Лекции по то сапр (окон.) Информационная модель и ее элементы
В любых средствах отображения информации она представляется с помощью информационной модели (ИМ) – организованным в соответствии с определенной системой правил отображением состояния объекта, внешней среды и способов воздействия на них.
Представление физического состояния одной системы физическим состоянием другой называется кодированием.
В ИМ в закодированном виде представляется сущность реальных процессов, объектов, явлений. Так как ИМ отражает только наиболее существенные для данной цели параметры объекта, то один и тот же объект можно представить различными моделями.
Кодирование информации в ИМ осуществляется с помощью элементов информационной модели (ЭИМ).
В качестве ЭИМ используются:
буквы;
условные знаки (символы);
геометрические фигуры;
линии;
точки и т.д.
Набор используемых
ЭИМ составляет алфавит
информационной модели.
Число элементов, образующих алфавит,
называют основанием кода алфавита
.
В состав алфавита могут включаться и
такие признаки ЭИМ как:
цвет;
градации яркости;
размер;
ориентация;
форма;
частота мелькания.
Часть пространства, в пределах которого происходит формирование информационной модели, называется информационным полем.
Отношение ширины
информационного поля
к его высоте
называется форматом
информационного поля
.
.
Виды кодирования информации
Более подробно остановимся на особенностях использования признаков ЭИМ для кодирования информации.
Кодирование формой - универсальное средство представления информации, т.к. обеспечивает большой набор (алфавит) символов. Установлено, что различаются простые фигуры, состоящие из небольшого количества элементов (треугольники, прямоугольники по сравнению с многоугольниками, кругами) фигуры из прямых линий различаются лучше, чем из криволинейных. Различимость улучшается по мере увеличения числа отличительных признаков в каждой из фигур. Частным случаем кодирования формой является буквенно-цифровое кодирование.
Кодирование размером – предполагает соответствие площади, длины и т.д. с количественной характеристикой реального объекта (размером, скоростью, объемом, и т.д.).
Точность опознавания при таком способе кодирования меньше, чем при кодировании формой.
Кодирование пространственной ориентацией осуществляется поворотом ассиметричной фигуры в поле зрения наблюдателя. Время и точность идентификации хуже чем при кодировании формой.
Цветовое кодирование. Человек способен различать до 350 000 цветовых оттенков. Точно идентифицируем 10-12 цветовых тонов. Для кодирования используется не более 8. Точность опознания всех, кроме синего, одинакова. При совмещении цветовой статической и динамической информации рекомендуется кодировка по насыщенности. Статическая информация в менее насыщенных, а динамическая в более насыщенных цветах. Необходимо учитывать, что с увеличением дистанции наблюдения цвет воспроизводимой информации воспринимается измененным (синий и красный трансформируется в черный, желтый и голубовато- желтый – в белый).
Кодирование яркостью применяют чтобы привлечь внимание оператора к определенному сигналу. Хорошо воспринимается не более 4 градаций яркости. Причем соотношение уровней яркости соседних изображений 1:5. Для кодирования используют, как правило. 2 уровня яркости.
Кодирование частотой мелькания используется редко т.к. мелькание быстро утомляет оператора. При кодировании можно использовать до 4 градаций этого признака. Красный мигающий цвет используется в качестве аварийного сигнала.
Типы информационных моделей
По используемому алфавиту выделяют следующие основные типы информационных моделей:
буквенно-цифровые;
графические;
цветные и полутоновые;
комбинированные.
В буквенно-цифровых моделях в качестве ЭИМ используются буквы, цифры, условные знаки (символы), а свойства отображаемого объекта или процесса представляют в виде текста, комбинации формул, таблиц. При построении буквенно-цифровой ИМ все информационное поле (ИП) разбивается на отдельные знакоместа.
Часть ИП, необходимая и достаточная для изображения одного знака в виде буквы, цифры, символа, называется знакоместом.
h
Для отображения
буквенно-цифровой информации рекомендуется
выдерживать следующие соотношения
между шириной знакоместа
,
его высотой
,
промежутком между знаками в строке
и промежутками между строк
:
;
;
Множество элементов информационной модели образуется из множества элементов отображения.
Простейший элемент ИМ, который может быть реализован выбранным типом индикатора, называется элементом отображения.
Элемент отображения характеризуется формой, геометрическими размерами, яркостью, временем послесвечения, цветом и т.д. Элементами отображения могут быть:
контуры знаков, выполненные конструктивно как простейшие элементы (цифры на барабане, знаки рекламы и т.д.);
сегменты – протяженные конструкции, площадь которых ограничена прямыми линиями или кривыми второго порядка (сегменты цифр в наручных часах);
точечные элементы.
Графические
информационные модели
(ГИМ) представляются чертежами,
диаграммами, схемами (структурными,
функциональными, монтажными) и т.д.
Основными элементами ИМ при построении
ГИМ являются точки, линии, двумерные
области. Наиболее универсальными
элементами отображения, из которых
формируются элементы ГИМ, являются
точечные ЭО. Каждый точечный элемент,
входящий в формируемую модель, должен
быть задан координатами
и
,
определяющими его положение на
информационном поле. На рис. показана
кривая синтезированная из точечных ЭО.
Это приводит к
дискретизации изображения. Абсолютное
значение погрешности дискретизации
лежит в пределах
(
- шаг квантования). Следовательно, для
уменьшения погрешности дискретизации
необходимо уменьшать величину
и размер самого ЭО. Однако уменьшение
ЭО при сохранении размеров информационного
поля приводит к увеличению общего числа
ЭО и техническому усложнению УОИ.
Для упрощения
графических средств отображения
информации при синтезе ГИМ часто
используют укрупненные графические
элементы (ГЭ) – графемы. В зависимости
от характера ГИМ в качестве ГЭ могут
быть использованы отрезки прямой, дуги,
двумерные фигуры. Синтез ГИМ с помощью
графем заключается в разбиении ГИМ на
отдельные фрагменты с последующим
подбором ГЭ, наиболее точно аппроксимирующего
выделенный фрагмент. В частном случае
при использовании в качестве графем
отрезков прямой полученная ГИМ будет
представлена кусочно-линейной
аппроксимацией. Выделение фрагментов
ГИМ осуществляется путем разбиения
информационного поля на графические
знакоместа. Обычно положение графического
знакоместа совмещают с положением
буквенно-цифрового. Для обеспечения
слитности графического изображения
размеры графического знакоместа
и
увеличивают на ширину интервала
и
;
.
Совмещение графических и буквенно-цифровых знакомест позволяет сохранить общую структуру УОИ для формирования двух типов ИМ.
Полутоновые информационные модели используют широкий диапазон градаций яркости, что позволяет обеспечивать наглядный, картинный характер формируемых изображений (фотографии, диапроекции, кино и телевизионные изображения).
Комбинированные информационные модели составляют из компонентов моделей разных классов.