Cyfrowe formy informacji: tekst, grafika komputerowa, video, dźwięk. Technologie Informacyjne

Transkrypt

1 Cyfrowe formy informacji: tekst, grafika komputerowa, video, dźwięk Technologie Informacyjne

2 Tekst Cyfrowe formy inforamacji 2

3 Tekst Tekst fizyczny (mówiony, pisany, drukowany) i elektroniczny Wszystkie teksty w komputerze są kodowana jako ciągi bajtów Kodowanie danych to zamiana formy informacji na inną, zwykle łatwiejszą dla danego urządzenia do przetworzenia i zapamiętania Istnieje wiele różnych sposobów kodowania tekstu zależnych od systemu 3

4 Tekst kody ASCII ASCII (American Standard Code for Information Interchange) 7-bitowy kod przyporządkowujący liczby z zakresu literom (alfabetu angielskiego), cyfrom, znakom przestankowym i innym symbolom oraz poleceniom sterującym 8 bit kod rozszerzony, znaki narodowe, semigraficzne (rysowanie ramek), znaki sterujące (drukarek) Strony kodowe ISO (Latin2) Windows

5 Tekst - UNICODE Unicode zestaw znaków mający w zamierzeniu obejmować wszystkie pisma używane na świecie Unicode 1.0, Unicode 5.1 obejmuje przydział przestrzeni numeracyjnej poszczególnym grupom znaków UTF (unicode transformation format) sposób kodowania zanków: UTF-8, UTF-16 Kody pierwszych 256 znaków Unicode pokrywają się z kodami ISO Latin 1 (czyli ISO ) 5

6 Tekst ANSI (Windows) UTF-8 ASCII Art ( ) (oo) / \/ )/ / Y\_/ * ---- /~\ ~~ ~~ 6

7 Pliki tekstowe Pliki bez formatowania zawierają tylko tekst zapisany za pomocą znaków znak końca pliku EOF edytory tekstu: notatnik, context, notepad++ przykłady: tekst ASCII/Unicode: *.txt pliki źródłowe programów: *.c, *.h, *.cc, *.cpp, *.s, *.bas, *.pas dane: *.csv pliki graficzne: *.dxf opis stron WWW: *.html. *.css, *.js 7

8 Pliki tekstowe Pliki formatowane oprócz tekstu posiadają informacje o sposobie formatowania tekstu, wyglądu strony Procesory tekstu WYSWIG MS Word, OO Writer, AbiWord DTP TEX, Adobe InDesign, QuarkXPress Przykłady: *.doc, *rtf, *.odf *.pdf, *.tex, 8

9 Pliki tekstowe Pliki formatowane oprócz tekstu posiadają informacje o sposobie formatowania tekstu, wyglądu strony Procesory tekstu WYSWIG MS Word, OO Writer, AbiWord DTP TEX, Adobe InDesign, QuarkXPress Przykłady: *.doc, *rtf, *.odf *.pdf, *.tex, 9

10 Pliki tekstowe Formaty dokumentów tekstowych i tekstowo-graficznych obowiązujące w kontaktach podmiotów publicznych z obywatelami zapis i odczyt.txt kodowanie Unicode UTF-8.rtf (Rich Text Format Specification) wersja 1.6.odt (Open Document Format for Office Application / ODF) wersja 1.0 odczyt.pdf (Portable Document Format) wersja 1.4.doc bez podanej wersji! 10

11 OpenDocument OASIS Open Document Format for Office Applications Alternatywa dla zamkniętych formatów (doc, xml, ppt) oraz formatów otwartych (OpenOffice xml) OpenOffice.org, Google Docs and Spreadsheets, IBM Workplace, Lotus Symphony, KOffice. Tekst Arkusz kalkulacyjny Prezentacja Grafika wektorowa Wykresy Wzory matematyczne Obraz.odt.ods.odp.odg.odc.odf.odi 11

12 Grafika komputerowa Cyfrowe formy informacji 12

13 Grafika komputerowa Dział informatyki zajmujący się wykorzystaniem komputerów do generowania obrazów oraz wizualizacją rzeczywistych danych. Jest narzędziem powszechnie stosowanym w nauce, technice, kulturze oraz rozrywce Zastosowania: kartografia, wizualizacja danych pomiarowych i symulacji komputerowych, diagnostyka medyczna, kreślenie i projektowanie wspomagane komputerowo (CAD), przygotowanie publikacji (DTP), efekty specjalne w filmach, gry komputerowe. 13

14 Grafika komputerowa Grafika dwuwymiarowa (2D) wszystkie obiekty są płaskie (w szczególności każdy obraz rastrowy należy do tej kategorii) Grafika trójwymiarowa (3D) obiekty są umieszczone w przestrzeni trójwymiarowej i celem programu komputerowego jest przede wszystkim przedstawienie trójwymiarowego świata na dwuwymiarowym obrazie 14

15 Grafika komputerowa Grafika wektorowa obraz jest rysowany za pomocą kresek lub łuków i innych figur geometrycznych, dla których zapamiętywane są charakterystyczne dane, (np. dla okręgu będzie to środek i promień, dla odcinka współrzędne punktów końcowych). Grafika rastrowa obraz jest budowany z prostokątnej siatki leżących blisko siebie punktów (tzw. pikseli), dla których zapamiętywane są określone cechy (kolor, natężenie) 16

16 Grafika wektorowa Zalety: skalowalność, prostota opisu, mniejszy rozmiar pliku wynikowego, opis przestrzeni trójwymiarowych, możliwość użycia ploterów CAM, możliwość konwersji do grafiki rastrowej. Wady ogromna złożoność pamięciowa dla obrazów fotorealistycznych 17

17 Grafika wektorowa Zastosowanie schematy naukowe i techniczne mapy i plany, logo, herby, flagi, godła, różnego typu znaki, np. drogowe, część graficznej twórczości artystycznej (np. komiksy) fonty Formaty zapisu i programy W3C : *.svg Autodesk AutoCAD, INVENTOR: *.dxf, *.dwg, *.ipt CorelDraw: *.cdr Microsoft: *.wmf LINE F 100 AcDbEntity 8 pasmo

18 Grafika rastrowa Reprezentacja obrazu za pomocą pionowo-poziomej siatki odpowiednio kolorowanych pikseli na monitorze komputera Bez zastosowania kompresji kolor każdego piksela jest definiowany osobno Umożliwia uzyskanie dużego realizmu kolorystycznego poprzez indywidualne określanie barwy każdego elementu. Nie pozwala na dokonywanie transformacji geometrycznych na elementach składowych (obrazu) Wielkość plików szybko rośnie wraz z rozdzielczością (liczbą pikseli) obrazu. 20

19 Grafika rastrowa Zastosowanie: Grafika fotorealistyczna, Cyfrowa obróbka obrazu, Fotografia cyfrowa, Telewizja cyfrowa i wideo, Internet Formaty plików BMP mapa bitowa TIF Tagget Image File Format JPG, JPEG pełna paleta barw RGB stratną kompresja DCT. PNG - Potrable Network Graphics 21

20 Modelowanie obiektów 3D 22

21 Modelowanie obiektów 3D Biblioteka każdego programu CAD zawiera skończoną liczbę standardowych obiektów 3D. W przypadku bardziej złożonych obiektów użytkownik ma do dyspozycji pewien zbiór komputerowych narzędzi i technik, za pomocą których może narysować dowolny model 3D. Każdy program CAD zawiera specyficzny dla siebie zbiór narzędzi, ale niektóre techniki modelowania są podobne 23

22 Wyciągnięcie proste pochylenie Wektor wyciągnięcia Obiekt kształtowy podstawa 24

23 Wyciągnięcie złożone Profil 3 Profil 2 Profil 1 25

24 Przeciągnięcie Ścieżka przeciągnięcia Obiekt kształtowy podstawa 26

25 Obrót Oś obrotu Obrót o 135 stopni Obiekt kształtowy podstawa 27

26 Suma logiczna Suma logiczna A+ B Operand A Operand B Siatka obiektu wynikowego. Znikają niektóre pierwotne węzły obiektu A i B oraz tworzą się nowe węzły. Następuje zmiana organizacji węzłów 28

27 Iloczyn logiczny (część wspólna) Iloczyn logiczny A*B Operand A Operand B Siatka obiektu wynikowego. Tworzą się nowe węzły odpowiednio zorganizowane 29

28 Różnica logiczna Różnica logiczna A B Różnica logiczna B A Operand A Operand B 30

29 Dźwięk 31

30 Kodowanie dźwięków Dźwięk - fala akustyczna rozchodząca się w danym ośrodku sprężystym (ciele stałym, płynie, gazie) zdolna wytworzyć wrażenie słuchowe, które dla człowieka zawarte jest w paśmie między częstotliwościami granicznymi od ok. 16 Hz do 20 khz. Cechy dźwięku: Wysokość dźwięku Głośność dźwięku Czas trwania dźwięku Barwa dźwięku 32

31 Kodowanie dźwięku postać analogowa 33

32 Kodowanie dźwięku postać cyfrowa Proces zmiany sygnału analogowego na cyfrowy składa się z trzech etapów Próbkowania polega na pobieraniu chwilowych wartości sygnału z określona częstotliwością - w telefonii wystarczy, że wynosi ona 8 khz, Kwantyzacji proces zmiany wartości pobranych próbek na skończoną liczbę nieciągłych wartości, Właściwego kodowania 34

33 Próbkowanie Twierdzenie Kotielnikowa- Shannona Sygnał ciągły może być ponownie wiernie odtworzony z sygnału dyskretnego, jeśli był próbkowany z częstotliwością co najmniej dwa razy większą od granicznej częstotliwości swego widma. Częstotliwość próbkowania CD-Audio 44100kHz 35

34 Kwantyzacja Poziomy reprezentacji koduje się za pomocą liczb całkowitych 16 bitowych (65536 poziomów ) 8 bitowych (256 poziomów). Przypisanie wartości analogowych do najbliższych poziomów reprezentacji. Nieunikniona jest nieodwracalna utrata informacji. 36

35 Formaty plików dźwiękowych CD-Audio kodowanie PCM o częstotliwości próbkowania 44,1 khz i rozdzielczości 16 bitów na próbkę. WAV pozwala na zapis muzyki z jakością płyty kompaktowej (44.1 khz, 16 bit, stereo). Pliki w tym formacie są bardzo duże (1 sekunda dźwięku to 172 kb). MP3 MPEG-1/2 Audio Layer-3, stratnej kompresji dźwięku opierający się na zmodyfikowanej dyskretnej transformacie cosinusowej i używający modelu psychoakustycznego 37