2.11. Особенности растровой и векторной графики
Компьютерное растровое изображение представляется в виде прямоугольной матрицы, каждая ячейка которой представлена цветной точкой.
При оцифровке изображения оно делится на такие крошечные ячейки, что глаз человека их не видит, воспринимая все изображение как целое. Сама сетка получила название растровой карты, а ее единичный элемент называется пикселом.
Пикселы подобны зернам фотографии и при значительном увеличении они становятся заметными (рис. 13). Растровая карта представляет собой набор (массив) троек чисел: две координаты пиксела на плоскости и его цвет.
В отличие от векторных изображений при создании объектов растровой графики математические формулы не используются, поэтому для синтеза растровых изображений необходимо задавать разрешение и размеры изображения.
Рис. 13. Растровое изображение
С помощью растровой графики можно отразить и передать всю гамму оттенков и тонких эффектов, присущих реальному изображению. Растровое изображение ближе к фотографии, оно позволяет более точно воспроизводить основные характеристики фотографии: освещенность, прозрачность и глубину резкости.
Чаще всего растровые изображения получают с помощью сканирования фотографий и других изображений, с помощью цифровой фотокамеры или путем "захвата" кадра видеосъемки. Растровые изображения можно получить и непосредственно в программах растровой или векторной графики путем преобразовании векторных изображений.
Основным логическим элементом векторной графики является геометрический объект (рис. 14). В качестве объекта принимаются простые геометрические фигуры (так называемые примитивы - прямоугольник, окружность, эллипс, линия), составные фигуры или фигуры, построенные из примитивов, цветовые заливки, в том числе градиенты.
Преимущество векторной графики заключается в том, что форму, цвет и пространственное положение составляющих ее объектов можно описывать с помощью математических формул.
Р ис. 14. Элементы векторной графики
Важным объектом векторной графики является сплайн. Сплайн - это кривая, посредством которой описывается та или иная геометрическая фигура. На сплайнах построены современные шрифты ТrуеТуре и PostScript.
У векторной графики много достоинств. Она экономна в плане дискового пространства, необходимого для хранения изображений: это связано с тем, что сохраняется не само изображение, а только некоторые основные данные, используя которые, программа всякий раз воссоздает изображение заново. Кроме того, описание цветовых характеристик почти не увеличивает размер файла.
Объекты векторной графики легко трансформируются и модифицируются, что не оказывает практически никакого влияния на качество изображения. Масштабирование, поворот, искривление могут быть сведены к паре-тройке элементарных преобразований над векторами. В тех областях графики, где важное значение имеет сохранение ясных и четких контуров, например, в шрифтовых композициях, в создании логотипов и прочее, векторные программы незаменимы.
Векторная графика может включать в себя и фрагменты растровой графики: фрагмент становится таким же объектом, как и все остальные (правда, со значительными ограничениями в обработке).
Важным преимуществом программ векторной графики являются развитые средства интеграции изображений и текста, единый подход к ним. Поэтому программы векторной графики незаменимы в области дизайна, технического рисования, для чертежно-графических и оформительских работ.
Однако в программах векторной графики практически невозможно создавать фотореалистические изображения. Кроме того, векторный принцип описания изображения не позволяет автоматизировать ввод графической информации, как это делает сканер для точечной графики. В последнее время все большее распространение получают программы 3-мерного моделирования, также имеющие векторную природу.
Обладая изощренными методами отрисовки (метод трассировки лучей, метод излучательности), эти программы позволяют создавать фотореалистичные растровые изображения с произвольным разрешением из векторных объектов при умеренных затратах сил и времени.
Существует множество различных графических редакторов. Некоторые из них, такие как Adobe PhotoShop и CorelDraw, предназначены для профессиональной работы с графикой. Это коммерческие продукты, которые стоят немалых денег. Другие, например Paint, встроенный в ОС Windows, доступны для работы даже маленькому ребенку, но и возможности у них не велики.
В ОС Linux на данный момент представлен весь спектр графических редакторов. Первое место среди них бесспорно занимает мощнейший редактор GIMP, обладающий инструментами как для создания десятков разновидностей форматов растровой графики, так и средствами подготовки векторной графики.
Перевести векторный рисунок в растровый очень просто, а вот сделать из растрового рисунка векторный практически нельзя.
Особенности растровой и векторной графики указаны в табл. 10.
Таблица 10
Сравнение двух типов графики
Растровая графика: • Изображение хранится в виде таблицы. Растровое изображение состоит из отдельных точек-пикселей, каждый из которых имеет свой цвет • Качество растрового изображения определяется его разрешением и используемой палитрой цветов • При использовании растровой графики необходим большой объем памяти для хранения рисунка, т. к. размер памяти зависит от размера изображения. При увеличении картинки вдвое, размер необходимой памяти возрастает в четыре раза • Изображение плохо поддается трансформации. Процедуры, которые применяются для трансформации рисунка, проходят с искажениями, которые происходят из - за "точечности" рисунка • Рисунки быстро выводятся на экран и на принтер • Используя растровую графику, можем хранить полутоновые изображения Графические редакторы, в которых используется растровая графика: Paint, PhotoShop
|
Векторная графика:
Изображение состоит из четких фигур: прямоугольников, эллипсов, текста, линий • Графические редакторы, в которых используется векторная графика: Corel Draw, Adobe Illustrator |
2.12. Средства реализации современных офисных технологий
На сегодняшний момент наибольшее распространение получил пакет прикладных программ фирмы Microsoft MS Office (97/2003/2007/2010). Комплекс состоит из большого количества приложений, основными из которых являются:
Microsoft Access предлагает мощные средства анализа информации и управления данными. Приложение Microsoft Access позволяет как опытным программистам, так и начинающим пользователям создавать мощные настраиваемые разработки, интегрируемые с источниками данных, находящимися в Интернете и на предприятии, учет продаж, управление материально-производственными запасами и т.д.
Microsoft Excel – приложение для бухгалтерских и финансовых отделов - используется для получения, обработки, анализа, совместного использования и отображения информации, от которой зависит работа предприятия.
Microsoft Outlook – в настоящее время не очень популярная почтовая программа. Приложение Microsoft Outlook обеспечивает связь со всем миром - предоставляются необходимые средства для работы с электронной почтой и группами новостей, а также осуществление импорта и экспорта данных в другие почтовые программы.
Microsoft PowerPoint - мощная программа для организации презентаций, сопровождения документов анимационными и звуковыми вставками.
Microsoft Word - позволяет редактировать текстовые файлы практически любого объема и сложности, вносить изменения, добавлять графические и табличные элементы, осуществлять проверку орфографии на многих языках, а также осуществлять экспорт-импорт файлов со многими существующими офисными приложениями (легко интегрируется с другими программами из пакета MS Office).
2.13. Тип интерфейса и возможности расширения конфигурации технических средств
Интерфейс (от английского interface - поверхность раздела, граница) - совокупность унифицированных аппаратных и программных средств, которые делают возможным связь (соединение) и взаимодействие элементов в вычислительных и измерительных системах, построенных из блоков и модулей.
Благодаря стандартизации интерфейса обеспечивается совместимость блоков, разрабатываемых и выпускаемых различными предприятиями, что позволяет собирать специализированные устройства из готовых модулей в соответствии с конкретными условиями применения. ЭВМ и периферийные устройства (принтер, плоттер и др.) объединяются между собой посредством стандартных интерфейсов.
Взаимодействие человека и машины также определяется типом интерфейса. Это может быть интерфейс с использованием дисплея (команды подаются с клавиатуры, а сообщения появляются на экране) или речевой интерфейс, т. е. команды машине подаются голосом.
Таким образом, под стандартным интерфейсом понимается совокупность унифицированных аппаратных, программных и конструктивных средств, необходимых для реализации взаимодействия различных функциональных компонентов в системах.
В зависимости от структуры систем (сосредоточенные, локальные, распределённые) и особенностей конструктивного взаимодействия их компонентов условно выделено 4 уровня интерфейсов с разделением их на внутренние и внешние.
Например, интерфейс 1-го уровня обеспечивает связь больших интегральных схем по магистралям на материнской плате компьютера; самый распространенный - 2-й уровень; 3-й уровень используют в сложных высокопроизводительных системах для объединения крупных устройств, периферийных подсистем и ВЗУ; 4-й уровень применяют для локальных пе-
риферийных устройств, распределенных систем управления, локальных сетей и систем передачи данных.
В практической работе целесообразно использовать стандартные интерфейсы.
Конструктивно в ЭВМ предусматривается наличие пустых интерфейсных гнезд, что позволяет расширять начальную конфигурацию машины путем наращивания оперативной памяти, подключения дополнительных графических периферийных средств, подключения специальных технических средств САПР, включения ЭВМ в ЛВС или соединения с другой ЭВМ. Чаще всего в ЭВМ имеется 3-5 интерфейсных гнезд, куда можно вставлять модули сопряжения и 2-3 разъема для подключения к другим средствам вычислительной техники через встроенный интерфейс.
Например, через интерфейс RS-232 можно напрямую двумя парами проводов соединить две ПЭВМ и организовать передачу информации между ними.
Интерфейсы в персональных компьютерах принято называть портами (порт ввода, порт вывода). Порт для быстрого обмена информации - параллельный порт (присвоенное обозначение LPT-1, LPT-2. Скорость передачи информации 400-600 Кбит/с). К этому каналу подключаются Монитор, Принтер. Медленный порт - это последовательный канал (присвоенное обозначение СОМ-1, СОМ-2. Скорость передачи информации 50-60 Кбит/с). К последовательному каналу подключаются манипуляторы "мышь", джойстик.
В настоящее время в компьютерах появился интерфейс USB, разработанный для замены низкоскоростных портов COM, LPT и других с целью получения скорости передачи до 12 Мбит/с. Это универсальная последовательная шина. При этом к каждому устройству, подключенному к шине USB, можно подключать другие USB-устройства (всего может быть подключено до 127 устройств). USB-устройства (например мышка, клавиатура, принтер, сканер, цифровой фотоаппарат и др.) можно подсоединять и отсоединять при работающем компьютере.
2.14. Технические средства вывода информации на твердый носитель
Монитор (дисплей) ЭВМ предназначен для вывода на экран символьной или графической информации. Мониторы подразделяются на электронно-лучевые и жидкокристаллические (LCD-мониторы). Наиболее распространены мониторы с размером экрана 21 дюйм (размер по диагонали). Для выполнения графических работ лучше использовать мониторы с размером экрана 17, 19, 21 дюймов.
Для символьной обработки информации достаточны экраны с небольшим разрешением (порядка 1024x768 точек) и небольшим количеством цветов (до 16), хотя наиболее целесообразно использовать монохроматические экраны. На этих же экранах достаточно качественно можно воспроизводить представленную графически информацию - графики функций, гистограммы, т. е. элементы деловой графики. Большинство таких дисплеев могут отобразить 20-40 строк и в каждой строке - 40-80 символов. Для чертежей пространственных конструкций вполне приемлемое качество дают экраны, имеющие разрешение 1024x768 точек, 256 цветовых оттенков. Сложные изображения с мелкими деталями (карты, насыщенные чертежи, картины) можно получить на мониторах с разрешением 1280x1024 точек и более. Для выполнения художественной графики применяют мониторы с разрешением 1920x1080 точки и выше.
В современных персональных компьютерах наибольшую популярность приобретают мониторы с разрешением:
цветной (SuperVGA) - 1920x1080 точек, 16 млн цветов.
Пока традиционными носителями информации являются
твердые носители - бумага, пленка, фотографии. Для работы с ними не требуется дополнительных технических средств, в большинстве случаев они являются единственно законными юридическими документами. Для вывода информации из компьютера на твердый носитель разработано большое количество
технических средств и для пользователей компьютеров они представлены классом устройств печати.
Среди большого разнообразия устройств печати (более 500 моделей) наибольшее распространение получили:
матричные (мозаичные);
струйные;
лазерные.
Лазерное печатающее устройство является последним словом техники печати и реализует электрографический принцип. Лазерный луч сканирует под управлением программы поверхность барабана, с которого затем на бумагу переносится красящее вещество. Качество печати отличное, скорость работы 400 - 1400 знаков в секунду (15 страниц в минуту), формат выпускаемого документа - A3, А4. Наиболее значительно на рынке представлены лазерные принтеры HP LaserJet.
библиографический список
Омельченко Л.Н. Самоучитель Microsoft® Frontpage 2000. / Л.Н. Омельченко, А.Ф. Федоров - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 1999. – 512 с.
Матросов А.В. HTML 4.0. / А.В. Матросов, А.О. Сергеев, М.П. Чаунин - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2000. – 672 с.
Данилевский Ю.Г. Информационная технология в промышленности. / Ю.Г. Данилевский, И.А. Петухов, B.C. Шибанов - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд., 1988, – 283 с.
Куперштейн В. Современные информационные технологии в делопроизводстве и управлении. / В. Куперштейн - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2000. – 624 с.
Васильев В. Компьютерная обработка сигналов. / В. Васильев, И. Гуров - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2000. – 240 с.
Васильев В.А. Информационные технологии в литейном производстве. / В.А. Васильев, Н.В. Васильев // Литейщик России. 2002. №5 С. 32-40.
Лощин И.О. Основы систем автоматизированного проектирования для литейщиков: Учеб. пособие. / И.О. Лощин, В.А. Решетов, А.В. Петухов - Н. Новгород: Нижегород. гос. техн. ун.-т, 2002. – 253 с.
Габбосов Ю. Internet. / Ю. Габбосов - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2000. – 448 с.
Фролов А.В. Глобальные сети компьютеров. Практическое введение в Internet, E-Mail, FTP, WWW и HTML. / А.В. Фролов, Г.В. Фролов - ML: Диалог - МИФИ, 1996. – 283 с.
Хомоненко А.Д. Базы данных. / А.Д. Хомоненко - СПб.: "Корена принт" - Санкт-Петербург, 2000. – 408 с.
Нортон П. Персональный компьютер: аппаратно -программная организация. / П. Нортон - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2000. – 848 с.
Калиниченко Л.А. Стандарт систем управления объектными базами данных ODMG-93: Краткий обзор и оценка состояния. / Л.А. Калиниченко // СУБД. - 1996. № 3. - С. 44-59.
Дорот В. Толковый словарь компьютерной лексики. / В. Дорот, Ф. Новиков - СПб: БХВ - Санкт-Петербург, 2000. – 384 с.
Чепурной В. Устройства хранения информации. / В. Чепурной - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2000. – 208 с.
Ищенко В.В. Информационная модель автоматизированного проектирования технологических процессов литейного производства / В.В. Ищенко // Литейное производство. М. 1976. № 12. - С. 2-6.
Гаффин А. Путеводитель по глобальной компьютерной сети Internet. Everybody's guide to the Internet. / А. Гаффин - M: ТПП Сфера, 1995. – 270 с.
Юрасов В.Г. Информационные сети: учеб. пособие. / В.Г. Юрасов, П.В. Юрасов, Е.А. Гончаров // Воронеж: ВГТУ, 2000. – 115 с.
Остоцкий Л. Информационные технологии в металлургии. / Л. Остоцкий, Ю. Ипатов - Магнитогорск: Центр АСУ ММК, leo@mmk.ru, JVI@mmk.ru. С. 6.
Финкельберг Б. Особенности использования СУБД ORACLE при построении АСУ металлургическим предприятием / Б. Финкельберг // Oracle Magazine (русское издание), 1997. №1. - С. 17-19.
Сайгин Ю. Создание приложений Web к базам данных Oracle / Ю. Сайгин, Б. Филимонов, Н. Глонти // СУБД , 1996. № 5-6. - С. 10-18.
Дубова Н. Системы управления производственной информацией / Н. Дубова // Открытые системы. 1996. № 3. - С. 63-68.
СОДЕРЖАНИЕ
Принятые обозначения…………………….………………. 1
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ
И КЛАССИФИКАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ…………………………………………. 4
2. ТЕХНОЛОГИЯ ОПИСАНИЯ И ОБРАБОТКИ
ИНФОРМАЦИИ………………………………………. 20
Библиографический список ...57
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к проведению практических занятий, выполнению самостоятельной работы по дисциплине «Информационные технологии в металлургии» для студентов направления 150400.62 «Металлургия», профиля «Технология литейных процессов» очной формы обучения