Файл: Локальные и глобальные сети эвм основы компьютерной коммуникации. Принципы построения сетей. Компьютерная сеть.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.11.2023

Просмотров: 525

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Программное обеспечение прикладного уровня. Графические
редакторы. Программы для создания презентаций
Изучив материал, студент должен знать:
 основные способы представления и обработки графической информации
(растровый и векторный).
Изучив материал, студент должен уметь:
 использовать графические редакторы для обработки растровой и векторной графики.
В современном информационном обществе огромное значение предается графическим формам представления информации (рисунки, карты, схемы, чертежи).
Работа с изображением на компьютере основана на его представлении математической моделью. В настоящее время существуют различные подходы к их созданию. В настоящий момент времени наибольшее распространение получили: растровые, векторные и модели трехмерной графики. Однако, следует заметить, что и другие модели активно развиваются, например, фрактальная или полигональная. Рассмотрим основные модели для создания графических изображений с использование компьютера, а также программное обеспечение, для работы с ними.
Растровая графика
В растровой графике любое графическое изображение состоит из мельчайших цветных точек (пикселей), образующих характерный узор, называемый растром.
Растр – это прямоугольное изображение из цветных точек с фиксированными размерами по ширине и высоте. Линейные координаты и индивидуальные свойства каждой точки яркость и цветность можно выразить с помощью целых чисел. Изображение хранится как последовательность целых чисел, представляющих цвета отдельных точек в порядке развертывания прямоугольника слева направо и сверху вниз.

2
Растровая модель – является базовой моделью для воспроизведения изображений. Они могут храниться в любой модели, но воспроизводятся как растровые, т.к. и экран монитора и принтер являются растровыми устройствами, формирующими изображение из точек.
Для оцифровки цветов в современных компьютерах используют две основные модели. Модель RGB.
За основные три цвета приняты красный
(Red
), зеленый (Green), синий (Blue). Каждый составляющий цвет при этом характеризуется своей яркостью, поэтому модель называется аддитивной.
Эта схема применяется для создания графических образов в устройствах, излучающих свет, - мониторах, телевизорах.
Модель CMYK. Изображение формируется на основе отраженной волны от окрашенных поверхностей.
Цвет поверхности можно получить
красителями, которые поглощают, а не излучают. Например, если мы видим зеленое дерево, то это означает, что из падающего белого цвета, т.е. суммы красного, зеленого, синего, поглощены красный и синий, а зеленый отражен.
Цвета красителей должны быть дополняющими:
 голубой (Cyan = B+ G), дополняющий красного;
 пурпурный (Magenta = R+B), дополняющий зеленого;
 желтый (Yellow = R+G), дополняющий синего.
Но так как цветные красители по отражающим свойствам не одинаковы, то для повышения контрастности применяется еще черный
(black).
Модель CMYK названа по первым буквам слов Cyan, Magenta, Yellow и последней букве слова black. Так как цвета вычитаются, модель называется
субстрактивной.
Растровою модель используют тогда, когда точность воспроизведения цветовых оттенков важнее точности передачи формы. Однако разбиение изображения на точки (пиксели) приводит к искажению геометрических фор,


3 что заметно при увеличении изображения. Этот дефект называется
пиксализацией.
Векторная графика
Элементарным объектом векторного изображения является не точка, а линия. Графические объекты создаются как совокупности линий.
В векторных редакторах каждая линия рассматривается как математическая кривая третьего порядка и, соответственно, представляется математической формулой (в компьютере хранятся числовые коэффициенты этой формулы). Они описывают форму изображения. Из элементарных объектов (линий) создаются простейшие геометрические объекты
(примитивы) из которых, в свою очередь, составляются законченные композиции. Местоположение изображения описывается числовыми координатами характерных точек. Параметры контура выражают толщину и цвет линии, а логическое свойство, имеющее двоичное значение ДА или
НЕТ, замкнутость контура. Кроме того хранятся параметры внутренней заливки контура, если он замкнут – цвет, узор, текстура. Изображение представляется коллекцией независимых графических объектов.
В векторной модели изображения хранятся как таблицы свойств объектов, при этом очень экономно расходуется память компьютера, но для воспроизведения и преобразования требуются весьма сложные и длительные процедуры.
Растровые модели подвержены пиксализации – искажению изображения при изменении его размеров. В тех случаях, когда форма объекта важнее его цвета, используют векторные модели. Для создания схем, чертежей, географических карт используют векторные модели. Так как компьютер хранит не само изображение, а коэффициенты алгебраического уравнения, качество изображения не зависит от его масштаба.

4
Трехмерная графическая модель
В трехмерной графике элементом изображения является плоский треугольник. Объемные тела сначала представляются коллекциями граней, после чего грани представляются коллекциями треугольников, где каждый треугольник – это коллекция трех векторов, образующих его стороны, а каждый вектор описывается тремя числовыми значениями, выражающими его координаты относительно точки, принятой за начало отсчета. Чем больше треугольников содержит модель, тем лучше трехмерная модель отражает реальность, но тем больше операций требуется для ее обработки.
Перед воспроизведением происходит пересчет пространственной модели в плоское растровое экранное изображение. Этот процесс называется
визуализацией. В процессе визуализации рассчитывается порядок расположения элементов по оси, направленной к наблюдателю, какой стороной элементарные треугольники обращены к наблюдателю (лицевой или обратной), как поверхности элементарных треугольников взаимодействуют с лучами света, исходящими от источников освещения.
Трехмерное изображение просматривают, изменяя угол зрения, такой подход используют в виртуальном моделировании. В кинематографии используют трехмерные модели записывая динамическое изменение изображения в видеоряд.
Фрактальная графика.
Основой изображения во фрактальной графике является фрактал.
Фракталами
называются геометрические объекты: линии, поверхности, пространственные тела, имеющие сильно изрезанную форму и обладающие свойством самоподобия.
Слово фрактал произошло от латинского слова Fractus и переводится как дробный, ломаный. Самоподобие, как основная характеристика
фрактала означает, что он более или менее единообразно устроен в


5 широком диапазоне масштабов. То естьпри увеличении маленькие фрагменты фрактала получаются очень похожими на большие фрагменты.
Фрактальными свойствами обладают многие природные объекты: снежинка при увеличении оказывается фракталом; по фрактальным алгоритмам растут кристаллы и растения. Если посмотреть на береговую линию моря на картах все более крупного масштаба, то становятся видны все новые изгибы и изломы, похожие на более крупные.
Пример построения простейшего фрактала — «фрактальный треугольник» (его еще называют
«снежинка Коха») показан на рисунке 48.
Рисунок 48 – «снежинка Коха»
Графические редакторы
Это обширный класс программ, предназначенных для создания и (или) обработки графических изображений. В данном классе различают следующие категории: растровые редакторы, векторные редакторы и программные средства для создания и обработки трехмерной графики (3D- редакторы).
Растровые редакторы применяют в тех случаях, когда графический объект представлен в виде комбинации точек, образующих растр и обладающих свойствами яркости и цвета. Такой подход эффективен в тех случаях, когда графическое изображение имеет много полутонов и информация о цвете элементов, составляющих объект, важнее, чем

6 информация об их форме. Это характерно для фотографических и полиграфических изображений. Растровые редакторы широко применяются для обработки изображений, их ретуши, создания фотоэффектов и художественных композиций (коллажей). Возможности создания новых изображений средствами растровых редакторов ограничены и не всегда удобны. В большинстве случаев художники предпочитают пользоваться традиционными инструментами, после чего вводить рисунок в компьютер с помощью специальных аппаратных средств (сканеров) и завершать работу с помощью растрового редактора путем применения спецэффектов.
Признанный лидер среди растровых редакторов, имеющий богатейшие возможности для создания коллажей благодаря технологии слоев и каналов
Adobe Photoshop 5.0.
В процессе обучения студенты знакомятся с работой растрового редактора Paint. Подробное описание работы этого графического редактора дано в методических указаниях к лабораторным работам по дисциплине «Информатика». В настоящее время большое распространение получили растровые редакторы Corel Photo-Paint 8.0 и Paint Shop Pro 4.1.
Примеры графических изображений, созданных в растровых редакторах показаны на рисунке 1.
Рисунок 1 – Примеры графических изображений, созданных в растровых редакторах


7
Векторные редакторы отличаются от растровых способом представления данных об изображении. Элементарным объектом векторного изображения является не точка, а линия. Такой подход характерен для чертежно-графических работ, в которых форма линий имеет большее значение, чем информация о цвете отдельных точек, составляющих ее. В векторных редакторах каждая линия рассматривается как математическая кривая третьего порядка и, соответственно, представляется не комбинацией точек, а математической формулой (в компьютере хранятся числовые коэффициенты этой формулы). Такое представление намного компактнее, чем растровое, соответственно данные занимают много меньше места, однако построение любого объекта выполняется не простым отображением точек на экране, а сопровождается непрерывным пересчетом параметров кривой в координаты экранного или печатного изображения. Примеры рисунков, созданных в редакторах векторной графики, показаны на рисунках
2 и 3.
Рисунок 2 – рисунки векторной графики
Соответственно, работа с векторной графикой требует более производительных вычислительных систем. Из элементарных объектов
(линий) создаются простейшие геометрические объекты (примитивы) из которых, в свою очередь, составляются законченные композиции.

8
Художественная иллюстрация, выполненная средствами векторной графики, может содержать десятки тысяч простейших объектов, взаимодействующих друг с другом.
Рисунок 3 – рисунки векторной графики
Векторные редакторы удобны для создания изображений, но практически не используются для обработки готовых рисунков. Они нашли широкое применение в рекламном бизнесе, их применяют для оформления обложек полиграфических изданий и всюду, где стиль художественной работы близок к чертежному.
Редакторы трехмерной графики используют для создания трехмерных композиций. Они имеют две характерные особенности. Во- первых, они позволяют гибко управлять взаимодействием свойств поверхности изображаемых объектов со свойствами источников освещения и, во-вторых, позволяют создавать трехмерную анимацию. Поэтому редакторы трехмерной графики нередко называют также 3D-аниматорами.
Пример рисунка, созданного в редакторе трехмерной графики, показан на рисунке 4.

9
Рисунок 4 – рисунок трехмерной графики
Для создания изображений трехмерной графики используются программы: 3D Studio MAX, Maya, Lightwave 3D,
Rhino.
Очень популярна программа 3D Home. Она помогает создать красивый интерьер в вашем доме.
Одной из самых популярных программ для создания фрактальных
изображений Fractint. Кроме того, в настоящее время существует много и других программных пакетов, для создания фрактальных рисунков.
Например, программа Manpwinдает возможность постоянного изменения цветовой палитры. Примеры фрактальных изображений показаны на рисунке
5.
Рисунок 5 – рисунки фрактальной графики


1
Программное обеспечение обработки текстовых данных
Изучив материал, студент должен знать:
 назначение и основные функции текстовых редакторов и текстовых процессоров, приемы ручного ввода, редактирования и форматирования текста в текстовом процессоре.
Изучив материал, студент должен уметь:
 производить ввод и редактирование текста, работать с текстовыми блоками, задавать основные параметры форматирования шрифтов, абзацев страниц.
Посмотрим, как кодируют текстовые данные для записи их в память компьютера.
Если каждому символу алфавита сопоставить определенное целое число, то с помощью двоичного кода можно кодировать и текстовую информацию. Восьми двоичных разрядов достаточно для кодирования 256 различных символов. Этого хватит, чтобы выразить различными комбинациями из восьми битов все символы английского и русского языков, как строчные, так и прописные, а также знаки препинания, символы основных арифметических действий и некоторые общепринятые специальные символы, например символ «@». Для одинакового кодирования текстовых данных существуют специальные таблицы кодирования. К сожалению их, достаточно много из-за противоречий между символами национальных алфавитов, а также противоречий корпоративного характера. А также трудности, связанные с единой системой кодирования текстовых данных вызваны ограниченным набором кодов (256). В настоящее время разработана система, основанная на 16-разрядном кодировании символов. Она получила название UNICODE. Шестнадцать разрядов позволяют обеспечить уникальные коды для 65536 различных символов – этого поля достаточно для размещения в одной таблице символов большинства языков планеты.
3.8.1
Текстовые редакторы
Основные функции этого класса прикладных программ заключаются в вводе и редактировании текстовых данных. Дополнительные функции состоят в автоматизации процессов ввода и редактирования. Для операций ввода, вывода и сохранения данных текстовые редакторы вызывают и используют системное программное обеспечение.
Впрочем, это характерно и для всех прочих видов прикладных программ, и в дальнейшем мы не будем специально указывать на этот факт. С этого класса прикладных программ обычно начинают знакомство с программным обеспечением и на нем отрабатывают первичные навыки взаимодействия с компьютерной системой.
Примером таких программ могут служить программы «Блокнот» и WordPad.
Развернутое окно программы «Блокнот» показано на рисунке 1.