Вопрос 13. Принцип оцифровки изображения. Режимы цветопередачи при оцифровке изображения. Понятие интерполяционного повышения разрешения. Три основных способа интерполяции. Twain.

Принцип оцифровки изображения

Свет ---- CCD ---- ADC ---- PC

Аналоговый сигнал Цифровой сигнал

CCD – charge coupled device – ПЗС – прибор с зарядовой

ADC – АЦП – Analog to digital convector

Оптическое разрешение показывает сколько пикселей сканер может считать на квадратный дюйм.

Dpi – dots per inch

Для черно-белого штрихового технического изображения (штрих-код) вполне достаточным качеством является черно-белое сканирование с разрешением 300-400 dpi

Повышение разрешения слабо влияет на результат

Понижение сказывается на качестве распознавания, и качестве перевода растрового изображения в векторное.

Среди производителей сложилась практика указывать не физическое расположение, а интерполяционное. Интерполяция – способ программного увеличения разрешения изображения.

Сильно увеличенные картинки выглядят размытыми или зубчатыми в зависимости от способа интерполяции.

3 Основные способа интерполяции:

1. nearest neighbour – ближайший сосед

для добавляемого пикселя берется значение соседнего с ним

2. bilinear – удлинение

для добавляемого пикселя берется среднее цветовое значение из пикселей с каждой стороны от него

3. bicubic

для добавляемого пикселя берется среднее цветовое значение из группы соседних пикселей, способы бикубической интерполяции отличаются диапазоном соседних пикселей и алгоритмом усреднения.

Новые образцы сканеров кодируют цвет не в традиционных 24-х битах, а в 32. Затем в соответствующей программе обработки сканируемого изображения производится усреднение оттенков и сохраняется 24-битное изображение.

Режимы цветопередачи:

1. монохромный line art – один бит на пиксель

2. полутоновой halftone – каждой точке сопоставляется матрица черных и белых точек

3. шкала серого gray scale – в каждой точке измеряется уровень серого и полученное значение кодируется в определенном диапазоне.

4. Полноцветный

Работу со сканерами и цветовыми камерами обеспечивает драйвер TWAIN – toolkit without aninteresting name – этот стандарт был разработан совместно фирмами Hewlett – Packard, Kodak, Aldus, Logitech, Caere и предназначен для универсальной передачи данных от устройства к любой программе обработки изображения или издательской системе.

Большинство драйверов twain предоставляет следующие возможности:

1. Предварительное сканирование – быстрое получение изображения с разрешением 25-30 dpi

2. Возможность интерактивного выбора сканируемого фрагмента

3. Управление режимом и настройками цветопередачи

Вопрос 15. Моделирование и конфигурирование сцены в процессе построения трехмерной компьютерной модели.

Фазы построения компьютерной графики:

1. Создание содержания (3-х мерное моделирование, анимация, структурирование)

2. Конфигурирование сцены

3. Рендеринг

Моделирование – выполняется с использованием различных методов – стереометрия твердых тел, B-сплайны, аппроксимация треугольниками. Моделирование процессов может также включать: редактирование поверхности объекта или его материальных свойств, таких как – цвет, яркость, шероховатость, блеск, характер отражения света, прозрачность и т.д., при этом используются текстуры поверхности, карты рельефа и др. особенности.

При моделировании могут также применяться операции связанные с подготовкой трехмерной модели для анимации.

Объекты могут быть оснащены основой или костяком, центральной структурой объекта, которая определяет форму и допустимые движения этого объекта, в процессе анимации движение основы автоматически определяет состояние соответствующих частей модели.

Моделирование может быть выполнено с использованием специализированных программных средств:

1. Light wave modeler

2. Moray

3. Cinema 4D

4. Rhinoceros 3D

Формирование или конфигурирование сцены – выделяют 2 аспекта:

1. Установка сцены – включает в себя размещение в пространстве виртуальных объектов, средств освещения съемочных камер

В анимации часто используют метод ключевых кадров key framing, ключевые кадры задают при анимации некоторые обязательные промежуточные положения объектов в сцене, перемещение и изменение между которыми (смещение, вращение, масштабирование) реализуется путем интерполяционных вычислений. Размещение точек наблюдения и освещения – существенный фактор эстетического и качественного результата.

2. Каркасное моделирование и создание сеток – процесс преобразования математических описаний объектов в представлении поверхности как многогранника – каркасное моделирование tessellation, буквально – состояние мозаики. При этом объекты преобразуются из представлений абстрактными примитивами (сферы, конусы и т.д.) в сетки meshes, являющиеся сетями связанными треугольником.