52. Устройства ввода и отображения графической информации. Создание изображений и анимация.

Устройства ввода графической информации находят широкое распространение благодаря компактности и наглядности способа представления информации для человека. По степени автоматизации поиска и выделения элементов изображения, устройства ввода графической информации делятся на 2 больших класса: автоматические и полуавтоматические. В полуавтоматических устройствах ввода графической информации функции поиска и выделения элементов изображения возлагаются на человека, а преобразование координат считываемых точек выполняется автоматически. В автоматических устройствах процесс поиска и выделения элементов изображения осуществляется без участия человека. Эти устройства строятся либо по принципу сканирования всего изображения с последующей его обработкой и переводом из растровой формы представления в векторную, либо по принципу слежения за линией, обеспечивающей считывание графической информации, представленной в виде графиков, диаграмм, контурных изображений. Основной областью применения устройств ввода графической информации являются системы автоматизированного проектирования, обработки изображений, обучения, управление процессами, мультипликации и др. К этим устройствам относятся сканеры, кодирующие планшеты (дигитайзеры), световое перо, сенсорные экраны, цифровые камеры, видеокамеры.

Принтеры Матричные принтеры. Процесс печати в таких принтерах осуществляется следующим образом: печатающая головка принтера содержит вертикальный ряд тонких металлических стержней (иголок). Головка движется вдоль печатаемой строки, а стержни в нужный момент ударяют по бумаге, через красящую ленту.

Лазерные принтеры. В лазерных принтерах используется электрографический принцип создания изображений (примерно такой же используется в копировальных аппаратах). Этот процесс включает создание рельефа электростатического потенциала в слое полупроводника с последующей визуализацией этого рельефа с помощью частиц сухого порошка — тонера, наносимого на бумагу.

Сканер - устройство получения изображений высокого разрешения (до 11000 spi). Принцип работы состоит в последовательном освещении сканируемого материала ксеноновой или флюоресцентной лампой и регистрации отраженного цвета ПЗС3).

Цифровые фотоаппараты и видеокамеры аналогичны по принципам действия (система линз, проецирующая попадающий в объектив свет на небольшую плоскую площадку) традиционным аналоговым фото- и видеокамерам, соответственно. Основное различие состоит в том, что в аналоговых устройствах на этой площадке находится кадр светочувствительной пленки, а в цифровых устройствах - светочувствительная матрица ПЗС (англ. CCD) или КМОП (англ. CMOS) сенсоров. Так как эти сенсоры чувствительны только к яркости, то для получения цветного изображения применяют светофильтры.

Устройства отображения:

Плазменные панели. В плазменных панелях, подобно ЖК-панелям, экран состоит из нескольких слоев; так же, как и у ЖК-панелей, с двух сторон подведены электроды, только между ними находятся уже не жидкие кристаллы, а смесь инертных газов неона и ксенона.

Проекторы Проекторы используются для демонстрации изображений больших размеров. Для этого применяются системы линз, проецирующие маленькое изображение на большой экран. По технологии построения первичного изображения внутри проектора делятся на:

Проекторы на ЭЛТ . Эта технология рассмотрена выше в разделе про ЭЛТ-дисплеи.

Проекторы на ЖК. Эта технология рассмотрена выше в разделе про ЖК-дисплеи.

Проекторы на технологии DLP. DLP - Digital Light Processing (англ. Цифровая Обработка Света) - фирменная технология компании Texas Instruments. Для создания первичного изображения в таких проекторах используется лампа, освещающая систему микрозеркал (по одному на пиксель).

Принтеры

Следует заметить, что многие принтеры сами по себе могут иметь довольно сложные встроенные Процессоры Растровых Изображений (англ. RIP - Raster Image Processor), служащие для формирования растровых изображений.

Матричные принтеры Самой низкокачественной технологией печати обладают матричные принтеры. Печатающая головка, перемещающаяся в одном измерении по ширине страницы, состоит из нескольких игл (обычно 9 или 24). Краска нанесена на ленту, находящуюся между бумагой и головкой. При ударе иглы по бумаге на ней остается след от краски с ленты, таким образом и получается изображение.

Струйные принтеры Печатающая головка, перемещающаяся по ширине бумаги, состоит из множества микрокамер с микросоплами, при пропускании электрического импульса через микрокамеру в ней образуется пузырь, который выталкивает из сопла каплю краски на бумагу.

Лазерные принтеры являются самыми эффективными с точки зрения стоимости печати страницы. В настоящее время преобладают в черно-белой печати.Принцип действия следующий:

Сначала на всю поверхность барабана с фотопроводящим покрытием наносится положительный заряд, обычно с помощью коронирующего электрода. Потом некоторые участки барабана освещаются лазерным лучом, что приводит к снятию заряда в этих местах. Затем поверхность барабана проходит через порошкообразный тонер, положительно заряженные частички которого отталкиваются от заряженных участков барабана и прилипают к незаряженным. После этого тонер с барабана переносится на бумагу, которая для этого предварительно заряжается отрицательно с помощью другого коронирующего электрода. Бумага потом подвергается нагреву, при котором частички тонера прочно приплавляются к ней.

Создание изображений и анимации на примере графического редактора Gimp.

Для создания и обработки растровой графики. Частично поддерживается векторная графика. Проект основан в 1995 году Спенсером Кимбеллом и Питером Маттисом как дипломный проект, в настоящий момент поддерживается группой добровольцев. Распространяется на условиях GNU General Public License.

Работа с фотографиями

В GIMP присутствует достаточно неплохой набор инструментов цветокоррекции:

кривые;

уровни;

микшер каналов;

постеризация;

тон-насыщенность;

баланс цветов;

яркость-контраст;

обесцвечивание.

При помощи фильтров, инструментов, масок и слоёв с разными типами наложения (всего 22) можно:

выравнивать заваленный горизонт;

убирать искажения, вносимые оптикой;

корректировать перспективу;

выполнять клонирование объектов с учётом перспективы;

кодировать фотографии;

удалять дефекты вроде пыли на матрице (штамп, лечебная кисть);

имитировать использование различных цветофильтров;

«вытаскивать» потерянную детализацию в тенях;

многое другое.

Создание анимации в GIMP.

Анимационные изображения в формате gif встречаются повсеместно в Internet. Банеры, кнопки, логотипы, все они, используя даже небольшую анимацию, вносят в содержание страницы некую динамику. Существует множество различных программ, направленных специально на создание анимационных gif-изображений.

Основные принципы создания:

1. Каждый кадр анимации представляет собой отдельный слой изображения.

2. Каждому кадру можно указать два параметра: время показа в микросекундах и его тип, combine (объединение) или replace (замещение). Параметры задаются в имени слоя и заключаются в скобки, например: Слой1 (1000ms)(combine).

3. Оптимизация слоев позволяет заметно уменьшить размеры анимационного изображения.