WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 21 |

При глубине кода, равной 4, можно передать 24 = 16 цветов.

При глубине кода, равной 8 (1 байт), можно передать 28 = 256 цветов.

При глубине кода, равной 16 (2 байта), можно передать 216 = 65536 цветов (режим High Color).

При глубине кода, равной 24 (3 байта), можно передать 224 = = 16777216 оттенков цвета (режим True Color).

Каким образом кодируется цвет пикселя или графического примитива Если Вы посмотрите на экран дисплея через сильную лупу или увеличительное стекло, то увидите либо множество разноцветных прямоугольников, либо множество разноцветных кружочков (в зависимости от марки и модели техники). Каждый экранный пиксель состоит из трех таких элементов, один из которых красного (Red), другой зеленого (Green), третий синего (Blue) цвета (RGB-модель цветообразования).

Известно, что, если на изображении имеются близко расположенные цветные детали, то с большого расстояния мы не различаем цвета отдельных деталей – происходит смешение световых потоков, передающих цвета этих деталей. Известно также, что любой желаемый цвет может быть получен в результате сложения (смешения) красного, зеленого и синего световых потоков. Яркость (интенсивность) каждого цвета может быть различна.

Рассмотрим самый простой случай – каждый из трех составляющих пикселя может либо гореть (1), либо не гореть (0). Тогда мы получаем следующий набор цветов:

Красный Зеленый Синий Цвет 0 0 0 Черный 0 1 0 Зеленый 0 0 1 Синий 1 0 0 Красный 0 1 1 Бирюзовый 1 1 0 Желтый 1 0 1 Малиновый 1 1 1 Белый При печати на принтере используется несколько иная цветовая модель: если монитор испускал свет и оттенок получался в результате "сложения" цветов, то краски – поглощают свет, цвета "вычитаются". Попробуйте покрасить бумагу смесью из красной, зеленой и синей краски – вряд ли вы когда-нибудь получите белый цвет. Поэтому для цветной печати используют в качестве основных иные цвета – голубую (Суаn), пурпурную (Magenta) и желтую (Yellow) краски. Теоретически наложение этих трех цветов должно давать черный цвет. На практике из-за неидеальности красителей чаще получается серый или коричневый цвет. Поэтому в качестве четвертого основного цвета к ним обычно добавляют черную (blacK) краску. Отсюда пошло название этого способа цветообразования – CMYKмодель. Для хранения информации о доле каждой краски и в этом случае чаще всего используется байт.

Трехмерная компьютерная графика Создание и редактирование трехмерных объектов происходит на базе использования достаточно сложного математического аппарата. Он используется для преобразования трехмерных координат изображаемого объекта в их проекцию на плоскость, а также для пересчета кодов оттенков цвета каждого пикселя при отражении на плоском экране светотеней, рельефа для создания более реалистичной "объемности" изображения.

Специальные алгоритмы позволяют масштабировать, наклонять, зеркально отображать объекты в трехмерном пространстве, а также создавать эффекты перспективы, скручивания, изгиба, наклона и раскачивания тел. Используются различные методы расчета освещенности и теней на искривленных поверхностях тел. С помощью эффектов дымки и дистанционных теней моделируются различные атмосферные явления: туман, облачность. За счет специальных средств создаются нестандартные материалы, например, поверхности с вмятинами, с волокнами дерева или из мрамора, можно преобразовывать, например, прозрачную пластиковую поверхность объекта в металлическую и т.п. Математические расчеты позволяют задавать динамическое изменение текстуры объектов, например, для изображения мерцающего пламени.

Анимационные эффекты Анимация – искусственное представление движения в кино, на телевидении или в компьютерной графике путем отображения последовательности рисунков или кадров с частотой, при которой обеспечивается целостное зрительное восприятие образов.

Как правило, для плавного воспроизведения анимации необходима скорость, или частота кадров, не менее 10 кадров в секунду – инертность зрительного восприятия.

Разница между анимацией и видео состоит в том, что видео использует непрерывное движение и разбивает его на множество дискретных кадров. Анимация использует множество независимых рисунков или графических файлов, которые выводятся в определенной последовательности для создания иллюзии непрерывного движения. Кроме того, в традиционной анимации принципиально разделена двумерная, рисованная, и трехмерная, кукольная, анимация. Компьютер стирает эти грани: созданное плоскостное изображение можно перевести в объем и наложить на сложную поверхность.

Для создания компьютерной анимации существует множество программных средств и способов.

Наиболее распространенным способом создания анимации является метод ключевых или опорных кадров. Ключевым событием может являться задаваемое пользователем изменение параметров одного из возможных преобразований объекта (положения, поворота или масштаба), изменение любого из допускающих анимацию параметров (свойства источников света, материалов и др.). После определения всех ключевых кадров система компьютерной анимации выполняет автоматический расчет событий анимации для всех остальных кадров, занимающих промежуточное положение между ключевыми, так называемых промежуточных кадров.

Компьютерная анимация – один из главных элементов мультимедиа проектов и презентаций.

Трехмерная графика и анимация полезны не только при производстве телевизионных анимационных роликов или спецэффектов в кинофильмах, но и в производственной деятельности при создании различного рода двух- и трехмерных моделей.

2.3 П р е д с т а в л е н и е з в у к о в о й и н ф о р м а ц и и Из курса физики Вам известно, что звук – это колебания воздуха. По своей природе звук является непрерывным сигналом. Если преобразовать звук в электрический сигнал (например, с помощью микрофона), мы можем зафиксировать плавно изменяющееся с течением времени напряжение (рис. 15).

Для компьютерной обработки аналоговый сигнал нужно каким-то образом преобразовать в последовательность двоичных чисел – дискретизировать его (англ. discrete – раздельный, состоящий из отдельных частей) и оцифровать.

Рис. 15 Регистрация звука как непрерывного сигнала Можно поступить следующим образом: измерять амплитуду сигнала через равные промежутки времени и записывать полученные числовые значения в память компьютера (рис. 16).

Устройство, выполняющее процесс дискретизации и оцифровки аналоговых сигналов, называется аналого-цифровым преобразователем (АЦП).

Рис. 16 Схема дискретизации непрерывного сигнала Как видно из рисунка, результат измерений не является точным аналогом непрерывного электрического сигнала. Насколько все же соответствует "цифровой" звук аналоговому Очевидно, что это соответствие будет тем полнее, чем чаще происходят измерения и чем они точнее. Частота, с которой производятся измерения, называется частотой дискретизации. Когда мы говорим, что частота дискретизации 44,1 кГц, то это значит, что сигнал измеряется 44100 раз в течении секунды.

А точность измерений амплитуды определяется числом бит, использующихся для представления результата измерений. Этот параметр называют разрядностью или уровнем квантования.

Чем выше частота дискретизации и уровень квантования, тем точнее будет представлен и затем воспроизведен звук. Однако, пропорционально увеличению частоты возрастают:

а) интенсивность потока цифровых данных, а пропускные возможности интерфейсов не безграничны, особенно если записывается/воспроизводится одновременно несколько каналов;

б) вычислительная нагрузка на процессоры, а их возможности также ограничены;

в) объем памяти, необходимой для хранения сигнала в цифровой форме.

Поэтому, в зависимости от характера звука и требований, предъявляемых к его качеству и объему занимаемой памяти, выбирают некоторые компромиссные значения.

Например, при записи музыки на компакт-диски используются 16-битное кодирование при частоте дискретизации 44,032 кГц, при работе же с речью достаточно 8-битного кодирования при частоте 8 кГц.

Считается, что диапазон частот, которые слышит человек, составляет от 20 Гц до 20000 кГц.

Согласно теореме Найквиста-Котельникова, для того, чтобы аналоговый (непрерывный по времени) сигнал можно было точно восстановить по его отсчетам, частота дискретизации должна быть как минимум вдвое больше максимальной звуковой частоты. Таким образом, если реальный аналоговый сигнал, который мы собираемся преобразовать в цифровую форму, содержит частотные компоненты от 0 Гц до 20 кГц, то частота дискретизации такого сигнала должна быть не меньше, чем 40 кГц. Сегодня самыми распространенными частотами дискретизации являются 44,1 кГц и 48 кГц. В последнее время выяснено, что обертоны, расположенные свыше 20 кГц, вносят немалый вклад в звучание. Поэтому появляются преобразователи, использующие частоты дискретизации 96 кГц и 192 кГц, а в недалеком будущем ожидается появление систем и с частотой 384 кГц.

Для записи и хранения звукового сигнала в цифровой форме требуется большой объем дискового пространства. Чем выше требования к качеству записываемого звука, тем больше должна быть емкость носителя.

Например, стереофонический звуковой сигнал длительностью 60 с, оцифрованный с частотой дискретизации 44,1 кГц, при 16-разрядном квантовании для хранения потребует на около 10 Мб: (стереофонический) х 60 (с) х 44100 (ед/с) х 2 (байта) = 10 584 000 байт = 10 336 Кб = = 10,094 Мб.

Существенно снизить объем цифровых данных, необходимых для представления звукового сигнала с заданным качеством, можно с помощью компрессии, т.е. путем уменьшения количества отсчетов и уровней квантования. Главная задача методов компрессии – достижение максимального сжатия звукового сигнала при минимальных субъективно слышимых искажениях восстановленного сигнала. При этом используются довольно сложные кодирующие устройства и программы сжатия – кодеки (от кодирование-декодирование).

Заметим, что существование строгих формальных правил для записи звука позволяет использовать ЭВМ не только для записи и хранения в цифровом виде речи и мелодий, но и для создания музыкальных произведений (синтеза звука) и их обработки. О качестве музыкальных произведений, создаваемых машинами, спорят, но, тем не менее, многие из современных композиторов признают и широко используют возможности компьютеров.

2.4 П р е д с т а в л е н и е ч и с л о в о й и н ф о р м а ц и и Сходство в кодировании числовой и текстовой информации состоит в следующем: чтобы можно было сравнивать данные этого типа, у разных чисел (как и у разных символов) должен быть различный код. Основное отличие числовых данных от символьных заключается в том, что над числами кроме операции сравнения производятся разнообразные математические операции: сложение, умножение, извлечение корня, вычисление логарифма и пр. Правила выполнения этих операций в математике подробно разработаны для чисел, представленных в позиционной системе счисления. Многовековая история развития математики показывает, что именно позиционный принцип позволяет использовать эти правила как универсальные алгоритмы, справедливые для системы счисления с любым основанием: 2, 3, 8, 10, 16, 60 и пр.

Система счисления – совокупность приемов обозначения чисел, способ записи чисел.

Система счисления называется позиционной, если значение ("вес") цифры в числе зависит не только от значения самой цифры, но и от ее позиции в записи числа.

Так, в числе 575,5 последняя цифра "5" передает ("весит") половинку единицы, предпоследняя цифра "5" передает пять единичек, а первая цифра "5" передает уже пятьсот единиц. Это число можно записать так:

575 = 5102 + 7101 + 5100 + 510–1.

Основание системы счисления – это:

– число различных цифр, используемых для записи чисел;

– количество единиц младшего разряда, соответствующих одной единице следующего старшего разряда.

Наиболее привычная для нас система счисления – десятичная. Для записи чисел в ней используется 10 разных цифр; единице любого разряда соответствует 10 единиц предыдущего разряда.

В двоичной системе счисления для записи чисел используется всего две цифры – 0 и 1, а единице любого разряда соответствует две единицы предыдущего разряда.

В шестнадцатеричной системе счисления используется 16 цифр: первые десять привычные арабские цифры, а для обозначения оставшихся шести цифр используются первые шесть прописных букв латинского алфавита (A, B, C, D, E, F).

В шестидесятеричной системе счисления, так хорошо знакомой нам по нашим часам при "исчислении" секунд и минут, в настоящее время для записи чисел используется десять цифр, привычных нам по десятичной системе, но вес единицы каждого разряда составляет 60 единиц разряда предыдущего.

Заметим, что обычно основание системы счисления указывается как нижний индекс, например, 123,510 1101,1012 120,78 9А07,С816.

В позиционных системах счисления каждое число может быть записано в цифровой и многочленной форме.

Пусть запись числа в цифровой форме состоит из цифр аn аn–1 аn–2... а2 а1 a0, а–1 а–2...

Если это число представлено в позиционной системе счисления с основанием р, то многочленная форма представления числа имеет следующий вид:

аnрn + аn–1 pn–1 + аn–2pn–2 +...+ а2p2 + а1p1 + а0p0 + а–1p-1 + а–2p–2 +....

Перевести число из p-ричной в десятичную систему счисления можно, записав его в многочленной форме и вычислив значение полученного многочлена.

ПРИМЕРЫ 123,510 = 1* 102 + 2* 101 + 3* 100 + 5* 10-1.

1101,1012 = 1* 23 + 1*22 + 0* 21 + 1* 20 + 1* 2-1 + 0* 2-2 + 1* 2-3.

120,78 = 1* 82 + 2* 81 + 0* 80 + 7* 8-.

9А07,С816 = 9* 163 + 10* 162 + 0* 161 + 7* 160 + 12* 16-1 + 8 * 16-.

Произведя соответствующие вычисления, Вы получите:

1101,1012 = 8+4+0+1+0,5+0,25+0,125 = 13,87510.

120,78 = 64+16+0+0,875 = 80,87510.

9А07,C816 = 36864+2560+0+7+0,75+0,03125 = 39431,7812510.

Осуществить перевод из десятичной системы счисления в любую другую позиционную систему можно также, используя позиционный принцип. Полезным в этом случае будет такое понятие, как базис системы счисления, т.е. последовательность так называемых ключевых чисел, каждое из которых задает значение цифры по ее месту в записи числа.

ПРИМЕРЫ Базис десятичной системы счисления:..., 10n,..., 1000, 100, 10, 1, 0.1, 0.01,....

Базис двоичной системы счисления:..., 2n,..., 16, 8, 4, 2, 1, 1/2, 1/4,....

Базис троичной системы счисления:..., 3n,..., 81, 27, 9, 3, 1, 1/3, 1/9,....

Базис шестнадцатеричной системы счисления:..., 16n,..., 256, 16, 1, 1/16, 1/256,....

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 21 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.