Образовательный минимум по «Информатике и ИКТ» для учащихся 10-го класса (профильный уровень) по итогам I-го полугодия 2013-2014 учебного года (стр. 4 )

Для получения графических изображений требуется специальное программное обеспечение – графические пакеты.

Основные области применения компьютерной графики: научная графика; деловая графика; конструкторская графика; иллюстративная графика; художественная и рекламная графика.

Компьютерная анимация – это получение движущихся изображений на дисплее.

Мультимедиа – это объединение высококачественного изображения на экране компьютера со звуковым сопровождением.

* * *

Графическая система компьютера включает в себя графический дисплей и видеоадаптер (видеокарта). Монитор является универсальным устройством вывода информации и подключается к видеокарте, которая устанавливается в системном блоке.

Мониторы могут иметь различный размер экрана. Размер диагонали экрана измеряется в дюймах (1 дюйм=2,54 см) и обычно составляет 14, 15, 17 и более дюймов.

Изображение на дисплее получается из совокупности множества светящихся точек – видеопикселей (от английского "picture element" – элемент рисунка).

Пиксели на экране образуют сетку из горизонтальных строк и вертикальных столбцов, которая носит название "растр".

Размер графической сетки М х N определяет разрешающую способность экрана, от которой зависит качество изображения.

N

М

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

На современных дисплеях используются, например, такие размеры графической сетки:

640 х 480	1024 х 768
800 х 600	1280 х 1024

Существуют дисплеи, основанные на разных физических принципах: с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) и жидкокристаллические (ЖК).

ЭЛТ. На экране такого дисплея пиксель образуется люминесцирующим веществом, которое светится под воздействием луча (пучка электронов), испускаемого электронной пушкой дисплея. Такой луч пробегает по порядку (сканирует) все строки сетки пикселей. При этом он модулируется: на точки, которые должны светиться – падает, а на темных точках – прерывается. Поскольку после прекращения воздействия электронного луча на точку экрана ее свечение быстро затухает, то сканирование периодически повторяется с высокой частотой. Частота считывания влияет на стабильность изображения на экране. В современных мониторах обновление изображения происходит обычно с частотой 75 и более раз в секунду, что обеспечивает комфортность восприятия изображения пользователем компьютера (человек не замечает мерцания изображения). Для сравнения можно напомнить, что частота смены кадров в кино составляет 24 кадра в секунду.

Дисплеи, работающие описанным способом (построчное сканирование графической сетки), называются растровыми дисплеями.

Существуют черно-белые и цветные дисплеи.

На черно-белом экране пиксель, на который падает электронный луч, светится белым цветом. Неосвещенный пиксель – черная точка. При изменении интенсивности электронного потока получаются промежуточные серые тона (оттенки).

Пиксель на цветном дисплее состоит из трех близко расположенных точек: красной, зеленой и синей. Эти точки расположены так близко друг к другу, что нам они кажутся слившимися в одну.

Электронная пушка цветного дисплея испускает три луча. Каждый из трех лучей электронной пушки фокусируется только на точке одного цвета. Для этого в дисплее используется специальная фокусирующая система. Из сочетания этих трех цветов получаются все другие цвета.

К достоинствам дисплеев с ЭЛТ можно отнести: высокое качество изображения и доступная цена. Но монитор с ЭЛТ имеют существенные недостатки: он является источником высокого статического потенциала, электромагнитного излучения и радиации, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека (задняя часть монитора); большие габариты.

ЖК. В жидкокриталлическом мониторе светится не люминофор, а миниатюрный жидкокристаллический элемент, меняющий свои цветовые характеристики под воздействием подаваемого на него тока. Слой этих чудо-криталлов, обладающих свойствами и твердых тел, и жидкости одновременно, может быть совсем тонким – значит, и толщина монитора уменьшается всего до пары сантиметров!

В зависимости от способа управления минимальными элементами экранного изображения матрицы ЖК-мониторы подразделяются на активную и пассивную.

Мониторы с активной матрицей – самые качественные и, разумеется, самые дорогие. В TFT-мониторах применяется специальная система контроля цветов, при которой каждый мельчайший ЖК-элемент экрана – пиксель – имеет при себе "контролера" – специальный транзистор, отдающий команды только ему. Вследствие этого "картинка" на TFT-мониторах способна меняться практически мгновенно, не оставляя на экране столь типичных для жидких кристаллов "следов".

Пассивная матрица лишена этой приятной особенности. Вследствие этого изображение на ней несколько более бледное, чем на TFT, и меняется оно с явным опозданием. Однако DTSN-мониторы дешевле » на 30%, что автоматически делает их более привлекательными для массового рынка.

Впрочем, независимо от типа ЖК-дисплея у любого из них есть масса преимуществ перед традиционной ЭЛТ. Они компактны и легки, их толщина составляет всего несколько сантиметров, безопасны в медицинском и экологическом отношении, потребляют в несколько раз меньше энергии. А главное – обладают плоским экраном, более качественным по сравнению с традиционным выпуклым.

(Преимущество ЖК мониторов состоит в отсутствии вредных для человека электромагнитных излучений.)

Видеоадаптер (видеокарта) – устройство, управляющее работой графического дисплея. Видеоадаптер состоит из видеопамяти и дисплейного процессора.

Видеопамять предназначена для хранения видеоинформации – двоичного кода изображения, выводимого на экран. В видеопамяти содержится информация о состоянии каждого пикселя экрана.

Дисплейный процессор читает содержимое видеопамяти и в соответствии с ним управляет работой дисплея.

Таким образом, к видеопамяти имеют доступ два процессора: центральный и дисплейный. Центральный процессор записывает видеоинформацию, а дисплейный – периодически читает ее (50-60 раз в секунду) и передает на дисплей. Именно дисплейный процессор управляет лучами электронной пушки в соответствии с информацией, заложенной в видеопамяти.

Кодирование графического изображения

В видеопамяти находится двоичная информация об изображении, выводимом на экран. Эта информация состоит из двоичных кодов каждого видеопикселя. Код пикселя  – это информация о цвете пикселя.

Для получения черно-белого изображения (без полутонов) пиксель может принимать только два состояния: светится – не светится (белый – черный). Тогда для его кодирования достаточно одного бита памяти:

1 – белый,
0 – черный

Пиксель на цветном дисплее может иметь различную окраску. Поэтому одного бита на пиксель – недостаточно.

Для кодирования 4-цветного изображения требуется два бита на пиксель, поскольку два бита могут принимать 4 различных состояния. Может использоваться, например, такой вариант кодировки цветов:

00 – черный 10 – зеленый
01 – красный 11 – коричневый

На цветном экране все разнообразие красок получается из сочетания трех базовых цветов: красного, зеленого, синего. Из трех цветов можно получить восемь комбинаций: