§.11. Информационные объекты класса – изображение

Подавляющий объем информации об окружающем нас мире (более 95%) поставляет нашему мозгу зрение. К сожалению, или к счастью, но эффективность усвоения этого типа информации нашим мозгом, т.е. логическая обработка с последующим запоминанием и использованием, крайне мала – менее одного процента.

Материальным носителем «зрительной информации» являются электромагнитные волны (фотоны) из достаточно узкого диапазона частот, именуемого – видимым спектром света. Фотоны порождаются или отражаются материальными предметами. Т.е. «зрительная информация», на уровне носителя, принципиально трехмерна (пространство) и динамична (фактор времени t).

Физическое устройство глаза. Светочувствительная поверхность, состоящая из сложно-упорядоченной системы специальных клеток (палочки и колбочки), на которую фокусируются световые волны. Принцип фокусировки – однолинзовый (хрусталик глаза), поэтому на сетчатке отображается «перевернутое изображение реальности». Поглащая квант света светочувствительная клетка генерирует электрохимический импульс, который напрямую поступает в головной мозг, а сама клетка обязательно проходит «этап восстановления работоспособности» (сотые доли секунды). По сути (по своей физиологической организации), сетчатка глаза – это разновидность нейронных клеток мозга, т.е. глаза и мозг это единый орган, со всеми вытекающими проблемами изучения их «информационной деятельности» (см. первую главу).

Важно запомнить: «зрительная информация» поступает в наш мозг в форме «плоских картинок», которые мы будем называть – изображения. То, что видимый нами мир объемен и динамичен, наш мозг как-то додумывает сам: как-то обрабатывая поток двумерных изображений (попутно обеспечивая работой иллюзионистов и шулеров). Остальные наши органы чувств (слух, осязание, обоняние) поставляют в наш мозг информацию в форме одномерных потоков.

Макро классификация информационных объектов – изображений:

1. Текстовые изображения – строго упорядоченная (линейная) последовательность из символов (букв алфавита известного языка из класса естественных), разделенная, для удобства восприятия человеком, на строки или столбцы.

2. Чертежное (схемно-техническое) изображение, отличается принципиальной двухмерной организацией, т.е. отсутствием четко выраженной последовательности чтения (записи) отдельных фрагментов (составляющих деталей) изображения.

3. Иллюстрационное изображение – передает информацию через художественные образы, посредством формы и цвета.

4. Анимационное изображение – добавляет эффект динамики (имитации движения) и эффекты объемности изображения.

5. Виртуальная реальность – добавляет фактор управляемости обзором изображения, т.е. вводится возможность осмотра предметов с разных точек и в разных направлениях.

Аппаратное обеспечение ЭВМ, реализующее ввод/вывод изображений, имитирует сетчатку глаза.

Опр. Растр (raster) – базовый элемент растрового изображения, т.е. цвето­вая точка (пятно) стандартного размера на плоскости изображения.

Опр. Пиксель (pixel) – синоним понятия растр, обычно применяется для изображения на экране монитора.

Опр. Растровое изображение – совокупность цветовых точек, упорядо­ченных в форме прямоугольной таблицы.

Опр. Цветовое решение изображения – максимальное число различаемых цветов (оттенков) присутствующих в изображении.

Размеры (изображения, экрана) определяются количеством цветовых то­чек в одной строке - N_x и количеством строк - N_y. Строки принято номе­ровать целыми числами i_y = 0, 1, 2, … (N_y-1) сверху вниз. Столбцы (номера точек в строке) также номеруются начиная с нуля i_x=0, 1, 2, 3,…(N_x-1) и слева направо. Номера строк и столбцов (i_x, i_y) образуют координат­ную сетку, однозначно адресуя каждую цветовую точку:

0 1 2 3 . . . . i_x . . . . N_x-1 Ось X

0

1

.

.

i_y

.

N_y-1

ОсьY

Опр. Палитровая кодировка цвета: из аппаратно реализуемой совокупности цветов выбирается некое подмножество цветов или оттенков – палитра. Выбранным цветам палитры присваиваются целочисленные номера

i_c= 0, 1, 2, … (N_c-1). Обычно, номер 0 – соответствует черному цвету (точнее полному отсутствию цвета), а N_c-1 задает белый цвет. N_c - количество цветов палитры (обычно 16, 24 или 256).

Опр. RGB кодировка цвета основана на физиологическом свойстве человеческого глаза - имитировать цвета видимого спектра посредством непропорционального смешения всего трех основных цветов: R(red) - красный, G(green) –зеленый, B(blue) – голубой.

Область изменения яркости (интенсивности) каждого из базовых цветов разделяется на 256 равномерных интервалов, которым присваиваются соответствующие номера, опять же начиная с нуля. Для имитации любого цвета из видимой области достаточно указать три целых числа, которые задают интенсивности его красной, зеленой и голубой составляющих:

Имитируемый цвет спектра	R	G	B
Ярко красный	255	0	0
Ярко зеленый	0	255	0
Желтый	233	205	46
Фиолетовый	239	52	225

Опр. Разрешимость (N_x, N_y) и цветовое решение N_c определяют тип графического режима экрана:

EGA = 480/360/16

VGA = 640/480/16

SVGA= 800/600/256

и т.д.

Следует напомнить: один и тот же аппарат-монитор может работать, по желанию пользователя, в одном из нескольких, доступных ему режимов.