса, кейбіреулері қолда бар программалық
құралдарын пайдаланып, өз күштерімен жасауға тырысады.
Қазіргі танымал программалардың ешқайсысы компьютерлік графикасыз
жұмыс істемейді. Статистикаға сүйенсек, жаппай қолданыста жүрген
программаларды жасап шығарушы программистік ұжымның қызметкерлері өз
жұмыстарының 90 % уақытын осы графикамен шұғылдануға жұмсайды екен.
Графикалық программаларды кең көлемде қолдану қажеттілігі Интернеттің
және бірінші кезекте миллиондаған интернет парақтарын бір өрмекпен
байланыстырған World Wide Web қызметінің пайда болуынан туындады. Өйткені
компьютерлік графикасыз безендірілген web-парақтың бүкіләлемдік желіде
басқалардың көзіне түсіп, танымал болуы екіталай.
Қазіргі компьютерлік графика тек көркемдеу мен безендірумен үшін ғана
емес, ғылым мен медицинаның барлық саласында, коммерциялық және әкімшілік
қызмет орындарында алуан түрлі ақпаратты көрнекі түрде көрсету үшін
сызбалар, графиктер, диаграммалар жасау үшін қолданылады.
Конструкторлар автомобильдің немесе ұшақтың жаңа үлгілерін құрастырған
кезде олардың соңғы көрінісін алу үшін үшөлшемді графикалық объектілерді
қолданады. Архитекторлар монитор экранында болашақ ғимараттың кең көлемді
кескінін жасап, оның жер бедерімен қалай жанасатынын алдын-ала болжай
алады.
Қазіргі компьютерлік графика қолданылу әдісі бойынша мынадай негізгі
салаларға бөлінеді:
Ғылыми графика. Алғашқы компьютерлер тек ғылыми және өндірістік
есептерді шығару үшін қолданылды. Есептерден шыққан нәтижелерді дұрыс
түсіну үшін оларды графикалық тұрғыда өңдеп, графиктер, мен диаграммалар,
сызбалар тұрғызған. Машинадағы алғашқы графиктерді символдық режимде басып
шығаратын. Кейін сызбалар мен графиктерді қағазға қаламұштың көмегімен
сызатын арнайы құрылғылар – графиксалғыштар (плоттерлер) пайда болды.
Қазіргі заманғы ғылыми компьютерлік графика әр түрлі есептеу
тәжірибелерін жүргізіп, олардың нәтижесін көрнекі түрде көрсетуге
мүмкіндік береді.
Іскерлік графика – қандай да бір мекеме жұмысының көрсеткіштерін
көрнекі түрде ұсыну үшін қолданылатын компьютерлік графиканың маңызды
саласы. Іскерлік графиканың көмегімен жоспар көрсеткіштерін, есеп
құжаттарын, статистикалық есептерді және т.б. объектілерді көрнекі түрде
ұсынуға болады. Іскерлік графиканың программалық жабдықтары электронды
кестелердің құрамында болады.
Контрукторлық графика - инженер-конструкторлардың, архитекторлардың,
жаңа техниканы ойлап шығарушы өнертапқыштардың жұмысында қолданылады.
Компьютерлік графиканың бұл түрі САПР-дың(систем автоматизации
проектирования- жобалауды автоматтандыру жүйесі) міндетті элементі болып
табылады. Конструкторлық графика құралдарын пайдалана отырып жазықтықтағы
кескіндерді (проекциялар, сызбалар) ғана емес, кеңістіктегі үшөлшемді
кескіндерді де жасауға болады.
Суреттеу графикасы (көркем графика) деп компьютер экранында ерікті
түрде сурет салу мен сызуды айтады. Суреттеу графикасының пакеттері жалпы
мақсатта пайдаланылатын қолданбалы программалық жасақтамалардың қатарына
енеді. Суреттеу графикасында қолданылатын қарапайым программалық
жабдықтарды графикалық редакторлар деп атайды.
Жарнамалық графика – теледидар пайда болғаннан кейін танымал бола
бастады. Қазір компьютердің көмегімен жарнамалық роликтер, мультфильмдер,
компьютерлік ойындар, видеодәрістер мен видеопрезентациялар жасалады.
Оларды жасау үшін қолданылатын графикалық пакеттер осы мақсатта
қолданылатын компьютерлердің жады мен жұмыс істеу жылдамдығына үлкен талап
қояды. Осы графикалық пакеттердің басты ерекшелігі ретінде олардың шыншыл
кескіндер мен қозғалатын суреттерді жасау мүмкіндігін айтуға болады.
Үшөлшемді объектілерден тұратын суреттерді салу, оларды бұру, жақындату,
аластату, деформациялау үлкен көлемде математикалық есептеулерді қажет
етеді. Мысалға, объектінің жарықтылық деңгейін сол объектіге түсіп тұрған
жарық көзін, оны қоршаған заттардың, олардың көлеңкелерін есепке ала отырып
бейнелеу үшін оптиканың заңдарын есепке алатын күрделі есептеулерді
жүргізу қажет.
Компьютерлік анимация деп дисплей экранында қозғалатын кескіндерді
жасау өнерін айтады. Суретші қозғалатын объектінің бастапқы және соңғы
қалпын бейнелейтін суреттерді ғана салады, ал осы екі суреттің арасындағы
барлық қозғалысты компьютер осы объектіні қозғалтуға қажетті алдын-ала
белгіленген математикалық есептеулерді орындай отырып өзі суреттеп шығады.
Белгілі бір жиілікпен бірінен кейін бірі пайда болатын осындай суреттердің
жиынтығы экранда қозғалатын суреттерді бейнелеуге мүмкіндік береді.
Мультимедиа деп - компьютер экранындағы жоғары сапалы кескінді
дыбыстық сүйемелдеумен біріктіруді айтады. Мультимедиа құралдары оқу-
ағарту саласында, электронды ақпарат құралдарында және т.б. мақсатта
қолданылады. Мультимедиа мүмкіндіктерін толық пайдалану үшін компьютерге
арнайы программаларды орнатып қана қоймай, арнайы құрылғыларды қосу қажет.
Компьютерлік графиканың түрлері
Компьютерлік графика үш түрге: растрлық, векторлық және фракталдық
болып бөлінеді. Олар бір-бірінен монитор экранында бейнелену және қағаз
бетіне басып шығарылған кезде кескіндердің қалыптасу принциптері бойынша
ажыратылады.
Растрлық графикада кескіндер түрлі-түсті нүктелердің жиынтығынан
тұрады.Графикалық ақпараттың осындай нүктелер жиыны немесе пиксельдер
түрінде ұсынылуы растрлық түрдегі ұсынылу болып табылады. Растрлық кескінді
құрайтын әрбір пиксельдің өз орны мен түсі болады және әр пиксельге
компьютер жадында бір ұяшық қажет.
Растрлық кескіннің сапасы сол кескіннің өлшеміне (тігінен және
көлденең орналасқан пиксельдердің саны) және әр пиксельді бояуға қажетті
түстердің санына тәуелді болады.
Мұндай типті кескіндер Adobe Photoshop, Corel Photo, Photofinish
секілді қуатты графикалық редакторларда өңделеді. Растрлық кескіндер
векторлық кескіндерге қарағанда сапасы жоғары, әсерлі болады. Қарапайым
фотосуреттердің өзі компьютерде растрлық кескін түрінде сақталады. Растрлық
кескіндерді Paint, Adobe Image Ready секілді программаларды қолданып қолдан
жасауға да болады.
Растрлық кескіндердің артықшылықтары да, кемшіліктері де бар.
Артықшылығы: растрлық кескінді түзетуге, әдемілей түсуге, яғни оның
кез-келген бөлігін өзгертуге болады; нүктелерді қажет болмаса ішінара алып
тастауға немесе қоюлатуға, сондай-ақ кескіннің әр нүктесін ақ-қара немесе
басқа кез келген түске өзгертуге болады.
Кемшілігі: растрлық кескін өлшемінің масштабын өзгерткенде (бір немесе
бірнеше бағытта созу немесе сығу) кескіннің сапасын жоғалтатыны. Мысалы,
кескінді үлкейткенде, оның көрінісі дөрекіленіп кетсе, кішірейткенде –
кескін сапасы өте нашарлап кетеді (нүктелерін жоғалтқандықтан).
Растрлық кескіндердің тағы бір кемшілігі – файлдар өлшемдерінің өте
үлкендігінде (түстері неғұрлым көп және сапасы жоғары болған сайын, олар
соғұрлым үлкен болады).
Бірақ бұл кемшіліктеріне қарамастан, қазіргі техникада растр өте
жоғары сапалы кескін алуға мүмкіндік береді. Сондықтан растрлық кескіндер
көркем графикада кеңінен қолданылады.
Растрлық графика электронды (мультимедиалық) және полиграфиялық
басылымдарды жасап шығару үшін де жиі қолдылады. Растрлық графикалық
редакторлар көбінесе жаңа суреттерді салу үшін емес, дайын суреттерді өңдеу
үшін қолданылады. Осы мақсатта көбінесе суретшілердің қолымен салынған
дайын суреттер сканерленіп алады немесе фотосуреттер алынады. Соңғы кездері
растрлық кескіндерді компьютерге енгізу үшін сандық фотокамералар мен
видеокамералар кеңінен қолданылуда.
Векторлық кескіндер, бұл - сызық, доға, шеңбер және тікбұрыш сияқты
геометриялық объектілер жинағынан тұратын кескіндер. Бұл жерде вектор
дегеніміз - осы объектілерді сипаттайтын мәліметтер жиынтығы.
Векторлық графиканың басты артықшылығы оған кескін сапасын жоғалтпай
өзгеріс енгізуге, оңай кішірейтуге және үлкейтуге болатындығы. Келесі
артықшылығы - векторлық кескіндердің ақпараттық көлемі растрлық
кескіндермен салыстырғанда әлдеқайда аз болады. Векторлық кескіндер
СorelDRAW, Adobe illustrator, Micrografx Draw секілді векторлық графикалық
редакторларда жасалады.
Векторлық графикамен жұмыс істеуге арналған программалық құралдар
бірінші кезекте кескіндерді өңдеу үшін емес, оларды жаңадан салу үшін
қолданылады. Бұндай құралдар жарнама агенттіктерінде, дизайнерлік
бюроларда, редакциялар мен баспаханаларда кеңінен қолданылады. Қарапайым
геометриялық объектілер мен қаріптерді пайдалануға негізделген безендіру
жұмыстары векторлық графика құралдарының көмегімен әлдеқайда оңай іске
асады.
Фракталды графиканың жасалу әдісі сурет салуға немесе безендіруге
емес,програмалауға негізделеді. Егер растрлық графикада растр (пиксель), ал
векторлық графикада сызық базалық элемент болып табылса, фракталдық
графикада математикалық формуланың өзі базалық элемент болып табылады, бұл
компьютердің жадында ешқандай объект сақталмайды, кескін тек қана теңдік
бойынша салынады деген сөз.
Интерактивті графикалық жүйелердің негізгі есептері.
ИГЖ-ді қолдану аймағы.
ИГЖ-ді қолданудың жіктелуі.
ИГЖ қысқаша тарихы.
Компьютердің ең маңызды функциясы – ақпаратты өңдеу. Кескіндермен
байланысты ақпаратты ерекше атап өтуге болады. Ол негізгі үш бағытқа
бөлінеді: компьютерлік графика (КГ), кескіндерді өңдеу және кескіндерді
тану.
Компьютерлік графиканың мақсаты – көрсетушілік (визуализация), яғни
кескінді құру. Көрсетушілік сипатталатын затты бейнелеуден тұрады.
Көрсетушіліктің көптеген әдістері мен алгоритмдері бар. Олардың бір-бірінен
нені бейнелеу керек және оны қалай бейнелеу керек екендігі жөнінде
айырмашылықтары бар. Мысалға, адамның ойында тек қана мына бейнелер болуы
мүмкін – функция графигі, диаграмма, схема, карта. Немесе керісінше -
компьютерлік ойындарда, көркем фильмдерде, тренажерда, архитекторлық
жобалау жүйелерінде сценаны кескіндеу. Мұнда ең маңызды және бір-бірімен
байланысты факторлар кадрларды өзгерту жылдамдығы, сценаның объектілермен
толтырылуы, кескіндеу сапасы, графикалық құрылымдардың ерекшеліктерінің
тіркелуі болып табылады. Ақпаратты өңдеу кезінде, яғни мониторда
кескіндеумен байланысты үш бағыт бар: COMPUTER VISION, IMAGE PROCESS-ING
және COMPUTER GRAPHICS. Образдарды танудың негізгі есебі бар кескіндеуді
символдардың түсінікті форальді тілінде түрлендіру болып табылады.
Образдарды танып білу немесе техникалық көру жүйесі (COMPUTER VISION) деп –
кескіндеуді сипаттауды алу әдісі, немесе берілген кескіндеуді қандай да бір
класқа жатқызуды (бұл жағдайда мысалға, почтаны сараптауды) айтамыз.
COMPUTER VISION-нің негізгі есебі болып объектілердің склетизациясы жатады,
яғни объект негізі, скелеті. Мысалыға қандай да бір сцена бар делік
(аудитория, бөлме және т.б.). Компьютер осы сценаға сипаттама беруі керек
(онда заттар бар ма, қандай жарықтану және т.б.). Computer Vision (CV)
кескіндеуді сипаттауға ауыстырады.
CV
Кескіндерді өңдеу (IMAGE PROCESSING) кіру және шығу деректері
кескіндеу болатын есептерді қарастырады. Мысалы, шумды болдырмау және
деректерді сығымдауда кескіндерді беру, кескіндеудің бір түрден екінші
түрге ауысуы (түрлі-түстіден ақ-қараға) және тағы басқа. Image Processing
– кескіндеуді өңдеу.
IP
Кескіндеуді өңдеу есептері:
1. Кескіндеуде дефектіні алып тастау (мысалы, фото-пленкада қарды алып
тастау
2. Кескіндеуді жақсарту (мысалы, ұсталынбаған фотосуретті сәл
қараңғылау)
3. Кескіндеуді жеңілдету (мысалы, түрлі-түстіні ақ-қараға, каркасқа)
Компьютерлік (машиналық) графика (COMPUTER GRAPHICS) - Бейнеленбейтін
табиғат мәліметі шығатын бейнелеуді қайта түрлендіру. Мысалы
экспериментальді деректерді графика, гистограмма немесе диаграмма түрінде
көрсету, компьютерлік ойындарда ақпаратты экранға шығару, тренажерда
сценаны синтездеу болып табылады.
Сурет 1.1
Компьютерлік графика – құру, сақтау және модельдерді өңдеу және оларды
ЭЕМ көмегімен кескіндеуді оқып үйренетін ғылым. Егер қолданушы
объектілердің сипаттамаларын басқаратын болса онда оны интерактивті
компьютерлік графика деп түсінуге болады.
Мынадай схеманы аламыз
Кескіндеу
Объектіден таралатын және контуры мен деталын көрсететін оптикалық
сәуле жүйесі нәтижесінен өтетін сурет - оптикалық кескін болады.
Кескіндеуді оптикалық сыйымдылық функциясы көмегімен сипаттауға болады:
I = g(x,y) – үздіксіз жарық функциясы
Егер де біз белгілі бір нүктелерде функцияның мәнін алатын болсақ,
онда матрицаны аламыз (gij матрицаның әрбір элементінде (i,j) –
нүктесіндегі интенсивті функция мәні). Осы матрицаның көмегімен кескін
машинаға беріледі. Бейнеленетін матрицаның элементі - picture element-
pixel.
Егер кескін ақ-қара болса, онда бізге градация да жеткілікті:
0 – жарықтың жоқтығы (қара);
255- ақ.
Сондықтан бізге әрбір пикселге 1 байт жеткілікті.
Интерактивті компьютерлік графиканың аппараттық қамтамасыздандыруы
Бұл дәрісте біз негізінен графикамен тиімді жұмыс істеудегі
компьютерге қойылатын талаптарды қарастырамыз. Мұнда біз компьютерлік
техниканың қарыштап дамуына байланысты бұл талап үнемі өсіп отырғанын
атап өтуіміз керек. Келесі ішкі пунктер қарастырылады:
• Кескінді енгізу және шығару әдістері жайындағы алдын-ала ескертулер;
• Компьютер құрлымы мен кешені;
• Компьютердің графикалық жүйесі;
• Периферия;
• Графикалық мәліметтерді енгізу құрылғысы.
Бейнені енгізу және шығару құралдары жөнінде алдын-ала ескертулер
Компьютерде сандық кескінді басқару үшін тек қана графикалық редактор
емес сонымен бірге оларға сәйкес ДК аппараттық бөлігі қажет. Сіздің
жабдығыңыз тиімді жұмыс істеуі үшін ДК мынандай сипаты болу керек,
графикалық ақпаратты тез, қолайлы және ыңғайлы өңдеуді қамтамасыз ету
керек. Бұл дәрісте біз компьютерлік “темірдің” құрамын және құрлымын
қарастырамыз. Дәрістік матералдарды дайындаған кезде графика ауданындағы
компьютерге деген минимальді талаптар жиыны келесідей болды:
• қолдау параметрі 1024 х 768 нүкте және одан жоғары деңгейге
рұқсатталады;
• түс тереңдігі 24 бит (TrueColor);
• 64 Мбайт кем емес ЖСҚ (ОЗУ) болуы ;
• CD-ROM болуы.
Компьютер құрылымы және комплектісі. Монитордың негізгі сипаттамалары.
Графикалық бейнелерді баспаға шығару. Графикалық жұмыс станциялары.
Дерес компьютердің базалық конфигурациясы келесі құрылғыдан тұрады:
- жүйелік блок;
- монитор;
- пернетақта;
- басқарушы тышқан.
Компьютерге қосымша құрылғы қосылады. Оларды перифериялық деп атайды:
принтер, джойстик, сканер, музыкалық қойлым, модем, плоттер, дигитайзер,
сандық фотокамера, жарықтық перо, графикалық планшет және т.б. Үстелдік
ДК компьютерлерден басқа тасымалдау компьютерлер бар. Қазіргі тасымалдау
компьютерлерін ағылшынша ноутбук (note-book, немесе блокнот түріндегі
компьютер ) деп жиі атайды.
Жүйелік блок
Жүйелік блок дербес компьютердің орталық компоненті болып табылады.
Оның корпусының ішінде компьютердің негізгі электрондық құрлымдар бар,
оларға мыналар кіреді:
• видеоадаптерлі жүйелік тақта;
• қорек блогы;
• қатты және иілгіш магниттік дискілердегі жинағыштар.
Олардан басқа, жүйелік блокта компакт-дискідегі жинағышты, дыбысты
тақтаны, видеобластерді, перифериялық құрылғылар бақылаушы тақтасын ішкі
модемді орналастырады.
Корпус
Жүйелік блок корпусы екі типте дайындалады:
• горизонтальді корпус - desktop (сөзбе сөз үстел беті);
• вертикальді корпус - tower (мұнара), бірнеше варианттар кіреді:
• Mini-Tower, Midi-Tower, BigTower, Super-Big-Tower, File Server.
Аналық(жүйелік) тақта
Аналық (жүйелік) тақта жүйелік блоктың негізгі элементі болып
табылады. Оған компьютердің жүйелік блогының жеке компоненттері орнатылады.
Сондықтан оның сапасы компьютердің әртүрлі түйіні арасындағы әсер ету
жылдамдығы және беріктігімен анықталады.
Манипуляторлар
Алғашқы дербес компьютерлер ақпаратты енгізу үшін қолданған және
компьютердің бір ғана құрылғысымен басқарған (пернетақтамен). Бұдан
қарапайым басқаруды жүзеге асыру үшін жүйеге қосымша параллельді пернетақта
құру қажет болды. Бұл талапты Стенфорд зерттеу институтынан (АҚШ) Дуглас
Энджелбарт шешті. 1970 жылы ол манипуляторға патент алды. Басында мұндай
манипулятор X-Y позиция индикаторы деп аталды. Ол қазіргі тышқанның
бұрынғы бейнесін берді. Соңынан манипулятордың басқа түрлері құрылды-
трекболдар және джойстиктер.
Тышқан
Тышқан компьютерде графикалық ақпаратты енгізудің маңызды құралы
болып табылады. Қазіргі программалық өнімде қүрделі қабықшасы бар, тышқан
программаны басқаратын негізгі құрал. Тышқанның элементі ретінде кең
тараған конструкциясы тығыз резинкапластикадан жасалған шар оның
қозғалысын қадағалайды
Трекболдар
Трекбол – бұл үлкен өлшемді шарлы аударылған тышқан түрінде елестетуге
болатын ақпарат енгізу құрылғысы. (сурет. 1.2). Трекболдың деректерді
беру және әсер ету принципі тышқандікіндей.
Джойстиктер
Джойстик ақпаратты енгізетін координаттық құрылғы және ол компьютерлік
ойын және компьютерлік жаттығу облысында көп қолданылады.
Пернетақта
Пернетақта – бұл компьютерге ақпарат енгізетін құрал. Ол бастырманы
басқан кезде шағылысатын белгілі электрлік тізбектерді қабылдайтын
механикалық тіркемелер жиыны. Қазіргі кезде пернетақтаның екі түрі
таралған: механикалық және мембраналық айырып қосқышты пернетақталар.
Компьютердің графикалық жүйесі
Компьютердің графикалық жүйесіне видеокарта және монитор кіреді,
сондықтан видеокартаны монитормен бірге алуға болады, сонымен бірге жақсы
видеокарты –жақсы монитормен.
Мониторлар
Компьютер мониторы экранға мәтіндік және графикалық ақпаратты шығаруға
арналған. Бұл әрі қарай модельдеуге келмейтін компьютердің бір ғана
элементі. Екінші маңызды фактор – бұл аппаратуралық тор ұяшығының ені
немесе нүкте өлшемі. Ол 0,24-0,25 мм артық болмауы керек. Бүгінгі күнгі ең
кең тараған дисплейлер түрі — бұл CRT (Cathode Ray Tube), немесе ЭСТ
(ЭЛТ)-мониторлар. Олар өз атауларын өздерінің негізгі компонентіне
байланысты алған — электрондық –сәулелі түтіктер (ЭЛТ). Олардың
конструкциялары әр түрлі болуы мүмкін.
Ұқсас мониторлар
Берілген тип мониторлардың электронды- сәулелі түтігі видеоадаптерден
түсетін ұқсас сигналдармен басқарылады. Монитордың электронды- сәулелі
түтігі жұмыс істеу принципі теледидар түтігі жұмысы сияқты. Ұқсас
мониторлар VGA (640 х 480 пиксель) және одан жоғары стандартты қолдайды.
Сұйықкристалдық дисплей
Сұйықкристалдық дисплей экраны (СКД-ЖКД) екі әйнек пластинадан тұрады,
олардың арасында сұйық кристалдар болады. Кристалдар ұсынылған электр
зарядына тәуелді өзінің оптикалық қасиетін өзгертеді. Сұйық кристалдар
өздері жарықтанбайды, сондықтан ЖКД ішкі жарықтандыруды қажет етеді. ЖКД
негізгі жетістігі олардың габариттері (жазық экран ені 5-6 см). Кемшілігіне
экранда кескінді өзгерткен кезде әсер етуінің баяу болуы, ол тышқан
курсорын қойғанда байқалады, сонымен қатар кескін жарықтығы көз бұрышына
тәуелдігі.
Газоплазмалық мониторлар
Газоплазмалық мониторлар екі пластинадан тұрады, олардың арасында
электрондық импульс әсерінен жарықтанатын газ қоспасы болады. Ондай
мониторлардың кемшілігі жоқ, бірақ оларды тасымалданатын аккумулятор және
батарейкамен қоректенетін компьютерлерге қолданбайды, өйткені олар көп ток
қажет етеді
Графикалық деректерді шығаратын құрылғыларға мониторлардан басқа
принтер де жатады. Принтер (printer), немесе баспаға шығаратын құрылғы
ақпаратты қағазға шығаруға арналған. Бүгінгі күні принтердің бірнеше
мыңдаған моделі белгілі, оларды негізгі төрт типке бөлуге болады-
матрицалы, бүрікіш (сруйный), лазерлі және жарықдиодты
Матрицалық принтерлер
Жақында ғана матрицалық (ине тәрізді) принтерлер ДК –да шығаратын
негізгі стандартты құрылғы болған, өйткені бүріккіш принтерлердің жұмысы
қанағатсыз, ал лазерлік принтерлердің бағасы өте жоғары еді. Қазіргі күні
матрицалық принтерлер өте аз қолданылады. Осы принтерлердің артықшылығы:
қанағаттандырарлық баспа жылдамдығы және әмбебаптығы, кез-келген қағазбен
жұмыс істеу қабілетінің болуы, сонымен қатар баспа бағасының төмен
болуы. Кемшіліктері: басылған өнімнің, әсіресе графикалық өнімнің
сапасының төмен болуы. Басқа кемшілігі: ине тәрізді принтер механикалық
құрылғы, механикалық түйіндер жұмысы әрқашан шулы болады.
Бүріккіш (струйный) принтерлер
Бүріккіш принтерлерде кескін кішкене саңылаулар арқылы ұшып шыққан
арнайы сия тамшылары арқылы қалыптасады. Бүріккіш сияны итеретін элемент
ретінде пьезокристалдар қолданылады. Осылардың жұмысының негізінде электр
әсерінен тиімділік кеңейеді. Матрицалық принтерлермен салыстырғанда
баспаға шығарудың бұл түрі жоғары сапалы баспаны және жоғары өнімділікті
қамтамасыз етеді. Сонымен қатар ол түрлі түсті баспа шығаруға өте қолайлы.
Түсті кескін негізгі төрт түсті қолдану арқылы (бір біріне қосу)
қалыптасады. Бүріккіш принтерлердің инетәріздіге қарағанда шу деңгейі өте
төмен, өйткені оның көзі двигатель болып табылады.
Имиджсеттерлер
Кескінді цифрлық қалыптастыратын фотожиынды машиналар және
имиджсеттерлер жоғары рұқсатпен өнімді баспаға 1000 нан 3000 нүкте дюймінде
(dpi) шығарады. Ақ-қара түсті өнім үшін имиджсеттерлер баспа мен графиканы
максимальді өлшемдегі сұр түспен 256 шығарады. Түрлі түсті бейнені
шығару үшін имиджсеттерлер төрт пленкалық негативті құрайды, олардың
әрқайсысы өз түсін береді (C+M+Y+K)..
Плоттерлер
Плоттер (plotter), немесе графқұрушы –бұл әртүрлі сызбалар графикалық
карта, плакаттар және әртүрлі кескіндерді үлкен форматты қағазда шығару
үшін қолданылатын құрылғы. Плоттерлер монохромды және түрлі түсті болады.
Плоттерлер кескінді бейнелеу технологиясы бойынша қаламұшты және бүріккіш
болып болінеді.
Модемдер
Модем (модулятор-демодулятор, modem) - ауқымды компьютерлік желіге
компьютерді қосуға арналған немесе басқа компьютермен телефон желісіне
қосуға арналған құрылғы. Модем екі бөліктен тұрады - жіберушіден
(модулятор) және қабылдаушыдан (демодулятор). Модулятор төменгі жиілікті
телефон желіге цифрлық ақпаратты дыбысты диапозон жиілігінде аналогты
сигналдар түріндегі компьютерде жібереді. Демодулятор компьютерді
интерпретациялайтын аналогты сигналды сандық мәнге түрлендіреді.
Дыбыстық карталар
Дыбыстық карта компьютердің бос кеңейтілген слотына қойылады және
дыбыс синтезін және қойылуын, жазбаның жүзеге асырлуына мүмкіндік береді.
Тұрғызылған синтезатор орталық процессорды қоспай күрделі дыбыстық
эффектілерді түрлендіреді.
Сканерлер
Сканер (scaner) – графикалық және мәтіндік ақпаратты көшірмелеуге
және оны компьютерге енгізуге арналған құрылғы. Дербес сканерлер үш типті
болады – қолдық, планшеттік және барабанды. Түрлі түсті сканерлер түстерді
құрастыру принцепімен жұмыс істейді, онда түрлі түсті кескін үш түсті
араластыру жолымен алынады: қызыл, жасыл, көк.
Планшеттік сканерлер
Планшеттік сканерлер мөлдір немесе мөлдір емес материалдарға
графикалық ақпарат шығаруға арналған. Бұл құрылғының жұмыс істеу принцепі
материал бетіне шағылысқан жарық сәулесі зарядтық байланыс аспабы деп
аталатын арнайы элементпен алынады.
Қолдық сканерлер
Қол сканері – бұл үлкен емес өлшемдегі салыстырмалы қымбат емес
құрылғы. Олар кескіндерді кітаптан және журналдардан жедел сканерлеуге
ыңғайлы. Сканерлердің жолақ ені 105 мм аспайды, стандарттық рұқсат 300-400
dpi.
Барабанды сканерлер
Барабанды сканерлерде бастапқы материал барабанның үлкен жылдамдықпен
айналатын цилиндрлік жазықтығына бекітіледі. Осы типтегі құрылғы 2400-5000
dpi диапазондағы жоғарғы мүмкіндікті қамтамасыз етеді. Бұл оларда сезгіш
элементтер ретінде фотоэлектронды көбейткіштерді қолданумен байланысты (ФЭУ-
ді ПЗС орнына). Қазіргі күні барабанды сканерлер типографиялық өндірісте
ғана қолданылады.
Слайдтарды сканерлеу (слайд-адаптер)
Слайдтар мен негативтерді цифрлауға арналған арнайы сканерлер бар.
Осындай құрылғылардың негізгі өндірушілеріне Nicon және Polaroid
компаниялары жатады. Слайдтық сканерлер планшеттік немесе қол
сканерлеріне қарағанда әлдеқайда қымбат. Сондықтан оларды көп мөлшерлі
түсірулер болған кезде қолдану керек.
Графикалық планшеттер (дигитайзерлер)
Графикалық планшет (дигитайзер) профессиональді графикалық жұмыстарды
орындауға арналған Бұл суретшілердің ең негізгі құралы. Тышқанмен сызу
ыңғайсыз, ал планшеттер дизайнерлер мен суретшілерге дәстүрлік аспаптарды
(кара карындаш, қаламұш) экрандық кескін құруға мүмкіндік береді. Арнайы
программалық қамтама көмегімен планшет векторлық графика форматында
оператор қолының қозғалысын түрлендіруге мүмкіндік береді. Тышқанмен
дигитайзер абсолюттік координаттарды өлшеп, оны дәл анықтау қабілеті бар.
Осылай, планшетті қолданудың бірінші артықшылығы - қаламұш дағдылығы мен
ыңғайлылығы. Одан басқа ол графикалық программада сызық енін реттеуге
мүмкіндік береді.
Компьютерлік графиканың негізгі есептері.
Бейненің пайда болуы.
Графикалық жүйелердің түрлері.
Растрдың негізгі сипаттамалары.
Графикалық файлдардың форматтары.
Файлдарды сығу
Компьютерде кескіндермен байланысты болған өңдеу жұмыстары бірнеше
бағыттарға бөлінеді: негізгі міндеті бейнеленетін объекттердің
сипаттамаларын алу болып табылатын бейнелерді танып білу (computer vision),
бейнелерді өңдеу (image processing) және компьютерлік графика (computer
graphics). Алдынырақ бұл бағыттар бүтіндей тәуелсіз пәндер болған.
Компьютерлік (машиналық) графиканың негізгі есебі – визуализациялау (яғни
бейнені салу). Бұл жерде бейне дегенде графикалық құрылғыға (монитор,
принтер және т.б.) шығарылатын нүктелер, сызықтар және т.б. жиыны
түсіндіріледі.
Визуализация қажетті бейне сипаттамалары сақталынатын бастапқы мәліметтер
компьютерде графикалық файлдар түрінде сақталады. Графикалық файлдарға
мәліметтерді ендіру және олардан мәліметтерді алу жұмыстарын қолданбалы
графикалық бағдарлама басқарады. Қолданбалы бағдарлама мәліметтерді және
құрылған графикалық командаларды графикалық жүйеге береді (сурет 1).
Сурет 1. Қолданбалы бағдарлама және графикалық жүйенің әрекеттестік
схемасы
Графикалық жүйе нақты шығару құрылғысын (монитор, принтер және т.с.с.)
басқарушы және осы құрылғының көмегімен бейнені визуализациялауды
қамтамасыз ететін шығару бағдарламалар пакетімен қамтамасыз етілген.
Қазіргі заманғы графикалық бағдарламалар компьютерлік графиканың
интерактивтілігін, яғни қолданушыға мониторда пайда болатын бейнелерді
ендіру құралдарын (клавиатура, тышқан, джойстик және т.б.) көмегімен
динамикалық басқаруды қамтамасыз етеді.
Графикалық жүйелердің түрлері.
Шығарудың графикалық құрылғыларында бейнелер еркін сканерлеу немесе
растрлық сканерлеу арқылы құрылуы мүмкін.
Еркін (векторлық) сканерлеу жүйелеріндегі бейнелер экранда немесе
қағазда кездейсоқ тәртіппен түзу немесе қисық сызықтарды (векторлар) салу
арқылы пайда болады. Бейне қарапайым графикалық объектілер (тримитивтер)
жиынтығы түрінде ( түзу, доғал, шеңбер, тікбұрыш т.б.) қарастырылады.
Векторлық визуализация плоттерлер сияқты векторлық дисплейлерде
қолданылады. Векторлық визуализациялануда әрекеттердің әдетегі тізбегі
былай:
Перо ( қаламұшты) бастапқы нүктеге қою (дисплей үшін –электрондар шоғын
қисайту) - қаламұшты қою (сәуле жарықтығын арттыру) – қаламұшты соңғы
нүктеге жылжыту- қаламұшты көтеру (сәуле жарықтығын азайту). Векторлық
құрылғылар үшін визуациялау сапасы шығару дәлдігіне және негізгі графикалық
примитивтерге тәуелді.
Векторлық сканерлеудің кемшіліктері – бұл фигураларды тұтас толтыруда
келіп шығатын проблемалар. Расторлық сканерлеудің графикалық жүйелерінде
бейне нүктелердің және пикселдердің жиынтығы арқылы беріледі. Пикселдер
матрицасы расторды құрайды. Пикселдердің орналасуына байланысты растрдың
кеңістікте тік бұрышты, квадратты, гексоганалды және т.б. түрлері бар.
Растрдың негізгі сипаттамалары.
1. Мүмкіндігі – көрші пикселдер арасындағы арақашықтықты сипаттайды.
Ұзындық бірлігіне қатысты пикселдер санымен өлшенеді (dpi – dots per
inch – дюймде пикселдер саны)
2. Растр өлшемі – горизонталь және вертикаль бойынша пикселдер саны.
3. Пикселдер формасы – тікбұрышты, квадратты дөңгелек.
4. Түстер саны (тереңдігі) – белгілі бір пикселдің түстері туралы
ақпаратты сақтауға қажетті биттер саны.
Растрлық сканерлеу құрылғыларына монитор, пинтерлер, телевизорлер
жатады. Растрлық сканерлеудің ұйымдастырылу схемасы нақты шығу құрылығысына
байланысты. Жалпы, алдымен бірінші жолдағы бейне бөліктері (содан оңға
қарай) пайда болады, содан соң екінші қатардағы суреттің барлық бөліктері
пайда болады және т.б.
Мониторларда бейне екі жолмен пайда болады.
а) жолма-жол б) жол тастап
Жолма-жол. Мұнда сканерлеу экранның сол жақ жоғарғы бұрышынан
басталады. Сәуленің содан оңға қарай жылжу кезінде оның қарқындылығы
(интенсивтілігі) әр түрлі түстерді құру үшін модуляцияланады. Ссәуле
растрдың оң жағына жеткен уақытта сөніп, бір растр төменгі сол жақ бұрышқа
келеді. Растрдың барлық қатарлары өңделіп болған соң сәуле сол жақ жоғары
бұрышқа келеді.
Жол тастап. Бұл әдіс телевизорларда қолданылады. Алдымен растрдың тек
тақ (тақ полукадр) қатарлары, содан соң жұп (жұп полукадр) қатарлары
шығарылады. Көпшілік растрлық құрылғылар 256 дан 1024-ке дейін қатарларды
қолданады (АҚШ телевизорлары 525 қатар қолданады).
Графикалық файлдардың форматтары
Графикалық файлдың форматы – сыртқы құрылғыда графикалық
мәліметтердің берілуі және орналасуы. Ақпараттық визуациядағы сияқты
графикалық файлдардың форматтары векторлық және растлық форматтарға
бөлінеді.
Векторлық форматтардағы файлдар қарапайым графикалық объектілерді
құру үшін қажетті бейнені құраушы сипаттамаларды сақтайды. Объектінің түсі,
қалыңдығы және т.б. мәліметтер сипаттаманың бір бөлігі ретінде сақталады.
Векторлық форматта сақталынатын бейнелердің сипаттамалары жадынан онша көп
орын алмайды. Векторлық форматтың кемшілігі -бейнелер фотографияның
көріністе алынбайды.
Векторлық бейнелерді құру және өңдеу үшін арнайы векторлық қолданбалы
бағдарламалар қолданылады (векторлық редакторлар). Оларға мысал CorelDraw,
AutoCad және т.б.
Векторлық графиканың негізгі анықтамасы объект (векторлық примитив)
болғандықтан, векторлық графикалық редакторлар объекттер үстінде әр түрлі –
құру, жою, ретке келтір, қиылысу және операцияларды орындауға мүмкіндік
береді.
Сызу процесімен бірге графикалық редактор векторлық командаларды
орындайды. Графикалық файлдардың векторлық форматина мысал ретінде AutoCad
DXF (Drawing Interchange Format)-ты келтіруге болады. Бұл формат CorelDraw,
AutoCad сияқты қолданбалы бағдарламаларда қолданылады.
Растрлық форматтағы файлдарда бейне әрбір пикселінің өлшемі, түсі,
растр өлшемі, биттік тереңдігі туралы мәліметтер болады. 16 түсті кодтау
үшін бір пикселге 4 бит қажет болады, ал 256 түске 8 бит қажет. 24 битпен
224 түс (True Color) кодталады.
Осы жерден растрлық форматтағы негізгі кемшілігі келіп шығады -
жоғары сапалы бейнені сипаттау үшін үлкен көлемді жады қажет болады. Бірақ,
растрлық формат векторлық форматқа қарағанда фотографиялық сападағы бейне
смпаттамасын алуға мүмкіндік береді.
Файлдарды сығу
Растрлық форматтарға файлдардың үлкен көлемдігі проблемасы сығу
арқылы, яғни мәліметтерді ұйымдастыру тәсілін өзгертумен шешіледі.
Сығудың мынадай түрлері бар:
1. Архиватор бағдарламалар көмегімен (zip, arj, rar,...)
2. Файл форматына ендірілген алгоритм бойынша (RLE, LZW, JPEG)
RLE(Run Length Encoding) сығу әдісі - қайталанатын пикселдер екі
шамамен: пиксел түсі және қайталану санымен ауыстырылады. Біріңғай түспен
боялған бейнелерде қолданғанда тиімді. bmp, tiff, pcx форматтарында
қолданылады.
LZW (құрастырушылар Lempel, Ziv, Welch) сығу әдісі- бейнедегі
қайталанушы әшекейлерді іздеуге негізделген. Әшекейлермен (узор, өрнеу)
қаныққан бейнелер үшін тиімді. gif, tiff форматтарында қолданылады.
JPEG ( Joint Photographic Experts Group) сығу әдісі сығу әдісі - бейне
сапасын жоғалту арқылы файл өлшемін бірнеше есе кемітеді.
Бұд әдіс адам көзі түске қарағанда жарықтың өзгеруіне, сезімталдығына
негізделген. Файлды сығу кезінде көрші пикселдердің жарықтықтары туралы көп
мәліметтер сақталса, көрші пикселдердің жарықтығы туралы мәліметтер кем
сақталады.
Фотографиялық сападағы бейнелерде қолданылады. Файлдың сығылуы және
мәліметтердің жоғалу дәрежесі туралы мәліметтер қолданушы тарапынан
бақылануы мүмкін. Бұл әдіс jpeg, tiff форматтарында қолданылады.
Растрлық файлдармен Paint, Adobe Photoshop сияқты редакторлар жұмыс
істейді. Растрлық графиканың негізгі түсінігі пиксель болғандықтан,
графикалық редакторлардің құрал және командалары қолданушыға жеке
пикселдердің жарықтарымен реңктерін өзгертуге мүмкіндік береді. Растрлық
бейнелерді геометриялық түрлендіру бейне сапасының жоғалуына алып келеді.
Графикалық редакторлар растрлық бейненің өлшемдерін мына тәсілдердің
біреуімен өзгертуге мүмкіндік береді:
1. Бейне пикселдерінің барлығының өлшемдерін өзгерту арқылы. Бейненің
өлшемін ұлғайтыда видеопикселдер саны артады. Бұл бейненің
сатылығын айқындатады.
2. Бейнеден пикселдерді таңдау арқылы. Пикселдерді таңдау, жаңа пикселдерді
енгізу немесе пикселдерді жою арқылы орындалады. Мұнда жаңадан ендірілген
пиксел түсі ағымдағы пиксел және осы пиксел айналасындағы пиксел түстері
арқылы анықталады.
Векторизация (трассировка) деп бейне сипаттамаларын рсатрлық форматтан
векторлық форматқа түрлендіруге айтамыз. Ал кері түрлендіру процесі
растеризация деп аталады.
Растрлық және векторлық форматтан басқа метафайлдық форматта бар.
Метафайлдар растрлық және векторлық мәліметтерді сақтауы мүмкін. Қарапайым
метафайлдар векторлық форматтағы файлдарға ұқсас, бірақ растрлық
бейнелерді де сақтауы мүмкін. Метофайлдық форматқа мысал:
Wmf ( Microsoft Metafile)
WPG (Word Perfect Graphics Metafile)
CGM (Computer Graphics Metafile)
Метофайлдардың кемшіліктері мен ерекшеліктері растрлық және векторлық
форматтардың кемшілік және ерекшеліктері мен сәйкес келеді, бірақ
метофайлдың өлшемдері кей жағдайларда бейненің растрлық нұсқасынан кіші
болуы мүмкін.
Үшөлшемді графиканың файлдары қиялдағы немесе нақты объекттің
формалары, түстері туралы мәліметтерді сақтайды. Үшөлшемді мәліметтер бұрын
тек векторлық форматтағы мәліметтерді сақтауға арналған форматтарда ғана
қолданылған. Мұндай форматтар кейде кеңейтілген векторлық формат деп те
аталады. Көлемдік элементтерден тұратын үш өлшемді расторды воксель деп
атайды. Воксель (voxel – volume elemet) пикселдің екі өлшемдегі растрдағы
аналогы болып табылады. Әрбір воксельдің түсі, айқындығы (прозрачность)
бар. Воксельдің толық айқындығы нүкте көлемінің бос екенін білдіреді.
Векторлық графикалық форматтар.
WMF Векторлық формат.
WMF (Windows Metafile) векторлық форматы векторлық бейнелерді сақтау
үшін пайдаланылады, мысалы бұл форматқа Clipboard, алмастыру буфері арқылы
тасымалданғанда векторлық бейнелер конверттелінеді, сондықтан берілген
форматты редакторлау үшін ешқандай арнайы қолданба жоқ.
EPS векторлық форматы.
EPS векторлық форматы (Encapsulated PostScript) PostScript-файлының
варианты. Оны Adobe Systems фирмасы цифрлық, графиканың және полиграфияның
қажеттілігі үшін әмбебап формат ретінде құрған.
Бейнелер файлда екі вариантта (TIF сияқты форматында) сақталады:
негізгі вариант-ол тілдегі сипаттама сияқты сақталған вектордың өзінің
бейнесі.
PostScript, және қосымша вариант - ол алдын - ала көру үшін (TIF
форматында) пайдаланатын кішірейтілген тығыздықпен пиксельдік бейне.
Одан басқа PostScript тілін (әрине, осыдан пайда болатын жағдайларға
өте көніл аудару қажет) қолдамайтын беттеу программаларында пиксельдік
бейнелер экранда бейнеленеді және баспа құрылғысында басылып шығарылады.
Өзінің сенімділігінің, көптеген программалармен платформалармен
үйлесімділігінің және бапталатын параметрлер жиынының көптігінің арқасында,
EPS-форматын көптеген программалық және аппараттық қамтаманы құрушылар
таңдайды.
PDF Векторлық форматы.
PDF векторлық форматы (Portable Document Format – тасымалданатын
құжаттар форматы ) – бұл PostScript, тілінің тағы бір ипостасы, ал атап
айсақ, оның платформааралық формат сияқты бағдарланған, вектор сияқты
иллюстрациясы бар беттердің жинақталған макеті және пиксельдік шрифтік,
гипермәтіндік сілтемелермен, дыбыстармен және анимациялық фрагменттермен
оптимизацияланған версиясы.
Өте үлкен емес мөлшерді қамтамасыз ету үшін компрессияның әртүрлі
әдістері пайдаланылады.
AI векторлық форматы.
AI Векторлық форматы Adobe фирмасына жатады және Adobe Illustrator
векторлық редакторының ішкі форматы.
CDR Векторлық форматы.
CDR векторлық форматы Corel фирмасының және CorelDRAW векторлық
редакторының ішкі форматы.
FH Векторлық форматы.
FH векторлық форматы версиясының реттік номерімен Macromedia фирмасына
жатады және FreeHand векторлық редакторының ішкі форматы.
Компьютерлік графикадағы түстер.
Түстер теориясының негізгі түсініктері.
Түстік модельдер.
RGB аддитивті түстік модельдері.
CMY(К) түстік моделі.
HSB және HSL түстік моделі.
Түспен біз барлық жерде кездесеміз. Ол біздің демалып отыған ауа
сияқты. Біздің өміріміздің негізгі компонентті. Бізді таң қалдырған
қарапайым түстер бірлестігіне көңіл аударсақ өз-өзімізге түс дегеніміз не ?
деген сұрақ туындайды. Тоқтап ағаш басындағы жасыл түстің түрлі түсіне
көңіл аударсақ , біз олардың өзара айырмашылығымен басқа ағаш айналасындағы
жасыл шөптерден де айырмашылығы бар. Күн ашық күндегі жарық пен көлеңкені
байқаңыз.
Ғылымда адам көзінің жануарлардан айырмашылығы түсті айыра алатындығын
дәлелдеген. Көз сырттан ақпараты қабылдайтын каналдар бірінің функциясын
атқаратындықтан, түс оны интерпретациялау процесінде маңызды роль атқарады.
Түстің адамға әсері көп. Ол күнделікті өмірде біздің көңіл күйімізді
анықтайды. Біздің жұмыс қабілетімізге және психологиялық жағдайымызға әсер
етеді.
Түстік модельдер
Түстік модельде құру негізінде әмбебап тілдерді қолдану жатыр, олар
математикалық стандартты өрнектер көмегімен нақты түсті сипаттау тәсілін
іске асыруға көмектеседі. Олардың көмегінсіз сандық кескіндердің баспаның
редактрлеу,сканерлеудің өңдеудің ешбір кезеңін орындай алмаймыз. Қазіргі
компьютердегі программада түспен басқару режимдерге түстік модель көмегімен
іске асырылады. Түстік модельдер (немесе түстік кескіндік ) түсті
сипаттаудың концептуальды және мөлшері үшін амалдарын ұсынады. Негізгі
түсті концептуальды ұсынылатын танысқаннан кейін сіз жұмыс барысында
түстер арасындағы қатынасты жақсы түсінесіз. Режим бұл анықталған түстік
модельдердің нақты графикалық программа көлемінде іске асырылу тәсілі.
Түстік модельдің түсінігі
Түстік модельдер (color model) спектрдің анықталған түстік ауданын
математикалық сипаттау үшін қолданылады. Көптеген компьютерлі түсті
модельдер адамдар көзімен қабылданатын үш негізгі түстер қолдануға
негізделген. Әр негізгі түске анықталған сандық код мәні меншіктеледі,
содан кейін қалған түстердің барлығы негізгі түстер комбинациясы ретінде
анықталады. Осындай тәсілді сүретшілер шектеулі түстер палитрасы базасында
сүрет салу үшін қолданады. Түстік модельдер түсті математикалық ұсынылуына
қарамастан әлсіз. Бірақ олар компьютерлік программада шығарылатын түстің
бірмәнді анықталуы үшін қолданылу ыңғайлы. Егер мониторға R.255 G000 В255
түсті сигналын жіберсек онда жақсы мониторда жақсы бір түс пайда болу
керек. (берілген жағдайда ) өзінің негізінде не жатқанына тәуелсіз кез-
келген модель үш талапты қанағаттандыруы керек:
- қандай болмасын нақты құрылғы мүмкіндіктеріне тәуелсіз, түстерді
кейбір стандартты әдіспен анықтауды іске асыру ;
- қайта өңдейтін түстер диапазонын нақты беру;
- түстерді қабылдау механизімін ескері шағылысу немесе сәулелену.
Қазіргі графикалық дестелер керек түсті модельді таңдау үшін дамыған
интерфейстер орналасады. Ары қарай бұл бөлімде қазіргі графикалық
дестелерде қолданылатын көптеген түстік модельдер толық қарастырылады.
Түстік модельдер типі
Графикалық дестелердің көпшілігі түстік модельдердің кең көлемімен
операцияларды олардың бір бөлігі арнайы мақсаттарға құрылған, ал келесі
бөлігі-бояудың маңызды типтері үшін атап өтелік CMY, CMYK, RGB, HSB, HLS,
Lab, YIQ және YCC.
Әрекеттер принциптері үшін аталған түстік модельдерді үш класқа бөлуге
болады.
- аддитивті (RCB), түстерді қоюға негізделген;
- субтрактивті (СМУ, СМУК) есептеу операциясының негізін құрайды
(субрактивті синтез)
- перцепционды (HSB, HLS, Lab, YCC) қабылдауға қор жинайды.
Нақты түстік модельге көшпестен бұрын түс табиғатына тән физикалық
заңдылықтарға назар аударайық.
Аддитивті түстік моделдер
Аддитивті түсті әртүрлі түстер жарық сәулелерін біріктіру жолымен
Грассман заңы негізінде алынады. Көптеген түстері үш негізгі түстік код
көрінетін спектрдің компоненттерін араластырылғанда алынады. Мұндай түстер
теорияда бастапқы түстер деп аталады, қызыл (Red), жасыл ( Green) және көк
(Blue) түстер. Бастапқы түстерді жұпты араластырғанда екінші түстер пайда
болады: көгілдір (Cyan), сары (Yellow) бастапқы және екінші түстер қорлық
үстерге жатады. Көрінетін түстердің барлық спектрын алуға болатын түстерді
қорлық түстер деп атайды.
Аддитивті түстер жүйесі – сәулеленетін түстерде қолданылады (монитор,
жарық шығарушы материалдар). RGB моделінде аддитивті түс (add -қосу)
негізгі базалық әртүрлі интенсивтіліктегі үш түстің сәулелерінің қосылуында
пайда болады – қызыл (red), жасыл (green), көк (blue). Осы негізгі
түстердің интенсивтілігі 100 пайызға жетсе ақ түс пайда болады, үш түстің
де болмауы қара түсті береді. Жарықтық градациясына 1 байт бөлінеді: 0-
қара, 255- ақ түс. RGB – моделі үшін базалық түстердің араластыру схемасы
төмендегі суретте келтірілген.
Аддитивті синтез көмегімен жаңа түстерді алу үшін әртүрлі
комбинациялауға 2 негізгі түстерді қолдануға болады. Қызыл және жасыл
түстерді қолданып екі бастапқы қорда жаңа түстерді алу сұлбасы келтіріледі.
Қызыл және жасыл әртүрлі пайызды екі бастапқы шешім базасында түстерді жаңа
түстер аддитивті синтез.
Аддитивті түстер жарақаттану жүйелерінде видеожүйелерінде,
фотоүлгілерінде, жазба құрылғыларында, мониторда, сканерде, сандық
комераларда, кең қолданыс тапты. RGP модельдерді тұрғызу үшін
қолданылатынбастапқы немесе Аддитивті түстердің тағы бір атауы. Кейде
интенсивті жарықты түске қосқан кезде түстер көбейеді мұндай модельдерді
қосатын немесе терминдер деп аталады, олар RGВ –модельді сипаттау үшін
қолданылады.
Қызыл, жасыл көк түстердің интенсивтілігінен пайда болатын түстер
кеңістін түстер кубы ретінде бейнелейді.
Кубтың А В С төбелері сәйкесінше жасыл, көк және қызыл
түстердің ең жоғары интенсивтіліктеріне сәйкес келеді. Осы төбелерден
құрылған үшбұрыш паскаль үшбұрышы деп аталады. Үшбұрыш периметрі жоғары
қанықтықтағы (насыщенность) түстерге сәйкес келеді. ОD кесіндісінде сұр
түстің реңкі (оттенок) болады. Мұнда О – нүктесі қара, ал D – нүктесі ақ
түске сәйкес келеді.
Кейбір түстер үшін RGB - моделінде коэффиценттер теріс болуы
мүмкін, яғни RGB моделінде кейбір түстерді бейнелеу мүмкін емес. Осы
проблеманы шешу үшін 1931 жылы Халықаралық комиссия XYZ түстер жүйесін
қабылдады. Бұл жүйеде базалық түс ретінде шартты түрде X,Y және Z түстері
қабылданды (бұл түстер ешқандай түстерге сәйкес келмейді). Y шамасы адам
көзінің жарыққа сезімділігімен бірдей. XYZ моделі үшін түстер графигі
хроматикалық координаталарда бейнеленеді.
x=X(X+Y+Z)
y=Y(X+Y+Z)
х
қызыл
у
Мұнда D мониторда тірек ақ түсі.
Субрактивті түстік модельдер
Графикалық бейнелерді печаттау үшін шағылысқан жарықпен жұмыс
істейтін субтрактивті (subtract - алу) түстер жүйесі қолданылады. Соңғы
кезде субрактивті терминнің синонимі деп шығарылатын термині
қолданылады. Бұл атау бояғыш жабылған жарықтың шағылысуына байланысты пайда
болады.
Ақ қағаз жарық түскен кезде барлық түстерді қайтарса, боялған
қағаз түстердің бір бөлігін жұтады.
Монитор экранына қарағанда жарық шағылысуына негізделген түстерді
қайта өндіру, басылатын бет тек түсті ғана бейнелейді. Сондықтан бұл
жағдайда RGB модель қолайсыз. Оның орнына басылатын түстрді сипаттау үшін
субрактивті түстерге бағаланатын СМУ моделі қолданылады.
Аддитивті түстердің субрактивті түстерден айырмашылығы жарықтың
жалпы сәулесінен екінші түстерді есептеунде.
Бұл жүйеде ақ түс барлық түстер болмағанда пайда болады, олар
болғанда қара түс береді.
Субтрактивті СМY жүйесінде негізгі түстер – көгілдір (бирюзовый, Суаn),
қара қошқыл (пурпурный, Мagenta) және сары (желтый, Үellow).
Осы түстердің әр қайсысы печаттау парағына түсетін түстерді ақ түстен
алып тастайды (жұтады). Көгілдір бояғыш зат жасыл және көк компонентті
қалдырып, қызыл түсті алып тастайды, ал таңқурай (малиновый) бояғыш зат
жасыл түсті жұтса, жасыл бояғыш зат көк түсті жұтады. Ақ түс осы үш түстің
болмауынан келіп шығады.
Түстің субрактивті синтез негізінде жатқан физикалық процестер
шағылысқан және бейнеленген түс бөлімінде қаралған. Біз осы модельді
қолданудың кейбір бөлшектерін атап өтеміз. Біз аддитивті және субрактивті
түстерді байланыстратын қатынас жазуымыз керек:
Жасыл+көк=көгілдір
Жасыл+қызыл=сары
Қызыл+көк=қара қошқыл
Жасыл+көк+қызыл=ақ
Көгілдір+сары+қара қошқыл=қара
Сонымен бояғыш жағылған қағазға ақ жарық түскенде не болады. Егер
бояғыш көгілдір болса онда, спектірден қызыл түсті алып, көгілдір түсті
бейнелейді.
Қарақошқыл жасыл түсті, сары – көк түсті, егер басу кезінде қара
қошқыл мен сары түсті қойса, онда қызыл түс алынады. Субрактивті түсті
үшеуінде қойса, онда нәтижесі қара болады.
Полиграфияда бояйтын затты баспа бояуы д.а. бояу сүйық немесе қатты
пигмент бөліктерінен тұрады. Қатты пигмент бөлігінің орнына бояғыштар
қолданатын бояулар бар, лоарды әдетте қара сия деп атайды.
Бояулар, сиялар тлерлер триадты немесе аралас деп бөлінеді. Триядты
бояулар спектральды сипаттамалармен сәйкестелген: сары көкте, қарақошқыл
жасылда, көгілдір қызылда.
Аралас бояулар жеке ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz