Цифрлық бейненің негізгі мінездемелері

«Кванттау» термины аналогты және цифрлық технологияның түйіскен жерінде пайда болды. Бұл әдіс белгілі дәлдікпен екілік код түрінде сигналдың мәнін көрсетеді. Аппараттық кванттеу өлшеу диапазонын (немесе аналогты сигналдың кернеу шкаласы бойынша) әрбірі жеке сандармен берілетін теңдей аралықтарға бөледі. Сәйкесінше кванттеу аппараты аналогты кернеуге түсетін интервал нөмерін шығарады.

Егер интервал ішіндегі аналогты кернеудің орналасуы туралы ақпарат жойылса, онда кванттеудің қателігі туралы айтамыз. Ол кванттеу интервалынан үлкен бола алмайтындақтан мұндай қателер шамасын интервалдардың үлкен санын қолданып минимизициялауға болады. 

Осылайша 8-битті түрлендіргіш 256 кванттеу интервалына (50 дБ «сигнал/шу» қатынасын қамтамасыз ете отырып), 10-битті түрлендіргіш сәйкесінше 1024 кодтық сөзге (12 дБ «сигнал/шу» қатынасы) және т.б. тең.

Сигналды қайта қалпына келтіру дәл осылай жүреді: кванттеу интервалының нөмірі ғана сақталады, ал қалпына келтірілетін мән сәйкесінше кестеден алынады.

Цифрлық сығу. Жалпы жағдайда мәліметтер сығу немесе цифрлық ағындарды қысқарту деген атаулармен белгілі цифрлық сығу аналогты сығуға қарағанда пайдалану өте жоғарғы технологиялардың әдісімен аз шығындармен максималды аудиовизуалды   нәтижелер алынуы болып табылады. Дыбысты және бейнені цифрлық кодтауда жиілік жолағының енін немесе ағынды айтарлықтай азайтып көрермендерге жеткізуге болады. Компьютерлік технологиялардың дамуымен сығудың белгілі әдістері арзандап, ал жаңа әдістері қолданысқа көптеп ендіріліп келеді. Цифрлық тарату және бейне бағыттары талап бойынша сығуды қолданусыз жүргізу мүмкін емес, ал сызықты емес монтаж жүйесі сығусыз пайдасыз болар еді.  

Цифрлық сығу - қолданылатын компрессия дәрежесі және кодтаудың күрделілік деңгейі  қосымшаға қатысты түрленетін ыңғайлы техника.  Цифрлық сығудың негізгі принциптері бейнесигналдың немесе дыбыстың артықтылығы болып табылады. Артықшылық деп отырғанымыз, дыбыс және бейне ұқсастық сипатты бар облыстарға ие. Осылайша, ақпарат ағынының барлығын шартты түрде болжанатын (басқаша айтқанда - артықшылық), жаңа және болжанбайтын (ақпарат теориясында энтропия деген атпен белгілі) бөліктерге бөлуге болады. Осы шамалардың қосындысы біздерге мәліметтер ағынын береді. Осы ағынның азаюы біздің «болжамдауымызға» байланысты. Теориялық тұрғыдан артықшылықтан арылып, тек энтропияны қалдыруға болады, бірақ ол үшін жақсы сығу алгоритмі қажет. Егер мәліметтер ағынының нәтижелі жылдамдығы энтропиядан аз болып, сығу дәрежесі өте кең көлемді болса, онда ақпарат жоғалады.

Ақпараттың көп бөлігін адамдар көру мүшелерімен қабылдайды. Сондықтанда графикалық ақпаратты өндеу (синтез, талдау және бейнелерді өндеу) ғылыми зерттеулердің, инженерлік және дизайнерлік шешімдердің, ақпараттық және программалық құралдардың - қарапайым редакторлардан күрделі программалық кешеңдерге дейін (мысалы, Cоrel Draw және Adоbe Phоtоshоp) - көлемді бөлігін құрайды.

Дегенмен, куатты графикалық өнімдердің кең функционалдық мүмкіндіктерін пайдалануға ұмтылу осы жуйеге деген оп-оңай тәуелділікке және уақытты тиімсіз жұмсауға әкелуі мүмкін. Графикалық материалды пайдалану міндетін қойып, мысалы есеп беруде немесе тұсаукесер жүргізуде, белгілі және қарапайым тәсілмен оны шешудің қысқа жолдарын табу керек. Бұл ерекше маңызды, өйткені күнделікті тәжірибе көрсетіп жүргендей, бірегей иллюстрацияны дайындау процесі, аяғында, жалпы жұмыстың көп бөлігін бірақ алады.

Компьютерлерде пайдаланылатын барлық бейнелердің мол санын үш топқа бөлуге болады: 2B-графикасы (мұнда тегіс бейнелер жасалады), 3D-графикасы (үш өлшемді бейне) және анимациялық графика. Бейнелер көбінесе арнайы құралдарды - графикалық редакторларды пайдаланумен, графикалық пішімдердің файлдарында сақталады.

Графикалық файлдың сыртқы құрылғыда бейнелеу көрсетімі, яғни өлшемі, шешу қабілеттілігі, сығымдау дәрежесі, әдісі және т.б. болады, сонымен бірге әр графикалық редактор үшін ерекше ақпараты (мысалы, Cоrel Draw- қисық түзілімдер туралы, Phоtоshоp - қабаттар, арналар және т.б. туралы ақпараттар) сақталады. Әр графикалық редактор тасуышқа жазғанда бұл ақпаратты белгілі жолмен кодтайды.

Графикалық файл пішімі деп бейнелеу туралы ақпараттың жиынтығы және оны файлға жазу әдісі түсініледі. Жалпы алғанда, барлық графикалық пішімдерді екі топқа бөлуге болады: жалпы міндетті пішімдер, онда тек бейненің өзі, сондай-ақ сақтауға, көшіруге немесе көруге арналған бейнелер (gif, tiff, jpeg және басқалар) болады, және бейнелерді редакциялаудың аралық нәтижелерін сақтауға арналған ерекше пішімдер.

Графикалық файлдар өлшемі үлкен болғандықтан, оларды әдетте сығымдайды (буады). Қазіргі кезде сығымдаудың екі әдісі: (сапаны жоғалтумен және сапаны жоғалтпай сығу). Сапаны жоғалтпай сығу алгоритмдері архиватор алгоритмдеріне (аrі, рkzір) ұқсас және gif және tiff пішімдерінде пайдаланылады. Сапаны жоғалтумен сығу алгоритмдері адам қабылдай алмайтын ақпаратты ысырып тастайды (jpeg, pcd), бірақ сығудың едәуір жоғары дәрежесін қамтамасыз етеді.

Іскерлік саласында графикаға кажеттілігін негізгі үш бағытпен шектеуге болады. Олар: құжаттардағы графика (иллюстрациялар, диаграммалар, ұсынудың әсерлі түрі), мультимедиа-презентациялардағы графика (фон, қыстырма, динамикалық графикалық объектілер) және программалардағы графика (пиктограммалар, қыстырмалар және т.б.).

Осы міңдеттерді шешуге арналған көптеген графикалық объектілсрден бірнеше негізгі түрін бөліп алып, оларды дайындаудың кең тараған және күрделі емес құралдарын қарастырайық.

Практикалық мәселелердің көпшілігі үшін мамандандырылған программалар кешенін пайдалану тиімсіз, өйткені:

- күрделі өнімдермен жұмыс істеу әдетте оларды игеру бойынша едәуір күш-жігер жұмсауды қажет етеді. Бұл өнімдердің тез дамуы және өзгеруі оның күрделі мүмкіндіктерін пайдалану тек оны тұрақты пайдаланатын маман тиімді пайдалана алады;

- куатты дестелер (мысалы, Cоrel Draw) компьютер ресурстарының едәуір бөлігін пайдаланады. Оларды тек графикалық жұмыс станцияларында ғана тиімді пайдалануға болады;

- әдетте мұндай дестелер көптеген қосымша программалармен қоршалған, олар өзінше «тұйықталған әлем» құрады, оған кез келген пайдаланушы қатынас құра алмайды;

- графикалық объектінің ерекше пішімін пайдалану оны тиісті программалық жабдықтама орнатылмаған басқа компьютерлерге ауыстыруға мүмкіндік бермейді. Сөйтіп, бір иллюстрацияны дайындау құрал-жабдығын дұрыс таңдамау нәтижесінде олар үшін жасалатын негізгі құжатқа немесе қосымшаға қарағанда әлде қайда көп ресурстарды (уақыт, еңбек, ЭВМ жады, ақша) жұмсайды. Сондықтан «өнімді», мысалы, құжатты графикалық  безендіру үшін осы өнімді «өндіру» жүйесінің графикалық мүмкіндіктерімен (мысалы, Micrоsоft Wоrd) шектелген дұрыс.

Графикалық элементтердің құжаттың, презентацияның (тұсаукесер) немесе программаның сапасын жақсартуға қабілетті «джентельмендік жиынтығы» көп емес. Олар мыналар:

- иллюстрациялар;

- графикалар мен диаграммалар;

- сәндік жазулар;

- безендіру элементтері (түрлі сызғыштар, геометриялық және стилизацияланған мүсіндер, т.б.).

Иллюстрациялар мен безендіру элементтерінің бір-бірінен айырмашылығы - өлшемдері ғана. Оларды құру әдісі бойынша растрлық және векторлық деп екі топқа болуге болады.

Растрлық бейнелер (немесе биттік карталар - Bіtmар) дегеніміз - түрлі түсті нүктелердің (пиксельдердің) жиынтығы. Олардың саны бейненің өлшемі және шешу қабілетімен анықталады, ал файлдың өлшемі пайдаланылған палитраға (ақ-қара немесе 1-биттік, 256 түсті немесе 8-биттік, true cоlоr - түсті дәл беру - немесе 32 биттік) қосымша тәуелді болады. Растрлық деп сканердің көмегімен алынған, сондай-ақ, графикалық редакторлар жасаған (мысалы, Paint) бейнелер аталады. Графикалық файлдардың неғұрлым кең тараған пішімдері – bmp, dib, gif, jpeg, pcx, rle, tiff.

Растрлық бейнелердің айтарлықтай кемшілігі бар, ол шығару құрылғысының, мысалы, дисплейдің шешу қабілетін өзгерткенде бұрмалануы.

Растрлық қойылымдар бейнелеу кезінде (мысалы, пиктограммалар, программадағы түймелер және т.б.) өлшемі өзгермейтін шағын объектілер үшін ұсынылады. Бұл үшін қарапайым графикалық редакторды пайдалануға болады, ал ең тиімді жолы - программалау жүйесіне кірістірілген құралдарды қоддану. Мысалы, Bоrland С++ тілінде жұмыс жасайтын программистер бұл мақсатта Resоurce Wоrkshоp программасын пайдаланғанды дұрыс көреді.

Үлкен өлшемді растрлық бейнелер (фотосуреттер, т.б.) құжаттар мен презентацияларда фон ретінде, сонымен бірге иллюстрация түрінде пайдаланылады. Оларды дайындауда бастапқы материал ретінде сканерден алынған немесе компакт-дискідегі кітапханадан алынған бейнелер қызмет етеді. Бұл бейнелерді өзгертусіз пайдалануға болады, бірақ көп жағдайда олар біршама жаңартуды қажет етеді. Егер иллюст-рация мақсаттары үшін көптеген файлдарды күрделі құрастыру немесе экзотикалық әсерлер (мысалы, Adоbe Phоtоshоp жүйесінде жүзеге асырылған «сфера», «барабан», «спираль» типті бұрмаланулар) қажет емес, ал бейнелерді сапалы дайындау үшін күрделілігі орташа графикалық редакторды (U-Lead System фирмасының РhоtоРlus типті) пайдаланған дұрыс. Мұндай класты редакторлар маңызды және жиі қолданылатын қызметтер жиынтығын қамтамасыз етеді, атап айтқанда:

- бейненің (RGB True Cоlоr - нүктесіне 24 биттік, 256 түсті, 16 түсті, сұр түстің градациясы, қара-ақ) пішімін (C-nvert) өзгерту;

- фрагменттерді қиып алу (Сut, Сору) және кірістіру (Раste), бірнешс фрагменттерді құрастыруға жол ашады;

- шешімді өзгерту (Resоlutiоn) және өлшемді өзгерту (Resample) бейненің өлшемін өзгерткен кездегі бұрмалауды барынша азайтады;

- палитраны түзету (Tоne Abjustment) түс гаммасының өзгеруіне, бейненің талап етілген түріне (реңкіне) қол жеткізуді қамтамасыз етеді;

- айқындық пен қанықтылықты (Brighthess & Соntrast) өзгерту қажетті айқындығын, қанықтылығын, сонымен бірге бірнеше құрастырылған фрагменттердің үйлесімділігін алу үшін қодданылады. Әр түрлі сүзгілер (Average, Blur, Sharpen, Emphasize Edges, Mоsaic, Embоss) бейненің түстік ерекшелігін өзгертіп, фон, заставка,иллюстрацияны кабылдаудың тиісті әсеріне қол жеткізуге мүмкіндік береді.

Бейнелерді векторлық әдіспен құрағанда графикалық объектілер қарапайым элементтердің, яғни үзік сызықтардың, доғалардың, шеңберлер мен көп бұрыштардың жиынтығы түрінде көрінеді. Векгорлық графикада бейнені құрайтын қисық және түрлі түсті құйылмалардың математикалық жазбасы бар. Оның маңызды бір артықшылығы - бейнелердің масштабы өзгере алады. Суреттің өлшемі өзгертілгенде примитивтер теңгерулері қайта ееептеліп, сызықтарды құру сол теңгерулер бойынша жүргізіледі. Нәтижесінде растрлық бейнелерге тән объектінің бұрмалануына жол берілмейді.

Құжаттарды немесе презентацияларды дайындау процесі кезінде синтезделетін иллюстрациялардың көбісін кең тараған пакеттердің аспаптарын пайдаланып, векторлық графиканың құралдары арқылы жүзеге асыру мүмкін (солай еткен онды).

Бұл орайда MS Wоrd 2003-ке кірістірілген жаңа графикалық құралдар тартымды. Олар бұрынғы версияларға қарағанда едәуір жақсартылған, күрделі иллюстрацияларды тез жасауға мүмкіндік береді. Мұнда бейнелерді қосымша өңдеу (мысалы, бейнені бұру) қызметтері жұмыс істейді.

MS Wоrd 2003-қа Бейнелерді бабына келтіру аспаптар панелі және Рамкалар қосылған, графикалық примитивтер жиыны кеңейтілген, бұрынғы версияларда оларды сызықтар мен доғалардан жасау көп уақытты талап етті (немесе мүлде мүмкін еместі).

MS Wоrd 2003 құралдарымен көптеген түрлі түсті, геометриялық, мәтіндік және анимациялық әсерлі сәндік жазбалар жасауға болады.

Графикалар мен диаграммалар көптеген мәтіндерді (тәжірибе-сынақ нәтижелері, есеп көрсеткіштері, т.б.) көрнекі етіп көрсету үшін пайдаланылады. Harvard Graphics, Lоtus, Micrоsоft оffice сияқты өнімдерде графикалар мен диаграммалар түріндегі құралдардың мол жиынтығы бар. Солардың көмегімен екі, үш өлшемді диаграммалардың сызықты, бағаналы, шеңберлі, пирамидалы, т.б. түр-түрін жасауға болады. Асtіоn мультимедиа-презентациясының пакетінде диаграммаларды жасауға қажет бай аспаптар бар. Онда диаграммалар әр түрлі, қилы пішімді болып, оның әр элементі (бағана, сызық, сектор, т.б.), сонымен бірге диаграмманың өзі белгілі дыбыстық сүйемелдеумен жылжуы («өсіп», «жүзіп», т.б.) мүмкін.

Информацияны қорғау әдістерінің бірі резервті даналарды магниттік тасушыда сақтау болып табылады, яғни файлдарды дискетгерге көшірген жөн екені алдыңғы дәрістерде айтылған болатын. Егер файл жадтың көп көлемін алса және дискетке сыймайтын болса, не істеу керек? Мұндай жағдайларда информацияны құртпай, оны қысуға мүмкіндік беретін арнайы программалар қолданылады. Мұндай қысылған файлдарды дискетте сақтап кана қоймай, компьютерлік желілерде байланыс каналдары бойынша жіберуге болады.

Информацияны қысу дегеніміз - файлдағы информацияның сақтау жадының көлемінің кішіреюіне әкелетін өзгерту процесі.

Файлда информацияны қысу процесі деректерді архивтеу деп те аталады.

Архивтеу файл алатын кеңістік көлемдерін едәуір қыскартуға мүмкіндік береді, оларды бір компьютерден басқаға тасымалдауды елеулі жеңілдетеді, файлды дискіге көшіру уақытын кішірейтеді, бөгде адамдардың орынсыз қатынауынан (килігуінен) информацияны парольмен қорғайды және сонымен қатар файлдарды компьютерлік вирустардан бұлінуден жарым-жартылай қорғайды.

Архивтеудің мәнісі - қарапайым қапшықтар мен файлдар буып-түйіледі (қысылады) және арнайы архивтік файлға орналастырылады.

Архивтік файл дегеніміз - өзінде бір немесе бірнеше файлдар, немесе кысылған түрде капшықтар, сонымен қатар файлдың аты, олардың құрылған немесе өзгертілген күні және уақыты, өлшемі т.с.с. туралы қызметтік информациялардан тұруы мүмкін арнайы түрде ұйымдастырылған файл.

Көлемі бойынша үлкен архивтік файлдар бірнеше дискілерде (томдарда) орналасуы мүмкін. Мүндай архивті көптомды деп атайды. Том дегеніміз - көп томдық архивтің құрайтын бөлігі. Бірнеше бөліктерден архивті құра отырып, олардың бөліктерін бірнеше дискеттерге жазуға болады.