Система исчисления

Например:

1234.AB7716 = 0001 0010 0011 0100.1010 1011 0111 01112 =1 0010 0011 0100.1010 1011 0111 01112

CE456716 = 1100 1110 0100 0101 0110 01112

0.1234AA16 = 0.0001 0010 0011 0100 1010 10102

11001112 = 0110 01112 = 6716

11.10012 = 0011.10012 = 3.916

110.01110012 = 0110.0111 00102 = 65.7216

  При переходе из  восьмеричного  счисления в шестнадцатеричное счисление и обратно используется вспомогательный двоичный код числа.

Например:

12345678 = 001 010 011 100 101 110 1112 = 0101 0011 1001 0111 01112 = 5397716

0.120348 = 0.001 010 000 011 1002 = 0.0010 1000 0011 10002 = 0.283816

120.348 = 001 010 000. 011 1002 = 0101 0000.0111 00002 = 50.716

1234.AB7716 = 0001 0010 0011 0100.1010 1011 0111 01112 =

= 001 001 000 110 100.101 010 110 111 011 1002 = 11064.5267348

CE456716 = 1100 1110 0100 0101 0110 01112 = 110 011 100 100 010 101 100 1112 = 634425478

0.1234AA16 =0.0001 0010 0011 0100 1010 10102 =0.000 100 100 011 010 010 101 0102 =0.044322528

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Работа с графической информацией

 

Работа с компьютерной графикой - одно из самых популярных направлений использования ПК.

Сферы применения машинной графики

• Компьютерное моделирование
• САПР (системы автоматизированного проектирования)
• Компьютерные игры
• Обучающие программы
• Реклама и дизайн
• Мультимедиа презентации
• Internet

Виды компьютерной графики.

Различают всего три вида компьютерной графики. Это растровая, векторная и фрактальная графика. Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге. Каждый вид используется в определенной области. Растровую графику применяют при разработке мультимедийных проектов. Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики, чаще создаются с помощью сканера, а затем обрабатываются специальными программами - графическими редакторами. Программные средства для работы с векторной графикой наоборот предназначены для создания иллюстраций на основе простейших геометрических элементов. В основном применение векторной графики - это оформительские работы. Создание фрактальной художественной композиции состоит не в рисовании, а скорее в программировании. Программные средства для работы с фрактальной графикой предназначены для автоматической генерации изображений путем математических расчетов. Применение - заставки на ТВ.

 

Растровая графика.

Основной элемент изображения - точка. Точка на экране называется "пиксел"

С размером изображения связано его разрешение. Единица измерения разрешения "dpi" - dots per inch - точек на дюйм.

                    Пример: У монитора с диагональю 15" размер изображения на экране составляет 21Ⴔ28 см. Зная, что в 1 дюйме 25,4 мм, можно рассчитать, что при работе монитора в режиме 800Ⴔ600 разрешении экранного изображения =75dpi.

При печати требуется разрешение 200-300 dpi. Стандартный фотоснимок размером 10Ⴔ15 см должен содержать 1000 Ⴔ1500 пикселов.=1,5млн. точек, а если на кодирование каждой точки используем 3 байта, то для хранения фото потребуется более 4мб.

Недостатки растровой графики.

1. Большие объемы данных требуют высоких технических характеристик ПК. Память 128мб и выше, высокопроизводительный процессор - для обработки, и большой винчестер для хранения.

2. Невозможность увеличения для рассмотрения деталей (пикселизация).

Векторная графика.

Основной элемент изображения - линия.

Линия представлена в памяти ПК несколькими параметрами и в этом виде занимает гораздо меньше места, чем растровая линия состоящая из точек, для каждой из которых требуется ячейка памяти.

Линия - элементарный объект векторной графики. Любой сложный объект можно разложить на линии, прямые или кривые. Поэтому часто векторную графику называют объектно-ориентированной.

Свойства линии

• Форма
• Толщина
• Цвет
• Стиль (пунктир, сплошная)

Замкнутые линии имеют свойство заполнения - цветом, текстурой, узором и т.п. Каждая незамкнутая линия имеет 2 вершины, называемые узлами. С помощью узлов можно соединять линии между собой.

В основе векторной графики лежат математические представления о свойствах геометрических фигур.

Пример. Кривые второго порядка (эллипсы, параболы, гиперболы) представляются в памяти 5-ю параметрами. Так как общая формула линии 2-го порядка:x2+a1y2+a2xy+a3x+a4y+a5=0. Для кодирования кривой 3-го порядка используют 11 параметров. В векторных редакторах применяют частный случай кривых 3-го порядка - Кривые Безье (8 параметров). К концам линии проведены касательные, при помощи которых линию изгибают.

Векторные изображения требуют меньшего объема памяти при их хранении, чем растровые, и могут масштабироваться без потери качества.

Фрактальная графика.

Пример: Фрактальный треугольник.

Треугольники последующих поколений наследуют свойства своих родительских структур. 

Фрактальными свойствами обладают многие объекты живой и неживой природы (снежинка, ветка папоротника).

Способность фрактальной графики моделировать образы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций.

Цветовое разрешение и цветовые модели.

Цветовое разрешение (глубина цвета) - определяет метод кодирования цветовой информации и от него зависит, сколько цветов на экране может отображаться одновременно (таблица 2).

 

Таблица 2

Цветовое размещение.

Количество цветов	Бит на точку	Режим
2 (черно-белый)	1
16	4
256	8
65536	16	High Color
16,5 млн.	24	True Color

 

  

Большинство цветовых оттенков образуется смешением основных цветов. Способ разделения цветового оттенка на составляющие компоненты называется цветовой моделью.

Цветовая модель RGB 

R RED красный

G GREEN зеленый

B BLUE синий 

В этой модели работают мониторы и телевизоры. Поэтому когда изображение проходит обработку в графическом редакторе его следует представить в этой модели. Метод получения нового оттенка суммированием яркостей составляющих компонент - аддитивный. Он применяется всюду, где изображение рассматривается в проходящем свете (мониторы, слайд-проекторы).

Чем меньше яркость, тем темнее оттенок:

(0,0,0) - черный цвет

(255,255,255)- белый цвет

Цветовая модель CMYK

Эта модель используется для подготовки печатных изображений. Эти изображения видят не в проходящем, а в отраженном свете. Поэтому для подготовки печатных изображений используется субтрактивная (вычитающая) модель. Цветовыми компонентами являются те цвета, которые получаются в результате вычитания основных цветов из белого.

Голубой (Cyan)=БЕЛЫЙ-КРАСНЫЙ=ЗЕЛЕНЫЙ+СИНИЙ

Пурпурный (Magenta)= БЕЛЫЙ-ЗЕЛЕНЫЙ=КРАСНЫЙ+СИНИЙ

Желтый (Yellow)= БЕЛЫЙ-СИНИЙ=КРАСНЫЙ+ЗЕЛЕНЫЙ

При смешении трех дополнительных цветов получается неопределенный темный цвет. Поэтому в этой модели понадобился дополнительный компонент - ЧЕРНЫЙ (blacK).

Цветоделение.

В типографиях цветные изображения печатают в несколько приемов. Накладывая на бумагу по очереди голубой, пурпурный, желтый и черный оттенки, получают полноцветную иллюстрацию. Поэтому готовое изображение, полученное на компьютере, перед печатью разделяют на 4 составляющих одноцветных изображения. Этот процесс называют цветоделением.

ПО для создания, просмотра и обработки графической информации

Чтобы успешно справиться с обработкой графической информации на компьютере, используя мышь, создано множество специальных программ. Они делятся на несколько групп:

Графические редакторы незаменимы, когда требуется нарисовать или подправить картинку.

Программы корректировки и преобразования фотографий

С их помощью можно добавить фотографии яркость или контрастность, отретушировать ее, создать те или иные эффекты (например, добиться иллюзии, что изображение находится на шаре или отчеканено на металле - и т.п.)

Программы создания графиков и диаграмм по имеющимся числовым данным

Программы, с помощью которых текст и иллюстрации объединяются в книгу, журнал, брошюру или газету. Их еще называют программами компьютерной вёрстки.

Программы создания слайд - фильмов и мультфильмов.

Графические возможности текстовых процессоров

Большинство текстовых процессоров имеют разнообразные возможности по управлению графическими изображениями (не для всех):

• импорт графики (вставить рисунок)
• вклеивание графики (через буфер обмена)
• связывание графики (диаграммы, связанные данными в таблице с помощью программы Chart)
• размещение графики на странице текстового процессора (обрамление текстом)
• водяные знаки
• слои
• изменение размера графики
• вырезание графики
• экспорт графики

 

Растровые редакторы

К редакторам обработки растровой графики относятся Adobe Photoshop, Corel Photo Paint.

Основное назначение растрового редактора.

• В ретуши готовых изображений
• В монтаже композиций из отдельных фрагментов, взятых из различных изображений
• В применении специальных эффектов, называемых фильтрами
• Основные технические операции при работе с изображениями:
• Изменение динамического диапазона (управление яркостью и контрастностью изображения)
• Повышение четкости изображения
• Цветовая коррекция (изменение яркости и контрастности в каналах красной, зеленой и синей составляющей цвета)
• Отмывка (изменение яркости отдельных фрагментов)
• Растушевка (сглаживание перехода между границами отдельных фрагментов)
• Обтравка ("вырезание" отдельных фрагментов из общей композиции)
• Набивка (восстановление утраченных элементов изображения путем копирования фрагментов с сохранившихся участков)
• Монтаж (компоновка изображения из фрагментов, скопированных из других изображений или импортированных из других редакторов)

Векторные редакторы

• Векторные редакторы применяют для создания графических изображений высокой четкости и точности: чертежей, схем, диаграмм, фигурных заголовков, фирменных логотипов и стилей. С их помощью также создают штриховые рисунки.
• Основные редакторы векторной графики: Adobe Illustrator, Macromedia Freehand, CorelDraw. Все эти редакторы работают с одними и теми же объектами векторной графики, основаны на одних и тех же принципах, имеют схожие инструменты, и, соответственно, приемы создания векторных изображений в этих редакторах удивительно похожи.
• Для работы с изображением каждый векторный редактор имеет панель инструментов и другие элементы управления.
• Инструменты панели управления служат для простейших операций с контурами.
• Прочие элементы управления сосредоточены в строке меню и специальных диалоговых окнах. В векторном редакторе Adobe Illustrator, например, эти диалоговые окна называют палитрами.
• Векторное изображение можно строить вручную путем создания и объединения простейших контуров, либо получать путем трассировки (векторизации) растровых изображений.
• Текстовые объекты в векторных редакторах рассматриваются как объекты особой породы.
• Векторные редакторы позволяют создавать новые конструкции символов с помощью инструментов для работы с контурами.
• Перед использованием векторного изображения очень часто выполняется операция перевода векторного изображения в растровое. Такая операция называется растрированием изображения.