Урок 26Технические средства компьютерной графики. Сканирование изображения и его обработка в графическом редакторе. Как получается изображение на экране

Кроме того, он обеспечивает истинный черный цвет и высокую контрастность изображения. Посмотрите, насколько четким является переход от светлых цветов к темным полям при таком подходе.

Урок 26 Технические средства компьютерной графики. Сканирование изображения и его обработка в графическом редакторе

-Дисплеи —- Принципы работы с экраном — Методы получения цветных изображений на экранах — Жидкокристаллические дисплеи — Видеопамять и экранные процессоры — Устройства ввода изображений на компьютерах.

Вопросы для изучения:.

-Схема системы вывода изображения на экран. Принципы работы растровых экранов. -Принцип работы жидкокристаллических дисплеев -Конструкция видеоадаптера. -Устройства видеоввода компьютера.

Практика сканирования изображений и их редактирования с помощью графического процессора.

Приобретенные навыки:.

-Сканирование изображений. -Изменение размера изображений. -Автоматическая регулировка цветового баланса, контрастности и яркости. -Обрезать изображение.

Экран.

В 19 веке во Франции возникла техника живописи под названием утилитаризм. Это рисунок, состоящий из цветных точек, нанесенных кистью на холст. Тот же принцип применим и к компьютерам. Точки на экране компьютера расположены в ряд. Набор точек образует графическую сетку или растр (Рисунок 4.7).

Одна точка называется видеопикселем (далее — пиксель). Термин «пиксель» происходит от элемента изображения. Чем плотнее сетка пикселей на экране, тем выше качество изображения (см. рисунок 4.7). Размер графической сетки обычно выражается как произведение количества пикселей в строке MxN.

Например, на современных мониторах это размер виджета.

Размер экрана характеризуется длиной диагонали экрана, выраженной в дюймах (1 дюйм = 2,54 см). Существуют экраны с размером диагонали 15, 17, 19 и выше.

Как работают экраны

Существуют экраны, функционирующие в соответствии с различными физическими принципами. Первые мониторы, использовавшиеся в компьютерах, были ЭЛТ-мониторами. В экранах ЭЛТ пиксели формируются из фосфоресцирующего материала и излучают свет под воздействием луча, испускаемого электронной пушкой. Этот луч последовательно выполняет (сканирует) все линии пиксельной сетки. Таким образом формируется его форма: он попадает на точки, которые должны быть светлыми, и прерывается темными точками (рис. 4.8).

После прерывания электронного луча освещение точек на экране быстро исчезает, поэтому сканирование повторяется регулярно с высокой частотой (75-85 раз в секунду или более). При такой частоте наше зрение не воспринимает мерцание изображения.

Первоначально компьютеры использовали черно-белые экраны. На черно-белом экране пиксели, освещенные электронным лучом, светятся белым светом. Освещенные пиксели — это черные точки. При изменении интенсивности электронного луча образуется промежуточный серый тон (оттенок).

Вот как они выглядят под микроскопом. Зеленая, синяя и красная линии — это субпиксели. Они пропускают только один цвет спектра для фильтрации. Вместе три таких полоски составляют пиксель — маленькую цветную точку на экране. Эта схема также известна как RGB, что означает красный, зеленый и синий.

Как создается кадр?

Другими словами, как растровое изображение в конечном итоге создается на экране. Растровое изображение — это таблица пикселей разных цветов, размер которой равен разрешению экрана. Именно эта матрица пикселей в конечном итоге формируется видеокартой.

Эта матрица формируется постепенно в результате ряда этапов эффективности, т.е. в результате результативности. Начальные этапы являются чисто рациональными и здесь определяются условия для формирования каркаса. То есть, если что-то вообще нужно приписать, или если игра уже закончилась, или уже произошло аналогичное событие, где кадры из предыдущей фазы не изменились.

Далее исходная геометрия начинает рендериться самим процессором, после чего в игру вступают пиковые геометрические скечеры, которые могут слегка трансформировать геометрию, если того требуют условия.

Что такое шейдер?

Шейдеры — это программы, работающие на GPU, которые обрабатывают поток данных. Другими словами, программа шейдеров имеет «вход», «выход» и «центр», который представляет собой набор команд, выполняющих обработку. Под «потоком данных» подразумевается информация о координатах вершин полигона, освещенности каждой вершины, обычно координаты текстуры и т.д. Алгоритм программы затенения может быть выражен следующим образом.

1) Получите блок информации в форме А.

2) Обрабатывает его в соответствии с алгоритмом

3) производит информационный блок в форме B

4) программа остается неактивной до тех пор, пока на вход не поступит следующий информационный блок

Затенение вершин работает только на вершинах, в то время как геометрическое затенение может работать на целых полигонах.

Это может показаться немного сложным, но благодаря теням и огромному количеству характеристик и эффектов в игре, таких как вода, все они работают гораздо проще, чем кажется.

Далее, исходя из положения и расстояния до камеры, рассчитывается глубина изображения и помещается в так называемый Z-буфер.

Это означает, что на данном этапе объект, находящийся рядом с камерой, заслоняет другой объект, находящийся позади него.

На следующем этапе дублируется текстура уже просчитанной геометрии, включая отражения, карты рельефа и т.д.

На основе предварительно записанных оттенков пикселей эти текстуры накладываются друг на друга для достижения желаемого результата.

Заключительный этап включает в себя постобработку, исправление различных графических проблем и добавление различных эффектов, таких как капли дождя, размытие и сглаживание.

Таким образом, CPU в основном занимается обработкой команд игрока, скриптов, искусственного интеллекта NPC, физики, частиц и геометрических расчетов. Все остальное ложится на плечи видеокарты. Графическая карта, оптом для вычислительного ядра, написана специально для программы и поэтому отображает шейдеры коллективно и просчитанные пиксели.

Как выбрать правильные настройки графики в игре?

Поэтому, если слабым звеном является процессор, в конфигурации необходимо уменьшить такие параметры, как население, трафик и грунт. Он также помогает уменьшить детализацию объектов, в зависимости от игры или особенно ее машины.

Для графических карт. Увеличение объема анализа, т.е. количества визуальных пикселей, замедляет вычисление этих пикселей на этапе определения глубины изображения. В основном медленнее, в основном при постобработке, но здесь возрастает нагрузка на блок видеокарты. Это увеличивает вес изображения и количество используемых текстур и полигонов, что повышает требования к объему видеопамяти.

Повышение качества текстур улучшает анализ и увеличивает требования к видеопамяти, но нагрузка на видеочип практически не увеличивается.

Новости 2020 года: телевизоры Hisense 65U8QF и Hisense 43A7500F имеют конкурентоспособные цены и предлагают украинским потребителям передовые телевизионные технологии при безупречном качестве и доступной цене.

Чем отличается подготовка HD от Full HD и 4K?

Из количества точек, составляющих изображение. Как правило, буква HD происходит от термина «высокое разрешение». Это означает высокое разрешение. Когда-то давно экраны были низкими, и маркетологи использовали это сочетание букв, чтобы выделить новые продукты из многочисленных точек. Однако анализ продолжает развиваться на новых устройствах, и в HD можно найти множество вариаций.

• Термин HD Ready (т.е. буквально «готовый к HD») — относится к самым дешевым телевизорам с разрешением 1280×720, 1366×768, 1400×900 или 1680×1050 точек.
• FullHD (OR 1080p) — экраны с разрешением 1920×1080, вероятно, являются самой популярной формой и представляют собой своего рода золотой перекресток.
• UHD или ULTRAHD — самый большой — анализ формата на сегодняшний день. Выпускается в двух видах — UHD 4K (3840×2160 или 2160p) и UHD 8K (7680×4320 или 4320p). А второй человек (читай «8 ка») считается молодым, очень дорогим и все еще не очень полезным в 2020 году. Телевизоров такого формата все еще не так много. А видеороликов для просмотра еще меньше. Однако недавно об этом можно было говорить в районе 4K, а сегодня с этим справляются даже смартфоны среднего уровня.

В чем разница между 1080p и 1080i?

Это своего рода сканирование. Смотрите: цифры означают количество пикселей по вертикали. Формат 1920×1080 имеет 1080, а 1280×720 — 720. Поэтому вторая из этих форм также называется 720p. Буква «P», с другой стороны, происходит от слова «progressive» и обозначает прогрессивное сканирование. Это означает, что каждая строка, или горизонтальная линия на экране, обновляется при изменении кадра. Это кажется разумным и всегда разумно на современных телевизорах. Однако в старых ЭЛТ-телевизорах использовался другой тип развертки — собеседник. Попеременно обновляются нитевидные точки и одиночные фигуры, составляющие изображение. Этот видеоформат имеет в своем названии букву «i».

Отличается в целом, буквы похожи, но имеют разное значение. PPI — pixels per inch, пиксели на дюйм. Это важная характеристика, которая указывает на плотность пикселей на экране телевизора. Помимо анализа, существует также натуральная величина. 32-дюймовый FullHD-телевизор имеет плотность пикселей 69 ppi и является таким же телевизором (FullHD), в то время как 40-дюймовый имеет меньшую плотность пикселей (55 ppi), поскольку то же количество пикселей распространяется на большую поверхность экрана.

Сколько PPI нужно телевизорам?

Если это просто, то это лучше. Однако телевизоры с более высоким ppi стоят дороже, и, возможно, нет смысла переплачивать за лишние пиксели. Простое правило заключается в следующем. Чем дальше зритель находится от телевизора, тем меньшая плотность пикселей требуется для получения визуального качества изображения. С расстояния 1 метр изображение на экране с разрешением 90 ppi выглядит практически идентично изображению с расстояния всего 9 ppi, но с 10 метров. На расстоянии 2 метров достаточно значения 40 ppi. Это почти то же самое, что и 52-дюймовый FullHDTV. Но, конечно, это приблизительная оценка. Все зависит от ваших пожеланий к образу и ваших визуальных особенностей. Для расчета этого параметра в интернете существуют специальные калькуляторы ppi. Вы можете найти его, например, здесь. Введите разрешение и диагональ, получите результат и не заморачивайтесь с формулой.

DPI — это количество точек на дюйм или точек на дюйм. DPI — это точки на дюйм при печати на принтере и пиксели при печати на экране. DPI не имеет никакого отношения к телевидению.

Разрешение: горизонтальные и вертикальные размеры, выраженные в пикселях. В отличие от ЭЛТ-мониторов, ЖК-мониторы имеют одно «родное» физическое разрешение, остальные достигаются путем интерполяции.

Как работают OLED-экраны смартфонов и как выглядят их внутренние компоненты?

Во-первых, мы знаем, какие типы являются наиболее популярными. Но самые внимательные, вероятно, заметили в начале видео, что пиксельная сетка совсем другая. И он странно блестел — на нем были какие-то черные островки.

Это был второй тип экрана на основе органических светоизлучающих диодов (OLED). В него также вошли AMOLED, SuperAMOLED, POLED и другие производные этого типа матриц.

В отличие от ЖК-дисплеев, где свет излучается диодами подсветки, здесь он испускается субпикселями, или цветными точками. Если бы существовал такой жанр, как фильмы ужасов для смартфонов, это видео, вероятно, стало бы претендентом на премию «Оскар». Теперь вы можете увидеть, как разбитый экран iPhone 10 открывается с помощью рыболовной лески, то есть дисплей отделяется от защитного стекла. Это пугающее зрелище. Но первое различие между OLED и LCD сразу же бросается в глаза.

Это сам дисплей… Все! Это, смею сказать, лист, а в нем вся матрица. Вам не нужно прилагать больших усилий, чтобы заметить различия. Как видите, здесь нет ни диодов, ни многослойных элементов. Дисплей тоньше, но очень хорошо гнется. Более того, несмотря на все насмешки, его можно снова подключить к такой потрепанной форме, и в итоге он работает. Интереснее заглянуть внутрь и понять, как создаются изображения в такой матрице.

Органические светоизлучающие диоды состоят из нескольких слоев полимера, способного излучать свет при воздействии напряжения. Это очень упрощенно. И схема практически идентична. Через фильтр пропускается только один цвет, создавая из субпикселей одну точку изображения. И это то, что он делает.

В отличие от ЖК-дисплеев, где даже самые темные пиксели должны постоянно находиться под напряжением, в OLED-дисплеях вы просто выключаете их. Именно здесь образуется черная дыра под микроскопом. Пиксели просто не загораются. Это означает, что они не потребляют энергию.

Кроме того, он обеспечивает истинный черный цвет и высокую контрастность изображения. Посмотрите, насколько четким является переход от светлых цветов к темным полям при таком подходе.

Первоначально компьютеры использовали черно-белые экраны. На черно-белом экране пиксели, освещенные электронным лучом, светятся белым светом. Освещенные пиксели — это черные точки. При изменении интенсивности электронного луча образуется промежуточный серый тон (оттенок).

Как образуются цвета современного дисплея?

Аддитивная модель RGB (добавление цветов)

Жидкокристаллические мониторы

• ЖК-экран
• Источник света (флуоресцентные трубки: 1-4 штуки или светодиодная лента)
• Электронный блок управления

ЖК — это органические вещества, находящиеся в промежуточном состоянии (мезофаза) между жидкой и твердой фазами. Связи между молекулами в этом состоянии довольно слабые, и кристаллическая структура может легко изменяться, например, под воздействием электрического поля.

Структура кристалла изменяет его оптические свойства, такие как коэффициент преломления и показатель поляризации, что позволяет использовать жидкие кристаллы для создания как монохромных, так и цветных изображений.

Жидкие кристаллы называются так потому, что их молекулы имеют кристаллическую структуру, но образуют жидкость, а не твердое тело. Они обладают следующими свойствами:

1. когда электрический ток проходит через слой жидких кристаллов, молекулы располагаются в порядке относительно положительного и отрицательного полюсов,
2. в отсутствие тока молекулы располагаются преимущественно параллельно друг другу, тогда как на поверхностях с неглубокими канавками молекулы слоя, прилегающего к поверхности, располагаются вдоль этих канавок,
3. Кристаллический слой может преломлять световые волны, то есть играет роль поляризатора (отфильтровывает все световые волны, кроме тех, которые ориентированы в определенном направлении); кроме того, если кристаллы в слое скручены, световые волны повторят изгиб и покинут слой в другой ориентации.

Молекулы жидких кристаллов под воздействием электричества могут менять свою ориентацию и тем самым изменять свойства проходящего через них светового луча.

История жидких кристаллов

Жидкие кристаллы были открыты очень давно. В 1888 году австрийский ботаник Фридрих Рейнитцер, изучая роль холестерина в растениях, случайно обнаружил новое вещество. В одном из экспериментов материал нагревался. Ученый обнаружил, что кристаллы мутнеют и текут при t = 145,50, а затем кристаллы становятся жидкими при 178,50. Он поделился своим открытием с немецким физиком Отто Леманом, который обнаружил свойства жидкости как кристалла в зависимости от ее реакции на свет.

После этого было придумано название «жидкие кристаллы». Впервые они были использованы в дисплеях калькуляторов и кварцевых часах. В 1973 году японская компания Sharp Electronics выпустила первый продукт с ЖК-дисплеем — электронный калькулятор с цифровым дисплеем. Затем последовало использование ЖК-экранов в портативных компьютерах. В последнее время жидкокристаллические дисплеи получили широкое распространение в настольных компьютерах. Подобные (традиционные) ЖК-экраны также называются Nematic LCD.

Особенности ЖК-экранов:

1. Для правильного восприятия изображения ЖК-дисплеям требуется внешний источник цвета или внутренняя подсветка,
2. ЖК-дисплеи инертны (поскольку требуется время для изменения оптических свойств кристаллов).
3. без вредных выбросов,
4. компактный дизайн,
5. низкое энергопотребление

ЖК-экран представляет собой прямоугольную панель, состоящую из строк и столбцов, на пересечении которых находятся жидкокристаллические элементы. Каждый элемент (кристалл) можно представить в виде электрической лампы с двумя контактами A и B. Контакт А подключен к строке, а контакт В — к столбцу, в котором находится кристалл, и при подаче напряжения на соответствующую строку и столбец «лампочка загорается».

Низкая цветность — это режим, в котором каждый пиксель на экране может иметь один из 256 различных цветов. Для определения цвета пикселя выделяется 1 байт (8 бит), поэтому такой режим называется 8-битным представлением цвета.

История жидких кристаллов

Жидкие кристаллы были открыты очень давно. В 1888 году австрийский ботаник Фридрих Рейнитцер, изучая роль холестерина в растениях, случайно обнаружил новое вещество. В одном из экспериментов материал нагревался. Ученый обнаружил, что кристаллы мутнеют и текут при t = 145,50, а затем кристаллы становятся жидкими при 178,50. Он поделился своим открытием с немецким физиком Отто Леманом, который обнаружил свойства жидкости как кристалла в зависимости от ее реакции на свет.

После этого было придумано название «жидкие кристаллы». Впервые они были использованы в дисплеях калькуляторов и кварцевых часах. В 1973 году японская компания Sharp Electronics выпустила первый продукт с ЖК-дисплеем — электронный калькулятор с цифровым дисплеем. Затем последовало использование ЖК-экранов в портативных компьютерах. В последнее время жидкокристаллические дисплеи получили широкое распространение в настольных компьютерах. Подобные (традиционные) ЖК-экраны также называются Nematic LCD.

Особенности ЖК-экранов:

• Для правильного восприятия изображения ЖК-дисплеям требуется внешний источник цвета или внутренняя подсветка,
• ЖК-дисплеи инертны (поскольку требуется время для изменения оптических свойств кристаллов).
• без вредных выбросов,
• компактный дизайн,
• низкое энергопотребление

ЖК-экран представляет собой прямоугольную панель, состоящую из строк и столбцов, на пересечении которых находятся жидкокристаллические элементы. Каждый элемент (кристалл) можно представить в виде электрической лампы с двумя контактами A и B. Контакт А подключен к строке, а контакт В — к столбцу, в котором находится кристалл, и при подаче напряжения на соответствующую строку и столбец «лампочка загорается».

ЖК-панель состоит из следующих слоев – тонких пластин (от верхнего к нижнему):

• Диффузор (светорассеивающая полоса)
• Поляризатор (в виде сетки из вертикальных линий, которую можно наклеить на стекло)
• ガラス
• Электрод (канавки, пазы, желобки, стержни)
• Управляющий слой (тонкопленочный транзистор — TFT — наносится методом напыления)
• Жидкие кристаллы
• 電極
• Цветной фильтр
• ガラス
• Поляризатор

LCD (Liquid Crystal Display) состоит из двух стеклянных пластин, между которыми находится масса, содержащая жидкие кристаллы, изменяющие свои оптические свойства в зависимости от приложенного электрического заряда.

Цветные экраны

В цветных ЖК-дисплеях каждый отдельный пиксель делится на три ячейки или субпикселя, которые окрашиваются в красный, синий и зеленый цвета с помощью дополнительных фильтров (краситель и оксид металла). Каждый субпиксель может управляться независимо друг от друга для получения тысяч или миллионов возможных цветов. Старые ЭЛТ используют аналогичный метод.

В зависимости от использования дисплея, цветовые элементы могут быть расположены в различных геометриях пикселей. Если программное обеспечение знает, какая геометрия используется на данном дисплее, это можно использовать для увеличения видимого разрешения с помощью субпиксельной визуализации. Этот метод особенно полезен для сглаживания текста.

Нередко можно встретить изделия, изготовленные из комбинации этих двух видов пластика. Кроме того, в материал добавляют различные добавки для повышения прочности и огнестойкости.

Как устроен дисплей смартфона и компьютера?

Экраны смартфонов выполняют одновременно множество функций (экраны, ввод данных и т.д.). Почти все экраны состоят из следующих компонентов

• （ Слой жидкого кристалла (который пропускает свет), а также
• Массив, который формирует изображение
• Фильтры, которые позволяют создавать цветные изображения; и
• источник света.

Функции включают разрешение, диагональ, плотность пикселей и тип сенсорного экрана.

Экран компьютера — это экран. Он состоит из корпуса, блока питания, панели управления и дисплея. Данные берутся с подключенных электронных устройств (видеокарта, процессор).

Экраны являются неотъемлемой частью смартфонов, телевизоров, компьютеров и некоторых бытовых и промышленных устройств. Они визуализируют данные и позволяют увидеть поток поступающей информации. Важно понимать разницу между экранами, мониторами и другими аналогичными названиями.

Что ВНУТРИ ЭКРАНА смартфона?

Здравствуйте, читатели Uspei.com. Это экран смартфона под микроскопом … И это не палец. Это специальный инструмент, который выглядит как карандаш, точнее, с его острым кончиком … толщиной менее 1 мм. Чтобы понять, насколько малы эти точки. Проанализируйте экран своего телефона, поймите различные типы точек и то, как они создают красочное, сочное изображение, и посмотрите прямо под свой рабочий экран!

Почему существует так много различных типов экранов?

Первое, что нужно знать, прежде чем разбираться с проблемами экранов, — почему их так много. Если вы просмотрите характеристики на сайте или взглянете на карточку в витрине, вы встретите множество названий матриц, от привычных IPS и AMOLED до PLS, LTPS, POLED и даже Retina marketing. Но это не значит, что все они напрямую отличаются друг от друга.

Важно то, что производители постоянно изобретают и совершенствуют свои мониторы. Хотя это не обязательно значительное изменение, рыночный закон обязывает их патентовать все, придумывать новые названия и продвигать это под видом «это революционный Джонни».

На самом деле, все гораздо проще. Экраны смартфонов можно разделить на два типа: LCD и OLED. В настоящее время наиболее популярным является первый. Если вы зайдете в магазин и укажете пальцем на случайный экран, то в 70% случаев вы обнаружите ЖК-экран. К ним относятся PLS, LTPS и, конечно же, любимый IPS.

Как работают ЖК-экраны смартфонов и как выглядят их внутренние компоненты?

Давайте перейдем к делу. Как работают ЖК-экраны смартфонов и как выглядят их внутренние компоненты? Когда вы поднимите весь верхний слой экрана, вы увидите яркий свет в нижней части. Это подсветка, и именно с нее начинается создание изображения. Кажется, что вся база светится, но это иллюзия.

Поток световых лучей создается 12 диодами, расположенными сверху и снизу. Затем свет попадает на отражающую подложку, которая распределяет его по всей площади.

Здесь вы можете увидеть в кавычках, насколько уменьшается яркость экрана при удалении этого зеркала. Однако изображение все еще видно, поэтому давайте посмотрим, что произойдет, если продолжать «вживую» удалять слои с рабочего стола. Конечно, это продолжалось недолго.

Слой дополнительных сенсоров

Этот матрас доступен в iPhone 6s и используется для определения давления на экран.

Специальная сетка конденсаторных цепей подключается к источнику питания. Его задача — очень точно измерить расстояние от пальца до сенсора. Программные алгоритмы анализируют информацию с этой сетки и обеспечивают работу технологии 3D-Touch.