Wykład 3

Technologie informacyjne

Mechatronika PWSW

· System informatyczny jest zbiorem narzędzi informatycznych, oprogramowania i środków łączności wspomagających operowanie informacją.

· Częścią produkcyjną SI jest oprogramowanie użytkowe, automatyzuje typowe procesy zarządzania firmą związane z obsługą finansów, kadr i gospodarki finansowej oraz procesy wynikające z działalności statutowej, np. są to: rozliczenia, transakcje, korespondencja.

„efka”od: finanse, księgowość i administracja.

Systemy informatyczne (SI)

Dane – sztuczne lub naturalne sygnały, które mogą mieć znaczenie. Sztuczne – mikrofon, komputer, głośnik itp. Naturalne: obraz, dźwięk odbierane bezpośrednio przez zmysły.

Informacja – dane, które mając znaczenie, są odbierane w celu ich wykorzystania.

Problemy z zapisem i przetworzeniem – nadmiar

np. fotografie z satelitów

INFORMACJA MULTIMEDIALNA

rysunek (obraz) zbiór punktówpunkt - pozycja i numer koloru

liczba binarna

dźwięk- ton (wysokość) - numer tonu liczba binarna- wartość (trwanie) - numer liczba binarna- rytm - numer rytmu liczba binarna- barwa - numer - liczba binarna

obraz ruchomy - video

Cyfrowy zapis obrazu w postaci opisującej każdy piksel, bez żadnych uproszczeń, nazywany zapisem bitmapowym. Jest on najdokładniejszy – brak kompresji! – duże pliki!

Pliki tego typu zapisywane są z rozszerzeniem bmp

bmp

Obraz - grafika

problem rasteryzacji

Programowy proces redukcji objętości danych cyfrowych, wykorzystujący naturalną nadmiarowość w zapisie informacji – bazujący na redukcji powtórzeń w ciągu bitów, umożliwia zmniejszenie rozmiaru archiwum.

Ważne z powodów:· składowanie (magazynowanie)· przesył

Kompresja danych

Kompresja:

z częściową utratą informacji pierwotnej (kompresja stratna)

bez straty informacji źródłowej (kompresja bezstratna) np. w programach archiwizujących.

Dominującym standardem zapisu barw jest RGB. R –red (czerwony)G –green (zielony) B –blue (niebieski).

W wyniku mieszania tych barw można uzyskać dowolną inną barwę dostrzeganą przez ludzkie oko.

W związku z tym, że dane o barwie każdego piksela składają się z ośmiobitowych informacji o nasyceniu czerwieni, zieleni i barwy niebieskiej, piksele zapisywane są 24 bitami (dla każdej barwy osiem bitów).

Istnieje wiele innych standardów cyfrowego tworzenia barw, są to m.in.: CMY, CMYK, LAB, HLS, HSI, HSV, sRGB.

Standard RGB

bitmapowywyróżnionym fragmentom obrazu odpowiadają cyfrowe zapisy pikseli (duże rozmiary)

wektorowytworzą go obiekty opisane matematycznie, np. równaniem prostej, łuku czy okręgu (b. małe rozmiary)

Zapis bitmapowy vs wektorowy

PDF – est używany przez program Adobe Acrobat,

PICT - używany przez programy graficzne jako format pośredni do przesyłania plików między aplikacjami. Format PICT wykazuje szczególną efektywność przy kompresowaniu obrazków zawierających duże obszary jednolitego koloru. Obrazki w skali szarości mogą mieć 2, 4 lub 8 bitów na piksel.

TGA (Targa) - został opracowany z myślą o systemach z kartą TrueVision, jest on powszechnie obsługiwany przez aplikacje graficzne systemu MS-DOS. Zachowując obrazek RGB w tym formacie, można wybrać głębię koloru.

STANDARDY PLIKÓW GRAFICZNYCH

GIF (Graphics Interchange Format) - umożliwia niezależną sprzętowo, transmisję grafiki online. Obrazy są kompresowane metodą Lempela-Ziva.

PNG (Portable Network Graphics -"ping") -24-bitowy format jako alternatywa dla formatu GIF; podobnie jak GIF jest używany do wyświetlania obrazów w sieci WWW i w serwisach interaktywnych - większe możliwości kompresji od GIF'a.

TIFF (Tagged Image File Format) -jest używany do wymieniania plików między aplikacjami i platformami komputerowymi. Format TIFF obsługuje kompresję LZW -algorytm kompresji bezstratnej, nie powodującej utraty szczegółów obrazka. TIFF 5.0 definiuje 45 tagówTIFF jest standardem szeroko używanym jednak zawiera wiele różnych wersji i tagów, co często stanowi problem.

PHOTOCD -format zdefiniowany przez Kodaka dla cyfrowego przechowywania obrazów o wysokiej jakości.

JPEG (Joint Photographic Expert Group) - umożliwia stratną jak i bezstratną kompresję danych, popularny w sieci.

DCT (Discrete Cosinus Transformation) algorytm wykorzystujący kodowanie metodą JPEG i MPEG.

Obraz dzielony jest na bloki o wielkości 8x8 pikseli. Każdy blok jest analizowany przez algorytm ze względu na zmianę kolorów. Jeśli początkowy blok składa się z jednobarwnej powierzchni, to można go opisać za pomocą jednej wartości. Jeśli barwa zmienia się tylko trochę w obrębie bloku, potrzeba już więcej wartości w celu opisania tego bloku itd.Ponieważ wiele bloków jednego obrazu cechują jedynie niewielkie zmiany koloru, ilość niezbędnych informacji będzie zredukowana.

Metody kompresji

RLE (Run Length Encoding)Dla obrazów o niskiej intensywności zabarwienia. Dla jednokolorowych powierzchni nie jest zapamiętany każdy piksel, lecz tylko wartość piksela i liczba następujących po sobie pikseli tego samego koloru

obraz jest analizowany ze względu na częstość występowania poszczególnych kolorów. Kolor występujący najczęściej otrzymuje najkrótszy kod, drugi otrzymuje drugi najkrótszy itd., dzięki temu zmniejsza się ilość miejsca niezbędnego do zapamiętania.

Kompresja HUFFMANA

DELTA - do kodowania filmówW metodzie kodowania Delta przesyła się jedynie różnice pomiędzy obrazem poprzednim a bieżącym- np. fragmenty tła pozostają niezmienione.

FRAKTALNAFraktal to twór podobny do samego siebie - po jego dowolnym

powiększeniu otrzymuje się zawsze podobny obraz, np. płatek śniegu.

Ideą fraktalnej kompresji obrazów jest znalezienie w danym obrazie fraktalnego wzorca i wyrażenie go za pomocą formuły matematycznej.

fraktal Mandelbrota

inneCCITT FAX QUADTREES

LEMPELA-ZIVA (LZW)

kompresja bez straty danych. Algorytm szuka takich samych sekwencji bajtów w oryginalnym pliku.

Dobry do publikacji zdjęć WWWGłębia barw do 24 bitówMałe rozmiary plików

Bardzo małe rozmiary plikówObsługują wszystkie przeglądarkiPrzezroczystość, animacjeGłębia barw –tylko 8 bitów

Standardy grafiki skompresowanej

.jpg

.gif

specjalizowane programy służące do tworzenia i edycji map bitowych, nazywanych także grafiką rastrową:Photoshop,CorelDraw Suite,Corel PhotoPaint

Do obróbki grafiki wektorowej wykorzystuje się m.in: CorelDraw, PageMaker, Adobe Illustrator, Visio.

Edytory graficzne

IrfanView (przeglądarka grafiki i zdjęć)RawShooter Essentials 2006GIMP 2.4.4Photo Pos ProPicasa 2.7 –darmowyThumbsPlus 7 –komercyjnyCorel PaintShop Pro X2 - komercyjny

Inne programy do obróbki grafiki

Bardziej zaawansowane programy (np. Corel Trace) posiadają funkcję przetwarzania obrazów rastrowych w wektorowe (obiektowe)

Create Adobe PDF Online, PrimoPDF, Qprinter.

PDFCreator – wydruk z aplikacji do formatu PDFkonwertowane dane można zabezpieczać hasłem, szyfrować, kompresować i podpisywać.

OpenOffice ma możliwość bezpośredniego eksportu plików do formatu PDF

Microsoft udostępnia "wtyczkę" do eksportu do tego formatu w najnowszym pakiecie Microsoft Office oraz konwerter –NOVAPDF -do każdej aplikacji generującej dokument pod Windows

Zamiana na format PDF

najstarszy –Ventura Publisher,Corel Ventura,Adobe PageMaker QuarkXpress Scribus (open source)

DTP(ang. Desktop Publishing)

zajmuje się profesjonalnym, kompletnym przygotowaniem materiałów do druku („składem”).

Programy DTP umożliwiają import kilkudziesięciu formatów dokumentów

mp3

Kompresja innych mediów

kompresja z wkalkulowaną stratą jakości (m.in. usuwanie b. wysokich i b. niskich częstotliwości, cichych dźwięków)

WMA –Windows Media Audio. Utwór przy kompresji 64 Kb/s zajmuje połowę miejsca w porównaniu z MP3 przy strumieniu 128 b/s. Porównywalna jakość

AAC, MPC, OCG

Inne formaty stratnej kompresji dźwięków

Zastosowanie w systemach nazywanych IVR (Interactive Voice Response) i ASR (Automatic Speech Recognition - rozpoznawanie mowy).

– automat rozumie mowę i odpowiada

Systemy Call Center stosują technologię TTS (Text-To-Speech - zamiana tekstu na mowę – (dla niewidomych)

Także synteza dźwięków w tworzeniu muzyki.

Analiza i synteza dźwięków

AVI –Audio Video Interleave, MPEG-4MPEG-1 –przestarzały 352x288MPEG-2 –zmienny strumieńMPEG-4 – do kodowania AVIDivX –komercyjna pochodna MPEG-4

inne SVCD, VCD –oparty na MPEG-1

Podstawowe formaty video

Video - kodeki

DivX 5.2.1.DivX 6.0.2XviD 1.1.0

· obrazów (DNA obrazu)

· stylów pisarskich

Komputer w identyfikacji

- bitmapowa (rastrowa) - np. Paint, Photoshop - wektorowa – np.Corel, narzędzia Office

Grafika

Główny podział:

- nowy, otwarcie, zapisz, zapisz jako *.bmp, *.jpg, *.gif. *.png- ustawienia strony, podgląd wydruku, wydruk- schowek

Grafika bitmapowa (np. Paint)

· typowa aplikacja:

- przybornik narzędzi (rysowanie, edycja)- opcje narzędzi- paleta kolorów (główny i tła)

· dostępne:

· makro-obiekty:- typ, rozmiar – w trakcie tworzenia- potem jako piksele

raster – element podstawowy to pixel- punkt ekranowy!

- linia pozioma, pionowa lub pod 450

- prostokąt kwadrat- elipsa okrąg

Figury + tekst· kolory - główny i tła:

· szczególne figury - Shift:

· udogodnienia:- rezygnacja - Esc- wycofanie Edycja Cofnij, Ctrl+Z- powtórzenie Edycja Powtórz, F4

- lewe albo prawe kliknięcie w kolor z palety- weź kolor + kliknięcie we fragment (lewe albo prawe)

· tekst:- przeźroczysty lub z kolorem tła- czcionka, rozmiar + styl- prosta edycja - w trakcie pisania

Edycja· wycinek – grupa pixeli:

· gumka:- rozmiar- zwykła - lewy przycisk- kolorowa - prawy przycisk- rysowanie w kolorze tła

- prostokątny, dowolny lub pełny (Ctrl-A)- przeźroczysty lub z kolorem tła- myszką ciągnięcie (lub z Ctrl); zmiana rozmiaru- usuwanie (Del)- operacje przez schowek (także do innych aplikacji)- dodatkowo Kopiuj do... Wklej z ... (pliku)

· powiększenia (bez tekstu):- 1, 2, 6, 8 - krotne- siatka (Ctrl+G grid)- możliwa miniaturka

Grafika wektorowa- rysunek-schemat składa się z kształtów

(bloczków, obiektów - ang. shape)bloczki (figury, symbole)połączenia

- technika ciągnij i upuść (ang. drag & drop)- dostępne wzorniki (zestawienia kształtów- Autokształty), np.:

ogólneorganizacyjnekartograficzneinformatyczneelektronicznebudowlane

- okno robocze może mieć roboczą siatkę - ułatwia pozycjonowanie- bloczki i połączenia mogą być sklejane

(znaczniki + kolor zielony|czerwony)Dostęp do kształtu w dowolnym momencie!

Każdy obiekt można wskazać narzędziem wskazywania (Pointer tool)

- przemieszczanie (przeciąganie)- kopiowanie - zmiana rozmiaru - przeciągnięcie za znaczniki- edycja konturu i wypełnienia (dla kształtów 2-wymiarowych)- obrót- usunięcie- większość może być opisywana tekstem (2x kliknięcie) lub pola tekstowe

· operacje dla kształtu:

- można niekiedy "przyklejać" do bloczków lub innych połączeń- można modyfikować jak bloczki

· połączenia:

· operacje przez schowek

· grupy kształtek:

- zaznaczanie - Shift+kliknięcie- przeciąganie przez fragment

- usuwanie, kopiowanie, przesuwanie, grupowanie (tworzy jeden obiekt z wielu)

WYDZIAŁ

kadra studenci

Nazwiskoi imię

Początek

Operacjepoczątkowe

wszystko?

przetwarzanie

Koniec

nie

tak

Format kształtek

- wzór- grubość- kolor- zaokrąglenie (w figurach)- początek, koniec, rozmiar (w połączeniach)

· linie (także kontur kształtów powierzchniowych) :

- wzór | brak (przeźroczysta)- kolor główny- kolor tła- cień (shadow) - wzór + 2 kolory

· wypełnienie (fill):

- wierzch|spód- wyrównanie grupy (pionowo|poziomo - lewe, prawe, środkowe)- odbicia i obroty

· ułożenia kształów: