Технические средства компьютерной графики

Ответьте на вопросы

• Специалисты каких профессий используют графические пакеты (назовите не менее 5-6 профессий)?
• К какой области компьютерной графики относятся графические пакеты для:
• а) получения движущихся изображений,
• б) подготовки чертежей,
• в) построения графиков,
• г) графического представления результатов научных экспериментов,
• д) построения диаграмм,
• е) создания иллюстраций к книгам,
• ж) создания видеопрезентаций.

Технические средства компьютерной графики

Схема системы вывода изображения на экран

Схема показывает, что монитор (дисплей) и видеоадаптер через информационную магистраль связан с центральным процессором и оперативной памятью.

Видеокарта (видеоадаптер)

Видеоадаптер – устройство, управляющее работой дисплея.

Видеоадаптер состоит из двух частей:

Видеопамять – предназначена для хранения двоичного кода изображения, выводимого на экран;

Дисплейный процессор – читает содержимое видеопамяти и в соответствии с ней управляет работой дисплея.

Монитор

Точки ( видеопиксели ) на экране монитора выстроены в ровные ряды. Совокупность точечных строк образует графическую сетку , или растр .

Размер графической сетки – произведение числа точек в горизонтальной строке на число строк: M х N.

17’

1 дюйм = 2,54 см.

На современных мониторах используются такие размеры графической сетки:

640 x 480

1024 x 768

1280 x 1024

M

видеопиксель

· · · · · · · · · · · · · ·

· · · · · · ·

· · · · · · ·

N

Пуантилизм

Человеческое зрение устроено так, что воспринимает изображение, состоящее из отдельных точек, как единое целое. Эту особенность зрения с давних пор использовали художники.

В XIX веке во Франции возникла техника живописи, которую назвали пуантилизмом : рисунок составлялся из разноцветных точек, наносимых кистью на холст.

На этой технологии основана технология полиграфической печати при изготовлении различного рода печатной продукции: газет, журналов, книг.

Что такое растр?

Растр — сетка, решетка. В полиграфии — техническое устройство, прозрачная пленка с нанесенными на нее тонкими линиями в прямую или косую клетку.

Растр (оптика) — решётка для структурного преобразования направленного пучка лучей света.

Растровая развёртка — в телевидении, радиолокации, в системах отображения графической информации — способ разложения изображения на элементы и его воспроизведения;

Растровый принцип вывода изображений

Точки на экране компьютера выстроены в ровные ряды. Совокупность точечных строк образуют графическую сетку или растр .

Одна точка носит название пиксель (picture element). Чем гуще сетка пикселей на экране, тем лучше качество изображения.

Размер графической сетки (растра)

Размер графической сетки обычно представляется в форме произведения числа точек в горизонтальной строке на число строк.

640 х 480

1024 х 768

1280 х 1024

Размер графической сетки называется разрешением экрана .

Размер экрана монитора принято измерять по длине диагонали в дюймах. Один дюйм — это 2,54 сантиметра. Дюймы обозначают двойным штрихом вверху.

Объем видеопамяти

- определяется размером графической сетки дисплея и количеством цветов.

Минимальный объем видеопамяти должен быть таким, чтобы в него помещался один кадр (одна страница) изображения.

Например:

Для сетки 640 х 480 и черно-белого изображения минимальный объем видеопамяти должен быть таким:

640 *480* 1 бит = 307 200 бит = 38 400 байт.

Это составляет 37,5 Кбайт.

Для четырехцветной гаммы и той же графической сетки видеопамять должна быть в два раза больше - 75 Кбайт;

Для восьмицветной - 112,5 Кбайт.

Кодирование цвета

• Для кодирования двух цветов достаточно 1 бита на пиксель; четырех цветов - 2 битов; восьми цветов - 3 битов; шестнадцати цветов - 4 битов и т. д.
• Количество цветов К и размер кода в битах b связаны формулой: К = 2 b
• На современных высококачественных дисплеях используется палитра более чем из 16 миллионов цветов. Требуемый размер видеопамяти в этом случае - несколько мегабайтов.

Виды мониторов

• Важнейшим устройством отображения информации является монитор.
• Мониторы бывают: 1. Мониторы на основе электоронно-лучевой трубки (ЭЛТ); 2.Мониторы на основе жидких кристаллов (ЖК).

Мониторы на основе ЭЛТ

• На экране электронно-лучевого монитора изображение выводится по “строчкам”, которые рисует электронный луч, пробегая по экрану.
• Принцип работы таких мониторов заключается в том, что испускаемый электронной пушкой пучок электронов, попадая на экран, покрытый люминофором. вызывает его свечение.

Мониторы ЖК

Кристаллы освещаются специальными лампами. Под действием электрических сигналов кристаллы меняют свои оптические свойства, моделируя на экране элементы изображения.

• Экран жидкокристаллического монитора представляет собой матрицу, каждый элемент которой — жидкий кристалл (как в электронных часах). Каждый пиксель ЖК-дисплея состоит из слоя молекул между двумя прозрачными электродами, и двух поляризационных фильтров, плоскости поляризации которых (как правило) перпендикулярны. В отсутствие жидких кристаллов свет, пропускаемый первым фильтром, практически полностью блокируется вторым.

LCD-мониторы (Liquid Crystal Display, жидкокристаллические мониторы)

ЖК монитор – плоский дисплей на основе жидких кристаллов, а также монитор на основе такого дисплея.

Плазменная панель

Плазменная панель – устройство отображения информации, монитор, основанный на явлении свечения люминофора  под воздействием ультрафиолетовых лучей, возникающих при электрическом разряде в ионизированном газе, иначе говоря в плазме.

Достоинства

ЭЛТ

ЖК

хорошее качество изображения;

отсутствие вредного излучения;

сравнительно невысокая цена.

занимает мало места;

потребляет мало электроэнергии.

Недостатки

Вредное воздействие на здоровье человека

высокая стоимость

не очень качественная цветопередача

Как получается черно-белое изображение

• На черно-белом экране пиксель, на который падает электронный луч, светится белым цветом. Неосвещенный пиксель – черная точка. При изменении интенсивности электронного потока получаются промежуточные серые тона (оттенки).

Как получается цветное изображение

Наши глаза реагируют на основные цвета: красный (Red), зеленый(Green) и синий (Blue) и на их комбинации, которые создают бесконечное число цветов.

Каждый пиксел на цветном экране - это совокупность трех точек разного цвета: красного, зеленого и синего. Эти точки расположены так близко друг к другу, что нам они кажутся слившимися в одну точку.

Как получается цветное изображение на экране

a) Напряжения нет       

b) Напряжение есть 

Принцип работы на Экраны LCD-мониторах (Liquid Crystal Display, жидкокристаллических мониторах)

Принтеры

• Принтер, как и монитор, является устройством вывода. Только монитор выводит информацию на экран, а принтер — на бумагу

Устройства ввода изображения в компьютер

• Сканер позволяет ввести в компьютер изображение: фотографию, страницу журнала, книги, рукопись.
• Сканирование выполняется при помощи светового луча. Источник света перемещается вдоль оригинала, считывая изображение.

Другие устройства ввода

• Изображение в компьютер может вводиться с цифрового фотоаппарата и с цифровой видеокамеры . Фотографии и видеофильмы в этих устройствах сохраняются в виде двоичного кода на магнитных дисках. Затем, используя кабельное соединение, их можно переписать на компьютерный диск.