Некоторые понятия и устройства компьютерной графики
Задание 1.
Напишите продолжение фразы
видеокарта растр дисплей
Линиатура растра - это одна из основных характеристик полиграфической и цифровой печати,
характеризует разрешение печатного процесса, то есть период растровой сетки и
обозначает количество линий растра на единицу длины изображения (физически -
частоту пространственной структуры растра). Чаще всего линиатура измеряется в
линиях на дюйм - lpi; измеряется также в линиях на сантиметр с переводным
коэффициентом 2,54 (150 lpi = 59 л/см). Характеристики совпадают с
характеристиками одномерной дифракционной решётки; L = 1/p, где р - период
структуры растра. Чем выше линиатура, тем более мелкие детали можно
воспроизвести, однако существуют физические ограничения на линиатуру.
Ограничением на возможность использования
растров с высокими линиатурами является тот факт, что из-за различных явлений
краска способна растекаться (растискивание), что делает невозможным
воспроизвести очень маленькую точку. Для недорогой бумаги физическое
ограничение 100 лин/см, хотя на практике при печати применяются меньшие
линиатуры из-за того, что при использовании растров высокой линиатуры результат
становится сильно чувствительным к параметрам печати. Типажный ряд растров: 20,
24, 30, 34, 36, 40, 44, 48, 54, 60, 70, 80, 100, 120, 150, 160 л/см. Вследствие
развития электронного растрирования количество линий в одном сантиметре может
быть и дробным, например 39,5 или 59,5 л/см. В компьютерном растрировании чаще
используются единицы измерения линиатуры в линиях на дюйм (lpi), например 150
lpi.
Задание 2.
Тесты
а) Фирма Samsung разработала трубку…
CromaClear
| Flatron
| Dynaflat
| DiamondTron
| Trinitron
В ЭЛТ DynaFlat фирмы Samsung используется
теневая маска с очень маленьким шагом (до 0,20 мм). Кроме того, в мониторах
этого типа применяется антибликовое и антистатическое покрытие Smart III. По
отзывам специалистов, мониторы с ЭЛТ DynaFlat позволяют получать более яркую и
насыщенную картинку.
Правильный ответ: Dynaflat
б) Какие параметры являются основой модели HSV?
высота, длина, объем | тон,
светлота, насыщенность | яркость, контрастность, интенсивность (англ.
Hue, Saturation, Value - тон, насыщенность, значение) - цветовая модель, в
которой координатами цвета являются: Hue - цветовой тон, (например, красный,
зелёный или сине-голубой). Saturation - насыщенность. Варьируется в пределах
0-100 или 0-1. Чем больше этот параметр, тем «чище» цвет, поэтому этот параметр
иногда называют чистотой цвета. А чем ближе этот параметр к нулю, тем ближе
цвет к нейтральному серому. Value (значение цвета) или Brightness - яркость.
Также задаётся в пределах 0-100 или 0-1.
Правильный ответ: тон, светлота, насыщенность
в) Какой максимальный объём видеопамяти имела
видеокарта EGA?
32 кб | 64 кб | 128 кб | 256 кб |
512 кб
Плата EGA подключается к шине ISA, начиная с
8-битной версии. Базовая версия EGA имела 64 кБ видеопамяти, чего было
достаточно для монохромной графики высокого разрешения и цветной графики в
режимах 640×200
и
320×200.
Со
временем большая часть плат EGA стала выпускаться с 256 кБ видеопамяти.
Правильный ответ: 256 кб
г) Расставьте в порядке возрастания кода цвета в
модели CMYK
чёрный | синий | пурпурный | голубой
Четырёхцветная автотипия (CMYK: Cyan, Magenta,
Yellow, Key color) - субтрактивная схема формирования цвета, используемая прежде
всего в полиграфии для стандартной триадной печати. В классической модели CMYK
каждый цвет обозначается числом от 0 до 100. Представим цвета в порядке
возрастания кодов (если сравнивать сумму цифр каждого компонента):
голубой - С70M0Y2K0
пурпурный - C0M100Y0K0
черный - C0M0Y0K100
синий - C100M100Y0K0
Правильный ответ: голубой, пурпурный, черный,
синий
д) Какой основной недостаток модели RGB?
она не позволяет задать цвета,
связанные с чувствительностью палочек-одного из типов рецепторов глаза
она не позволяет задать цвета,
связанные с чувствительностью колбочек-одного из типов рецепторов глаза
не всегда можно ограничиться
положительными коэффициентами данной модели, необходимы и отрицательные из-за
воздействия волн сразу на все типы колбочек
не всегда можно ограничиться
положительными коэффициентами данной модели, необходимы и отрицательные из-за
воздействия волн сразу на все типы палочек.
Несмотря на простоту и наглядность цветовой
модели RGB, она имеет два существенных недостатка: аппаратная зависимость (например,
использование различных люминофоров и его элементарное старение в мониторах) и ограниченный
цветовой охват (невозможность получения всех цветов видимого спектра).
Рецепторы глаза, которые отвечают за восприятие цвета - колбочки.
Правильный ответ: она не позволяет задать цвета,
связанные с чувствительностью колбочек-одного из типов рецепторов глаза
е) Для чего в дисплеях на ЭЛТ необходимы
люминофоры?
для ускорения электронов
электромагнитным полем, а затем отклонения их в нужном направлении перпендикулярным
полем |
чтобы электроны попали только на
люминофор своего цвета |
при попадании на их поверхность
электронов вызывается свечение, которое и воспринимается наблюдателем |
для защиты рабочего пространства
дисплея для регулирования частоты обновления или частоты развертки (англ.
refresh )
Кинескоп состоит из герметичной стеклянной
трубки, внутри которой находится вакуум, то есть весь воздух удален. Один из
концов трубки узкий и длинный - это горловина, а другой - широкий и достаточно
плоский - это экран. С фронтальной стороны внутренняя часть стекла трубки
покрыта люминофором (luminophor). Люминофор - это вещество, которое испускает
свет при бомбардировке его заряженными частицами.
Правильный ответ: при попадании на их
поверхность электронов вызывается свечение, которое и воспринимается
наблюдателем
ж) Какой метод сжатия предусмотрен для формата
PCX?
LZW | RLE | JPEG | Deflate
Данные PCX изображений сжимаются с
использованием алгоритма RLE. RLE (кодирование повторов) - простой алгоритм
сжатия данных, который оперирует сериями данных, то есть последовательностями,
в которых один и тот же символ встречается несколько раз подряд. При
кодировании строка одинаковых символов, составляющих серию, заменяется строкой,
которая содержит сам повторяющийся символ и количество его повторов.
Правильный ответ: RLE
з) Чему равно минимальное время задержки в
формате GIF?
1/1000 сек | 1/100 сек | 1/10 сек |
1 сек
Задержка между кадрами анимации в формате GIF
задается в 1/100 секунды.
Правильный ответ: 1/100 сек
и) Какая фирма разработала формат EPS?
Aldus Corporation | Adobe
Systems | CompuServe | TrueVision
Encapsulated PostScript (EPS) - формат файлов
базирующийся на подмножестве языка PostScript и предназначенный для обмена
графическими данными между различными приложениями. Формат EPS был создан
компанией Adobe и послужил базой для создания ранних версий формата Adobe
Illustrat
Правильный ответ: Adobe Systems
к) Для чего в формате хранения изображений JPEG
используется YCbCr цветовое пространство?
для возможности сохранения с большей
точностью контрастности изображения |
для возможности сохранения с большей
точностью яркости изображения |
для возможности сохранения с большей
точностью цветности изображения |
для возможности сохранения с большей
точностью детальности изображения |
Правильный ответ:
При JPEG сжатии изображение преобразуется из
цветового пространства RGB в YCbCr. Y'CbCr не является абсолютным цветовым
пространством, скорее, это способ кодирования информации сигналов RGB. Для
систем отображения используются сигналы основных цветов RGB (красный, зелёный и
синий). Эти сигналы не являются эффективными для хранения и передачи
изображений, так как они имеют большую избыточность. Поэтому перевод в
систему Y'CrCb позволяет передать информацию о яркости с полным разрешением,
а для цветоразностных компонент произвести субдискретизацию, то есть выборку с
уменьшением числа передаваемых элементов изображения, так как человеческий глаз
менее чувствителен к перепадам цвета. Это повышает эффективность системы,
позволяя уменьшить поток видеоданных. Значение, выраженное в Y'CbCr будет
предсказуемо, если первично использовались сигналы основных цветов RGB.
Правильный ответ: для возможности сохранения с
большей точностью яркости изображения
л) Чему равен размер матрицы для изображения
одного символа, использующей стандартный шрифт EGA?
8×8 пикселей
| 8x12 пикселей | 8×14 пикселей
| 8×16 пикселей
В текстовых режимах используется два типа
шрифтов. Стандартный шрифт EGA формируется матрицей 7×9
в
ячейке 8×14 пикселов.
Для совместимости с CGA используется шрифт с матрицей 7×7
в
ячейке 8×8
пикселов.
Правильный ответ: 8×14
пикселей
м) Недостаток wavelet-методов:
Сложные вычислительные операции |
Изображения после декодирования
выглядят нечёткими |
Использование больших массивов для
вычисления коэффициентов |
Отсутствует возможность
прогрессивного показа изображения
Вейвлет-преобразование (англ. Wavelet transform)
- интегральное преобразование, которое представляет собой свертку
вейвлет-функции с сигналом. Способ преобразования функции (или сигнала) в
форму, которая или делает некоторые величины исходного сигнала более
поддающимися изучению, или позволяет сжать исходный набор данных. Вейвлетное
преобразование сигналов является обобщением спектрального анализа. Вейвлеты -
это обобщённое название математических функций определенной формы, которые
локальны во времени и по частоте и в которых все функции получаются из одной
базовой, изменяя её (сдвигая, растягивая). Можно выделить один недостаток, это
относительная сложность преобразования Правильный ответ: Сложные вычислительные
операции
Найти требуемую полосу пропускания для режима,
обеспечивающего разрешение экрана 2560×1600 и
частоту кадровой развёртки 60 Гц.
Решение. Ширина полосы пропускания зависит от
количества пикселей по вертикали и горизонтали, а также от частоты регенерации
экрана. Предположим, что Y обозначает число пикселей по вертикали, X - число
пикселей по горизонтали, а R - величину частоты регенерации экрана. Чтобы
учесть дополнительное время на синхронизацию по вертикали, умножим Y на
коэффициент 1.05. Время, необходимое для горизонтальной синхронизации,
соответствует примерно 30% от времени сканирования, поэтому используем
коэффициент 1.3. 30% - это умеренная величина для большинства современных мониторов.
В результате получим формулу для расчета ширины полосы пропускания монитора:
= 1.05 * Y * 1.3 * X * R, где W - ширина полосы
пропускания.= 1.05 * 2560 * 1600 * 1.3 * 60 = 335 МГц
Ответ: 335 МГц
Задание 4.
Дать развёрнутый ответ по теме
Планшетные графопостроители. История создания,
устройство, принцип работы. Примеры современных моделей.
Графопостроитель (плоттер)
- устройство вывода, представляющее выводимые данные в форме рисунка или
графика на бумаге или другом подобном ей носителе. Графопостроители являются
высококачественной альтернативой принтерам при выводе изображений. В
зависимости от исполнения плоттеры делятся на планшетные и рулонные
(барабанные).
Самое высокое качество печати обеспечивают
планшетные устройства. В планшетных графопостроителях (рис.1) носитель
неподвижно закреплен на плоском столе. Закрепление либо электростатическое,
либо вакуумное, либо механическое за счет притягивания, прижимающих бумагу
пластинок, к (электро) магнитам, вмонтированным в поверхность стола. При документировании
на бумаге специальной бумаги не требуется. Головка перемещается по двум
перпендикулярным направлениям. Размер носителя ограничен размером планшета.
Рис. 1: Схема планшетного графопостроителя
В некоторых устройствах небольших размеров
головка закреплена неподвижно, а перемещается стол с закрепленным на нем
носителем, как это сделано во фрезерных станках с числовым программным
управлением.
По типу чертежной головки плоттеры делятся на:
Перьевые
Фотопостроители
Со скрайбирующей головкойфрезерной головкой
По назначению:
Инженерные
Для наружной рекламы
Для внутренней рекламы
По способу формирования чертежа:
Растровые
С произвольным сканированием
По способу вывода изображения:
Лазерные
Электростатические
Струйные
Бумага на разных моделях планшетных устройств
закрепляется разными способами. Так, на более дешевых моделях предыдущих
поколений бумага укладывается на магнитный стол и по краям закрепляется
металлическими зажимами. В моделях с усовершенствованными столами лист
закрепляется на столе путем воздушного присасывания. Также планшетные модели
отличаются высокой точностью печати и могут быть перьевыми либо струйными. У
перьевых плоттеров на головке с пишущим элементом устанавливается соленоид
(электромагнит). Именно он прижимает головку с пером к магнитному столу.
Струйный графопостроитель оснащается головкой того же типа, что и струйный
принтер. Она может быть монохромной или цветной. Прижимание головки к столу
осуществляется с помощью специальных микроконтроллеров.
История
Первые плоттеры работали по принципу
передвижения бумаги с помощью ролика, обеспечивая тем самым координату X, а Y
обеспечивалась движением пера. Другой подход представлял собой
модернизированный пантограф, которым управляет вычислительная машина, имеющая
шариковое перо как рисующий элемент. Недостаток этого метода в том, что
требовалось пространство, которое бы соответствовало расчерчиваемой области. Но
достоинство этого метода, вытекающее из его недостатка, является легко
повышаемая точность позиционирования пера и, соответственно, точность самого
рисунка, наносимого на бумагу. Hewlett Packard и Tektronix в конце 1970-х разработали
планшетные плоттеры со стандартным размером как рабочий стол. В 1980-х была
выпущена модель HP 7470, меньшая по размерам и более лёгкая, использующая
инновационную технологию «зернистого колеса» для перемещения бумаги. Эти
небольшие плоттеры бытового назначения приобрели популярность в деловых
приложениях. Но в связи с их низкой производительностью, они были практически бесполезны
для печати общего назначения.
Примеры современных моделей
На рынке струйных инженерных плоттеров
доминируют устройства фирмы Hewlett-Packard. Достаточно широко представлены
также Canon, Epson, Encad. Рынок струйных интерьерных плоттеров видимого лидера
не имеет и на территории бывшего СССР развит слабо. На рынке оборудования для
наружной печати представлено оборудование десятков различных производителей,
однако с весьма близкой техникой, зачастую даже с совместимыми запасными
частями. Фактически основными игроками являются производители печатных головок
XAAR, Konica-Minolta и Spectra, не являющиеся при этом производителями
оборудования. Основными производителями лазерной инженерной техники являются
KIP, Ricoh, Oce, Xerox, суммарно занимающие более 90 % рынка.