Инфа 10-14
Представяне на графична информация в компютърната памет: растерни и векторни методи. Дайте примери за растерни и векторни файлови формати.
Има два основни начина за представяне на изображения:растерно изображение, вектор.
Растерна графика –графичните обекти се формират като набор от точки с различни цветове и различна яркост, разпределени по редове и колони (ако изображението е на екрана, тогава точката се нарича пиксел (от англ. pixel - елемент на картината).
По време нарастеризирането върху оригиналния графичен обектсе наслагва мрежа от линии, чиито клетки образуват растерен елемент. Честотата на растерната мрежа се измерва в линии на инч (lpi) и се наричаланитура.
Размерът на растерната точка се изчислява за всеки елемент и зависи от интензитета на тона в дадената клетка. Колкото по-голям е интензитетът, толкова по-плътно е запълнен растерният елемент. Тоест, ако в клетката е попаднал абсолютно черен цвят, размерът на растерната точка съвпада с размера на растерния елемент.
Интензитетът на тона(така наречената лекота) обикновено се разделя на 256 нива. По-голям брой градации не се възприемат от човешкото зрение и са излишни. По-малък брой влошава възприемането на изображението (минималната приемлива стойност за висококачествена полутонова илюстрация е 150 нива). Лесно е да се изчисли, че за възпроизвеждане на 256 тонални нива е достатъчно растерната клетка да е с размер 16x16 = 256 пиксела.
За растерните изображения понятието разделителна способност е от особено значение, изразяващо броя на точките на единица дължина. В този случай трябва да се прави разлика между: резолюцията на оригинала; резолюция на изображението на екрана; резолюция на изображението за печат.
Разделителната способност на оригиналасе измерва в точкиинча (dots per inch - dpi) и зависи от изискванията за качество на изображението и размера на файла, метода на дигитализация или метода на създаване на оригиналната илюстрация, избрания файлов формат и други параметри. Като цяло важи правилото: колкото по-високи са изискванията за качество, толкова по-висока трябва да е разделителната способност на оригинала.
Разделителна способност на екранно изображение.За екранни копия на изображение елементарен пиксел обикновено се нарича пиксел. Размерът на пикселите варира в зависимост от избраната разделителна способност на екрана, оригиналната разделителна способност и мащаба на дисплея.
Размерът на точката на растерно изображение, както на хартиено копие(хартия, филм и т.н.), така и на екрана, зависи от използвания метод за екраниране и настройките за екраниране на оригинала.
Препоръчителни разрешения:
- резолюция от 72 dpi е достатъчна за екранно копие на изображението,
- за печат на цветен или лазерен принтер 150-200 dpi,
- за извеждане на фотографско устройство 200-300 dpi.
Установено е основно правило, че при печат разделителната способност на оригинала трябва да бъде 1,5 пъти по-голяма от разделителната способност на екрана на изходното устройство. В случай, че хартиеното копие ще бъде увеличено в сравнение с оригинала, тези стойности трябва да се умножат по коефициента на мащабиране.
Всеки пиксел от растерно изображение има четири основни характеристики - размер, стойност на тона, дълбочина на цвета (интензитет) и позиция (характеристики на независими пиксели).
Графичният режим на показване на изображение на екрана се определя от разделителната способност на екрана и дълбочината на цвета.
Растерни формати.Растерният графичен файл обикновено съдържа два вида информация: графична; неграфичен.
Векторграфика –се основава на представянето на обект под формата на сегменти (вектори). За всяка от тях е дадена двойка точки - краищата на вектора (или точка, посоката на вектора и неговата дължина) и атрибути - цвят, дебелина на линията и др.
Всъщност при векторния метод на кодиране геометричните фигури, криви и прави линии, съставляващи чертежа, се съхраняват в паметта на компютъра под формата на математически формули и геометрични фигури (кръг, елипса и др.). За да запомните кръг във векторен формат, трябва само да запомните неговия радиус, централни координати и цвят. Очевидно размерът на такъв файл ще бъде много по-малък, отколкото ако го разделим на отделни пиксели.
Сложният чертеж се разбива на прости форми. Всяко изображение във векторен формат се състои от много съставни части, които могат да се редактират независимо една от друга. Тези части се наричат обекти. За всеки обект във векторен файл неговите размери, кривина и местоположение се съхраняват под формата на числени коефициенти. Благодарение на това те лесно се мащабират без изкривяване и не зависят от разделителната способност.
Векторните графични изображения са най-добрият носител за съхранение на графични обекти с висока точност (чертежи, диаграми и т.н.), за които е важно да се поддържат остри и ясни контури.
Векторни формати.Сред векторните формати, за разлика от растерните, идеята за поне някаква разумна стандартизация е много по-слаба. Разработчиците на почти всички програми за векторна графика предпочитат да се занимават само със собствените си формати, което най-вероятно се дължи на спецификата на алгоритмите за генериране на векторни изображения.
Основни формати на растерни изображения:
1) PCX; 2) BMP - съкращение от bitmap, т.е. малко, растер; 3) JPEG; 4) GIF(Graphics Interchange File - файл за обмен на графики); 5) PNG; 6) PCD; 7) PSD; 8) TIF - съкращение от TIFF или Tagged Image File Format; 9) EPS; 10) DCS; 11) PDF; 12) Десетки други
Най-често срещаните векторни формати:
WMF(на английски Windows MetaFile - метафайл на Windows) е универсален формат за добавки на Windows. Използва се за съхраняване на колекция от графики на Microsoft Clip Gallery. Основните недостатъци са изкривяването на цветовете, невъзможността да се запазят редица допълнителни параметри на обекта.
CGM(English Computer Graphic Metafile - компютърен графичен метафайл) - широко използва стандартния формат на векторни графични данни в Интернет.
SVG(от английски Scalable Vector Graphics - мащабируема векторна графика) е мащабируем език за маркиране на векторна графика, създаден от World Wide Web Consortium (W3C) и включен в подмножество на разширяемия XML език за маркиране, предназначен да опише двуизмерна векторна и смесена векторна/растерна графика в XML формат. Поддържа както неподвижни, така и анимирани и интерактивни графики - или, с други думи, декларативни и скриптирани. Това е отворен стандарт, препоръчан от W3C, организацията зад стандарти като HTML и XHTML. Разработва се от 1999 г., през 2001 г. беше пусната версия 1.1, която остава актуална и до днес, версия 1.2 е в активно развитие. SVG се основава на езиците за маркиране VML и PGML.
Предимства:осигуряват висока прецизност на цветовите градации и полутонове, следователно те са най-доброто средство за обработка на снимки, рисунки и др.
1) Така нареченото пикселизиране на изображенията при уголемяване. Тогава оригиналът съдържа определен брой точкив по-голям мащаб размерът им се увеличава, растерните елементи стават видими, което изкривява самото изображение.
2) Зависимост на качеството на изображението от неговия размер. Размерът на файл, който съхранява растерно изображение, зависи от два фактора: размера на изображението; върху дълбочината на цвета на изображението (колкото повече цветове са представени в картината, толкова по-голям е размерът на файла); в допълнение, размерът на файла на растерните изображения нараства експоненциално с увеличаване на разделителната способност.
Предимства:Преобразуване без изкривяване; малък графичен файл; рисувайте бързо и лесно; независимо редактиране на чертежни части; висока точност на рисуване (до 1 000 000 dpi).
условност на получените изображения. Не всеки обект може лесно да бъде начертан във векторна форма - подобно на оригиналното изображение, може да са необходими много голям брой обекти и тяхната сложност, което се отразява негативно върху количеството памет, заемано от изображението, и времето, необходимо за показване (рендиране). Размерът на векторен файл, описващ снимка, ще бъде по-голям от растерен файл.
конвертирането на векторни графики в растерни е доста просто. Но, като правило, няма връщане назад - растерното проследяване, въпреки факта, че изисква значителна изчислителна мощност и време, не винаги осигурява висококачествено векторно рисуване.
Следователно векторният формат се използва за описание на линейни чертежи и е идеален за чертежи.
Концепцията, свойствата и начините за писане на алгоритми. Видове алгоритми. Блок-схема на алгоритъма.
Алгоритъм– определена последователност от действия, насочени към решаване на проблема.
В процеса на алгоритмизиране се избира:метод за решаване на задачата(с посочване на изчислителни формули, логически условия, отношения законтрол на надеждността на резултатите);форми на представяне на изходна информация, отчитащи спецификата на компютрите
Записът на алгоритъма е разделен на отделни команди.Командатае елементарно завършено действие. Наборът от команди, които могат да бъдат изпълнени в рамките на алгоритъм, се нарича система от команди.
Свойства на алгоритмите:Дискретност– разделяне на решението на задачата на отделни елементарни действия, чиято възможност не подлежи на съмнение;Разбираемост- изпълнителят трябва да знае как се извършва всяко действие;Детерминизъм-алгоритъмът трябва да бъде формулиран по такъв начин, че действията да са точно дефинирани, недвусмислени и да дават един и същ резултат за едни и същи входни данни;Обобщеност- алгоритъмът може да се приложи както към желания проблем, така и към цял клас подобни проблеми;Ефективност- за всякакви валидни начални данни, изпълнението на алгоритъма трябва да бъде завършено в краен брой стъпки и да доведе до решение на задачата;Коректност- способността на алгоритъма да осигури точно желания резултат;Ефективност- алгоритъмът трябва да осигурява резултат на по-ниска цена
Методи за записване на алгоритми:словесно и формулно означение; писане в псевдокод; графичен запис под формата на блокови диаграми; писане на език за програмиране.
Блок схема– система от свързани геометрични фигури. Всяка фигура обозначава един етап от решаването на задачата и се наричаблок.Редътна тяхното изпълнение е обозначен сстрелки, свързващи блоковете. Обикновено в диаграмата блоковете са подредени отгоре надолу в реда на тяхното изпълнение. Блоковете са свързани с вертикални или хоризонтални линии. Линиите трябва да стигнат до средатаблок. Посоките надолу и надясно се наричат основни, без указани стрелки. Няколко линии могат да бъдат свързани върху блок, но линия, идваща към блок, не може да бъде разделена. Линиите не трябва да се пресичат. В противен случай трябва да се използват символи за прекъсване (връзка). Блок"прекъсване"винаги има само един вход или само един изход. Блоковете"data"и"action"винаги имат един вход и един изход. Блок"условия"винаги има един вход и два изхода.
Видове алгоритми: линейни, разклонени, циклични. Алгоритми заразклоняване:
Операции за сравнение:е равно(=), не е равно(!=), по-малко от(), по-малко от или е равно(=);Логически операции:И, ИЛИ, НЕ.Цикличен: цикъл с параметър, цикъл с предварително условие (цикъл while), цикъл с постусловие (цикъл преди)
Концепцията и класификацията на структурите от данни. Понятието тип данни. За какво отговаря типът данни.
Структура на данни– набор от елементи на данни и връзки между тях.
2 вида структура на данните: абстрактна(логическа) – структура на данните без оглед на тяхното представяне в паметта на машината;физически(структура за съхранение, вътрешна структура, структура на паметта) - начин за физическо представяне на данни в паметта на машината.
Класификация на структурите на данни: прости(числови, символни, логически знаци и т.н.),статични(вектори, масиви, множества, записи, таблици и т.н.),полустатични(стекове, опашки, палуби, линии и т.н.),Динамични(списъци, графики, дървета и т.н.), файл (състоят се ent, файл (последователен, файл (последователен, файл (последователен, файл (последователен, файлове. директен достъп, комбиниран достъп и т.н.)
Информацията за всеки тип данни уникално определя: структурата за съхранение на данни, наборът от валидни стойности, които обектът на описания обект може да има.тип, набор от валидни операции, които са приложими към обект от описания тип.
13. Концепция за променлива, константа и масив.
Константатае фиксирана стойност, като число или знак (низ от знаци). Тази стойност не може да бъде променяна от програмните оператори;
Променливае символно име, което представлява стойност, намираща се в паметта на компютъра. Тази стойност може да се променя от програмните оператори в процеса на броене и извършване на операции за въвеждане;
Масив– индексирана колекция от елементи от един и същи тип;
Опашка за стек декември
Стек -линеен списък, в който всички включвания и изключения на елементи се правят в единия край на списъка
Опашка -линеен списък, в който всички включвания на елементи се правят в единия край на списъка, а всички изтривания се правят в другия
Dec- линеен списък, в който всички включвания и изключвания на елементи се извършват в двата края