2.11. Особенности растровой и векторной графики

Компьютерное растровое изображение представляется в виде прямоугольной матрицы, каждая ячейка которой представлена цветной точкой.

При оцифровке изображения оно делится на такие крошечные ячейки, что глаз человека их не видит, воспринимая все изображение как целое. Сама сетка получила название растровой карты, а ее единичный элемент называется пикселом.

Пикселы подобны зернам фотографии и при значительном увеличении они становятся заметными (рис. 13). Растровая карта представляет собой набор (массив) троек чисел: две координаты пиксела на плоскости и его цвет.

В отличие от векторных изображений при создании объектов растровой графики математические формулы не используются, поэтому для синтеза растровых изображений необходимо задавать разрешение и размеры изображения.

Рис. 13. Растровое изображение

С помощью растровой графики можно отразить и пере­дать всю гамму оттенков и тонких эффектов, присущих реаль­ному изображению. Растровое изображение ближе к фотогра­фии, оно позволяет более точно воспроизводить основные ха­рактеристики фотографии: освещенность, прозрачность и глу­бину резкости.

Чаще всего растровые изображения получают с помощью сканирования фотографий и других изображений, с помощью цифровой фотокамеры или путем "захвата" кадра видеосъем­ки. Растровые изображения можно получить и непосредствен­но в программах растровой или векторной графики путем пре­образовании векторных изображений.

Основным логическим элементом векторной графики является геометрический объект (рис. 14). В качестве объекта принимаются простые геометрические фигуры (так называе­мые примитивы - прямоугольник, окружность, эллипс, линия), составные фигуры или фигуры, построенные из примитивов, цветовые заливки, в том числе градиенты.

Преимущество векторной графики заключается в том, что форму, цвет и пространственное положение составляющих ее объектов можно описывать с помощью математических фор­мул.

Р ис. 14. Элементы векторной графики

Важным объектом векторной графики является сплайн. Сплайн - это кривая, посредством которой описывается та или иная геометрическая фигура. На сплайнах построены совре­менные шрифты ТrуеТуре и PostScript.

У векторной графики много достоинств. Она экономна в плане дискового пространства, необходимого для хранения изображений: это связано с тем, что сохраняется не само изо­бражение, а только некоторые основные данные, используя которые, программа всякий раз воссоздает изображение зано­во. Кроме того, описание цветовых характеристик почти не увеличивает размер файла.

Объекты векторной графики легко трансформируются и модифицируются, что не оказывает практически никакого влияния на качество изображения. Масштабирование, поворот, искривление могут быть сведены к паре-тройке элементарных преобразований над векторами. В тех областях графики, где важное значение имеет сохранение ясных и четких контуров, например, в шрифтовых композициях, в создании логотипов и прочее, векторные программы незаменимы.

Векторная графика может включать в себя и фрагменты растровой графики: фрагмент становится таким же объектом, как и все остальные (правда, со значительными ограничениями в обработке).

Важным преимуществом программ векторной графики являются развитые средства интеграции изображений и текста, единый подход к ним. Поэтому программы векторной графики незаменимы в области дизайна, технического рисования, для чертежно-графических и оформительских работ.

Однако в программах векторной графики практически не­возможно создавать фотореалистические изображения. Кроме того, векторный принцип описания изображения не позволяет автоматизировать ввод графической информации, как это де­лает сканер для точечной графики. В последнее время все большее распространение получают программы 3-мерного мо­делирования, также имеющие векторную природу.

Обладая изощренными методами отрисовки (метод трас­сировки лучей, метод излучательности), эти программы позво­ляют создавать фотореалистичные растровые изображения с произвольным разрешением из векторных объектов при уме­ренных затратах сил и времени.

Существует множество различных графических редакто­ров. Некоторые из них, такие как Adobe PhotoShop и CorelDraw, предназначены для профессиональной работы с графикой. Это коммерческие продукты, которые стоят нема­лых денег. Другие, например Paint, встроенный в ОС Windows, доступны для работы даже маленькому ребенку, но и возможности у них не велики.

В ОС Linux на данный момент представлен весь спектр графических редакторов. Первое место среди них бесспорно занимает мощнейший редактор GIMP, обладающий инстру­ментами как для создания десятков разновидностей форматов растровой графики, так и средствами подготовки векторной графики.

Перевести векторный рисунок в растровый очень просто, а вот сделать из растрового рисунка векторный практически нельзя.

Особенности растровой и векторной графики указаны в табл. 10.

Таблица 10

Сравнение двух типов графики

Растровая графика: • Изображение хранится в виде таблицы. Растровое изображе­ние состоит из отдельных точек-пикселей, каждый из которых имеет свой цвет • Качество растрового изобра­жения определяется его разре­шением и используемой палит­рой цветов • При использовании растро­вой графики необходим боль­шой объем памяти для хранения рисунка, т. к. размер памяти за­висит от размера изображения. При увеличении картинки вдвое, размер необходимой па­мяти возрастает в четыре раза • Изображение плохо поддает­ся трансформации. Процедуры, которые применяются для трансформации рисунка, прохо­дят с искажениями, которые происходят из - за "точечности" рисунка • Рисунки быстро выводятся на экран и на принтер • Используя растровую графи­ку, можем хранить полутоновые изображения Графические редакторы, в которых используется растровая графика: Paint, PhotoShop

Векторная графика: Изображение хранится в виде набора кривых. Для каждой кри­вой хранятся координаты начала и конца, угол наклона, кривизна соединяющей их кривой линии и цвет При использовании векторной графики практически невозможно хранить полутоновые изображе­ния, фотографии. Изображение должно состоять из объектов с чёткими контурами Рисунки, выполненные вектор­ной графикой, долго выводятся на экран и на принтер. Принтер печатает изображение по точкам, поэтому программе вывода необ­ходимо проделать специальные процедуры расчета Для сохранения рисунка требу­ется небольшой объём памяти. Он не зависит от размера рисун­ка, т. к. размер влияет только на координаты узловых точек и дли­ны прямых. Рисунок также легко поддается трансформации: уве­личение, уменьшение Изображение состоит из чет­ких фигур: прямоугольников, эл­липсов, текста, линий • Графические редакторы, в ко­торых используется векторная графика: Corel Draw, Adobe Illustrator

2.12. Средства реализации современных офисных технологий

На сегодняшний момент наибольшее распространение по­лучил пакет прикладных программ фирмы Microsoft MS Office (97/2003/2007/2010). Комплекс состоит из большого ко­личества приложений, основными из которых являются:

Microsoft Access предлагает мощные средства анализа информации и управления данными. Приложение Microsoft Access позволяет как опытным программистам, так и начи­нающим пользователям создавать мощные настраиваемые раз­работки, интегрируемые с источниками данных, находящими­ся в Интернете и на предприятии, учет продаж, управление ма­териально-производственными запасами и т.д.

Microsoft Excel – приложение для бухгалтерских и финан­совых отделов - используется для получения, обработки, ана­лиза, совместного использования и отображения информации, от которой зависит работа предприятия.

Microsoft Outlook – в настоящее время не очень популярная почтовая программа. Приложение Microsoft Outlook обеспечивает связь со всем миром - предоставляются необходимые средства для работы с электронной почтой и группами новостей, а также осуществление импорта и экспорта данных в другие поч­товые программы.

Microsoft PowerPoint - мощная программа для организа­ции презентаций, сопровождения документов анимационными и звуковыми вставками.

Microsoft Word - позволяет редактировать тексто­вые файлы практически любого объема и сложности, вносить изменения, добавлять графические и табличные элементы, осуществлять проверку орфографии на многих языках, а также осуществлять экспорт-импорт файлов со многими сущест­вующими офисными приложениями (легко интегрируется с другими программами из пакета MS Office).

2.13. Тип интерфейса и возможности расширения конфигурации технических средств

Интерфейс (от английского interface - поверхность раз­дела, граница) - совокупность унифицированных аппаратных и программных средств, которые делают возможным связь (со­единение) и взаимодействие элементов в вычислительных и измерительных системах, построенных из блоков и модулей.

Благодаря стандартизации интерфейса обеспечивается со­вместимость блоков, разрабатываемых и выпускаемых различ­ными предприятиями, что позволяет собирать специализиро­ванные устройства из готовых модулей в соответствии с кон­кретными условиями применения. ЭВМ и периферийные уст­ройства (принтер, плоттер и др.) объединяются между собой посредством стандартных интерфейсов.

Взаимодействие человека и машины также определяется типом интерфейса. Это может быть интерфейс с использова­нием дисплея (команды подаются с клавиатуры, а сообщения появляются на экране) или речевой интерфейс, т. е. команды машине подаются голосом.

Таким образом, под стандартным интерфейсом понимает­ся совокупность унифицированных аппаратных, программных и конструктивных средств, необходимых для реализации взаимодействия различных функциональных компонентов в системах.

В зависимости от структуры систем (сосредоточенные, локальные, распределённые) и особенностей конструктивного взаимодействия их компонентов условно выделено 4 уровня интерфейсов с разделением их на внутренние и внешние.

Например, интерфейс 1-го уровня обеспечивает связь больших интегральных схем по магистралям на материнской плате компьютера; самый распространенный - 2-й уровень; 3-й уровень используют в сложных высокопроизводительных сис­темах для объединения крупных устройств, периферийных подсистем и ВЗУ; 4-й уровень применяют для локальных пе-

риферийных устройств, распределенных систем управления, локальных сетей и систем передачи данных.

В практической работе целесообразно использовать стан­дартные интерфейсы.

Конструктивно в ЭВМ предусматривается наличие пустых интерфейсных гнезд, что позволяет расширять начальную конфигурацию машины путем наращивания оперативной па­мяти, подключения дополнительных графических периферий­ных средств, подключения специальных технических средств САПР, включения ЭВМ в ЛВС или соединения с другой ЭВМ. Чаще всего в ЭВМ имеется 3-5 интерфейсных гнезд, куда можно вставлять модули сопряжения и 2-3 разъема для под­ключения к другим средствам вычислительной техники через встроенный интерфейс.

Например, через интерфейс RS-232 можно напрямую дву­мя парами проводов соединить две ПЭВМ и организовать пе­редачу информации между ними.

Интерфейсы в персональных компьютерах принято назы­вать портами (порт ввода, порт вывода). Порт для быстрого обмена информации - параллельный порт (присвоенное обо­значение LPT-1, LPT-2. Скорость передачи информации 400-600 Кбит/с). К этому каналу подключаются Монитор, Принтер. Медленный порт - это последовательный канал (при­своенное обозначение СОМ-1, СОМ-2. Скорость передачи ин­формации 50-60 Кбит/с). К последовательному каналу под­ключаются манипуляторы "мышь", джойстик.

В настоящее время в компьютерах появился интерфейс USB, разработанный для замены низкоскоростных портов COM, LPT и других с целью получения скорости передачи до 12 Мбит/с. Это универсальная последовательная шина. При этом к каждому устройству, подключенному к шине USB, можно подключать другие USB-устройства (всего может быть подключено до 127 устройств). USB-устройства (например мышка, клавиатура, принтер, сканер, цифровой фотоаппарат и др.) можно подсоединять и отсоединять при работающем ком­пьютере.

2.14. Технические средства вывода информации на твердый носитель

Монитор (дисплей) ЭВМ предназначен для вывода на эк­ран символьной или графической информации. Мониторы подразделяются на электронно-лучевые и жидкокристалличе­ские (LCD-мониторы). Наиболее распространены мониторы с размером экрана 21 дюйм (размер по диагонали). Для вы­полнения графических работ лучше использовать мониторы с размером экрана 17, 19, 21 дюймов.

Для символьной обработки информации достаточны экра­ны с небольшим разрешением (порядка 1024x768 точек) и не­большим количеством цветов (до 16), хотя наиболее целесооб­разно использовать монохроматические экраны. На этих же экранах достаточно качественно можно воспроизводить пред­ставленную графически информацию - графики функций, гис­тограммы, т. е. элементы деловой графики. Большинство таких дисплеев могут отобразить 20-40 строк и в каждой строке - 40-80 символов. Для чертежей пространственных конструкций вполне приемлемое качество дают экраны, имеющие разреше­ние 1024x768 точек, 256 цветовых оттенков. Сложные изобра­жения с мелкими деталями (карты, насыщенные чертежи, кар­тины) можно получить на мониторах с разрешением 1280x1024 точек и более. Для выполнения художественной графики при­меняют мониторы с разрешением 1920x1080 точки и выше.

В современных персональных компьютерах наибольшую популярность приобретают мониторы с разрешением:

• цветной (SuperVGA) - 1920x1080 точек, 16 млн цветов.

Пока традиционными носителями информации являются

твердые носители - бумага, пленка, фотографии. Для работы с ними не требуется дополнительных технических средств, в большинстве случаев они являются единственно законными юридическими документами. Для вывода информации из ком­пьютера на твердый носитель разработано большое количество

технических средств и для пользователей компьютеров они представлены классом устройств печати.

Среди большого разнообразия устройств печати (более 500 моделей) наибольшее распространение получили:

• матричные (мозаичные);

• струйные;

• лазерные.

Лазерное печатающее устройство является последним словом техники печати и реализует электрографический прин­цип. Лазерный луч сканирует под управлением программы по­верхность барабана, с которого затем на бумагу переносится красящее вещество. Качество печати отличное, скорость рабо­ты 400 - 1400 знаков в секунду (15 страниц в минуту), формат выпускаемого документа - A3, А4. Наиболее значительно на рынке представлены лазерные принтеры HP LaserJet.

библиографический список

1. Омельченко Л.Н. Самоучитель Microsoft® Frontpage 2000. / Л.Н. Омельченко, А.Ф. Федоров - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 1999. – 512 с.

2. Матросов А.В. HTML 4.0. / А.В. Матросов, А.О. Сергеев, М.П. Чаунин - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2000. – 672 с.

3. Данилевский Ю.Г. Ин­формационная технология в промышленности. / Ю.Г. Данилевский, И.А. Петухов, B.C. Шибанов - Л.: Машино­строение. Ленингр. отд., 1988, – 283 с.

4. Куперштейн В. Современные информационные техно­логии в делопроизводстве и управлении. / В. Куперштейн - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2000. – 624 с.

5. Васильев В. Компьютерная обработка сигна­лов. / В. Васильев, И. Гуров - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2000. – 240 с.

6. Васильев В.А. Информационные техно­логии в литейном производстве. / В.А. Васильев, Н.В. Васильев // Литейщик России. 2002. №5 С. 32-40.

7. Лощин И.О. Основы сис­тем автоматизированного проектирования для литейщиков: Учеб. пособие. / И.О. Лощин, В.А. Решетов, А.В. Петухов - Н. Новгород: Нижегород. гос. техн. ун.-т, 2002. – 253 с.

8. Габбосов Ю. Internet. / Ю. Габбосов - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2000. – 448 с.

9. Фролов А.В. Глобальные сети компьюте­ров. Практическое введение в Internet, E-Mail, FTP, WWW и HTML. / А.В. Фролов, Г.В. Фролов - ML: Диалог - МИФИ, 1996. – 283 с.

10. Хомоненко А.Д. Базы данных. / А.Д. Хомоненко - СПб.: "Корена принт" - Санкт-Петербург, 2000. – 408 с.

11. Нортон П. Персональный компьютер: аппаратно -программная организация. / П. Нортон - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2000. – 848 с.

12. Калиниченко Л.А. Стандарт систем управления объ­ектными базами данных ODMG-93: Краткий обзор и оценка состояния. / Л.А. Калиниченко // СУБД. - 1996. № 3. - С. 44-59.

13. Дорот В. Толковый словарь компьютер­ной лексики. / В. Дорот, Ф. Новиков - СПб: БХВ - Санкт-Петербург, 2000. – 384 с.

14. Чепурной В. Устройства хранения информации. / В. Чепурной - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2000. – 208 с.

15. Ищенко В.В. Информационная модель автоматизиро­ванного проектирования технологических процессов литейно­го производства / В.В. Ищенко // Литейное производство. М. 1976. № 12. - С. 2-6.

16. Гаффин А. Путеводитель по глобальной компьютер­ной сети Internet. Everybody's guide to the Internet. / А. Гаффин - M: ТПП Сфера, 1995. – 270 с.

17. Юрасов В.Г. Информа­ционные сети: учеб. пособие. / В.Г. Юрасов, П.В. Юрасов, Е.А. Гончаров // Воронеж: ВГТУ, 2000. – 115 с.

18. Остоцкий Л. Информационные техноло­гии в металлургии. / Л. Остоцкий, Ю. Ипатов - Магнитогорск: Центр АСУ ММК, [e-mail], [e-mail]. С. 6.

19. Финкельберг Б. Особенности использования СУБД ORACLE при построении АСУ металлургическим предпри­ятием / Б. Финкельберг // Oracle Magazine (русское издание), 1997. №1. - С. 17-19.

20. Сайгин Ю. Создание приложений Web к базам данных Oracle / Ю. Сайгин, Б. Филимонов, Н. Глонти // СУБД , 1996. № 5-6. - С. 10-18.

21. Дубова Н. Системы управления производственной информацией / Н. Дубова // Открытые системы. 1996. № 3. - С. 63-68.

СОДЕРЖАНИЕ

Принятые обозначения…………………….………………. 1

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ

И КЛАССИФИКАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ…………………………………………. 4

2. ТЕХНОЛОГИЯ ОПИСАНИЯ И ОБРАБОТКИ

ИНФОРМАЦИИ………………………………………. 20

Библиографический список ...57

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к проведению практических занятий, выполнению самостоятельной работы по дисциплине «Информационные технологии в металлургии» для студентов направления 150400.62 «Металлургия», профиля «Технология литейных процессов» очной формы обучения