Copyright by Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne Spółka Akcyjna Warszawa 2004

Transkrypt

1

2 Koncepcja cyklu wydawniczego zarządzanie informacją: Izabela Handel Projekt okładki i strony tytułowej: Agata Jaworska Zdjęcie na okładce: Jan Morek Projekt makiety: Ewa Marszał-Demianiuk Redaktor inicjujący: Izabela Handel Redaktor merytoryczny: Izabela Handel Redaktor techniczny: Ewa Kowalska-Żołądek Podręcznik jest trzecią książką z cyklu wydawniczego o nazwie: zarządzanie informacją. Zawiera systematyczną prezentację treści kształcenia zgodnych z podstawą programową oraz zatwierdzonym przez MENiS programem nauczania LP-ZI/MENiS/ w profilu zarządzanie informacją na poziomie liceum profilowanego. Podręcznik jest adresowany do uczniów klas II liceów profilowanych o profilu zarządzanie informacją. Wydawnictwa polecają go także uczniom liceów ogólnokształcących i techników do przedmiotu technologia informacyjna. Podręcznik obejmuje dwa zagadnienia: przetwarzanie tekstu oraz przetwarzanie obrazu. Przedstawia uczniowi pogłębione podstawy teoretyczne przetwarzania informacji w wymienionym wyżej zakresie oraz dzięki wielu propozycjom ćwiczeń uczy praktycznego wykorzystania zdobywanej wiedzy. Wiadomości dotyczą: pisma i jego klasyfikacji; skanowania i oprogramowania OCR (do rozpoznawania znaków); obrazów analogowych i cyfrowych; rejestracji obrazu cyfrowego; grafiki wektorowej (parametry stronicy rysunku, siatka pomocnicza, tworzenie prostych obiektów, ich powielanie, grupowanie, wypełnianie kolorami, możliwości tworzenia obiektów trójwymiarowych w tzw. programach 3D); grafiki bitmapowej (cechy obrazów, funkcje programów grafiki bitmapowej); fotografii cyfrowej (techniki, korekcja tonalna, repróbkowanie); filmu cyfrowego (przegrywanie wideoklipów z kamery do komputera, montaż filmu, dodawanie efektów specjalnych, dodawanie i obróbka dźwięku). Podręcznikowi towarzyszy płyta Przetwarzanie informacji. Cz. 1 Materiały uzupełniające z programami komputerowymi, prezentacjami, przykładami plików zawierających obrazy cyfrowe, klipy filmowe i dźwiękowe. Podręcznik dopuszczony do użytku szkolnego przez ministra właściwego do spraw oświaty i wychowania i wpisany do wykazu podręczników szkolnych przeznaczonych do nauczania w profilu zarządzanie informacją na poziomie liceum profilowanego, na podstawie recenzji rzeczoznawców: mgr. Jacka Kawałka, mgr. inż. Wiesława Wiejowskiego, mgr Agaty Wiśniewskiej, dr. hab. Józefa Porayskiego-Pomsty. Numer dopuszczenia: 04/2004 ISBN (podręcznik) ISBN X (płyta) ISBN (całość) Copyright by Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne Spółka Akcyjna Warszawa 2004 Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne Spółka Akcyjna Warszawa, Al. Jerozolimskie 136, Wydanie drugie Ark. druk.: 17,25 Skład i łamanie: Iwona Mrozek/DTP WSiP S.A. Druk i oprawa: Olsztyńskie Zakłady Graficzne

3 Spis treêci Spis treêci Wstęp 9 1. Podstawowe pojęcia dotyczące tekstu Wprowadzenie Pismo Podstawowe pojęcia Grupy krojów pisma Krój pisma Rodzina kroju pisma Atrybuty kroju pisma Znaki pisma Obszary przetwarzania tekstu Skaner Typy skanerów Budowa skanera płaskiego Zasada działania skanera Podstawowe parametry skanera Parametry sterownika skanera Uwagi eksploatacyjne Skanowanie oryginałów Określanie rozdzielczości skanowania Skanowanie w praktyce Wykorzystywanie możliwości sterownika Oryginały z prześwitującą odwrotną stroną Skanowanie z kalki technicznej Oprogramowanie OCR do rozpoznawania znaków Istota rozpoznawania Tekst wydrukowany z czcionek i fontów Tekst pisany odręcznie Dodatkowe funkcje programu OCR Uwagi o skanowaniu dla programów OCR 41 3

4 Spis treêci 5. Ćwiczenia i zadania z oprogramowania OCR Wprowadzenie Dokument jednostronicowy Wybrane części stronicy Dokument wielostronicowy Dokument obrócony Dokument wielobarwny Tabele Tekst odręczny Praca ze skanerem. Pojedyncza stronica Praca ze skanerem. Wiele stronic Zadania z przetwarzania tekstu Podstawowe pojęcia dotyczące obrazu Wprowadzenie Istota obrazu analogowego Istota obrazu cyfrowego Pojęcie rozdzielczości obrazu Rejestrowanie obrazu cyfrowego Zapis obrazu cyfrowego Obraz cyfrowy a programy graficzne Wielkość obrazu cyfrowego Przeliczenia na pikselach obrazu Grafika wektorowa Wprowadzenie Cechy obiektów wektorowych Krzywoliniowy element wektorowy Krzywa Beziera Dowolna gładkość obiektu Rasteryzacja wektorów Skalowanie obiektów Budowa i funkcje programów grafiki wektorowej Tworzenie obiektów wektorowych Operacje na obiektach wektorowych Tekst jako obiekt wektorowy Tekst ozdobny Tekst akapitowy Wykorzystywanie warstw 85 4

5 8. Ćwiczenia i zadania z grafiki wektorowej 87 Spis treêci 8.1. Wprowadzenie Plan pracowni komputerowej (DrawIt) Wskazówki dotyczące ćwiczeń i programu (DrawIt) Ustalanie parametrów stronicy dokumentu Ustalanie parametrów siatki pomocniczej Wpisywanie tekstu ozdobnego Tworzenie prostych obiektów Powielanie obiektów Grupowanie obiektów Wypełnianie obiektów kolorami Wczytywanie obiektów zewnętrznych Obracanie obiektów Zmiana parametrów siatki Wypełnianie obiektów wzorami 1-bitowymi Zmiana kolejności obiektów Efekty dodatkowe Okładka czasopisma (CorelDRAW) Wskazówki dotyczące ćwiczeń i programu CorelDRAW Instalowanie i uruchamianie programu CorelDRAW Podstawowe wiadomości o interfejsie CorelDRAW Warstwy Ustalanie wymiarów obiektów Wypełnianie obiektów Zmiana konturu Centrowanie obiektu na stronie Importowanie obiektów Odbicie zwierciadlane obiektu Wyrównywanie obiektu względem krawędzi strony Powielanie obiektów Przybliżanie i oddalanie widoków Grupowanie obiektów Wpisywanie tekstu ozdobnego Wyrównywanie wzajemne obiektów Skokowe przesuwanie obiektów Łączenie obiektów Wykorzystywanie prowadnic Zamiana obiektu na krzywe Podgląd wydruku obrazu Formatowanie tekstu Kopiowanie atrybutów pomiędzy obiektami 127 5

6 Spis treêci Lokalne formatowanie tekstu Równomierne rozrzucanie obiektów Tworzenie kodu paskowego Scena 3D (Behemot) Wskazówki dotyczące ćwiczeń i programu Behemot Podstawowe wiadomości o interfejsie programów 3D Wprowadzanie obiektu podstawowego Powielanie obiektów Przydzielanie materiału Przydzielanie tekstury Dodawanie oświetlenia Tworzenie warstw i elementów osiowo-symetrycznych Renderowanie sceny Zadania z grafiki wektorowej Grafika bitmapowa Charakterystyka obrazów bitmapowych Istota obrazów bitmapowych Skalowanie obrazów Zapis kolorów w obrazach Budowa i funkcje programów grafiki bitmapowej Obrazy bitmapowe na strony WWW Ćwiczenia i zadania z grafiki bitmapowej Wprowadzenie Podstawy programu GIMP Instalowanie programu GIMP Podstawowe funkcje programu GIMP Narzędzia i praca w programie GIMP Tworzenie GIF-ów statycznych na strony WWW GIF statyczny (GIMP) GIF statyczny (MS PhotoDraw) Tworzenie GIF-ów animowanych na strony WWW GIF animowany (GIMP) GIF animowany efekt morfizmu (GIMP) GIF animowany (MS PhotoDraw) Animacje obrazów JPEG (JPGVideo) Tworzenie map odnośników na grafice bitowej (GIMP) Zadania z grafiki bitmapowej 194 6

7 11. Fotografia cyfrowa a fotografia tradycyjna Elementy fotografii tradycyjnej Budowa kamery tradycyjnej Tradycyjne otrzymywanie zdjęć Obróbka obrazów analogowych Zamiana obrazów analogowych na cyfrowe Podstawy fotografii cyfrowej Zalety fotografowania cyfrowego Istota fotografii cyfrowej Zastosowanie fotografii cyfrowej Budowa kamery cyfrowej Uwagi eksploatacyjne Techniki otrzymywania zdjęć cyfrowych Wskazówki wstępne Regulowanie ekspozycji Zbliżanie (zoom) Korekcje kolorystyczne obrazów cyfrowych Ćwiczenia i zadania z fotografii Wprowadzenie Korekcja tonalna obrazu Uwagi wstępne Korekcja przesunięcia barw (GIMP) Korekcja gamma (GIMP) Korekcja kontrastu (GIMP) Korekcja wielu parametrów (GIMP) Przygotowanie prezentacji obrazów Uwagi wstępne Wykorzystanie obrazów analogowych Fotografowanie kamerą cyfrową Prezentacja obrazów cyfrowych (PowerPoint) Zadania z fotografii Film cyfrowy Działanie kamer wideo analogowej i cyfrowej Budowa cyfrowej kamery wideo Zgrywanie filmów na dysk komputera Funkcje programów do obróbki filmu Podstawy cyfrowej obróbki wideo Montaż cyfrowych klipów filmowych Dodawanie dźwięków Dodawanie napisów Tworzenie filmu 241 Spis treêci 7

8 Spis treêci 14. Ćwiczenia i zadania z filmu cyfrowego Wprowadzenie Podstawy programu MS Windows Movie Maker (WMM) Wiadomości ogólne o programie WMM Sposób pracy z programem WMM Tworzenie filmu w WMM Wskazówki wstępne Przygotowanie opcji preferencyjnych Importowanie plików i dźwięków Przenoszenie klipów do obszaru roboczego Zapisywanie projektu filmu Przycinanie klipów filmowych Tworzenie przejść Odtwarzanie wybranych fragmentów projektu Przycinanie klipów audio Zmiana czasu odtwarzania obrazów statycznych Regulowanie dźwięku Tworzenie filmu Podstawy programu Zwei-Stein (ZS) Wprowadzenie do programu ZS Praca z programem ZS Tworzenie filmu w ZS Importowanie pierwszego klipu Przycinanie klipu Wprowadzanie planszy tytułowej Dodawanie efektu animacji tekstu Dodawanie efektu zanikania Tworzenie fragmentu filmu w formacie WMV Tworzenie fragmentu filmu w formacie AVI Dodawanie napisów Powielanie klipów Aranżacja projektu Dodawanie efektów specjalnych wideo Dodawanie dźwięku Rozcinanie klipów Tworzenie końcowego filmu Zadania z filmu cyfrowego 272

9 1 Podstawowe poj cia dotyczàce tekstu 1.1. Wprowadzenie W klasie pierwszej zdobyliście już podstawową wiedzę o tworzeniu materiałów tekstowych. Posługiwaliście się przy tym edytorami tekstu (np. MS Word), ale nie tylko. Wasze teksty powstawały również, choć może się nad tym nie zastanawialiście, w innych programach komputerowych, np. arkuszach kalkulacyjnych (MS Excel), programach do przygotowania prezentacji (MS PowerPoint). Znacie też podstawy języka programowania HTML do tworzenia i edycji stron internetowych. Główna ich zawartość to także teksty. Niektóre z nich mogą zawierać łącza (tzw. linki) do innych części strony lub innych stron internetowych. Teksty takie są nazywane hipertekstami. Są także inne języki do tworzenia lub uatrakcyjniania stron internetowych, np. XML, JavaScript, Flash, w których użytkownik projektuje elementy stron, posługując się rozkazami programowymi języka wpisywanymi w postaci tekstu. Po kompilacji (tj. automatycznym przetłumaczeniu) takich rozkazów otrzymujemy żądaną stronę internetową lub osiągamy na niej spodziewany efekt animację, dźwięk, kolor itp. Tworzenie stron internetowych nie wymaga jednak od użytkownika znajomości języka programowania, choć oczywiście taka wiedza jest wskazana. Istnieją bowiem specjalistyczne programy komputerowe do tworzenia gotowych stron na zasadzie wprowadzania obrazów, tekstów, określania łączy itd., a następnie ich kompilowania do postaci czytelnej w Internecie lub przeglądarce internetowej. Jednym z licznej grupy takich programów jest MS FrontPage, będący częścią pakietu MS Office. Poznając możliwości edytora MS Word czy programu prezentacyjnego MS PowerPoint, mogliście się przekonać, że sporządzone w nich dokumenty łatwo jest przekształcić w dokumenty WWW. Wystarczy wykonać polecenie Plik/Zapisz jako stronę sieci Web lub polecenie Plik/Zapisz jako i wybrać w oknie Zapisz jako z rozwijalnego menu Zapisz jako typ pliku format Strona sieci Web. Dlaczego tak się dzieje? Otóż programy te mają wbudowane kompilatory języka HTML, które podczas zapisu automatycznie zamieniają utworzony dokument na dokument czytelny w Internecie (przeglądarce internetowej). Należy jednak dodać, że powstałe w taki sposób dokumenty nie są zoptymalizowane, tzn. mogą zawierać więcej informacji niż jest to niezbędne dla ich identycznego 13

10 Podstawowe poj cia dotyczàce tekstu wyglądu i funkcjonowania, a także nie zawsze są w pełni zgodne ze specyfikacją języka HTML. Trzeba wiedzieć, że kompilatory te działają także w drugą stronę, tj. mogą odczytywać, czyli zamieniać dokumenty HTML na dokumenty zrozumiałe dla edytora MS Word czy programu MS PowerPoint. W te dwustronnie działające funkcje, oparte na języku HTML lub XML, są wyposażone nie tylko programy firmy Microsoft, ale także wszystkie nowoczesne aplikacje DTP (DeskTop Publishing), które służą do tworzenia dokumentów zawierających teksty i obrazy, a nieraz także dźwięki i filmy (np. programy firm Corel Corp., Adobe, Quark Inc.). Tak często wspominane tu programy z pakietu MS Office zawierają także inne moduły, które są oparte na tekście, np. program relacyjnych baz danych MS Access, program do tworzenia złożonych publikacji MS Publisher. Widzimy więc, że tekst i jego przetwarzanie to rozległe zagadnienie Pismo Podstawowe poj cia Istnieje pojęcie szersze niż pojęcie tekstu, choć ściśle z nim związane. Tym pojęciem jest pismo. Według definicji pismo to zestaw znaków, który pozwala na widzialne i trwałe przedstawianie myśli w danym języku. Z punktu widzenia procesów drukarskich mówi się o piśmie drukarskim. Jest to komplet czcionek z literami, cyframi, znakami interpunkcyjnymi, znakami specjalnymi itp. o jednakowym stylu rysunku oczka tzw. kroju pisma. Pracując z pismem komputerowym, nie mówi się o czcionkach, ale o foncie. Tak więc wprowadzając tekst do dokumentu, nie piszemy go czcionkami, ale fontami. Pisma można klasyfikować na różne sposoby. Poniższe zestawienie hierarchiczne jest jednym ze sposobów klasyfikacji pisma stosowanym w Polsce: grupa krojów pisma krój pisma rodzina kroju pisma atrybuty kroju pisma Grupy krojów pisma Największą jednostką systematyczną pisma są grupy krojów pisma. Kroje pism zostały podzielone na jedenaście grup: antykwy renesansowe (weneckie i francuskie), antykwy barokowe, antykwy klasycystyczne, antykwy linearne szeryfowe (inaczej egipskie), antykwy linearne bezszeryfowe (inaczej grotesk), antykwy ręczne, inne antykwy, pisanki, kroje gotyckie, kroje pism pozałacińskich. 14

11 Pismo Krój pisma Zestaw znaków przeznaczonych do drukowania, który można zidentyfikować przez jego projekt i dostępność rozmiarów, nosi nazwę kroju pisma. Projekt oznacza tzw. styl rysunku oczka, czyli m.in. proporcje, szeryfy. Nadmieńmy, że pisma typu Courier są pismami szeryfowymi (mają małe ozdobne kreseczki na zakończeniach znaków szeryfy), a pisma typu Helvetia bezszeryfowymi (brak ozdobnych kreseczek na zakończeniach znaków; stała szerokość linii tworzącej znak). Rozmiar oznacza wielkość poszczególnych znaków pisma (zamiast słowa rozmiar typograf używa terminu stopień pisma). Przykłady różnych krojów pism Courier i Helvetia zamieszczono na rys Pokazano też kilka znaków przedstawiających te kroje. Rys Przykłady różnych krojów pisma Rys Przykłady różnych rodzin krojów pisma Rys Przykłady różnych atrybutów kroju pisma Rodzina kroju pisma W poszczególnych krojach wyróżnia się rodziny krojów pism. Każdy przedstawiciel rodziny pochodzi od jednego kroju pisma, ale ma pewne wyróżniające go cechy. Różne rodziny krojów, pochodzące z odpowiednich grup, przedstawiono na rys W celu porównania z rys. 1.1 zamieszczono rodzinę Courier New z kroju Courier (zauważ niewielkie różnice w zakończeniach liter C, c i ogólnie cieńszą linię pisma Courier New) oraz rodzinę Arial z grupy Helvetia (przyjrzyj się drobnym różnicom w zakończeniach liter C, c, a) Atrybuty kroju pisma Elektronicznie przetworzone odmiany kroju pisma jego pochylenie, pogrubienie, podkreślenie, przekreślenie, obrys, zamiana w negatyw, zwężenie, poszerzenie itd. są nazywane atrybutami kroju pisma. Tekst napisany znakami z rodziny Times New Roman (pochodzącej z kroju Times), mający różne atrybuty kroju (różne odmiany normalną, pochyloną, pogrubioną oraz pogrubioną i pochyloną), przedstawiono na rys

12 Podstawowe poj cia dotyczàce tekstu Znaki pisma Na alfabet składają się majuskuły (inaczej: wersaliki, wielkie lub duże litery) i minuskuły (małe litery lub litery tekstowe). Ale alfabet to nie wszystkie znaki wchodzące w skład pisma. Istnieją jeszcze cyfry, wielkie litery pisane wysokością małych liter tzw. kapitaliki i inne. Font komputerowy składa się najczęściej z jednej odmiany kroju pisma. Dla tzw. fontów skalowalnych (w komputerze są nimi najczęściej fonty TTF True Type Font) jest możliwe uzyskanie znaków we wszystkich stopniach pisma. W skład znaków pisma tworzących font wchodzą: majuskuły, minuskuły, kapitaliki, cyfry, znaki interpunkcyjne, dwugłoski, ligatury, odsyłacze, znaki specjalne, znaki akcentowane, linie i ornamenty. Przykłady znaków uwzględniające podany wyżej podział przedstawiono na rys Nie każdy font zawiera wszystkie powyższe znaki, czyli są Rys Przykładowe znaki pisma fonty niepełne. Niektóre fonty mogą też zawierać w analogicznych położeniach (adresach kodowych) różne znaki, co szczególnie dotyczy znaków akcentowanych. Przygotowując tekst, należy więc sprawdzić, czy posiadany font zawiera wszystkie znaki, których chcemy użyć. Terminów związanych z pismem jest więcej, ale nie będziemy już ich tutaj mnożyć, zakładając, że powinniście poznać najważniejsze te, które wskazano w tym rozdziale. Ogólnie, należy wiedzieć, że pismem zajmuje się dziedzina wiedzy zwana typografią Obszary przetwarzania tekstu Najprościej można powiedzieć, że przetwarzanie tekstu to stosowanie odpowiednich procedur wykorzystujących tekst do osiągania określonego celu. Najprostszym przetwarzaniem tekstu jest jego czytanie i analizowanie. Dzięki temu człowiek może poznać czyjeś myśli ukryte w znakach pisma i reagować stosownie do zawartych tam treści. Człowiek może jednak uczynić znacznie więcej. Umiejętnością ludzi jest na przykład napisanie tekstu. Można to zrobić odręcznie lub zastosować technikę 16

13 Obszary przetwarzania tekstu komputerową i napisać go w edytorze tekstowym, usunąć znalezione w nim błędy, wydrukować na drukarce, wysłać pocztą itd. Są jednak inne, automatyczne formy przetwarzania tekstu, w których człowiek nie musi brać udziału lub może tylko kontrolować stosowanie procedur. Przykładów związanych z automatycznym przetwarzaniem tekstu jest bardzo wiele. Poniżej podamy zaledwie kilka z nich. Automatyczna korekta tekstowa. Przetwarzanie tekstu to między innymi automatyczne (dzięki odpowiedniemu oprogramowaniu) wyszukiwanie przez komputer błędów literowych, gramatycznych i interpunkcyjnych. Znaleziony wyraz lub fraza mogą być na życzenie użytkownika poprawione automatycznie lub ręcznie. Zaawansowane edytory tekstu lub inne programy przetwarzające tekst mogą jego treść kontrolować automatycznie pod względem poprawności formalnej, ale niestety nie logicznej. Skonstruowane przez człowieka programy sprawdzające są zaprogramowanymi algorytmami, które wyszukują prawdopodobne błędy i usuwają je albo dają podpowiedź, jak można dokonać poprawki. Taki proces nosi nazwę automatycznej korekty tekstowej. Należy jednak pamiętać, że nie wszystko, co komputer uzna za błąd, jest nim, a także nie wszystko, co komputer uzna za treść poprawną jest bezbłędne. Programy lub programowe moduły korektorskie wykorzystują słowniki, które jako bazy danych są zainstalowane w komputerze. Porównanie zawartości przetwarzanego tekstu z tą bazą informuje o poprawności lub jej braku. Ale istnieją przecież wyrazy, które komputer uzna za poprawne, gdy tymczasem w określonym kontekście mogą okazać się one niepoprawne. Przyk ad 1.1 Wyraz prasa jest poprawnym wyrazem w języku polskim i tak zapisany nie zawiera błędu. Jeśli algorytm korygujący spotka taki ciąg znaków, to uzna go za bezbłędny. Jeżeli jednak w tym wyrazie popełniliśmy błąd literowy, polegający na tym, że zamiast niego powinien być wyraz krasa, trasa, prawa, praca, prała, prasą, rasa itp., to wtedy musimy sami przeczytać tekst i ręcznie poprawić jego treść. Algorytm nie potrafi sprawdzić poprawności merytorycznej, zatem komputer ani go nie poprawi, ani nie zasygnalizuje błędu. Pamiętajmy więc, że tekst, który automatyczna korekta uzna za poprawny, trzeba samemu przeczytać. Automatyczne wyszukiwanie tekstu. Przetwarzanie tekstu to też automatyczne, komputerowe wyszukiwanie określonych fraz tekstu w treści zapisanej w postaci cyfrowej. Takie wyszukiwanie może być potrzebne np. do usunięcia szukanej frazy, zastąpienia inną frazą, przeniesienia w inne miejsce, zsumowania z frazami wcześniej znalezionymi lub do innego jeszcze przetworzenia. 17

14 Podstawowe poj cia dotyczàce tekstu Automatyczne wyszukiwanie tekstu znajdziemy w edytorach tekstowych, komputerowych słownikach językowych, multimedialnych encyklopediach, leksykonach itp. Korzystamy z niego, by wyszukać określony plik lub folder na komputerze i przy wielu innych okazjach. Przyk ad 1.2 Za pomocą systemowej wyszukiwarki Windows XP chcemy znaleźć na dysku C: w folderze Program Files i wszystkich jego podfolderach wszystkie pliki, w których nazwach trzecią i czwartą literą jest f. W tym celu wybieramy okno Start/Wyszukaj/Pliki i foldery i w polu Cała nazwa pliku lub jego część wpisujemy ciąg znaków??ff*.* Pierwsze dwa znaki mogą być dowolne (??), trzecim i czwartym znakiem ma być litera f (ff), dalsze znaki, aż do rozszerzenia nazwy, mogą być dowolne (*), musi występować kropka rozszerzenia nazwy (.); rozszerzenie nazwy i jego długość mogą być dowolne (*). Z rozwijalnego menu Szukaj w wybieramy Przeglądaj i na dysku C: wchodzimy w folder Program Files. Klikamy na Bardziej zaawansowane opcje i zaznaczamy tylko Przeszukaj podfoldery, aby w końcu kliknąć na Wyszukaj. W oknie ukażą się wszystkie pliki spełniające nasz warunek wyszukiwania. Automatyczne obliczanie. Tekst nie musi być ciągiem słów. Tekst to przecież ciąg znaków pisma. Na tekst mogą się więc składać liczby i działania matematyczne. Takie potraktowanie tekstu umożliwia algorytmom przetwarzanie tekstu w postaci informacji liczbowych, automatyczne obliczanie wartości i tworzenie z nich zestawień, analiz ekonomicznych, graficzne obrazowanie wyników w postaci wykresów lub tabel itd. Przyk ad 1.3 Chcemy automatycznie zsumować ciąg liczb zawartych w kolejnych dziesięciu komórkach arkusza kalkulacyjnego MS Excel. Najpierw komórki musimy wypełnić liczbami. Można to zrobić ręcznie, ale przypomnijmy sobie wypełnienia automatyczne. W tym celu do pierwszej komórki wpiszmy np. 3. Zaznaczmy tę komórkę i kolejnych dziewięć komórek znajdujących się pod nią (klikamy w pierwszej i przytrzymując Shift klikamy na ostatniej w ciągu). Wybieramy następnie polecenie Edycja/Wypełnij/Serie danych, po czym w oknie zaznaczamy Typ Arytmetyczny i Wartość kroku 5. Po zaakceptowaniu mamy komórki wypełnione liczbami od 3 do 48, co 5. 18

15 Obszary przetwarzania tekstu Mając cały czas zaznaczone wszystkie dziesięć komórek, klikamy na pasku standardowym na ikonę Autosumowanie (S), co spowoduje, że w jedenastej komórce pojawi się liczba 255, będąca sumą. Jeśli teraz dowolną z poprzednich dziesięciu liczb zmienimy, to automatycznie zmieni się także suma. Translatory językowe. Osiągnięcia myśli ludzkiej i techniki są jeszcze większe. Skonstruowano już programy, które tłumaczą tekst cyfrowy napisany w jakimś języku na inny język. Noszą one nazwy translatorów językowych. Powszechnie dostępne są translatory tłumaczące z danego języka na dowolny inny język zrozumiały przez człowieka, np. z języka polskiego na angielski, niemiecki, francuski, hiszpański. Rys Okno translatora językowego z wprowadzonym tekstem w języku polskim i przetłumaczonym na język angielski Okno jednego z translatorów językowych przedstawiono na rys Do górnego okna wprowadzono tekst w języku polskim, następnie wybrano polecenie Tłumacz i w dolnym oknie ukazały się zdania przetłumaczone. Nie wdając się w poprawność gramatyczną, zauważ, że dla translatora niektóre polskie zwroty nie były jednoznaczne, dlatego w nawiasach klamrowych znalazły się ich odpowiedniki, co zmienia sens merytoryczny tekstu. Znacznie wcześniej skonstruowano translatory z języka np. angielskiego na tzw. język maszynowy. Noszą one nazwę kompilatorów. Każdy język programowania (tzw. język wysokiego poziomu), np. HTML, C++, SQL, to ciąg instrukcji w określonym języku zrozumiałym dla człowieka, ale niestety niezrozumiałym dla komputera. Komputer posługuje się wyłącznie swoim językiem wewnętrznym (tzw. językiem najniższego poziomu lub maszynowym). Przetłumaczenie tekstu zapisanego przez człowieka na ten język maszynowy umożliwia podjęcie określonej akcji przez zespoły komputera. Przeszukiwanie baz danych. Przetwarzanie tekstu to również automatyczne analizowanie zapisów np. o miejscach rezerwowanych w komunikacji lotniczej, morskiej, naziemnej. Informacje te znajdują się w ogólnoświatowej bazie danych o rezerwacji. 19

16 Podstawowe poj cia dotyczàce tekstu Trudno sobie dziś wyobrazić komunikację na dalsze odległości bez takich dynamicznie zmieniających się baz danych i przetwarzania zawartego w nich tekstu. Przesyłanie tekstu na odległość. Popatrzmy teraz na przetwarzanie tekstu w zupełnie innym wymiarze, a mianowicie na te kwestie, które wiążą się z jego przesyłaniem na odległość. Jeżeli tekst zapisany cyfrowo w komputerze przesyłamy np. linią telefoniczną z wykorzystaniem modemu do innego odbiorcy (np. przez Internet), to wtedy tekst ten także jest przetwarzany, ale bardzo specyficznie, zupełnie inaczej niż w dotychczas omówionych przypadkach. Z zasady działania samego modemu wynika, że sygnał cyfrowy z komputera jest zamieniany na tzw. sygnał analogowy (modulacja), który jest odpowiedni dla telefonicznych linii telekomunikacyjnych. Tego samego typu modem znajduje się u odbiorcy; tu następuje proces odwrotny, tzn. zamiana sygnału analogowego na cyfrowy (demodulacja). Podczas przesyłania tekstu następuje swoiste jego przetwarzanie, ale tylko w celu umożliwienia procesu transmisji przez łącze telekomunikacyjne. Tekst cyfrowy możemy też przesyłać łączem cyfrowym i wtedy nie będzie zachodził proces zamiany sygnałów (modulacja/demodulacja), ale może nastąpić przetwarzanie wysłanego tekstu. Przyk ad 1.4 Uczestniczymy w głosowaniu z wykorzystaniem telefonu komórkowego. Wysyłamy SMS-y pod określony numer, np. z odpowiedzią TAK lub NIE. Łącza telefonii komórkowej są cyfrowe. Sygnał cyfrowy odpowiadający tekstowi jest u odbiorcy analizowany i przetwarzany np. w liczbę +1 gdy głos jest na TAK, lub 0 gdy na NIE. Szyfrowanie tekstu. Przesyłany tekst może być utajniony dzięki zastosowaniu procedur szyfrujących. Kiedyś czyniono to ręcznie lub korzystając ze stosunkowo prostych, mechanicznych maszyn szyfrujących. Obecnie, w erze komputerów, szyfrowanie przebiega niezwykle sprawnie i bezbłędnie. Trudniej też rozszyfrować tekst przypadkowemu odbiorcy. Przyk ad 1.5 Poniżej, w prostej tabeli szyfrująco-deszyfrującej, występują trzy kolory: biały b, szary s i czarny c oraz cyfry i litery alfabetu łacińskiego. Każdej literze w szyfrowanym tekście przypisujemy kolor i cyfrę. Na przykład litera m ma kod s2. a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z.,

17 Obszary przetwarzania tekstu Jeśli chcielibyśmy zaszyfrować za pomocą tej tabeli zdanie: Przetwarzanie tekstu w informatyce, to miałoby ono postać: c9s5s7c5b4s9c2b0s7c5b0s3b8b4c6s9b4s0s8s9c0c6c2c6b8s3b5s4s7 s2b0s9c4b2b4c9 Można zauważyć, że powyższą procedurę szyfrowania lub analogicznego deszyfrowania łatwo byłoby zaprogramować w dowolnym języku, np. C++. Szyfrowanie jest więc przykładem przetwarzania tekstu w inny ciąg wyrazów, cyfr lub znaków. Nowy tekst po zastosowaniu deszyfrowania ponownie uzyskuje pierwotny kształt. Przetwarzanie głosu na tekst. Bardziej wyrafinowanym sposobem uzyskiwania tekstu cyfrowego w celu dalszego jego przetwarzania jest automatyczna zamiana mowy na tekst. Nie jest to czyste przetwarzanie, ale sposób otrzymywania tekstu do dalszego przekształcania. AVR (Automatic Voice Recognition) to opcja tworzenia tekstu polegająca na przejmowaniu głosu osoby mówiącej do mikrofonu. Po zastosowaniu odpowiedniego oprogramowania jest tworzona kopia cyfrowa, którą wprowadza się do edytora tekstu. Oprogramowanie zawiera słownik około wyrazów (w zależności od języka). Szybkość przejmowania słów wynosi około 120 na minutę, a skuteczność jest do 95%. Nadmieńmy, że skuteczniej są rozpoznawane głosy żeńskie. Przetwarzanie obrazu na tekst. Kolejnym, wyrafinowanym sposobem pozyskiwania tekstu cyfrowego do dalszego przetwarzania jest automatyczna zamiana pisma wydrukowanego na kartce (obrazu tekstu) na tekst cyfrowy. Taki proces rozpoznawania i przetwarzania obrazu tekstu (pisma) na tekst nosi nazwę OCR (Optical Character Recognition optyczne rozpoznawanie znaków). Urządzeniem wykorzystywanym w OCR jest skaner. Bardzo zbliżonymi do programów OCR są procedury ICR (inteligentne rozpoznawanie znaków), a także rozpoznawanie kodów kreskowych na skanujących czytnikach w sklepach czy zautomatyzowane archiwizowanie materiałów analogowych w postaci elektronicznej itd. W niniejszym podręczniku omówimy procedurę OCR, która jest prosta w zastosowaniu, chociaż zbudowanie skutecznego oprogramowania jest niezwykle trudne. Ponieważ programy OCR wykorzystują procedurę skanowania, najpierw zapoznamy się ze skanerami i skanowaniem. Rozumiejąc proces skanowania, będziemy mogli teoretycznie i praktycznie poznać procedurę OCR. To okaże się bardzo pomocne także przy omawianiu zagadnienia przetwarzania obrazów w dalszej części podręcznika. 21

18 2 Skaner 2.1. Typy skanerów Skaner to urządzenie, które przekształca oryginał analogowy, np. zdjęcie czy namalowany na płótnie obraz, w obraz cyfrowy. Obraz cyfrowy jest złożony z tzw. pikseli kwadratowych elementów o stałej barwie. Pierwszy skaner powstał w latach pięćdziesiątych XX wieku. Obecnie dysponujemy wieloma typami tych urządzeń. Należą do nich skanery: reprodukcyjne, bębnowe, płaskie, punktowe i ręczne. Poniżej scharakteryzujemy tylko najpopularniejsze skanery płaskie, opiszemy ich budowę, podamy zasadę działania i parametry pracy Budowa skanera p askiego Zasadniczymi elementami skanera płaskiego są: źródło światła, elementy fotoczułe, układ optyczny, filtr dichroiczny, mechanizm napędowy, układy elektroniczne, szklana płyta do układania oryginałów, interfejs, sterownik. Źródło światła. Światło jest nieodzowne w procesie skanowania. W skanerze jest emitowane światło białe, które oświetla skanowany oryginał. Źródłami światła w skanerach płaskich są lampy fluorescencyjne (ksenonowe, neonowe, argonowe rys. 2.1). Rys Źródło światła stosowane w skanerach płaskich Elementy fotoczułe. Odbite od oryginału światło pada w skanerze na układ elementów fotoczułych czujników fotoelektrycznych. Ich zadaniem jest przetworzenie padającego światła na prąd elektryczny. Im więcej światła pada na czujnik, tym większy powstaje prąd. Rys Chip z elementami CCD, stosowany w skanerach 22

19 Budowa skanera p askiego Materiały elektroniczne na elementy fotoczułe dla różnych typów urządzeń rejestracji cyfrowej są różne. W najpopularniejszej konstrukcji wykorzystuje się tzw. elementy CCD (Charge Coupled Devices), tj. urządzenia o sprzężeniu ładunkowym. Element fotoczuły CCD wykonany jako chip i stosowany w skanerach płaskich przedstawia rys Układ optyczny w skanerze płaskim tworzą obiektyw soczewkowy i zwierciadła (rys. 2.3). W lepszych skanerach może być więcej obiektywów, co zwiększa tzw. rozdzielczość optyczną skanera. Rys Układ optyczny skanera płaskiego, złożony z luster i soczewek Filtr dichroiczny to układ trzech równoległych półprzepuszczalnych luster, które rozdzielają padający strumień świetlny na trzy jednakowe strumienie. Mechanizm napędowy. W każdym procesie skanowania występuje ruch względny oryginału i strumienia padającego nań światła. Najczęściej ruch taki zapewnia silnik. W skanerach płaskich oryginał jest nieruchomy, a przesuwa się źródło światła. W konstrukcji mechanizmów przesuwu są wykorzystywane różne przekładnie, np. pasowa (rys. 2.4), śrubowa, zębata. Rys Schemat przekładni pasowej w skanerze płaskim Układy elektroniczne. Skaner jest złożonym urządzeniem elektronicznym, mimo że w nowoczesnym skanerze wewnątrz jest dużo pustego miejsca. Przestrzeń tę zawdzięcza on wysokiemu stopniowi integracji elementów elektronicznych, a stosunkowo duża obudowa musi umożliwiać wprowadzenie oryginału o określonym formacie. Skaner ma wbudowane układy elektroniczne z mikroprocesorem, umożliwiające m.in. procedurę tzw. samokalibracji wykonywanej automatycznie po przyłączeniu skanera do zasilania. Jednym z najważniejszych (oprócz elementów CCD) układów elektronicznych skanera jest przetwornik analogowo-cyfrowy (A/C), do którego trafia prąd wygenerowany z czujnika fotoelektrycznego. W przetworniku A/C zachodzą dwa procesy: dyskretyzacja i digitalizacja. Najpierw następuje dyskretyzacja, tj. zamiana prądu generowanego w sposób ciągły przez czujnik na prąd o przebiegu schodkowym, mogącym przyjmować jeden z możliwych poziomów wartości, np. 256 (dla 8 bitów) lub (dla 16 bitów) rys

20 Skaner Rys Sygnał ciągły w przetworniku A/C skanera ulega dyskretyzacji (zamianie na sygnał schodkowy) i dygitalizacji (przypisaniu liczb) Dalej, na wyjściu A/C, następuje proces digitalizacji. Jest to przyporządkowanie schodkowi o określonej wysokości jednej z liczb z zakresu np. od 0 do 255 (8 bitów) lub od 0 do (16 bitów) patrz rys Następnie podczas rejestrowania obrazu (ale już nie w A/C) liczbom tym są przypisywane poziomy jasności tzw. barw składowych. Szklana płyta do układania oryginałów. W skanerze płaskim oryginały do skanowania układa się na płaskiej szklanej płycie (rys. 2.6) lub w ramkach mocujących je płasko (stąd nazwa typu skanera). Szkło płyty jest antyrefleksyjne, co zapobiega powstawaniu na obrazie wielu szkodliwych efektów, np. pierścieni Newtona. Powierzchnia płyty wyznacza wymiary oryginałów, które mogą być skanowane na danym urządzeniu najczęściej od formatu A4 do A3. Interfejs. Połączenie skanera z komputerem zapewnia łącze zwane interfejsem. Różne typy skanerów mają różne interfejsy, od których zależy szybkość pracy, a także wygoda obsługi. Do często spotykanych łączy w skanerach amatorskich należą USB (Universal Serial Bus). Urządzenia USB same się konfigurują po ich przyłączeniu do portu, bez potrzeby wyłączania komputera. Sterownik. Do wyposażenia skanera należy specjalistyczne oprogramowanie, zbudowane wyłącznie dla określonego modelu lub typu tego urządzenia. Oprogramowaniem tym jest tzw. sterownik (ang. driver; nazwa ta przyjęła się wśród informatyków), który umożliwia wybór opcji dla skanowania (rys. 2.7). Bez zainstalowanego sterownika skaner nie wykona żadnego skanowania. W systemie operacyjnym sterownik jest instalowany na tzw. wieloplatformowym interfejsie TWAIN, który służy do pobierania obrazów tworzonych przez skanery, kamery cyfrowe i programy do przechwytywania kadrów filmów. 24 Rys Antyrefleksyjna płyta szklana skanera płaskiego