Способы представления графической информации

     Расстояние между соседними отверстиями теневой маски влияет на величину зерна изображения. Обычно у мониторов хорошего качества шаг не превышает 0,28 мм в моделях с теневой маской и 0,3 мм - в мониторах с апертурной решеткой. Наименьшие значения шага - 0,25 мм - использует компания Sony.

     Некоторые параметры мониторов CRT

     Одним из основных параметров CRT-монитора является размер диагонали трубки. Различают непосредственно размер диагонали трубки и видимый размер, который обычно примерно на 1 дюйм меньше, чем диагональ трубки, частично закрывающаяся корпусом монитора.

     Коэффициент светопередачи определяется как отношение полезной световой энергии, излучаемой вовне, к энергии, излучаемой внутренним фосфоресцирующим слоем. Обычно этот коэффициент лежит в пределах 50-60%. Чем выше коэффициент светопередачи, тем меньший требуется уровень видеосигнала для обеспечения необходимой яркости. Однако при этом снижается контрастность изображения в силу снижения перепада между излучающими и неизлучающими участками поверхности экрана. При низком коэффициенте светопередачи улучшаются фокусировка изображения, однако требуется более мощный видеосигнал и соответственно усложняется схема монитора. Конкретное значение коэффициента светопередачи можно найти в документации производителя. Обычно 15-дюймовые мониторы имеют коэффициент светопередачи в пределах 56-58%, а 17-дюймовые - 52-53%.

     Периодом горизонтальной развертки называют время, за которое луч проходит расстояние от левого до правого края экрана. Соответственно величина, обратная данной, называется частотой горизонтальной развертки и измеряется в килогерцах. При увеличении частоты кадров частота горизонтальной развертки должна быть также увеличена.

     Вертикальной разверткой называется количество обновлений изображения на экране в секунду, этот параметр также называют частотой кадров. Горизонтальная и вертикальная развертка связаны между собой соотношением: горизонтальная развертка = (число строк) x (верт. разв.) x 1,05 Чем выше величина вертикальной развертки, тем меньше соответственно заметен для глаза эффект смены кадра, который проявляется в мерцании экрана. Считается, что при частоте 75 Гц мерцание практически незаметно для глаза, однако стандарт VESA рекомендует работу на частоте 85 Гц.

     Разрешающая способность характеризуется числом пикселов и числом строк. Например, разрешение монитора 1024 x 768 указывает на количество точек в строке - 1024 и на количество строк - 768.

     Равномерность определяется постоянством яркости по всей поверхности экрана монитора. Различают "равномерность яркости" и равномерность белого. Обычно мониторы имеют различную яркость в разных участках экрана. Отношения яркости в областях с максимальным и минимальным значением яркости называют равномерностью распределения яркости. Равномерность белого определяется как различие яркости белого цвета (при выводе изображения белого цвета).

     Термин "несведение лучей" означает отклонение красного и синего от центрирующего зеленого. Подобное отклонение препятствует получению чистых цветов и четкого изображения. Различают статическое и динамическое несведение. Под первым понимается несведение трех цветов по всей поверхности экрана, которое обычно связано с погрешностями при сборке электронно-лучевой трубки. Динамическое несведение характеризуется погрешностями на краях при четком изображении в центре.

     Оптимальной чистоты и четкости изображения можно добиться, когда каждый из RGB-лучей достигает поверхности в точно установленной точке, что обеспечивается при строгой взаимосвязи между электронной пушкой, отверстиями теневой маски и точками люминофора. Смещение луча, смещение центра пушки вперед или назад, а также отклонение луча, вызванное влиянием внешних магнитных полей, - все это может влиять на ухудшение чистоты и четкости изображения.

     Муар - это вид дефекта, который воспринимается глазом как волнообразные разводы изображения, связанные с неправильным взаимодействием теневой маски и сканирующего луча. Фокус и муар являются связанными параметрами для CRT-мониторов, поэтому небольшой муар допускается при хорошем фокусе.

     Под дрожанием обычно понимают колебательные изменения изображения с частотой выше 30 Гц. Они могут быть вызваны вибрацией отверстий маски монитора, что, в частности, может быть обусловлено неправильной организацией заземления. При частотах менее 30 Гц употребляется термин "плавание", а ниже 1 Гц - "дрейф". Незначительное дрожание присуще всем мониторам. В соответствии со стандартом ISO допускается диагональное отклонение точки не более чем на 0,1 мм.

     Все мониторы с теневой маской в той или иной степени подвержены искажениям, связанным с термической деформацией маски. Термическое расширение материала, из которого выполнена маска, приводит к ее деформации и соответственно к смещению отверстий маски. Предпочтительным материалом для маски является инвар - сплав, имеющий малый коэффициент линейного расширения.

     Экраны CRT-монитора могут иметь различные покрытия, улучшающие качество изображения и потребительские свойства монитора.

     Антистатическое покрытие представляет собой тонкий слой специального химического состава, который предотвращает накопление электростатического заряда.

     Полированная панель имеет максимальную яркость и минимальные антибликовые свойства.

     Кварцевое покрытие - недорогое покрытие, которое уменьшает блики на экране, но ограничивает резкость изображения.

     Многослойное антибликовое покрытие обеспечивает высокую резкость при отсутствии бликов, но имеет высокую цену. Помимо антибликового покрытия используют также антибликовые панели, которые минимизируют отражающие свойства экрана и уменьшают электромагнитное излучение экрана, не ухудшая качества изображения.

     LCD (ЖК) - мониторы

     Технология LCD-дисплеев основана на уникальных свойствах жидких кристаллов, которые одновременно обладают определенными свойствами как жидкости (например, текучестью), так и твердых кристаллов (в частности, анизотропией). В LCD-панелях используют так называемые нематические кристаллы, молекулы которых имеют форму продолговатых пластин, объединенных в скрученные спирали. LCD-элемент, помимо кристаллов, включает в себя прозрачные электроды и поляризаторы. При приложении напряжения к электродам спирали распрямляются. Используя на входе и выходе поляризаторы, можно использовать такой эффект раскручивания спирали, как электрически управляемый вентиль, который то пропускает, то не пропускает свет.

     Экран LCD-дисплея состоит из матрицы LCD-элементов. Для того чтобы получить изображение, нужно адресовать отдельные LCD-элементы. Различают два основных метода адресации и соответственно два вида матриц: пассивную и активную. В пассивной матрице точка изображения активируется подачей напряжения на проводники-электроды строки и столбца. При этом электрическое поле возникает не только в точке пересечения адресных проводников, но и на всем пути распространения тока, что препятствует достижению высокого контраста. В активной матрице каждой точкой изображения управляет свой электронный переключатель, что обеспечивает высокий уровень контрастности. Обычно активные матрицы реализованы на основе тонкопленочных полевых транзисторов (Thin Film Transistor, TFT). TFT-экраны, иначе называемые экранами с активной матрицей, обладают самым высоким среди плоскопанельных устройств разрешением, широко используются в ноутбуках, автомобильных навигационных устройствах и разнообразных цифровых приставках.

     LCD-дисплей не излучает, а работает как оптический затвор. Поэтому для воспроизведения изображения ему требуется источник света, который располагается позади LCD-панели. Время жизни внутреннего источника света TFT LCD-монитора зависит от его типа. Как правило, источники света для 15-дюймовых мониторов теряют около 50% первоначальной яркости за 20 000 часов.

     Основные параметры, определяющие качество LCD-мониторов

     Относительное отверстие - отношение площади изображения к общей площади матрицы LCD-дисплея. Чем это отношение больше, тем большая площадь занята цветовыми элементами и соответственно тем ярче дисплей.

     Пропускная способность жидкого кристалла зависит от угла наклона падающего света. Поэтому если смотреть на LCD-дисплей не строго перпендикулярно, а сбоку, то происходит затемнение изображения или искажение цвета. Некоторые фирмы предлагают различные технологии для устранения этого эффекта. В Apple Studio Display, например, используют особое пленочное покрытие, которое увеличивает качество изображения при "боковом" чтении. Существуют и другие технологии, однако в целом ряде случаев приемы, увеличивающие угол обзора, снижают динамические параметры отображения информации. Небольшой угол обзора - это серьезная проблема, и стоит она тем острее, чем больше размер экрана. По свидетельству основных производителей, сегодняшняя технология позволяет увеличить этот угол до 120-130 градусов в горизонтальной и 80° - в вертикальной плоскости.

     Интерференция проявляется за счет влияния активизированных пикселов на соседние пассивные. Это явление в меньшей степени проявляется в мониторах с активной матрицей и в большей - в мониторах с пассивной матрицей.

     Яркость дисплея определяется яркостью заднего освещения и пропускной способностью панели. Пропускная способность жидкого кристалла мала, поэтому для увеличения яркости изображения применяют апертурную решетку с большим относительным отверстием и цветовые фильтры с высокой пропускной способностью.

     Программная реализация

     Практической частью в рамках данной курсовой работы явилось, создание программы иллюстрирующей представление в компьютерной графике растровых и векторных изображений.

     Для реализации программного приложения была использована программа Macromedia Flash MX. Она представляет собой специализированную редакторскую среду разработки векторной графики, главным образом для создания быстро загружаемой анимации на web-сайтах глобальной сети Internet. Кроме того она поддерживает работу с различными форматами растровой графики, аудио и видео информации. Одним из основных инструментом Flash MX является встроенный язык программирования Action Script 2.0, который предназначен для управления Flash проектами, но кроме того является самостоятельным полнофункциональным языком программирования высокого уровня. В связи со всем этим Macromedia Flash MX служит мощным инструментом для создания Web-анимации, мультсериалов, игр, музыкального видео, проигрывателей, разнообразных презентаций и многих других мультимедийных приложений.

     Созданная программа представляет собой подобие электронной справки на тему «Способы представления графической информации». В программе реализовано меню, представляющее собой содержание данного реферата, где по анимированным элементам можно перейти к ознакомлению с каждым из разделов данной работы. Для сравнения в программе по отдельности представлены изображения одного и того же объекта в растровом и векторном виде, и показано какие изменения происходят при масштабировании этих изображений на экране монитора. При масштабировании растровой картинки возникает эффект пикселизации (зернистости), когда становится видны отдельные пиксели изображения, где для каждого истинного пикселя изображения растет число описываемых его точек на экране. При масштабировании же растровой картинки никаких изменений качества изображения не происходит.

     Навигация в программе, управляемый пользователем переход с одной сцены на другую осуществляется с помощью кнопок. Для каждой кнопки соответственно задается программный код указывающий на действие, которое необходимо совершить при нажатии на кнопу. Переход на заданную сцену задается следующей функцией языка Action Script 2.0: 

     <имя кнопки>.onRelease = function() { gotoAndPlay(“<имя сцены>”, <номер кадра>) } 

     Переход в программе к содержанию и к рассмотрению векторной и растровой графики осуществляется на главной титульной сцене, которая представляется после запуска программы.

     Данная программа может служить в качестве методического пособия для ознакомления с принципами и способами представления графической информации в электронно-вычислительных (цифровых) устройствах.

      Заключение

     Все области применения - будь то инженерная и научная, бизнес и искусство - являются сферой применения компьютерной графики. Возрастающий потенциал ПК и их громадное число обеспечивает соблазнительную базу для капиталовложений и роста. Сегодня особенно привлекательны для инвесторов компании, специализирующиеся на графических интерфейсах пользователя, объектно-ориентированных программах, виртуальной реальности и программном обеспечении параллельных процессов. Машинная графика имеет сегодня огромную промышленную базу, обеспечивающую работой около полумиллиона специалистов. Она продолжает лидировать в вопросах обеспечения нашего взаимодействия с компьютерами и организации доступа к информации. Мы вступили в новую эпоху расширения полномочий графических систем при движении по информационной супермагистрали.