На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


контрольная работа Модели CMY и CMYK

Информация:

Тип работы: контрольная работа. Добавлен: 04.09.2012. Сдан: 2011. Страниц: 11. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


    Модели CMY и CMYK.
     Модель CM Y описывает отраженные цвета (краски). Они образуются в результате вычитания части спектра падающего света и называются субтрактивными. При смешении двух цветов результат темнее обоих исходных, поскольку каждый из цветов поглощает часть спектра. Иначе говоря, чем больше краски мы положили, тем больше вычли из белого, т.е. тем ниже будет результирующая яркость.
    Для начала расшифруем название этой модели. C=Cyan (бирюзовый ), M=Magenta (пурпурный ), Y=Yellow (желтый ). Каналы CMY - это результат вычитания основных цветов модели RGB из белого цвета (то есть цвета маскимальной яркости). Запишем "формулы" получения этих цветов: 

    
    Бирюзовый = Белый - Красный 
    Пурпурный = Белый - Зеленый
    Желтый = Белый - Синий
 
    Можно сказать, что модель CMY обратна модели RGB. Посмотрите на рисунок - базовые цвета модели CMY находятся напротив базовых цветов модели RGB. Согласно модели RGB, белый цвет представляет собой сумму трех компонент максимальной яркости, т.е. можно записать:  
Белый = Красный + Зеленый + Синий.  
После нехитрых математических преобразований получаем следующее представление цветов модели CMY:
 

    
    Бирюзовый = Зеленый + Синий 
    Пурпурный = Красный + Синий
    Желтый = Красный + Зеленый
 
    Сравните  эти формулы с рисунком - все  правильно. Желтый цвет лежит между красной и зеленой областями и т.д. Если это рисунок вас не убедил - посмотрите на рисунок модели RGB в предыдущей главе.
    Развитием модели CMY является модель CMYK. Она описывает реальный процесс цветной печати на офсетной машине и цветном принтере. Пурпурная, голубая и желтая краски (полиграфическая триада) последовательно наносятся на бумагу в различных пропорциях, и таким способом может быть репродуцирована значительная часть видимого спектра. В области черного и темных цветов наносятся не цветные, а черная краска. Это четвертый базовый компонент, он введен для описания реального процесса печати. Черный компонент сокращается до буквы K(blacK или, по другой версии, Key). CMYK - четырехканальная цветовая модель. Зачем в модель вводится черная краска? Реальные краски содержат примеси, и при смешении дадут не черный, а темно-коричневый цвет. К тому же при печати очень темных и черного цвета было бы необходимо большое количество каждой краски, что ведет к переувлажнению бумаги и неоправданному расходу красок.
    Описанные цветовые модели являются аппаратно-зависимыми. При выводе одного и того же изображения на различных устройствах (например, на двух разных мониторах) вы, скорее всего, получите разный результат. То есть цвет зависит как от значений базовых составляющих, так и от параметров устройств: качества и марки данной печатной краски, свойств использованной бумаги, свойств люминофора и других параметров конкретного монитора, принтера или печатного пресса. Кроме того, существование разных моделей описания для излучаемых и отраженных цветов весьма неудобно при компьютерной подготовке цветных изображений. В полиграфический процесс входят системы, работающие как в модели RGB (сканер, монитор), так и в модели CMYK (фотонабор и печатная машина). В процессе работы приходится преобразовывать цвет из одной модели в другую. Поскольку эти модели имеют разный цветовой охват, преобразование часто сопряжено с потерей части оттенков. Поэтому одной из основных задач при работе с цветными изображениями становится достижение предсказуемого цвета. Для этого создана система цветокоррекции (Color Management System, СMS). Это программная система, цель которой, во-первых, достичь одинаковых цветов для всех этапов полиграфического процесса, от сканера до печатного станка, а во-вторых - обеспечить стабильное воспроизведение цвета на всех выводных устройствах (например, на любом мониторе). Пространство этой модели аналогично пространству модели RGB, в которой перемещено начало координат. Смешение максимальных значений всех трех компонентов дает черный цвет. При полном отсутствии краски (нулевые значения составляющих) получится белый цвет (белая бумага). Смешение равных значений трех компонентов даст оттенки серого. 

    
    Модель CMYK предназначена специально для  описания печатных изображений. Поэтому ее цветовой охват значительно ниже, чем у RGB (ведь она описывает не излучаемые, а отраженные цвета, интенсивность которых всегда меньше). Кроме того, как прикладная модель, CMYK жестко привязана к параметрам печати (краски, тип печатной машины и т. д.), которые очень разнятся для каждого случая. При переводе в CMYK нужно задать массу технологических характеристик - указать, какими конкретно красками и на какой бумаге будет отпечатано изображение, некоторые особенности печатного оборудования и т. д. Для разных заданных значений вид изображения на печати и на экране будет разным. Еще одной особенностью модели является теоретически не обоснованное введение дополнительного черного канала. Он предназначен для исправления недостатков современного печатного оборудования. В темных областях особенно хорошо видны погрешности совмещения, возможно переувлажнение бумаги, кроме того, смесь CMY-красок не дает глубокого черного тона. Все эти "узкие места" можно устранить применением дополнительной черной краски. При переводе в CMYK программа заменяет в темных областях триадные краски на черную. Эта замена производится по разным алгоритмам, в зависимости от состава изображения (черный цвет подчеркивает контуры предметов, визуально усиливая резкость), особенностей печати и других причин. Таким образом, в зависимости от установок перевода вид изображения меняется. Неудачный перевод в CMYK (цветоделение) может привести к серьезным потерям качества. Цветоделение обычно предполагает печать тиража (иначе зачем CMYK), а это, в свою очередь, связано с большими финансовыми вложениями. Поэтому, если вам приходится выполнять подготовку файлов для типографии, необходимо изучить специальную литературу по предпечатной подготовке.
    Рассмотрим  каналы в CMYK-изображении. Для эксперимента нам потребуется файл photo.jpg. Как видите, в области заголовка окна также показана модель изображения. Сейчас это RGB. Чтобы перевести изображение в цветовой режим CMYK, выберите в меню Image команду Mode > CMYK. Откройте палитру Channels. Там присутствует пять строк - четыре строки цветовых каналов и одна строка совмещенного канала. Активизация и регулирование видимости каналов производятся точно так же, как для RGB - изображения.
    Отключите видимость всех каналов, кроме голубого. Заметьте, что изображение стало  много светлее. Каналы CMYK складываются так же, как краски, положенные на бумагу. Практически сейчас перед  вами голубая форма для печати файла . Именно таким образом будет распределяться краска на отпечатке. Насыщенность цвета максимальна в голубой и синей областях. Они окрашены насыщенным голубым цветом. Голубой есть также в областях оттенков серого. Это означает, что в CMYK оттенки серого формируются из смеси равного количества всех компонентов модели. Область черного и очень темных оттенков изображается на печати черной краской, поэтому она пока остается белой.
    Теперь  активизируйте изображение черного  канала, не отключая голубой. Вы видите форму, в соответствии с которой будет наноситься черная краска. Отключите видимость черного канала, добавьте к голубому отображение желтого канала. Как видите, смешение красок в модели происходит по гораздо более понятному принципу - при сложении голубой и желтой составляющих получаются оттенки зеленого. Зеленый цвет получили также серые участки, поскольку они состоят из равных количеств каждого из базовых компонентов. Отметьте, что изображение тем темнее, чем больше каналов видно на экране. Сделайте видимым и пурпурный канал. Изображение в средних и светлых тонах уже приобрело нормальный вид. В тенях же остались белые участки - все они будут напечатаны черным, а не смесью трех цветных красок.
 

     Растровое изображение и анимация
    Растровое изображение — изображение, представляющее собой сетку пикселей или цветных точек (обычно прямоугольную) на компьютерном мониторе, бумаге и других отображающих устройствах и материалах (растр).
    Важными характеристиками изображения являются:
    количество пикселей — размер. Может указываться отдельно количество пикселей по ширине и высоте (1024?768, 640?480, …) или же, редко, общее количество пикселей (часто измеряется в мегапикселях);
    количество используемых цветов или глубина цвета (эти характеристики имеют следующую зависимость: N = 2k, где — количество цветов, а — глубина цвета);
    цветовое пространство (цветовая модель) RGB, CMYK, XYZ, YCbCr и др.
    разрешение — справочная величина, говорящая об рекомендуемом размере пиксела изображения.
    Растровую графику редактируют с помощью  растровых графических редакторов. Создается растровая графика фотоаппаратами, сканерами, непосредственно в растровом редакторе, также путем экспорта из векторного редактора или в виде скриншотов.
    Достоинства
    Растровая графика позволяет создать (воспроизвести) практически любой рисунок, вне зависимости от сложности, в отличие, например, от векторной, где невозможно точно передать эффект перехода от одного цвета к другому без потерь в размере файла.
    Распространённость — растровая графика используется сейчас практически везде: от маленьких значков до плакатов.
    Высокая скорость обработки сложных изображений, если не нужно масштабирование.
    Растровое представление изображения естественно для большинства устройств ввода-вывода графической информации, таких как мониторы (за исключением векторных), матричные и струйные принтеры, цифровые фотоаппараты, сканеры.

    Недостатки

    Большой размер файлов с простыми изображениями.
    Невозможность идеального масштабирования.
    Невозможность вывода на печать на плоттер.
    Из-за этих недостатков для хранения простых рисунков рекомендуют вместо даже сжатой растровой графики использовать векторную графику.

    История

    Первые  вычислительные машины не имели отдельных средств для работы с графикой, однако уже использовались для получения и обработки изображений. Программируя память первых электронных машин, построенную на основе матрицы ламп, можно было получать узоры.
    В 1961 году программист С. Рассел возглавил проект по созданию первой компьютерной игры с графикой. Создание игры «Spacewar» («Космические войны») заняло около 200 человеко-часов. Игра была создана на машине PDP-1.
    В 1963 году американский учёный Айвен  Сазерленд создал программно-аппаратный комплекс Sketchpad, который позволял рисовать точки, линии и окружности на трубке цифровым пером. Поддерживались базовые действия с примитивами: перемещение, копирование и др. По сути, это был первый векторный редактор, реализованный на компьютере. Также программу можно назвать первым графическим интерфейсом, причём она являлась таковой ещё до появления самого термина.
    В середине 1960-х гг. появились разработки в промышленных приложениях компьютерной графики. Так, под руководством Т. Мофетта  и Н. Тейлора фирма Itek разработала цифровую электронную чертёжную машину. В 1964 году General Motors представила систему автоматизированного проектирования DAC-1, разработанную совместно с IBM.
    В 1968 году группой под руководством Константинова Н. Н. была создана компьютерная математическая модель движения кошки. Машина БЭСМ-4, выполняя написанную программу решения дифференциальных уравнений, рисовала мультфильм «Кошечка», который для своего времени являлся прорывом. Для визуализации использовался алфавитно-цифровой принтер. Существенный прогресс компьютерная графика испытала с появлением возможности запоминать изображения и выводить их на компьютерном дисплее.
    Формат файлов растровой графики
    Файлы растровых изображений отличаются многообразием форматов (несколько десятков). У каждого формата растровых файлов есть свои положительные качества, определяющие целесообразность использования при работе с теми или иными приложениями.
    Файлы растровых изображений отличаются многообразием форматов (несколько  десятков). У каждого формата растровых файлов есть свои положительные качества, определяющие целесообразность использования при работе с теми или иными приложениями.
    Для операционной системы Windows 9x наиболее характерным является формат Windows Bitmap. Файлы этого растрового формата имеют расширение BMP. Данный растровый формат отличается универсальностью и де-факто является стандартным для приложении Windows. Если графическая программа предназначена для работы в системе Windows 9x , она не может не иметь возможности экспортировать или импортировать файлы этого растрового формата. Характерным недостатком формата Wmdows Bitmap является большой размер файлов из-за отсутствия сжатия изображения. В последнее время появились разновидности формата BMP, обладающие свойством сжатия информации, но эти растровые форматы поддерживаются не всеми приложениями Windows.
    Для Web-документов, циркулирующих в сети Интернет, важен размер файлов, поскольку  от него зависит скорость доступа  к информации. Поэтому при подготовке Web-страниц используют два вида графических растровых форматов, обеспечивающих наиболее плотное сжатие. Для хранения многоцветных нерегулярных растровых изображений (фотографий) используют формат файлов JPEG, файлы которого имеют расширение JPG. Этот растровый формат отличается тем, что обеспечивает хранение данных с огромной степенью сжатия, но за счет потери части информации. Если файл был записан в формате JPG, то после распаковки полученный файл может не соответствовать исходному, хотя на таких иллюстрациях, как цветные фотографии, это малозаметно. Величиной потери информации можно управлять при сохранении файла. Если речь идет о воспроизведении иллюстрации на экране (но не на бумаге), на качестве фотографий потеря до 90% информации сказывается незначительно.
    Кроме формата JPEG. а Интернете используют растровый формат GIF самый "плотный" из графических (растровых) форматов, не имеющих потери информации. Файлы этого формата имеют расширение GIF. В этом растровом формате хранятся и передаются малоцветные изображения например рисованные иллюстрации. (Кстати, чем меньше цветов имеет изображение, тем хуже эффект от применения формата JPEG. Самые плохие результаты формат JPEG показывает на двухцветных черно-белых изображениях.) У формата GIF есть весьма интересные особенности, позволяющие создавать необычные эффекты: прозрачность фона и анимацию изображения.
    Все передовые растровые графические  редакторы способны загружать и  сохранять изображения в основных графических форматах. Таким образом, с их помощью можно преобразовывать изображения из одного растрового формата в другой.
    Особые  требования к качеству растровых  изображений предъявляются в  полиграфии. В этой области применяется  специальный формат TIFF. Файлы этого  растрового формата имеют расширение TIF. Они обеспечивают не только неплохую степень сжатия, но и возможность сохранять в одном файле дополнительную информацию в невидимых вспомогательных слоях — каналах. Так, в стандартной программе Imaging, входящей в состав Windows 98, наиболее интересные возможности по наложению аннотаций и примечаний на рисунок реализуются только при работе с изображениями, имеющими формат TIFF. В других перечисленных форматах нельзя создать слой для хранения информации, не относящейся непосредственно к изображению.
    На  фотографических изображениях потеря информации в формате JPEG может быть малозаметной для малоцветных рисованных изображений наиболее эффективно применять формат GIF.

    Файлы BMP

    Формат  файла BMP (сокращенно от BitMaP) - это "родной" формат растровой графики для Windows, поскольку он наиболее близко соответствует внутреннему формату Windows, в котором эта система хранит свои растровые массивы. Для имени файла, представленного в BMP-формате, чаще всего используется расширение BMP, хотя некоторые файлы имеют расширение RLE, означающее run length encoding (кодирование длины серий). Расширение RLE имени файла обычно указывает на то, что произведено сжатие растровой информации файла одним из двух способов сжатия RLE, которые допустимы для файлов BMP-формата.
    В файлах BMP информация о цвете каждого пиксела кодируется 1, 4, 8, 16 или 24 бит (бит/пиксел). Числом бит/пиксел, называемым также глубиной представлени цвета, определяется максимальное число цветов в изображении. Изображение при глубине 1 бит/пиксел может иметь всего два цвета, а при глубине 24 бит/пиксел - более 16 млн. различных цветов. 

Структура файла BMP
Заголовок файла растровой  графики (14 байт) 
Сигнатура файла BMP (2 байт) 
Размер файла (4 байт) 
Не используется (2 байт) 
Не используется (2 байт) 
Местонахождение данных растрового массива (4 байт)
Информационный  заголовок растрового массива (40 байт) 
Длина этого заголовка (4 байт) 
Ширина изображения (4 байт) 
Высота изображения (4 байт) 
Число цветовых плоскостей (2 байт) 
Бит/пиксел (2 байт) 
Метод сжатия (4 байт) 
Длина растрового массива (4 байт) 
Горизонтальное разрешение (4 байт) 
Вертикальное разрешение (4 байт) 
Число цветов изображения (4 байт) 
Число основных цветов (4 байт)
Таблица цветов (длина изменяется от 8 до 1024 байт)
Собственно  данные растрового массива (длина  переменная)
 
    На  приведенной схеме показана структура  типичного BMP-файла, содержащего 256-цветное  изображение (с глубиной 8 бит/пиксел). Файл разбит на четыре основные раздела: заголовок файла растровой графики, информационный заголовок растрового массива, таблица цветов и собственно данные растрового массива. Заголовок файла растровой графики содержит информацию о файле, в том числе адрес, с которого начинается область данных растрового массива. В информационном заголовоке растрового массива содержатся сведения об изображении, хранящемся в файле, например, его высоте и ширине в пикселах. В таблице цветов представлены значени основных цветов RGB (красный, зеленый, синий) дл используемых в изображении цветов. Программы, считывающие и отображающие BMP-файлы, в случае использования видеоадаптеров, которые не позволяют отображать более 256 цветов, для точной цветопередачи могут программно устанавливать такие значения RGB в цветовых палитрах адаптеров.
    Формат  собственно данных растрового массива  в файле BMP зависит от числа бит, используемых для кодировани данных о цвете каждого пиксела. При 256-цветном изображении каждый пиксел в той части файла, где содержатся собственно данные растрового массива, описывается одним байтом (8 бит). Это описание пиксела не представляет значений цветов RGB, а служит указателем для входа в таблицу цветов файла. Таким образом, если в качестве первого значения цвета RGB в таблице цветов файла BMP хранится R/G/B=255/0/0, то значению пиксела 0 в растровом массиве будет поставлен в соответствие ярко-красный цвет. Значения пикселов хранятся в порядке их расположения слева направо, начиная (как правило) с нижней строки изображения. Таким образом, в 256-цветном BMP-файле первый байт данных растрового массива представляет собой индекс дл цвета пиксела, находящегося в нижнем левом углу изображения; второй байт представляет индекс для цвета соседнего справа пиксела и т. д. Если число байт в каждой строке нечетно, то к каждой строке добавляетс дополнительный байт, чтобы выровнять данные растрового массива по 16-бит границам.
    Не  все файлы BMP имеют структуру, подобную показанной на схеме. Например, файлы BMP с глубиной 16 и 24 бит/пиксел не имеют  таблиц цветов; в этих файлах значения пикселов растрового массива непосредственно  характеризуют значения цветов RGB. Также могут различаться внутренние форматы хранения отдельных разделов файла. Например, информация растрового массива в некоторых 16 и 256-цветных BMP-файлах может сжиматьс посредством алгоритма RLE, который заменяет последовательности идентичных пикселов изображения на лексемы, определяющие число пикселов в последовательности и их цвет. В Windows допускаетс работа с BMP-файлами стиля OS/2, в которых используютс различные форматы информационного заголовка растрового массива и таблицы цветов.

    Файлы PCX

    PCX стал первым стандартным форматом  графических файлов для хранения  файлов растровой графики в  компьютерах IBM PC. На этот формат, применявшийся в программе Paintbrush фирмы ZSoft, в начале 80-х гг. фирмой Microsoft была приобретена лицензия, и затем он распространялся вместе с изделиями Microsoft. В дальнейшем формат был преобразован в Windows Paintbrush и начал распространяться с Windows. Хотя область применения этого популярного формата сокращается, файлы формата PCX, которые легко узнать по расширению PCX, все еще широко распространены сегодня.
    Файлы PCX разделены на следующие три  части: заголовок PCX, данные растрового массива и факультативная таблица  цветов. 128-байт заголовок PCX содержит несколько  полей, в том числе поля размера  изображения и числа бит для кодирования информации о цвете каждого пиксела. Информация растрового массива сжимается с использованием простого метода сжатия RLE; факультативная таблица цветов в конце файла содержит 256 значений цветов RGB, определяющих цвета изображения. Формат PCX первоначально был разработан для адаптеров CGA- и EGA-дисплеев и в дальнейшем был модифицирован для использования в адаптерах VGA и адаптерах истинных цветов. Кодирование цвета каждого пиксела в современных изображениях PCX может производиться с глубиной 1, 4, 8 или 24 бит.

    Файлы TIFF

    Если PCX - один из самых простых для  декодировани форматов растровой графики, то TIFF (Tagged Image File Format, формат файлов изображения, снабженных тегами) - один из самых сложных. Файлы TIFF имеют расширение TIFF. Каждый файл начинается 8-байт заголовком файла изображения (IFH), важнейший элемент которого - каталог файла изображения (Image File Directory, IFD) - служит указателем к структуре данных. IFD представляет собой таблицу для идентификации одной или нескольких порций данных переменной длины, называемых тегами; теги хранят информацию об изображении. В спецификации формата файлов TIFF определено более 70 различных типов тегов. Например, тег одного типа хранит информацию о ширине изображения в пикселах, другого - информацию о его высоте. В теге третьего типа хранится таблица цветов (при необходимости), а тег четвертого типа содержит сами данные растрового массива. Изображение, закодированное в файле TIFF, полностью определяется его тегами, и этот формат файла легко расширяется, поскольку для придания файлу дополнительных свойств достаточно лишь определить дополнительные типы тегов.
    Так что же делает TIFF столь сложным? С  одной стороны, составление программ, различающих все типы тегов, - это  непростое дело. В большинстве программ дл чтения файлов TIFF реализуется только подмножество тегов, именно поэтому созданный одной программой файл TIFF иногда не может быть прочитан другой. Кроме того, программы, создающие файлы TIFF, могут определять собственные типы тегов, имеющие смысл только для них. Программы чтения файлов TIFF могут пропускать непонятные для них теги, но всегда существует опасность, что это повлияет на внешний вид изображения.
    Еще одна сложность заключается в  том, что файл TIFF может содержать  несколько изображений, каждому из которых сопутствуют собственный IFD и набор тегов. Данные растрового массива в файле TIFF могут сжиматьс с использованием любого из нескольких методов, поэтому в надежной программе для чтения файлов TIFF должны быть средства распаковки RLE, LZW (LempelZivWelch) и несколько других. Ситуацию еще больше ухудшает то обстоятельство, что пользование программами распаковки LZW должно осуществляться в соответствии с лицензионным соглашением с фирмой Unisys Corp. на право пользовани алгоритмом LZW и часто за плату. В результате даже самые лучшие программы считывания TIFF нередко "сдаются", когда сталкиваются со сжатым по методу LZW изображением.
    Несмотря  на свою сложность, файловый формат TIFF остается одним из лучших для передачи растровых массивов с одной платформы на другую благодаря своей универсальности, позволяющей кодировать в двоичном виде практически любое изображение без потери его визуальных или каких-либо иных атрибутов.

    Файлы GIF

    Большинство ведущих специалистов-графиков, имеющих  дело с алгоритмом LZW, сталкиваются с аналогичными юридическими проблемами при использовании популярного межплатформенного формата файлов растровой графики GIF (Graphics Interchange Format - формат обмена графическими данными, произносится "джиф"), разработанного компанией CompuServe. Обычно для имени файлов GIF используется расширение GIF, и тысячи таких файлов можно получить в CompuServe.
    Структура файла GIF зависит от версии GIF-спецификации, которой соответствует файл. В  настоящее время используются две  версии, GIF87a и GIF89a. Первая из них проще. Независимо от номера версии, файл GIF начинается с 13-байт заголовка, содержащего сигнатуру, которая идентифицирует этот файл в качестве GIF-файла, номер версии GIF и другую информацию. Если файл хранит всего одно изображение, вслед за заголовком обычно располагается общая таблица цветов, определяющая цвета изображения. Если в файле хранится несколько изображений (формат GIF, аналогично TIFF, позволяет в одном файле кодировать два и больше изображений), то вместо общей таблицы цветов каждое изображение сопровождается локальной таблицей цветов.
    В файле GIF87a вслед за заголовком и  общей таблицей цветов размещается  изображение, которое может быть первым из нескольких располагаемых  подряд изображений. Каждое изображение состоит из 10-байт описател изображения, расположенной вслед за ним локальной таблицы цветов и битов растрового массива. Дл повышения эффективности использования памяти данные растрового массива сжимаются с помощью алгоритма LZW.
    Файлы GIF89a имеют аналогичную структуру, но они могут содержать факультативные блоки расширения с дополнительной информацией о каждом изображении. В спецификации GIF89a определены четыре типа блоков расширения. Это блоки расширения для управлени графикой, которые описывают, как изображение должно выводиться на экран (например, накладывается ли оно на предыдущее изображение подобно диапозитиву или просто заменяет его); блоки расширения с обычным текстом, содержащие текст, отображаемый вместе с графикой; блоки расширения для комментария, содержащие комментарии в коде ASCII; и блоки расширения прикладных программ, в которых хранится информация, принадлежащая только создавшей этот файл программе. Блоки расширения могут находиться практически в любом месте файла после общей таблицы цветов.
    Основные  достоинства GIF заключаются в широком  распространении этого формата  и его компактности. Но ему присущи  два достаточно серьезных недостатка. Один из них состоит в том, что  в изображениях, хранящихся в виде GIF-файла, не может быть использовано более 256 цветов. Второй, возможно, еще более серьезный, заключается в том, что разработчики программ, использующие в них форматы GIF, должны иметь лицензионное соглашение с CompuServe и вносить плату за каждый экземпляр программы; такая ценовая политика была принята CompuServe после того, как Unisys объявила, что начнет добиваться соблюдения своих прав собственности и потребовала от тех, кто пользуется алгоритмом сжати LZW, вносить лицензионные платежи. Возникшее в результате этого запутанное юридическое положение тормозит внедрение программистами в свои графические программы средств для работы с файлами GIF.

    Файлы PNG

    Формат PNG (Portable Network Graphic - переносимый сетевой  формат, произносится "пинг") был  разработан дл замены GIF, чтобы обойти юридические препятствия, стоящие на пути использования GIF-файлов. PNG унаследовал многие возможности GIF и, кроме того, он позволяет хранить изображения с истинными цветами. Еще более важно, что он сжимает информацию растрового массива в соответствии с вариантом пользующегос высокой репутацией алгоритма сжатия LZ77 (предшественника LZW), которым любой может пользоватьс бесплатно. Из-за недостатка места я не буду обсуждать внутреннюю структуру PNG. Если вы захотите больше узнать об этом формате, обратитесь к рекомендуемой в конце статьи литературе.

    Файлы JPEG

    Формат  файла JPEG (Joint Photographic Experts Group - Объединенная экспертная группа по фотографии, произносится "джейпег) был разработан компанией C-Cube Microsystems как эффективный метод  хранения изображений с большой глубиной цвета, например, получаемых при сканировании фотографий с многочисленными едва уловимыми (а иногда и неуловимыми) оттенками цвета. Самое большое отличие формата JPEG от других рассмотренных здесь форматов состоит в том, что в JPEG используется алгоритм сжатия с потерями (а не алгоритм без потерь) информации. Алгоритм сжатия без потерь так сохраняет информацию об изображении, что распакованное изображение в точности соответствует оригиналу. При сжатии с потерями приносится в жертву часть информации об изображении, чтобы достичь большего коэффициента сжатия. Распакованное изображение JPEG редко соответствует оригиналу абсолютно точно, но очень часто эти различия столь незначительны, что их едва можно (если вообще можно) обнаружить.
    Процесс сжатия изображения JPEG достаточно сложен и часто для достижения приемлемой производительности требует специальной аппаратуры. Вначале изображение разбивается на квадратные блоки со стороной размером 8 пиксел. Затем производится сжатие каждого блока отдельно за три шага. На первом шаге с помощью формулы дискретного косинусоидального преобразования фуры (DCT) производится преобразование блока 8х8 с информацией о пикселах в матрицу 8x8 амплитудных значений, отражающих различные частоты (скорости изменения цвета) в изображении. На втором шаге значения матрицы амплитуд делятся на значения матрицы квантования, котора смещена так, чтобы отфильтровать амплитуды, незначительно влияющие на общий вид изображения. На третьем и последнем шаге квантованная матрица амплитуд сжимается с использованием алгоритма сжатия без потерь.
    Поскольку в квантованной матрице отсутствует  значительная доля высокочастотной  информации, имеющейс в исходной матрице, первая часто сжимается до половины своего первоначального размера  или даже еще больше. Реальные фотографические изображения часто совсем невозможно сжать с помощью методов сжатия без потерь, поэтому 50%-ное сжатие следует признать достаточно хорошим. С другой стороны, применяя методы сжатия без потерь, можно сжимать некоторые изображения на 90%. Такие изображения плохо подходят для сжатия методом JPEG.
    При сжатии методом JPEG потери информации происходят на втором шаге процесса. Чем больше значения в матрице квантования, тем больше отбрасывается информации из изображения и тем более  плотно сжимается изображение. Компромисс состоит в том, что более высокие значени квантования приводят к худшему качеству изображения. При формировании изображения JPEG пользователь устанавливает показатель качества, величине которого "управляет" значениями матрицы квантования. Оптимальные показатели качества, обеспечивающие лучший баланс между коэффициентом сжатия и качеством изображения, различны для разных изображений и обычно могут быть найдены только методом проб и ошибок. 

    ПРОЕКЦИИ  В ТРЕХМЕРНОЙ МАШИННОЙ ГРАФИКЕ И ИХ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ
    Все виды проекций, используемые в инженерной графике, а также реализуемые  в системах формирования изображений, представляют собой комбинации двух главных типов проекций: параллельной и перспективной (центральной).

    ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ ПРОЕКЦИЯ

    В инженерной графике и начертательной геометрии преимущественно используется параллельная проекция. Точки предмета проецируются на поверхность пучком лучей, параллельных заданному направлению  (рис.1).
    
    Рис. 1 Параллельная проекция
    Координаты точек изображения при параллельной проекции определяются путем совместного решения уравнения прямой, проходящей через предметную точку  параллельно единичному вектору, и уравнения поверхности проекции:
                             (1)
    где  – координаты точки предмета;  – координаты точки изображения;  – уравнение поверхности проекции.
    Если  проецирование осуществляется на плоскость  и проектирующие лучи перпендикулярны  к ней, то проекция называется ортогональной  или перпендикулярной. Этот вид проекции широко используется в техническом черчении. Если оси  лежат в плоскости проекции, a  перпендикулярна ей, то при представлении предмета в координатном базисе плоскости проекции, координаты точек изображения можно определить по координатам точек предмета с помощью простого соотношения
     ,             (2)
    где  – координата плоскости проекции по оси .
    Как следует из (2), для получения ортогональной проекции принципиально достаточно определить координаты  и  предмета. Однако этим не ограничивается процедура построения трехмерной модели на экране дисплея. Предмет обычно задается в своей объектной системе координат , оси которой в исходном состоянии параллельны экранной системе дисплея . Изображение предмета отображается на экране дисплея с некоторым масштабным коэффициентом , а начало объектной системы координат располагается в точке  экрана. Для этого более общего случая можно записать
     .              (3)
    Выбором значения  можно осуществлять масштабирование изображения объекта.
    Чтобы обеспечить наиболее наглядное отображение  объемности предмета, обычно выбирается положение предмета относительно плоскости  проекции. В техническом черчении положение предмета определяется типом аксонометрической проекции. Чтобы получить аксонометрическую проекцию, предмет вместе со связанной системой координат разворачивается таким образом, что проекции координатных осей получают определенную ориентацию друг относительно друга, а отрезки, взятые по координатным осям, отображаются на проекции с определенным соотношением масштабных коэффициентов.
    Чтобы в машинной графике воспроизвести  предмет в заданной проекции, необходимо определить матрицу преобразования координат. Основой для этого являются принципы построения изображения в данной проекции. В частности, в изометрической проекции координатные оси предмета  отображаются на плоскости экрана дисплея под углом 120°, а масштабные коэффициенты по всем трем осям одинаковы (рис. 2). С учетом этих свойств изометрической проекции получим
     .                      (4)
    
    Рис. 2. Отображение координатных осей предмета на экране дисплея в изометрической и ортогональной проекциях
    Аналогично  можно получить формулу преобразования для фронтальной проекции, при которой оси  проецируются параллельно осям  дисплея, а проекция оси  совпадает с биссектрисой угла между осями  и  (рис. 2). В этом случае преобразование координат выполняется следующим образом:
     .                 (5)
    Можно отметить, что фронтальная проекция не является линейным преобразованием  пространства предметов.
    Формулы преобразования (4) и (5) принципиально позволяют обеспечить вычерчивание на дисплее изображений в изометрической или фронтальной проекции, если задано математическое описание предмета. Однако такой узкопрактический подход не позволяет в полной мере использовать возможности машинной графики. В системах трехмерной машинной графики нет необходимости фиксировать какие-либо конкретные виды проекций. В программах формирования трехмерных изображений обычно предусматриваются операции вращения предмета вокруг двух или трех осей. Это позволяет пользователю получать такой вид объекта, который наиболее выразительно отображает его геометрическую форму.

    ЦЕНТРАЛЬНАЯ (ПЕРСПЕКТИВНАЯ) ПРОЕКЦИЯ

    При центральной проекции все проектирующие  лучи проходят через определенную точку  пространства  – центр проекции. Физическим устройством, реализующим центральную проекцию, является объектив. При визуальном наблюдении роль объектива выполняет глаз. В объективе лучи, соединяющие сопряженные точки в пространстве предметов и изображений, проходят через заднюю главную точку, являющуюся центром проекции  (рис. 3). Из этого основного свойства центральной проекции вытекает математический метод построения изображения: координаты каждой точки изображения могут быть вычислены путем определения точки пересечения прямой, проходящей через предметную точку  и центр проекции , с поверхностью проекции (изображения). Если в выбранной объектной системе координат  известны координаты точек  и , а также уравнение поверхности изображения , то координаты точки изображения  определяются в результате решения системы уравнений
                          (1.5.6)
    
    Рис. 3. Общая схема центральной проекции
    Поверхность проекции в большинстве случаев можно считать плоской. Это приближение достаточно точно выполняется и для глаза. Хотя светочувствительная поверхность глаза – сетчатка имеет почти сферическую форму, для области ясного зрения, ограниченной угловым размером в несколько градусов, ее вполне можно считать плоской.
    В соответствии с законами оптики для  получения резкого изображения  необходимо, чтобы светочувствительная  поверхность была перпендикулярна  оптической оси объектива и располагалась  на определенном расстоянии от центра проектирования, которое, как правило, принимают равным фокусному расстоянию . Фактически изображение располагается на картинном расстоянии от центра проектирования, которое всегда больше фокусного. Однако если предмет удален от объектива на расстояние , то разница между картинным и фокусным расстоянием незначительна. Таким образом, положение плоскости изображения легко фиксировано относительно центра проекции  и оптической оси объектива. Если объектив разворачивается с тем, чтобы в его поле зрения попадали определенные объекты, то вместе с ним должна разворачиваться и плоскость изображения.
    Если  учесть отмеченные особенности центральной  проекции в реальных устройствах  формирования изображения, то связь  координат точек пространства предметов  и пространства изображений может быть выражена в иной форме, чем в системе уравнений (7). Введем систему координат  для плоскости изображения, связанную систему координат объектива  и систему координат пространства предметов  (рис. 4). Особенность центральной проекции можно выразить следующим образом: векторы  и , соединяющие центр проекции  с сопряженными точками  и , являются коллинеарными. Отсюда следует
     ,             (7)
    где  – константа для данной пары точек  и .
    
    Рис. 4. Схема разворотов плоскости изображения
    Учитывая, что съемочная камера может быть развернута на углы  и  относительно осей , из (8) получаем
     ,              (8)
    где  – координаты центра проектирования  в системе ;  – координаты центра проектирования  в системе .
    Если учесть, что поверхность проекции является плоской , начало координат системы , как правило, совпадает с главной точкой картинной плоскости , расположенной на расстоянии  от   , то
     .                     (9)
    Исключая  в (1.5.9) константу путем деления первой и второй строк на третью, получаем уравнения, связывающие координаты сопряженных точек в системах  и :
                     (10)
    Из  системы (1.5.10) по координатам точек  изображения   можно определить координаты сопряженных точек  в пространстве предметов, если задано уравнение наблюдаемой поверхности . Затем по координатам  точки , уравнению поверхности  и известным условиям освещения могут быть определены атрибуты точки  (яркость, цвет) и рассчитаны соответствующие атрибуты точки изображения . Описанная здесь кратко процедура синтеза изображений основана на отслеживании луча, исходящего из пространства изображений в пространство предметов, т.е. в направлении, противоположном ходу лучей в реальной системе. Этот подход в машинной графике назовем методом обратного трассирования лучей.
    Из  уравнения (9) можно получить формулы прямого преобразования
         (11)
    В этом случае по координатам   точки  предмета и ее атрибутам определяются координаты  и атрибуты точки изображения .
    Формулы (10) и (11) широко используются в фотограмметрии. Они удобны при моделировании изображений, получаемых съемочными системами, анализе изменений масштаба по полю изображения. При моделировании крупных планов фотограмметрические формулы практически не используются, предпочтение отдается описанию трассирующих лучей уравнением прямой.
    Характерной особенностью центральной проекции является существенное различие в масштабах  изображения предметов, находящихся  на различных расстояниях от центра проектирования. Это связано с уменьшением угловых размеров предмета (и соответственно с уменьшением линейных размеров в плоскости изображения) при удалении от съемочной сцены. На рис.5 приведен результат съемки предмета в виде полосы с нанесением на нее рисунка из периодически повторяющихся прямоугольников. Изменение ширины полосы и размеров прямоугольников создает ощущение глубины пространства. Принципиально изображение может быть рассчитано, например, по формулам (12), но его можно построить с достаточной степенью точности, если задать точку схода лучей. Расчеты с использованием координаты точки схода лучей значительно проще. Потому такой подход широко используется при имитации визуально наблюдаемой обстановки в видеотренажерах.
    
    Рис. 5. Перспективное изображение, построенное с использованием точки схода лучей

    Синтез  звука 

    Синтез  звука - процесс генерации звука, представленного в виде дискретного  сигнала. Для синтеза звука используются:
    метод таблиц волн, воспроизводящий заранее записанные в виде дискретных сигналов фрагменты звучания различных инструментов;
    метод частотной модуляции, осуществляющий синтез с помощью нескольких генераторов синусоидальных частот.

    Основные  термины синтеза  звука

    Одноголосным  или монофоническим синтезатором называется синтезатор, способный воспроизводить в каждый момент времени только одну ноту, то есть на таком синтезаторе вы не возьмёте аккорд. Вернее, вы его возьмёте, но звучать будет лишь одна из нот аккорда. Как правило, ноты будут чередоваться, например у вас есть несколько аккордов в разных тональностях, из которых составлена мелодия или какой-то пад (pad).
    Многоголосный или полифонический синтезатор способен играть несколько нот одновременно (не больше, чем количество его голосов) в каждый момент времени. Поясняю: если у вас, например, есть 8-ми голосый синтезатор, то одновременно он сможет воспроизводить не более восьми нот одного тембра. Многотембральный синтезатор способен играть сразу несколько нот с различными тембрами.

    Аддитивный  метод синтеза
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.