Что такое информационный контент
ЗАДАНИЕ ПО ПРАКТИКЕ
Задание 1. Сбор и обработка статического информационного контента
1. Собрать примеры текстовых информационных материалов используемых в организации (техническая документация, datasheet, планы регламентных работ, руководства пользователя и т.д.).
2. Собрать примеры графических информационных материалов используемых в организации (схемы принципиальные и блок-схемы, фотографии внешнего вида оборудования и т.д.).
3. Перевести в формат MS Office, подготовить обзор собранного материала в MS Word.
ВНИМАНИЕ!!!
Все виды материалов собираются только с разрешения руководства организации и не должны содержать конфиденциальную информацию, а так же любыми способами нарушать законы РФ.
Задание 2. Выполнить работу и описать процедуру её выполнения (исходя из профиля организации):
Инсталлировать и поработать со специализированным прикладным программным обеспечением;
Инсталлировать и поработать с прикладным программным обеспечением;
Диагностировать неисправности оборудования с помощью технических и программных средств;
Осуществлять мониторинг рабочих параметров оборудования;
Устранять мелкие неисправности в работе оборудования;
Задание 3. Создать типовую форму и расчёт зарплаты работника на предприятии (там где проходится практика). За пример взять любую рабочую должность.
1. Для работы применить 1С: Бухгалтерию, 8.3.
2. Разработка должна представлять собой внешнюю программу, содержащую табличные данные, графические данные, управляющие элементы. Программа должна генерировать один тип отчета – «зарплата работника за полгода».
Задание 4. Создание презентации средствами MS PowerPoint (или любого другого презентационного ресурса), в которой представить информацию по следующим темам:
Тема 1. Статический информационный контент
Технологии работы со статическим информационным контентом;
Стандарты форматов представления графических данных;
Стандарты форматов представления статического информационного контента;
Программное обеспечение обработки информационного контента;
Правила построения статического информационного контента;
Технические средства сбора, обработки, хранения и демонстрации статического контента.
ОТЧЕТНОСТЬ СТУДЕНТОВ
Титульный лист оформляется на компьютере (заполнять от руки не допускается) по установленному образцу. Образец титульного листа отчета по практике смотри на странице сайта учебного заведения (колледжа).
В отчете используется сквозная нумерация страниц. Титульный лист включается в общую нумерацию страниц, но номер страницы на нем не проставляется. Страницы нумеруются арабскими цифрами без точки в нижнем поле страницы по центру.
Заголовки структурных элементов отчета (содержание, задания, список литературы, приложения) печатаются заглавными буквами без точки.
ОТЧЕТ ФОРМИРУЕТСЯ В ПЛАСТИКОВОЙ ПАПКЕ БЕЗ КАНЦЕЛЯРСКИХ ФАЙЛОВ.
Параметры страницы:
§ Формат – А4
§ Поля (верхнее и нижнее – 20 мм, правое – 10 мм, левое – 20 мм)
§ Нумерация страниц оязательна
Оформление текста:
§ Текст должен делиться на абзацы
§ Межстрочный интервал – 1,5
§ Абзацный отступ (отступ первой строки) – 1,25
§ Основной текст должен быть выровнен по ширине, заголовки – по центру
§ Гарнитура шрифта – Tims New Roman
§ Размер шрифта – для заголовка 14 пт. Заглавными буквами по центру страницы, перенос слов не допустим, для основного текста - 12 п.
КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ОТЧЕТА
1. Аттестация по итогам учебной практики проводиться с учетом результатов, подтвержденных соответствующей организацией (дневник практики с оценками; аттестационный лист; характеристика):
2. Аттестация по итогам учебной практики проводиться на основании оформленного отчета с выполненным заданием:
Практика оценивается суммой баллов исходя из 70 максимально возможных, и включает несколько составляющих:
Итоговая оценка = Дневник практики + письменная форма отчета + бонусные баллы)= 70 баллов (100%).
| Оценка | Критерии |
| «5» отлично | Изложение материалов полное, последовательное, грамотное. Отчет написан аккуратно, без исправлений. Приложены документы. Приложения логично связаны с текстовой частью отчета. Отчет сдан в установленный срок. Программа практики выполнена. Отзыв положительный. |
| «4» хорошо | Изложение материалов полное, последовательное в соответствии с требованиями программы. Допускаются несущественные и стилистические ошибки. Оформление аккуратное. Приложения в основном связаны с текстовой частью. Отчет сдан в установленный срок. Программа практики выполнена. Отзыв положительный. |
| «3» удовлетворительно | Изложение материалов неполное. Оформление не аккуратное. Текстовая часть отчета не везде связана с приложениями. Отчет сдан в установленный срок. Программа практики выполнена не в полном объеме. Отзыв положительный. |
| «2» неудовлетворительно | Изложение материалов неполное, бессистемное. Существуют ошибки, оформление не аккуратное. Приложения отсутствуют. Отчет сдан в установленный срок Отзыв отрицательный. Программа практики не выполнена. |
Результатом освоения МДК является овладение обучающимися видом профессиональной деятельности «Обработка отраслевой информации», в том числе профессиональными и общими компетенциями.
Динамический контент - это изменяемая пользователем информация на виртуальной странице, которая также может загружаться с использованием баз данных. Роботы поисковых систем при этом будут индексировать динамический контент аналогично статическому, однако только до вопросительного знака (?).
По мнению многих специалистов, данная разновидность контента не может быть оценена однозначно. Может показаться, что не существует ничего привлекательнее постоянных новостных сообщений, которые всегда сохраняют актуальность и заинтересовывают посетителей. Однако возникает вопрос – способна ли постоянная изменяемость текста негативно отразиться на поисковом продвижении страниц и рейтинговых показателях всего сайта.
Реальность существования минусов в использовании динамического контента
Отрицательные моменты способны возникнуть, но для этого необходимо видоизменить абсолютно всю информацию в короткие сроки. Целесообразно рассматривать проблему количества изменяемого текста. Никаких проблем не будет возникать, если контент будет изменяться в специально предназначенных для этого разделах. Спорные вопросы отпадают и в том случае, когда речь заходит о новостных сайтах, суть работы которых и заключается в постоянных динамических обновлениях. В качестве примера можно привести любой бог. Содержимое на главной странице подобных ресурсов претерпевает изменение в зависимости от желания и активности создателя.
Динамический контент – двигатель прогресса
При разработке современных ресурсов без динамического контента обойтись просто невозможно. Веб-мастерам необходимо только помнить, какие элементы виртуальной страницы должны оставаться неизменными:
Заголовок страницы.
Основные элементы навигации (их статичность позволяет получить большое количество данных поисковым системам, ответственным за правильное ранжирование и выдачу страницы при запросах).
Неуместное изменение информационного наполнения способно отрицательно сказаться на репутации ресурса и понизить важнейшие поисковые показатели. В качестве примера уместно рассмотреть ресурсы, специализирующиеся на реализации товаров. Внесение изменений в фактический ассортимент не приведет ни к чему хорошему – если потенциальные клиенты не найдут на виртуальных прилавках товара, за которым пришли воспользовавшись информацией проиндексированной ранее, они окажутся очень недовольны данным фактом.
В таких ситуациях динамика изменения контента должна продумываться заблаговременно. Имеет смысл осуществление кеширования страниц или выдерживать определенный промежуток между обновлениями.
Использование динамического контента следует считать общепризнанной данностью. Оно стало очередным шагом в развитии всемирной паутины. Статическая информация постепенно утрачивает актуальность и не позволяет ресурсам выполнять возлагаемые на них функции. Существовавшие ранее проблемы, связанные с индексацией страниц, содержащих динамический контент больше не являются таковыми. Изменение технологий ранжирования и поисковых алгоритмов упростили задачи веб-мастеров, которые имеют возможность осуществлять разработку разноплановых проектов, используя информационное наполнение рассматриваемого вида.
1. Подготовить видеоотчет об организации (отчет должен включать в себя видеоматериалы, аудиоматериалы, иметь логическую структуру и сюжет, титры). В отчете отразить общую информацию об организации, интервью с работниками, специфику деятельности отдельных специалистов, длительность материала не более 10 минут.
2. Этапы разработки:
Создание сюжета;
Раскадровка (желательно);
Запись видеоматериала;
Запись аудиоматериала (интервью с работниками);
Обработка и монтаж;
Добавление титров и футажей.
ВНИМАНИЕ!!!
Все виды материалов собираются только с разрешения руководства организации и не должны содержать конфиденциальную информацию, а так же любыми способами нарушать законы РФ.
Задание 3. Выполнить работу и описать процедуру её выполнения (исходя из профиля организации):
Инсталлировать и поработать со специализированным прикладным программным обеспечением;
Инсталлировать и поработать с прикладным программным обеспечением;
Диагностировать неисправности оборудования с помощью технических и программных средств;
Осуществлять мониторинг рабочих параметров оборудования;
Устранять мелкие неисправности в работе оборудования;
Осуществлять техническое обслуживание оборудования на уровне пользователя;
Осуществлять подготовку отчета об ошибках;
Осуществлять пусконаладочные работы отраслевого оборудования;
Осуществлять испытание отраслевого оборудования;
Устанавливать и конфигурировать системное программное обеспечение.
Задание 4. Создать типовую форму и расчёт зарплаты работника на предприятии (там где проходится практика). За пример взять любую рабочую должность.
1. Разработка должна представлять собой внешнюю программу, содержащую табличные данные, графические данные, управляющие элементы. Программа должна генерировать один тип отчета – «зарплата работника за полгода».
Задание 5. Представить информацию по данным вопросам исходя из отраслевой направленности предприятия:
1. Принципы работы специализированного оборудования;
2. Режимы работы компьютерных и периферийных устройств;
3. Принципы построения компьютерного и периферийного оборудования;
4. Правила технического обслуживания оборудования;
5. Регламент технического обслуживания оборудования;
6. Виды и типы тестовых проверок;
7. Диапазоны допустимых эксплуатационных характеристик оборудования;
8. Эксплуатационные характеристики оборудования отраслевой направленности;
9. Принципы коммутации аппаратных комплексов отраслевой направленности;
10. Принципы работы системного программного обеспечения.
Задание 6. Создание презентации средствами MS PowerPoint (или любого другого презентационного ресурса), в которой представить информацию по следующим темам:
Тема 1. Статический информационный контент
Технологии работы со статическим информационным контентом;
Стандарты форматов представления графических данных;
Стандарты форматов представления статического информационного контента;
Правила построения статического информационного контента;
Технические средства сбора, обработки, хранения и демонстрации статического контента.
Тема 2. Динамический информационный контент
Технологии работы с динамическим информационные контентом;
Стандарты форматов представления динамических данных;
Стандарты форматов представления динамического информационного контента;
Программное обеспечение обработки информационного контента;
Правила построения динамического информационного контента;
Принципы линейного и нелинейного монтажа динамического контента;
Правила подготовки динамического информационного контента к монтажу;
Технические средства сбора, обработки, хранения и демонстрации динамического контента.
СОЗДАНИЕ И РЕДАКТИРОВАНИЕ ВИДЕОФИЛЬМОВ С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ НЕЛИНЕЙНОГО ВИДЕОМОНТАЖА PINNACLE STUDIO
Выпускная квалификационная работа выполнена в форме дипломной работы
студенткой 43 группы Алиной Игоревной Татаринцевой
Основная профессиональная образовательная программа по специальности
09.02.05 Прикладная информатика (по отраслям)
Форма обучения: очная
Руководитель: преподаватель И. В. Крапивина
Рецензент:
Работа защищена
________________
с оценкой _______
Председатель комиссии
____________________
Валуйки 2017 г.
Введение …………………………………………………………………………..3
1.1. Основы видеомонтажа....................................7
1.2. Методы обработки видеоинформации.......................10
1.3. Программы для редактирования и обработки видеоинформации...21
Глава 2.
2.1.Техническое задание...............................................................28
2.2. Практическая разработка видеофильма средствами программы PinnacleStudio
Заключение ...........................................................................................................50
Список литературы .............................................................................................52
Приложения ..........................................................................................................56
Введение
В современном Интернете видеоклипы составляют большую часть всего контента. Такие популярные видео-сервисы как Youtube, Rutube, а также многие другие, популяризировали создание видеоклипов.
Создание рекламного ролика с использованием современных технологий - это увлекательный и достаточно простой процесс. С помощью специализированных программ можно создать абсолютно все - начиная с пятиминутного видеоролика, повествующего о новом продукте, выпущенном на рынке, и заканчивая настоящим полнометражным фильмом-презентацией автомобиля.
Для производства качественного рекламного видео, необходимо понимать, как снимается цифровое видео и осуществляется технологический процесс в целом.
Еще одним двигателем прогресса в этой области стало продвинутое программное обеспечение. С каждым годом появляются все более совершенные программы для создания видеоклипов. Большинство из них это довольно сложные и громоздкие программы. Но, есть и более простые программы, разобраться с которыми не составит труда.
Одной из профессиональной программы для создания серьезных рекламных роликов и даже целых фильмов. PinnacleStudio - профессиональная программа для редактирования видео, обладает всеми современными возможностями и инструментами для нелинейного видеомонтажа. Удобный настраиваемый интерфейс, функциональные инструменты для редактирования аудио и видео треков, возможность применения разнообразных эффектов и фильтров, технология повышения скорости обработки видео и многие другие функции. Программа PinnacleStudio - безусловный лидер среди программ для редактирования видеоматериала.
В настоящее время широко используются мультимедиа технологии в образовании, в частности для рекламы и популяризации образовательных услуг, предоставляемых учебными заведениями. Последнее время становится популярны рекламные видеоролики.
На сегодняшний день, при столь стремительно растущей производительности компьютеров и растущей скорости доступа в Интернет смотреть и создавать видео можно практически на любом компьютере с достаточным объемом жесткого диска. А на более ли менее современном компьютере с соответствующим аппаратным обеспечением можно построить домашнюю видеостудию, с помощью которой можно записывать видео с программ телепередач, видеокамеры, видеомагнитофона обрабатывать и публиковать в Интернет. В связи с этим, на рынке программного обеспечения появилось множество программ для работы с видео, позволяющих создавать полноценные видеоклипы.
Актуальность выпускной квалификационной работы обусловлена недостаточной изученностью теоретических и методологических основ производства рекламных роликов с помощью профессиональных программ видеомонтажа.
Проблема исследования: отсутствие профориентационного ролика по специальности: «Преподавания в начальных классах».
Цель исследования: создание и редактирование видеофильмов с помощью программы не линейного видеомонтажа PinnacleStudio.
Предмет исследования:
совокупность теоретических и практических аспектов создания профориентационного ролика с помощью компьютера.
Объект исследования:
профессиональная программа для видеомонтажа PinnacleStudio.
Гипотеза исследования: видеоролик по специальности «Преподавания в начальных классах» будет информативным и содержательным если:
– будут исследованы и систематизированы имеющиеся информационные ресурсы по созданию видеороликов;
– составлены требования к видеоролику;
– разработана структура видеоролика;
– видеоролик будет создан на основе современных программных средств.
Для достижения цели с учетом выявленной проблемы и сформированной гипотезы были определены следующие задачи исследования:
– исследовать и систематизировать имеющиеся информационные ресурсы по созданию видеороликов;
– составить требования к видеоролику о специальности «преподавание в начальных классах»
– разработать структуру видеоролика об образовательном учреждении;
– создать видеоролик о специальности «Преподавание в начальных классах» в образовательном учреждении на основе современных программных средств.
Методы исследования:
Теоретический анализ;
Эмпирический метод;
Метод проектирования.
Теоретическая значимость исследования: состоит в том, что были проанализированы и обобщены современные технологии создания видеороликов.
Практическая значимость исследования: заключается в разработке и создании видеоролика о специальности «Преподавание в начальных классах», который способствовал бы популяризации специальности в учебных заведениях.
Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы.
Глава 1. Теоретические основы работы с динамическим информационным контентом
Основы видеомонтажа
Видео (от лат. video - смотрю, вижу) - множество технологий записи, обработки, передачи, хранения и воспроизведения визуального или аудиовизуального материала, а также распространённое название для собственного видеоматериала, телесигнала или кинофильма, в том числе записанного на физическом носителе (видеокассете, видеодиске и т. п.) .
Видеоинформация, непосредственно, – это изображение, зафиксированное на магнитной ленте, киноплёнке, фотоснимке или на оптическом диске, с которых оно может быть воспроизведено .
Основные параметры видеосигнала:
Количество (частота) кадров в секунду (число неподвижных изображений, сменяющих друг друга при показе 1 секунды видеоматериала и создающих эффект движения объектов на экране);
Чересстрочная развёртка;
Разрешение;
Соотношение сторон экрана;
Количество цветов и цветовое разрешение;
Битрейт или ширина видеопотока (для цифрового видео).
Сейчас, когда сфера применения персональных компьютеров всё расширяется, возникает идея создать домашнюю видеостудию на базе компьютера. Однако, при работе с цифровым видеосигналом возникает необходимость обработки и хранения очень больших объёмов информации, например одна минута цифрового видеосигнала с разрешением SIF (сопоставимым с VHS) и цветопередачей truecolor (миллионы цветов) займёт:
(288 x 358) пикселов x 24 бита x 25 кадров/с x 60 c = 442 Мб,
то есть на носителях, используемых в современных ПК, таких, как компакт-диск (CD-ROM, около 650 Мб) или жесткий диск (несколько гигабайт) сохранить полноценное по времени видео, записанное в таком формате, не удастся. С помощью MPEG-сжатия объем видеоинформации можно заметно без заметной деградации изображения.
MPEG – это аббревиатура от Moving Picture Experts Group. Эта экспертная группа работает под совместным руководством двух организаций - ISO (Организация по международным стандартам) и IEC (Международная электротехническая комиссия). Официальное название группы - ISO/IEC JTC1 SC29 WG11. Ее задача - разработка единых норм кодирования аудио- и видеосигналов. Стандарты MPEG используются в технологиях CD-i и CD-Video, являются частью стандарта DVD, активно применяются в цифровом радиовещании, в кабельном и спутниковом ТВ, Интернет-радио, мультимедийных компьютерных продуктах, в коммуникациях по каналам ISDN и многих других электронных информационных системах. Часто аббревиатуру MPEG используют для ссылки на стандарты, разработанные этой группой. На сегодняшний день известны следующие:
MPEG-1 предназначен для записи синхронизированных видеоизображения (обычно в формате SIF, 288 x 358) и звукового сопровождения на CD-ROM с учетом максимальной скорости считывания около 1.5 Мбит/с.
Качественные параметры видеоданных, обработанных MPEG-1, во многом аналогичны обычному VHS-видео, поэтому этот формат применяется в первую очередь там, где неудобно или непрактично использовать стандартные аналоговые видео носители.
MPEG-2 предназначен для обработки видеоизображения соизмеримого по качеству с телевизионным при пропускной способности системы передачи данных в пределах от 3 до 15 Мбит/с, профессионалы используют и большие потоки до 50 Мбит/с. На технологии, основанные на MPEG-2, переходят многие телеканалы, сигнал сжатый в соответствии с этим стандартом транслируется через телевизионные спутники, используется для архивации больших объёмов видеоматериала.
MPEG-3 - предназначался для использования в системах телевидения высокой чёткости (high-defenition television, HDTV) со скоростью потока данных 20-40 Мбит/с, но позже стал частью стандарта MPEG-2 и отдельно теперь не упоминается. Кстати, формат MP3, который иногда путают с MPEG-3, предназначен только для сжатия аудиоинформации и полное название MP3 звучит как MPEG AudioLayer III
MPEG-4 - задает принципы работы с цифровым представлением медиа-данных для трех областей: интерактивного мультимедиа (включая продукты, распространяемые на оптических дисках и через Сеть), графических приложений (синтетического контента) и цифрового телевидения.
История видеомонтажа
История цифрового нелинейного видеомонтажа начитывает более 20 лет. Самые первые системы могли обрабатывать видеофайлы с разрешением 160x200 и компрессией 150:1 и могли поддерживать только один канал звука 22 кГц. Емкость диска позволяла на видеомонтаже собрать в черновом виде и только на прямых склейках короткий ролик.
1989 год ознаменовался выпуском первой версии AvidMediaComposer и нелинейные системы видеомонтажа приобрели современный вид с похожими на сегодняшний интерфейс: временная тайм-линия, два монитора, корзина с исходниками.
Системы видеомонтажа были очень дорогими и недоступными многим пользователям. Ситуация изменилась в 1996 г. благодаря немецкой компании, которая представила новую систему Fast 601 (AvidLiquid). Она оказалась не такой дорогой и работала по новым правилам монтажа видео. Стала возможна работа с разными форматами, использовали компрессию MPEG-2, и самое главное, впервые реализована в процессе видеомонтажа вывод «мастеров» проекта в различных форматах: аналоговых, цифровых, DVD. С этого времени современная система видеомонтажа обязательно должна обладать способностью импорта, экспорта, транскодирования видео и звука в форматах, которые используются в Интернете и домашнем видео. Видеомонтаж стал доступен всем.
В 2008 году появляются монтажные системы для стереофильмов. Стереокино начинает захватывать и увлекать за собой зрителя и становится неотъемлемой частью киноиндустрии. А видеомонтажеры изучают, как показать передачу пространства на экране.
Обработка видеоинформации включает ряд этапов: оцифровку, создание видеороликов или видеоклипов, и их последующее воспроизведение.
Оцифровка видеоролика, в отличие от его воспроизведения, производиться не в реальном масштабе времени, но, тем не менее, и здесь многое зависит от используемых технологий и поддерживающих их программных средств.
В простейшем случае реализации процедуры оцифровки видеоинформации используется видеокамера, подключенная к компьютеру. Видеокамера включается в режим воспроизведения. Для проведения оцифровки используется одна из программ оцифровки видеоданных, например, Pro Multimedia. С ее помощью создается файл формата AVI на жестком диске. Под этот файл задается соответствующее имя и предполагаемый объем файла. Произведя запуск программы одновременно с запуском воспроизведения видеоизображений в видеокамере начинается процесс оцифровки видеоданных. Для уменьшения объема видеофайла этой же программой его можно перевести в формат MPEG, что сокращает его объем (например, с 4Гб до 300Мб). Последующее проигрывание видеоролика может осуществляться стандартным приложением Windows: Media Player.
В более сложных случаях используется монтаж видеоклипа в соответствии с разработанным сценарием. Он предусматривает работу с отдельными кадрами или их последовательностями. Сегодня может использоваться линейные и нелинейный монтаж.
При линейном монтаже видеоинформации исходный материал находится на видеокассете. Для того чтобы получать доступ к определенному месту ленты, необходимо все время перематывать пленку в поисках необходимого кадра. Для этих целей используется специальная «монтажная» аппаратура.
В настоящее время при создании электронных изданий широкое распространение получили технологии выполнения видеомонтажа и редактирования оцифрованного видеоматериала внутри компьютера. Такая технология получила название нелинейного монтажа, поскольку обеспечила операторам прямое обращение к необходимым кадрам или фрагментам видеоролика, записанным на жесткий диск компьютера. Тем самым открылась возможность избежать утомительного процесса постоянной (линейной) перемотки видеоленты вперед-назад при просмотре и поиске этих фрагментов.
В случае нелинейного монтажа весь материал предварительно оцифровывается и находится на дисковой памяти (винчестере), в результате чего обеспечивается произвольный мгновенный доступ к необходимому кадру.
Стандартная цифровая система, аналогичная аналоговому монтажному комплексу, построена по однопотоковой архитектуре. Это означает, что при расчетах используется только одна копия исходного видеоролика (AVI-файл).
В случае более сложных процедур работы с видеоматериалом возникает необходимость сформировать и задействовать вторую копию цифрового видео (или ее части). Таким образом, для создания любого микшерного перехода или эффекта между двумя клипами в оперативной памяти компьютера необходимо одновременно содержать кадры, как заканчивающегося видеоклипа, так и начинающегося клипа, последовательно загружая их с жесткого диска, декодируя (декомпрессируя) и производя расчет новых кадров результирующего клипа. Затем осуществляется обратная компрессия (сжатие) данных и запись на диск. Этот процесс называют рендеринг (rendering).
Системы нелинейного монтажа реального времени используют двух потоковую плату компрессии декомпрессии видео и дополнительную плату собственно цифровых эффектов. Набор микросхем для выполнения в реальном времени заданных эффектов микширования может быть установлен и прямо на плате компрессии (например, в Pinnacle Systems ReelTime - более 130 двумерных эффектов выполняется в реальном времени). Однако, и при этом, может быть использована дополнительная плата, расширяющая набор аппаратно выполняемых эффектов (например, Pinnacle Systems ReelTime NITRO - ReelTime + Genie).
Оперируя с двумя потоками, подобные цифровые системы могут выполнять и другие необходимые функции, присущие классическим монтажно-микшерским аналоговым комплексам, например, титрование (titling) или различные виды рuр-проекций (keying, ключевание, проекции с использованием эффектов прозрачности и т. д.).
Обработка видеоинформации требует высокого быстродействия используемых вычислительных структур. Практически подобные вычисления требуют выполнения миллиардов специализированных операций над пикселями изображений. Очевидно, что скорость их выполнения существенно зависит от быстродействия процессора.
Стандартные PC являются универсальными машинами, т.е. оказываются сравнительно медленными с точки зрения решения данной задачи. Например, Pentium 150Mhz может выполнять только около 50 миллионов операций в секунду, распределяя их между различными задачами. В результате при просчете даже сравнительно простых эффектов и переходов требуется в десятки и сотни раз больше времени, чем собственное время их проигрывания. Поэтому используются различные аппаратные и программные средства ускорения обработки видео изображений. Например, вводятся современные платы нелинейного монтажа (miroVideo DC30plus для PC или VlabMotion для Amiga) для операций компрессии и декомпрессии видеоинформации. Эти микросхемы ускоряют рендеринг, но не приводит к его выполнению в реальном времени.
Оцифрованные фрагменты видео перед записью на диск подвергаются компрессии и представляются в формате MPEG. Сохранение информации может производиться с потерей информации.
Если после завершения монтажа необходимо записать на видеоленту готовый видео - фрагмент, то необходима упомянутая выше карта ввода-вывода видеоинформации. Сегодня существует большое многообразие таких карт.
К устройствам для работы с видеосигналами на компьютерах IBM PC можно отнести: устройства для ввода и захвата видеопоследовательностей (capture - play), фрейм-грабберы, ТV - тюнеры, преобразователи сигналов VGA-TV и MPEG-плейеры. Следует отметить, что их функциональные возможности выходят далеко за рамки сферы электронных изданий.
Видеоинформация может воспроизводиться программами типа Media Player одновременно со звуком. В этом случае для монтажа, как правило, используются программы, обеспечивающие комплексную обработку информации: видео и аудиоданных. К таким программным средствам относят Adobe Premiere, Ulead Media Studio Pro и другие.
Тема 1.2. Обработка информационного контента средствами графических редакторов
Лекция 1. Введение в компьютерную графику
Классификация компьютерной графики
Классифицировать КГ можно по следующим критериям:
В зависимости от организации работы графической системы
1. пассивная или не интерактивная – это организация работы графической системы, при которой дисплей используется только для вывода изображения под управлением программы без вмешательства пользователя. Графическое представление после получения не может быть изменено.
2. активная или интерактивная (динамическая, диалоговая) – это воспроизведение на экране изображений под управлением пользователя.
В зависимости от способа формирования изображения
растровая графика – это графика, в которой изображение представляется двумерным массивом точек, которые являются элементами растра. Растр – это двумерный массив точек (пикселей), упорядоченных в строки и столбцы, предназначенных для представления изображения путем окраски каждой точки в определенный цвет.
2. векторная графика – метод построения изображений, в котором используются математические описания для определения положения, длины и координаты выводимых линий.
3. фрактальная графика – напрямую связана с векторной. Как и векторная, фрактальная графика вычисляемая, но отличается тем, что никакие объекты в памяти компьютера не хранятся.
4. 3D-графика .
В зависимости от цветового охвата различают черно-белую и цветную графики.
В зависимости от способов показа изображения
1. иллюстративная графика – способ изображения графического материала.
2. демонстративная графика – связана с динамическими объектами.
Технологии изображения динамических объектов используют три основных способа:
1. рисование – стирание;
2. смена кадров;
3. динамические образы.
Средства создания и обработки демонстративной графики подразделяют на анимацию (двухмерную и трехмерную), обработку и вывод живого видео и разнообразные специальные обработчики видеоматериалов.
В зависимости от способов применения
1. научная графика – вывод графиков на плоскости и в пространстве, решение систем уравнений, графическая интерпретация (MathCAD).
2. инженерная графика (системы автоматизации проектных работ) – различные применения в машиностроении, в проектировании печатных плат, архитектуре и т. д.
3. деловая графика – построение графиков, диаграмм, создание рекламных роликов, демонстраторов.
Деловая графика
Понятие деловой графики включает методы и средства графической интерпретации научной и деловой информации: таблицы, схемы, диаграммы, иллюстрации, чертежи.
Среди программных средств КГ особое место занимают средства деловой графики. Они предназначены для создания иллюстраций при подготовке отчетной документации, статистических сводок и других иллюстративных материалов. Программные средства деловой графики включаются в состав текстовых и табличных процессоров.
В среде MS Office имеются встроенные инструменты для создания деловой графики: графический редактор Paint, средство MS Graph, диаграммы MS Excel.
Виды компьютерной графики
Несмотря на то, что для работы с КГ существует множество классов программного обеспечения, выделяют всего три вида КГ: растровую, векторную и фрактальную графику. Они различаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.
Растровая графика применяется при разработке электронных и полиграфических изданий.
Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики, редко создают вручную с помощью компьютерных программ. Чаще для этой цели сканируют иллюстрации, подготовленные художником на бумаге, или фотографии. В последнее время для ввода растровых изображений в компьютер нашли широкое применение цифровые фото- и видеокамеры. Соответственно, большинство графических редакторов, предназначенных для работы с растровыми иллюстрациями, ориентированы не столько на создание изображения, сколько на их обработку . В Интернете, в основном, применяются растровые иллюстрации.
Программные средства для работы с векторной графикой наоборот предназначены, в первую очередь, для создания иллюстраций и в меньшей степени для их обработки . Такие средства широко используют в рекламных агентствах, дизайнерских бюро, редакциях и издательствах. Оформительские работы, основанные на применении шрифтов и простейших геометрических элементов, решаются средствами векторной графики намного проще. Существуют примеры высокохудожественных произведений, созданных средствами векторной графики, но они скорее исключение, чем правило, поскольку художественная подготовка иллюстраций средствами векторной графики чрезвычайно сложна.
Программные средства для работы с фрактальной графикой предназначены для автоматической генерации изображений путем математических расчетов . Создание фрактальной художественной композиции состоит не в рисовании или оформлении, а в программировании. Фрактальную графику редко применяют для создания печатных или электронных документов, но ее часто используют в развлекательных программах.
Растровая графика . Основным элементом растрового изображения является точка. Если изображение экранное, то эта точка называется пикселом. Отличительными особенностями пиксела являются его однородность (все пикселы по размеру одинаковы) и неделимость (пиксел не содержит более мелких пикселов). В зависимости от того, на какое графическое разрешение экрана настроена операционная система компьютера, на экране могут размещаться изображения, имеющие 640х480, 800х600, 1024х768 и более пикселов.
С размером изображения непосредственно связано его разрешение. Этот параметр измеряется в точках на дюйм (dots per inch - dpi). У монитора с диагональю 15 дюймов размер изображения на экране составляет примерно 28х21 см. Зная, что в 1 дюйме 25,4 мм, можно рассчитать, что при работе монитора в режиме 800х600 пикселов разрешение экранного изображения равно 72 dpi.
При печати разрешение должно быть намного выше. Полиграфическая печать полноцветного изображения требует разрешения не менее 300 dpi. Стандартный фотоснимок размером 10х15 см должен содержать примерно 1000х1500 пикселов.
Цвет любого пиксела растрового изображения запоминается в компьютере с помощью комбинации битов. Чем больше битов, тем больше оттенков цветов можно получить. Число битов, используемых компьютером для любого пиксела, называется битовой глубиной пиксела. Наиболее простое растровое изображение, состоящее из пикселов имеющих только два цвета – черный и белый, называется однобитовыми изображениями. Число доступных цветов или градаций серого цвета равно 2 в степени равной количеству битов в пикселе. Цвета, описываемые 24 битами, обеспечивают более 16 миллионов доступных цветов и их называют естественными цветами .
Растровые изображения обладают множеством характеристик, которые должны быть организованы и фиксированы компьютером. Размеры изображения и расположение пикселов в нем это две основные характеристики, которые файл растровых изображений должен сохранить, чтобы создать картинку. Даже если испорчена информация о цвете любого пиксела и любых других характеристиках компьютер все равно сможет воссоздать версию рисунка, если будет знать, как расположены все его пикселы. Пиксел сам по себе не обладает размером, он всего лишь область памяти компьютера, хранящая информацию о цвете, поэтому коэффициент прямоугольности изображения (определяет количество пикселов матрицы рисунка по горизонтали и по вертикали) не соответствует никакой реальной размерности. Зная только коэффициент прямоугольности изображения с некоторой разрешающей способностью можно определить настоящие размеры рисунка.называется овое изображение состоит из пикселов имеющих тлько два цвета - черный села. в. по вертикали. координаты выводимых ли
Разрешающая способность растра – это просто число элементов (пиксел) заданной области (дюйм). Файлы растровой графики занимают большое количество памяти компьютера. Наибольшее влияние на количество памяти оказывают три фактора:
размер изображения;
2. битовая глубина цвета;
3. формат файла, используемый для хранения изображения.
Достоинства растровой графики:
1. аппаратная реализуемость;
2. программная независимость (форматы файлов, предназначенные для сохранения точечных изображений, являются стандартными, поэтому не имеют решающего значения, в каком графическом редакторе создано то или иное изображение);
3. фотореалистичность изображений.
Недостатки растровой графики:
1. значительный объем файлов (определяется произведением площади изображения на разрешение и на глубину цвета (если они приведены к единой размерности);
2. принципиальные сложности трансформирования пиксельных изображений;
3. эффект пикселизации – связан с невозможностью увеличения изображения для рассмотрения деталей. Поскольку изображение состоит из точек, то увеличение приводит к тому, что точки становятся крупнее. Никаких дополнительных деталей при увеличении растрового изображения рассмотреть не удается, а увеличение точек растра визуально искажает иллюстрацию и делает ее грубой;
4. аппаратная зависимость – причина многих погрешностей;
5. отсутствие объектов.
Векторная графика . Если в растровой графике основным элементом изображения является точка, то в векторной графике – линия (при этом неважно, прямая это линия или кривая).
Разумеется, в растровой графике тоже существуют линии, но там они рассматриваются как комбинации точек. Для каждой точки линии в растровой графике отводится одна или несколько ячеек памяти (чем больше цветов могут иметь точки, тем больше ячеек им выделяется). Соответственно, чем длиннее растровая линия, тем больше памяти она занимает. В векторной графике объем памяти, занимаемый линией, не зависит от размеров линии, поскольку она представляется в виде формулы, а точнее говоря, в виде нескольких параметров. Что бы мы ни делали с этой линией, изменяются только ее параметры, хранящиеся в ячейках памяти. Количество же ячеек остается неизменным для любой линии.
Линия – это элементарный объект векторной графики. Все, что есть в векторной иллюстрации, состоит из линий. Простейшие объекты объединяются в более сложные (например, объект четырехугольник можно рассматривать как четыре связанные линии, а объект куб еще более сложен: его можно рассматривать либо как 12 связанных линий, либо как 6 связанных четырехугольников). Из-за такого подхода векторную графику часто называют объектно-ориентированной графикой .
П р и м е р. В общем случае уравнение кривой третьего порядка можно записать в виде
x 3+a 1y 3+a 2x2y+a 3xy 2+a 4x 2+a 5y 2+a 6xy+a 7x+a 8y+a 9= 0.
Видно, что для записи достаточно девяти параметров. Для задания отрезка кривой третьего порядка надо иметь на два параметра больше. Если добавить к ним параметры, выражающие такие свойства линии, как толщина, цвет, характер и прочее, то для хранения одного объекта достаточно будет 20-30 байтов оперативной памяти. Достаточно сложные композиции, насчитывающие тысячи объектов, расходуют лишь десятки и сотни Кбайт.
Как и все объекты, линии имеют свойства : форма линии, ее толщина, цвет, характер (сплошная, пунктирная и т. п.). Замкнутые линии имеют свойство заполнения . Внутренняя область замкнутого контура может быть заполнена цветом, текстурой, картой . Простейшая линия, если она не замкнута, имеет две вершины, которые называются узлами . Узлы тоже имеют свойства, от которых зависит, как выглядит вершина линии и как две линии сопрягаются между собой.
Заметим, что объекты векторной графики хранятся в памяти в виде набора параметров, но на экран все изображения все равно выводятся в виде точек (просто потому, что экран так устроен). Перед выводом на экран каждого объекта программа производит вычисления координат экранных точек в изображении объекта, поэтому векторную графику иногда называют вычисляемой графикой . Аналогичные вычисления производятся и при выводе объектов на принтер.
Основные понятия КГ
Понятие растра
Появление и широкое использование растра основано на свойстве человеческого зрения воспринимать изображение, состоящее из отдельных точек, как единое целое. Эту особенность зрения с давних пор использовали художники. На ней основана и технология полиграфической печати.
Изображение проецируется на светочувствительную пластину через стекло, на которое равномерно нанесена непрозрачная растровая решетка. В результате непрерывное полутоновое изображение оказывается разбитым на отдельные ячейки, которые называются элементами растра . Растр получил широкое распространение при изготовлении различного рода печатной продукции: газет, журналов, книг.
Понятие непрерывного полутонового изображения пришло из фотографии. На самом деле фотографический отпечаток при просмотре его через оптический прибор с очень большим увеличением тоже состоит из отдельных элементарных точек. Однако они настолько малы, что неразличимы невооруженным глазом.
Другие методы представления изображений: полиграфия, распечатка на принтере, вывод на монитор – используют сравнительно большие по размеру элементы растра.
Свет и цвет
Свет как физическое явление представляет собой поток электромагнитных волн различной длины и амплитуды. Глаз человека, будучи сложной оптической системой, воспринимает эти волны в диапазоне длин приблизительно от 350 до 780 нм. Свет воспринимается либо непосредственно от источника, например, от осветительных приборов, либо как отраженный от поверхностей объектов или преломленный при прохождении сквозь прозрачные и полупрозрачные объекты. Цвет - это характеристика восприятия глазом электромагнитных волн разной длины, поскольку именно длина волны определяет для глаза видимый цвет. Амплитуда, определяющая энергию волны (пропорциональную квадрату амплитуды), отвечает за яркость цвета. Таким образом, само понятие цвета является особенностью человеческого "видения" окружающей среды.
Рис. 1. Глаз человека
На рис. 1 схематически изображен глаз человека. Фоторецепторы, расположенные на поверхности сетчатки, играют роль приемников света. Хрусталик - это своеобразная линза, формирующая изображение, а радужная оболочка исполняет роль диафрагмы, регулируя количество света, пропускаемого внутрь глаза. Чувствительные клетки глаза неодинаково реагируют на волны различной длины. Интенсивность света есть мера энергии света, воздействующего на глаз, а яркость - это мера восприятия глазом этого воздействия. Интегральная кривая спектральной чувствительности глаза приведена на рис. 2; это стандартная кривая Международной комиссии по освещению (МКО, или CIE - Comission International de l"Eclairage).
Фоторецепторы подразделяются на два вида: палочки и колбочки. Палочки являются высокочувствительными элементами и работают в условиях слабого освещения. Они нечувствительны к длине волны и поэтому не "различают" цвета. Колбочки же, наоборот, обладают узкой спектральной кривой и "различают" цвета. Палочек существует только один тип, а колбочки подразделяются на три вида, каждый из которых чувствителен к определенному диапазону длин волн (длинные, средние или короткие.) Чувствительность их также различна.
На рис. 3 представлены кривые чувствительности колбочек для всех трех видов. Видно, что наибольшей чувствительностью обладают колбочки, воспринимающие цвета зеленого спектра, немного слабее - "красные" колбочки и существенно слабее - "синие".
Рис. 2. Интегральная кривая спектральной чувствительности глаза
Рис. 3. Кривые чувствительности различных рецепторов
Основы теории цвета
При работе с цветом используют понятия цветовое разрешение (его еще называют глубиной цвета) и цветовая модель . Цветовое разрешение определяет метод кодирования цветовой информации, и от него зависит то, сколько цветов на экране может отображаться одновременно. Для кодирования двухцветного (черно-белого) изображения достаточно выделить по одному биту на представление цвета каждого пиксела. Выделение одного байта позволяет закодировать 256 различных цветовых оттенков. Два байта (16 битов) позволяют определить 65536 различных цветов. Этот режим называется High Color. Если для кодирования цвета используется три байта (24 бита), возможно одновременное отображение 16,5 млн цветов. Этот режим называется True Color.
Цвета в природе редко являются простыми. Большинство цветовых оттенков образуется смешением основных цветов. Способ разделения цветового оттенка на составляющие называется цветовой моделью. Существует много различных типов цветовых моделей, но в компьютерной графике, как правило, применяется не более трех. Эти модели известны под названиями RGB, CMYK и HSB.
Цвет – один из факторов нашего восприятия светового излучения. Для характеристики цвета используются следующие атрибуты.
Цветовой тон . Можно определить преобладающей длиной волны в спектре излучения. Цветовой тон позволяет отличить один цвет от другого, например, зеленый от красного, желтого и других.
Яркость. Определяется энергией, интенсивностью светового излучения. Выражает количество воспринимаемого света.
Насыщенность или чистота тона . Выражается долей присутствия белого цвета. В идеально чистом цвете примесь белого отсутствует. Если, например, к чистому красному цвету добавить в определенной пропорции белый цвет (у художников это называется разбелом), то получится светлый бледно-красный цвет.
Указанные три атрибута позволяют описать все цвета и оттенки. То, что атрибутов именно три, является одним из проявлений трехмерных свойств цвета.
Наука, которая изучает цвет и его измерения, называется колориметрией . Она описывает общие закономерности цветового восприятия света человеком.
Одними из основных законов колориметрии являются законы смешивания цветов. Эти законы в наиболее полном виде были сформулированы в 1853 г. немецким математиком Германом Грассманом:
1. Цвет трехмерен - для его описания необходимы три компоненты. Любые четыре цвета находятся в линейной зависимости, хотя существует неограниченное число линейно независимых совокупностей из трех цветов.
Иными словами, для любого заданного цвета (Ц) можно записать такое цветовое уравнение, выражающее линейную зависимость цветов:
Ц = к1 Ц1 + к2 Ц2 + к3 Ц3,
где Ц1, Ц2, Ц3 – некоторые базисные, линейно независимые цвета, коэффициенты к1, к2, и к3 – количество соответствующего смешиваемого цвета. Линейная независимость цветов Ц1, Ц2, Ц3 означает, что ни один из них не может быть выражен взвешенной суммой (линейной комбинацией) двух других.
Первый закон можно трактовать и в более широком смысле, а именно в смысле трехмерности цвета. Необязательно для описания цвета применять смесь других цветов, можно использовать и другие величины, но их обязательно должно быть три.
2. Если в смеси трех цветовых компонентов один меняется непрерывно, в то время как два других остаются постоянными, цвет смеси также изменяется непрерывно.
3. Цвет смеси зависит только от цветов смешиваемых компонентов и не зависит от их спектральных составов.
Смысл третьего закона становится более понятным, если учесть, что один и тот же цвет (в том числе и цвет смешиваемых компонентов) может быть получен различными способами. Например, смешиваемый компонент может быть получен, в свою очередь, смешиванием других компонентов.
Таблица значений некоторых цветов в числовой модели RGB
Цветовая модель HSV
Модель HSB (Hue Saturation Brightness = Тон Насыщенность Яркость) построена на основе субъективного восприятия цвета человеком. Предложена в 1978 году. Эта модель тоже основана на цветах модели RGB, но любой цвет в ней определяется своим цветом (тоном), насыщенностью (т. е. добавлением к нему белой краски) и яркостью (т. е. добавлением к нему черной краски). Фактически любой цвет получается из спектрального добавлением серой краски. Эта модель аппаратно-зависимая и не соответствует восприятию человеческого глаза, так как глаз воспринимает спектральные цвета как цвета с разной яркостью (синий кажется более темным, чем красный), а в модели HSB им всем
приписывается яркость 100%.
 |
Рис. 5. Модели HSB и HSV
H определяет частоту света и принимает значение от 0 до 360 градусов.
V или B : V - значение (принимает значения от 0 до 1) или B - яркость, определяющая уровень белого света (принимает значения от 0 до 100%). Являются высотой конуса.
S - определяет насыщенность цвета. Значение ее является радиусом конуса.
Рис. 6. Цветовой круг при S=1 и V=1 (B=100%)
В модели HSV (рис. 5) цвет описывается следующими параметрами: цветовой тон H (Hue), насыщенность S (Saturation), яркость, светлота V(Value). Значение H измеряется в градусах от 0 до 360, поскольку здесь цвета радуги располагаются по кругу в таком порядке: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Значения S и V находятся в диапазоне (0…1).
Приведем примеры кодирования цветов для модели HSV. При S=0 (т. е. на оси V) - серые тона. Значение V=0 соответствует черному цвету. Белый цвет кодируется как S=0, V=1. Цвета, расположенные по кругу напротив друг друга, т. е. отличающиеся по H на 180 º, являются дополнительными. Задание цвета с помощью параметров HSV достаточно часто используется в графических системах, причем обычно показывается развертка конуса.
Цветовая модель HSV удобна для применения в тех графических редакторах, которые ориентированы не на обработку готовых изображений, а на их создание своими руками. Существуют такие программы, которые позволяют имитировать различные инструменты художника (кисти, перья, фломастеры, карандаши), материалы красок (акварель, гуашь, масло, тушь, уголь, пастель) и материалы полотна (холст, картон, рисовая бумага и пр.). Создавая собственное художественное произведение, удобно работать в модели HSV, а по окончании работы его можно преобразовать в модель RGB или CMYK, в зависимости от того, будет ли оно использоваться как экранная или печатная иллюстрация.
Существуют и другие цветовые модели, построенные аналогично HSV, например модели HLS (Hue, Lighting, Saturation) и HSB также использует цветовой конус.
Цветовая модель Lab
Модель Lab является аппаратно-независимой моделью, что отличает ее от описанных выше. Экспериментально доказано, что восприятие цвета зависит от наблюдателя (если вспомнить дальтоников, существует разница в возрастном восприятии цвета и т. д.) и условий наблюдения (в темноте все серое). Ученые из Международной Комиссии по Освещению (CIE=Commission Internationale de l"Eclairage) в 1931 г. они стандартизировали условия наблюдения цветов и исследовали восприятие цвета у большой группы людей. В результате были экспериментально определены базовые компоненты новой цветовой модели XYZ. Эта модель аппаратно независима, поскольку описывает цвета так, как они воспринимаются человеком, точнее "стандартным наблюдателем CIE". Ее приняли за стандарт. Цветовая модель Lab, использующаяся в компьютерной графике, является производной от цветовой модели XYZ. Название она получила от своих базовых компонентов L , a и b . Компонент L несет информацию о яркостях изображения, а компоненты а и b - о его цветах (т. е. a и b - хроматические компоненты). Компонент а изменяется от зеленого до красного, а b - от синего до желтого. Яркость в этой модели отделена от цвета, что удобно для регулирования контраста, резкости и т. д. Однако, будучи абстрактной и сильно математизированной эта модель остается пока что неудобной для практической работы.
Поскольку все цветовые модели являются математическими, они легко конвертируются одна в другую по простым формулам. Такие конверторы встроены во все "приличные" графические программы.
Цветовые профили
Изложенные выше теории восприятия и воспроизведения цвета на практике используются с серьезными поправками. Образованный в 1993 г. Международный консорциум по цвету (ICC) разработал и стандартизировал системы управления цветом (Color Management System, CMS). Такие системы призваны обеспечить постоянство цвета на всех этапах работы для любых устройств, учитывая особенности конкретных устройств при воспроизведении цвета.
В реальности не существует устройств с цветовым охватом, полностью совпадающим с моделями RGB, CMYK, CIE и любыми другими. Поэтому для приведения возможностей устройств к некоторому общему знаменателю были разработаны цветовые профили .
Цветовой профиль – средство описания параметров цветовоспроизведения.
В компьютерной графике всякая работа начинается в пространстве RGB, поскольку монитор физически излучает эти цвета. По инициативе компаний Microsoft и Hewlett Packard была принята стандартная модель sRGB, соответствующая цветовому охвату монитора среднего качества. В таком цветовом пространстве должна без проблем воспроизводиться графика на большинстве компьютеров. Но эта модель весьма упрощенная, и ее цветовой охват существенно уже, чем у качественных мониторов.
В настоящее время практически повсеместным стандартом стали цветовые профили, создаваемые в соответствии с требованиями ICC. Основное содержание такого профиля составляют таблицы (матрицы) соответствия цветов при различных преобразованиях.
Самый заурядный профиль монитора должен содержать как минимум матрицы для преобразования CIE – RGB и таблицу для обратного преобразования, параметры белого цвета и градационную характеристику (параметр Gamma).
Главная особенность ICC-профиля печатающего устройства - необходимость учета взаимовлияния цветов. Если на мониторе точки люминофора излучают практически независимо, то при печати краски накладываются на бумагу и друг на друга. Поэтому профили печатающих устройств содержат огромные матрицы для пересчета взаимных преобразований пространств XYZ и Lab, математические модели различных вариантов таких преобразований.
Кодирование цвета. Палитра
Кодирование цвета
Для того чтобы компьютер имел возможность работать с цветными изображениями, необходимо представлять цвета в виде чисел - кодировать цвет. Способ кодирования зависит от цветовой модели и формата числовых данных в компьютере.
Для модели RGB каждая из компонент может представляться числами, ограниченными некоторым диапазоном, например дробными числами от нуля до единицы либо целыми числами от нуля до некоторого максимального значения. Наиболее распространенной схемой представления цветов для видеоустройств является так называемое RGB-представление, в котором любой цвет представляется как сумма трех основных цветов – красного, зеленого, синего – с заданными интенсивностями. Все возможное пространство цветов представляет собой единичный куб, и каждый цвет определяется тройкой чисел (r, g, b) – (red, green, blue). Например, желтый цвет задается как (1, 1, 0), а малиновый – как (1, 0, 1), белому цвету соответствует набор (1, 1, 1), а черному – (0, 0, 0).
Обычно под хранение каждого из компонентов цвета отводится фиксированное число n бит памяти. Поэтому считается, что допустимый диапазон значений для компонент цвета не , а .
Практически любой видеоадаптер способен отобразить значительно большее количество цветов, чем то, которое определяется размером видеопамяти, отводимой под один пиксел. Для использования этой возможности вводится понятие палитры.
Палитра – массив, в котором каждому возможному значению пиксела ставится в соответствие значение цвета (r, g, b). Размер палитры и ее организация зависят от типа используемого видеоадаптера.
Наиболее простой является организация палитры на EGA-адаптере . Под каждый из 16 возможных логических цветов (значений пиксела) отводится 6 бит, по 2 бита на каждый цветовой компонент. При этом цвет в палитре задается байтом вида 00rgbRGB, где r, g,b, R,G, B могут принимать значение 0 или 1. Таким образом, для каждого из 16 логических цветов можно задать любой из 64 возможных физических цветов.
16-цветная стандартная палитра для видеорежимов EGA, VGA. Реализация палитры для 16-цветных режимов адаптеров VGA намного сложнее. Помимо поддержки палитры адаптера EGA, видеоадаптер дополнительно содержит 256 специальных DAC-регистров, где для каждого цвета хранится его 18-битовое представление (по 6 бит на каждый компонент). При этом с исходным логическим номером цвета с использованием 6-битовых регистров палитры EGA сопоставляется, как и раньше, значение от 0 до 63, но оно уже является не RGB-разложением цвета, а номером DAC-регистра, содержащего физический цвет.
256-цветная для VGA . Для 256-VGA значение пиксела непосредственно используется для индексации массива DAC-регистров.
В настоящее время достаточно распространенным является формат True Color, в котором каждый компонент представлен в виде байта, что дает 256 градаций яркости для каждого компонента: R=0…255, G=0…255, B=0…255. Количество цветов составляет 256х256х256=16.7 млн (224).
Такой способ кодирования можно назвать компонентным . В компьютере коды изображений True Color представляются в виде троек байтов, либо упаковываются в длинное целое (четырехбайтноебита (так, например, сделано в API Windows):
C = bbbbbbbb gggggggg rrrrrrrr.
Индексные палитры
При работе с изображениями в системах компьютерной графики часто приходится искать компромисс между качеством изображения (требуется как можно больше цветов) и ресурсами, необходимыми для хранения и воспроизведения изображения, исчисляемыми, например, объемом памяти (надо уменьшать количество байтов на пиксел). Кроме того, некоторое изображение само по себе может использовать ограниченное количество цветов. Например, для черчения может быть достаточно двух цветов, для человеческого лица важны оттенки розового, желтого, пурпурного, красного, зеленого, а для неба – оттенки голубого и серого. В этих случаях использование полноцветного кодирования цвета является избыточным.
При ограничении количества цветов используют палитру, предоставляющую набор цветов, важных для данного изображения. Палитру можно воспринимать как таблицу цветов. Палитра устанавливает взаимосвязь между кодом цвета и его компонентами в выбранной цветовой модели.
Компьютерные видеосистемы обычно предоставляют возможность программисту установить собственную цветовую палитру. Каждый цветовой оттенок представляется одним числом, причем это число выражает не цвет пиксела, а индекс цвета (его номер). Сам же цвет разыскивается по этому номеру в сопроводительной цветовой палитре, приложенной к файлу. Такие цветовые палитры называют индексными палитрами.
Индексная палитра – это таблица данных, в которой хранится информация о том, каким кодом закодирован тот или иной цвет. Эта таблица создается и хранится вместе с графическим файлом.
Разные изображения могут иметь разные цветовые палитры. Например, в одном изображении зеленый цвет может кодироваться индексом 64, а в другом этот индекс может быть отдан розовому цвету. Если воспроизвести изображение с "чужой" цветовой палитрой, то зеленая елка на экране может оказаться розовой.
Фиксированная палитра
В тех случаях, когда цвет изображения закодирован двумя байтами (режим High Color), на экране возможно изображение 65 тысяч цветов. Разумеется, это не все возможные цвета, а лишь одна 256-я доля общего непрерывного спектра красок, доступных в режиме True Color. В таком изображении каждый двухбайтный код тоже выражает какой-то цвет из общего спектра. Но в данном случае нельзя приложить к файлу индексную палитру, в которой было бы записано, какой код какому цвету соответствует, поскольку в этой таблице было бы 65 тыс. записей и ее размер составил бы сотни тысяч байтов. Вряд ли есть смысл прикладывать к файлу таблицу, которая может быть по размеру больше самого файла. В этом случае используют понятие фиксированной палитры . Ее не надо прилагать к файлу, поскольку в любом графическом файле, имеющем 16-разрядное кодирование цвета, один и тот же код всегда выражает один и тот же цвет.
Безопасная палитра
Термин безопасная палитра используют в Web-графике. Поскольку скорость передачи данных в Интернете пока оставляет желать лучшего, для оформления Web-страниц не применяют графику, имеющую кодирование цвета выше 8-разрядного.
При этом возникает проблема, связанная с тем, что создатель Web-страницы не имеет ни малейшего понятия о том, на какой модели компьютера и под управлением каких программ будет просматриваться его произведение. Он не уверен, не превратится ли его "зеленая елка" в красную или оранжевую на экранах пользователей.
В связи с этим было принято следующее решение. Все наиболее популярные программы для просмотра Web-страниц (браузеры) заранее настроены на некоторую одну фиксированную палитру . Если разработчик Web-страницы при создании иллюстраций будет применять только эту палитру , то он может быть уверен, что пользователи всего мира увидят рисунок правильно. В этой палитре не 256 цветов, как можно было бы предположить, а лишь 216. Это связано с тем, что не все компьютеры, подключенные к Интернету способны воспроизводить 256 цветов.
Такая палитра, жестко определяющая индексы для кодирования 216 цветов, называется безопасной палитрой .
Графические интерфейсы и стандарты программирования
компьютерной графики
Стандартизация в компьютерной графике направлена на обеспечение мобильности и переносимости прикладных программ, унификацию взаимодействия с графическим устройствами и обеспечение возможности обмена графической информацией между различными подсистемами. Использование стандартов позволяет сократить сроки разработки графических систем и увеличить их жизненный цикл. Сегодня в практике использования средств КГ применяется большое количество стандартов, различающихся по назначению и функциональным возможностям. Они имеют разную степень официальности - от фактических до международных стандартов.
тправной точкой в работах по стандартизации графических средств следует считать 1976 год. Именно тогда во французском городе Сейлак собралось первое совещание по обсуждению графических стандартов. С этого момента графическими стандартами занимаются в различных национальных и международных организациях по стандартизации, связанных с испол
