Лабораторная работа № 4. Формирование и обработка документальной базы научного исследования. Графические компоненты научной информации

Цель работы.

На основе теоретических знаний и практического опыта использования средств информационно-коммуникационных технологий в собственной научной деятельности:

– проанализировать роль и место графических компонентов документов в современных методах научного исследования и электронной коммуникации;

– познакомиться с графическими компонентами документов в современных методах научного исследования и визуализацией научных данных;

– познакомиться с основами научной и специальной фотографии, основными техническими приемами научной фотографии;

– познакомиться с современным цифровым оборудование и прикладным программным обеспечением импорта, регистрации статического изображения и ввода графической информации, создания, редактирования, хранения, каталогизации, демонстрации и компьютерной обработки графических материалов;

– познакомиться с планированием и использованием графических компонентов научной информации на различных этапах научного исследования;

– продолжить формирование интерактивной документальной базы индивидуального научного исследования графическими документами.

На основании анализа задач поставленных в Вашем исследовании, материалов курса лекций, оборудования регистрации изображения, имеющегося в распоряжении лаборатории ИКТ лицензионного и свободного программного обеспечения мной был произведен выбор оборудования, специализированного программного обеспечения, для работы с графическими компонентами научной информации - фотоаппарат цифровой Canon Power Shot SX130 IS, сканер цифровой со слайд модулем «Epson 2480», кроссплатформенный растровый графический редактор – GIMP, графический браузер, вьюер, редактор и конвертор графических файлов, мультиформатный аудиоплеер для ОС Windows – AIMP, кроссплатформенный графический редактор-конвертор файлов цифровых фотографий форматов RAW, JPEG, PNG, TIFF – RAW Therapee.

Контрольные вопросы

1. Какое современное цифровое оборудование регистрации статического изображения и ввода графической информации Вы знаете?

Фотоаппарат цифровой Canon Power Shot SX130 IS, Сканер цифровой со слайд модулем «Epson 2480».

2. Перечислите современные интерфейсы ввода-вывода графической информации.

Графический браузер, вьюер, редактор и конвертор графических файлов

3. Перечислите основные форматы кодирования графической информации (растровые и векторные) в цифровых системах. Их достоинства и недостатки.

Растровое изображение представляет собой совокупность точек (пикселей) разных цветов.

Наиболее известными растровыми форматами являются BMP, GIF и JPEG форматы. В формате BMP (от BitMaP) задается цветность всех пикселов изображения. При этом можно выбрать монохромный режим с 256 градациями или цветной с 16 256 или 16 777 216 цветами. Этот формат требует много памяти. В формате GIF (Graphics Interchange Format – графический формат обмена) используются специальные методы сжатия кода, причем поддерживается только 256 цветов. Качество изображения немного хуже, чем в формате BMP, зато код занимает в десятки раз меньше памяти. Формат JPEG (Goint Photographic Experts Group -Уединенная группа экспертов по фотографии) использует методы сжатия, приводящие к потерям некоторых деталей. Однако поддержка 16 777 216 цветов все-таки обеспечивает высокое качество изображения. По требованиям к памяти формат JPEG занимает промежуточное положение между форматами BMP и GIF.

Векторное изображение представляет собой совокупность графических примитивов (точка, отрезок, эллипс…). Каждый примитив описывается математическими формулами. Кодирование зависти от прикладной среды.

Растровая графика обладает существенным недостатком – изображение, закодированное в одном из растровых форматов, очень плохо “переносит” увеличение или уменьшение его размеров – масштабирование. Для решения задач, в которых приходится часто выполнять эту операцию, были разработаны методы так называемой векторной графики. В векторной графике, в отличие от основанной на точке – пикселе – растровой графики, базовым объектом является линия. 

4. Какие настройки необходимо выполнить в цифровом фотоаппарате перед началом фотосъемки, для обеспечения наиболее полного сохранения информации о снимаемой сцене?

Выбрать режим Live View.

5. Перечислите экспозиционные параметры, дайте их краткие характеристики.

При обычной фотосъёмке объектов, расположенных на расстояниях от бесконечности до 1 метра фокусировка выполняется выдвижением объектива на небольшую величину. Расстояние от объектива до плёнки при этом увеличивается, а относительное отверстие уменьшается, но изменение последнего настолько невелико, что при определении экспозиции поправку на него можно не вводить. При макросъёмке объектив выдвигается на значительное расстояние — расстояние до плёнки увеличивается иногда в несколько раз и в несколько раз уменьшается относительное действующее отверстие, так как диаметр зрачка объектива остаётся неизменным. При съёмке в масштабе 1:1 расстояние до плёнки увеличивается вдвое по сравнению с «бесконечностью», тогда соответственно вдвое увеличится знаменатель действующего отверстия. При съёмке с удвоенного расстояния выдержка соответственно должна быть увеличена в четыре раза.

Для увеличения глубины резко изображаемого пространства требуется значительное диафрагмирование объектива, если не преследуются иные цели и объект съёмки объёмный.

Вследствии значительного уменьшения относительного отверстия объектива и значительного диафрагмирования выдержка при макрофотографии становится большой (достигает нескольких секунд) — что требует применения спускового тросика, штатива или оптической скамьи.

6. Что называется величиной экспозиции? Что она характеризует?

Выставление правильной экспозиции является одним из основных моментов при съемке объекта. Это связано с тем , что для получения требуемого изображения на фотоносителе он должен получить определенное количество света. Если света недостаточно, то фотоматериал оказывается недоэкспонированным. При избытке света фотоматериал оказывается переэкспонированным. Существует также проблема динамического диапазона фотоматериалов все они имеют различную способность передачи полутонов между черными и белыми участками. Так например негативная пленка способна передать диапазон яркостей до 1:200, в то время как фотобумага только до 1:50. То есть не вся информация с пленки может быть перенесена на бумагу.

7. Приведите примеры современного программного обеспечения (растровые и векторные) применяемого для синтеза графических объектов и обработки визуальной информации, полученной из реального мира.

Adobe Photoshop cs5, сканер цифровой со слайд модулем «Epson 2480».

8. Какие требования ГОСТ «Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу …» имеют непосредственное отношение к созданию интерактивных научных графических материалов?

Кинодокументы, фотодокументы и документы на микроформах. Общие требования к архивному хранению.