ное число программных приложений имеет встроенные драйверы для общения с определенным классом сканеров.

Для Windows-программ чаще всего для связи компьютера со сканером используют стандарт TWAIN. TWAIN-совместимые сканеры обслуживаются такими программными продуктами какPhotoShop, CorelDraw, PageMaker, PhotoStyler, PicturePublihеr и др. Cканеры являются составной частью систем распознавания текста. С их помощью сначала сканируется текст с бумажного оригинала, а затем специальное программное обеспечение(например FineReader или CuneiForm) переводит графические символы в коды ASCII.

Контроль знаний.

1.Как происходит организация битовых плоскостей в VGA-адаптерах? 2.Какие регистры существуют в VGA-адаптерах?

3.Как происходит формирование пикселя в режиме Х?

4.Какой набор функций должна поддерживать любая современная видеокарта?

5.Какие современные тенденции конструирования видеоадаптеров? 6.Для чего используется гамма-коррекция в CRT мониторах?

7.Чем отличаются FED дисплеи от CRT мониторов?

8.Какая структура у PDP дисплеев?

9.Какие технологии используются в LCD дисплеях?

10.Основной недостаток TFT дисплеев?

11.Структура OLED дисплеев?

12.Какие принтеры востребованы в современном обществе и почему? 13.Какие разновидности графопостроителей существуют?

14.Какие устройства ввода графической информации используются в современных мобильных устройствах?

15.Для чего используются дигитайзеры?

16.Как происходит преобразование оптического сигнала в цифровой код в сканерах?

39

III.ЦИФРОВОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ

3.1.Основные определения

Яркость – часть светового потока, который отражается от предмета и попадает на сетчатку глаза. Численно равна отношению силы света источника в рассматриваемом направлении к площади проекции светящейся или отражающей свет поверхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению.

Освещённость – мощность светового потока, падающего на единицу площади поверхности. Измеряется в люксах (лк).

Светлота – субъективное ощущение, которое вызывают предметы, сильнее или слабее отражающие свет. Ощущения светлоты при просмотре изображения обычно имеют три ступени: света, полутона, тени.

Цветовой тон – преобладающая длина волны в спектре излучения. Насыщенность (чистота тона) – доля присутствия белого цвета. В спек-

трально чистом цвете примесь белого отсутствует.

Количество цветов (глубина цвета) – одна из основных характеристик изображения или устройства графического вывода. Согласно психофизиологическим исследованиям глаз человека способен различать350 000 цветов. Однако в компьютерной графике в настоящее время используются изображения с формально гораздо большей глубиной цвета(16.7 млн цветов), тем не менее следует учитывать, что для синтезированных цветов на каждый из компонентов цвета в этом случае отводится только256 градаций, которые достаточно хорошо различимы глазом человека. Классифицируем изображения следующим образом:

бинарные – 1 бит на пиксель – обычно чёрно-белые изображения

полутоновые – 1 байт на пиксель – изображение в градациях серого

Hi Color – 16 бит на пиксель – 65536 цветов

True Color – 24 бита на пиксель – 16,7 млн. цветов

иные: 32, 48 и др. бит на пиксель.

Палитра (palette) – набор цветов, используемых в изображении или при отображении видеоданных. Палитру можно воспринимать как таблицу кодов цветов (обычно в виде RGB-троек байтов). Палитра устанавливает взаимосвязь между кодом цвета и его компонентами в выбранной цветовой модели. Палитра может принадлежать изображению, части изображения, операционной системе или видеокарте.

40

Ахроматические цвета – неокрашенные: белый, серый, черный. Они (в отличие от хроматических) характеризуются только одной величиной - светлотой. Насыщенность равна нулю, цветовой тон белый. Эти цвета оказывают одинаковое действие на все три приемника глаза. Степень "серости" может зависеть или не зависеть от источника света.

Цвет можно синтезировать двумя принципиально разными методами - аддитивным и субтрактивным (см. рисунок 14). Аддитивный синтез цвета предполагает получение цвета смешением излучений. Аддитивный синтез применяется и при измерении цвета специальными приборами– колориметрами9. В аддитивном синтезе под белым цветом мы понимаем смешение основных излучений в максимальном количестве, а чёрный цвет - полное отсутствие излучений. При субтрактивном синтезе компоненты излучения попадают в глаз не напрямую, а преобразуясь оптической средой – окрашенной поверхностью. Ее окраска выполняет функцию преобразователя энергии излучения источника света. Отражаясь от нее или проходя насквозь, одни лучи ослабляются сильнее, другие слабее. В результате баланс попавших на сетчатку глаза излучений изменяется, что вызывает ощущение цвета.

Рисунок 14 – Методы синтезирования цвета

Трехмерное пространство для геометрического изображения цвета принято называть цветовым пространством. В цветовой системе координат каждый цвет выражается через основные цвета этой системы, причем они должны быть линейно независимы (то есть ни один из них не должен получаться сложением двух других).

Линия в плоскости, являющаяся геометрическим местом точек цветности монохроматических излучений и замкнутая линией пурпурных, называется локусом (от лат. locus - место).

9

Колориметрия – наука, которая изучает цвет и его измерения, и описывает общие закономерности цветового восприятия света человеком.

41

На рисунке 15 представлен локус в координатах стандартной колориметрической системы XYZ10.

Внутри локуса находятся все реальные цвета. Вне локуса лежат воображаемые цвета, более насыщенные, чем спектральные, выраженные в данной колориметрической системе (базовые цвета в системеXYZ нереальные). Площадь, ограниченная локусом и замыкающей его линией пурпурных цветов, называется полем реальных цветов.

Рисунок 15 – Представление локуса в координатах стандартной колориметрической системы XYZ Е - точка белого (x=0.33, y=0.33)

3.2. Особенности цветового зрения человека

Сетчатка человеческого глаза представляет собой разветвления по дну глаза нервных волокон, которые затем сплетаются в зрительный нерв. Традиционно различают два вида окончаний нервных волокон: палочки и колбочки. Колбочки отвечают за ощущение цвета человеком и работают при высокой общей освещённости. Существует три вида колбочек, каждый из который имеет максимум чувствительности в своём спектральном диапазоне (см. рисунок 16).

Палочки ответственны за восприятие интенсивности падающего света и могут работать при низкой освещённости (см. рисунок 17).

Вот почему в сумерках мы видим мир практически бесцветным). В наиболее чувствительном к свету месте сетчатки против зрачка расположены почти одни колбочки, вследствие чего глаз обладает способностью различать мель-

10

Рассмотрение этой системы выходит за рамки данного курса.

42

чайшие детали только в центре поля зрения под углом в1.3 градуса. Периферическая часть сетчатки образована палочками и служит для общей зрительной ориентировки в пространстве, при этом палочковый механизм работает гораздо быстрее, нежели колбочковый.

Рисунок 16 – Спектральный диапазон

Рисунок 17 – Восприятие интенсивности падающего света

Поступающая от палочек и колбочек информация преобразуется в- им пульсные разряды и до передачи в мозг кодируется в сетчатке. Эта закодированная информация посылается в виде сигнала о яркости из всех трех типов колбочек, а также в виде разностных сигналов каждых двух цветов. Сюда подключается также и второй яркостный канал, берущий начало, от независимой палочковой системы.

Устройство аппарата цветового зрения человека таково, что глаз видит гораздо больше цветов, чем их есть в спектре, так как в определённых случаях смесь нескольких спектрально чистых цветов воспринимается мозгом как естественный цвет (например, розовый, который на самом деле является смесью красного и фиолетового). Экспериментально установлено, что среди излучений

43