«Информатика и ИКТ БАЗОВЫЙ КУРС Учебник для 8 класса Допущено Министерством образования и науки Российской Федерации Москва БИНОМ. Лаборатория знаний 20O5 УДК 004.9 ББK 32.97 С30 Семакин И. Г. (И) Информатика и ...»

5. Что такое таблица кодировки? Как называется таблица коди­ ровки, используемая в большинстве современных персональ­ ных компьютеров?

6. Закодируйте в двоичной форме свою фамилию, записанную ла­ тинскими буквами, используя табл. 3.1.

7. Познакомьтесь с альтернативной частью кода ASCII, использу­ емой в школьных компьютерах. Выясните, соблюдается ли принцип последовательного кодирования алфавита из русских букв (их называют кириллицей).

8. Закодируйте короткую фразу на русском языке. Обменяйтесь полученными кодами с соседом по парте и декодируйте тексты друг друга.

Основные темы параграфа:

* структурные единицы текста;

* среда текстового редактора.

Ч т о такое текстовый редактор и текстовый процессор дакторами.

документы, редактировать их, просматривать По отношению к текстовым редакторам с широкими воз­ можностями форматирования текста, включения графики, проверки правописания часто применяется название «тек­ стовый процессор».

Существует множество текстовых редакторов — от про­ стейших учебных до мощных издательских систем, с помо­ щью которых делают книги, газеты, журналы. Познакомим­ ся с основными понятиями, связанными с текстовым редакто­ ром, и его возможностями.

Структурные единицы текста Данные, с которыми работают текстовые редакторы, — это символьная информация. Наименьшим элементом текста является один символ. Слова — это символьные последова­ тельности, отделяемые друг от друга пробелами или знаками препинания. Структурными единицами текста также явля­ ются: слово, строка, абзац, страница, раздел. Существуют определенные приемы (команды) работы с каждой из этих единиц.

Строка состояния § 14. Текстовые редакторы Среда текстового редактора Набираемый пользователем на клавиатуре текст отобра­ жается в рабочем поле редактора на экране. Место воздейст­ вия на рабочее поле отмечается курсором. Курсор имеет вид черточки или прямоугольника.

Часто текст имеет больший размер, чем тот, что может по­ меститься на экране. В этом случае в пределах рабочего поля располагается только часть текста. Экран является своеоб­ разным окном, через которое можно просматривать текст.

Для перемещения этого окна по тексту используются специ­ альные клавиши или манипулятор.

У большинства текстовых редакторов на экране имеется информация об их текущем состоянии — строка состояния.

Как правило, в ней указываются координаты курсора (номер текущей строки и позиции в строке), номер страницы, фор­ мат текста, текущий шрифт и некоторая другая информа­ ция.

Для любого ТР характерно присутствие на экране меню команд управления редактором. Это команды изменения ре­ жимов работы, файловых операций, печати, форматирова­ ния текста, обращения за справкой и другие. Меню может иметь как текстовую, так и пиктографическую форму.

Текстовый редактор (ТР) — это прикладная программа, позволяющая создавать текстовые документы, редактиро­ вать их, просматривать содержимое документа на экране, распечатывать документ, изменять формат документа.

Стандартными компонентами среды ТР являются: рабо­ чее поле, текстовый курсор, строка состояния, меню команд.

1. Для чего предназначены текстовые редакторы (ТР)?

2. Изучите все элементы среды используемого вами текстового ре­ дактора. Какая информация содержится в строке состояния?

Какие команды входят в меню, как они отдаются?

Основные темы параграфа:

* режим ввода-редактирования текста;

* шрифты и начертания;

* форматирование текста;

* работа с фрагментами текста;

* поиск и замена фрагмента;

* автоматическая проверка правописания;

* файловые операции;

* печать документа;

* режим помощи пользователю.

Режим ввода-редактирования текста Ввод-редактирование — это основной режим работы тек­ стового редактора.

При записи текста на бумаге мы пользуемся ручкой или карандашом. Ввод (запись) текста в память компьютера про­ изводится с помощью клавиатуры. Если в прежние времена, до массового распространения ПК, быстро набирать текст на клавишах пишущих машинок умели только профессиональ­ ные машинистки, то сейчас этот навык становится необходи­ мым для большинства людей. На занятиях в компьютерном классе вам поможет овладеть этим навыком учитель. Кроме того, существуют специальные учебные программы-трена­ жеры, развивающие умение быстро работать с клавиатурой.

При работе с текстовым редактором в режиме ввода-редак­ тирования по экрану дисплея перемещается курсор, который указывает текущую позицию для ввода. Символ, соответству­ ющий нажатой клавише, помещается в позицию курсора, ко­ торый после этого перемещается на один шаг вправо или, если достигнут конец строки, в начало следующей строки.

Под редактированием понимается внесение любых изме­ нений в набранный текст. Чаще всего приходится стирать ошибочный символ, слово, строку; заменять один символ на другой; вставлять пропущенные символы, слова, строки.

В процессе редактирования текста пользователь может изме­ нять шрифты, форматировать текст, выделять фрагменты и § 15. Работа с текстовым редактором манипулировать ими (переносить, уничтожать, копировать).

В многооконных редакторах можно «разложить» сразу не­ сколько документов в разных окнах и быстро переходить от одного к другому.

Шрифты и начертания Обычная пишущая машинка может печатать тексты толь­ ко одним шрифтом. В текстовом документе, созданном на компьютере с помощью текстового редактора, могут исполь­ зоваться разнообразные шрифты. Современные текстовые редакторы имеют много наборов шрифтов. У каждого шриф­ та есть свое название. Например: Arial, Times New Roman и др. Буквы одного шрифта могут иметь разные начертания.

';

Различаются обычное (прямое) начертание, курсив, полу­ жирное начертание. Кроме того, представляется возмож­ ность подчеркивания текста. Вот несколько примеров:

Это обычное начертание шрифта Times New Roman.

Это полужирное начертание шрифта Times New Roman.

Это полужирный курсив шрифта Times New Roman.

Текстовые редакторы, работающие в среде Windows, по­ зволяют управлять размером символов.

Следует иметь в виду, что если текстовый редактор позво­ ляет менять шрифты, начертания и размеры, то в памяти приходится хранить не только коды символов, но и указания на способ их изображения. Это увеличивает размер файла с текстом. Информацию о шрифтах воспринимают программы, управляющие выводом текста на экран или на печать. Имен­ но они и создают изображение символов в нужной форме.

Практически все редакторы, распространенные в нашей стране, позволяют использовать как русский, так и англий­ ский алфавит.

Форматирование текста Под форматом печатного текста понимается расположе­ ние строк (длина строки, междустрочное расстояние, вырав­ нивание текста по краю или по середине строки); размеры полей, страниц.

Параметры формата (длина строки, междустрочное рас­ стояние) устанавливаются пользователем перед вводом тек­ ста и в дальнейшем автоматически выдерживаются тексто­ вым редактором. Пользователю остается только набирать текст.

Как, например, текстовый редактор управляет размером строки? После установки размера строки текстовый редак­ тор сам следит за окончанием строк: как только длина наби­ раемой строки достигает предела, происходит переход к но­ вой строке (в память записывается символ конца строки).

При переходе к новой строке может происходить авто­ матическое выравнивание набранной строки по краям или по центру текста, если режим выравнивания установлен в текстовом редакторе. Вот два примера текста: в первом ре­ жим выравнивания правого края был установлен, во вто­ ром — нет.

У лукоморья дуб зеленый, У лукоморья дуб зеленый, Златая цепь на дубе том. Златая цепь на дубе том.

И днем и ночью кот ученый И днем и ночью кот ученый Все ходит по цепи кругом. Все ходит по цепи кругом.

Некоторые текстовые редакторы производят автоматиче­ ский перенос слов, соблюдая правила переноса.

Если вы ввели текст в определенном формате, а потом ре­ шили изменить формат, то с помощью текстового редактора это легко сделать. Достаточно установить новые параметры формата и отдать команду «Переформатировать текст» (весь текст или абзац, или выделенный фрагмент текста).

Работа с фрагментами текста Большинство текстовых редакторов позволяют выделять в тексте куски, которые называют фрагментами (блоками).

Чаще всего блок на экране отмечается изменением цвета фона и символов. С выделенным блоком могут быть выпол­ нены следующие действия:

* переформатирование;

* изменение шрифта;

* удаление;

* перенос;

* копирование.

§15. Работа с текстовым редактором Три последние операции связаны с использованием специ­ альной области памяти, которую называют буфером обмена.

Для примера рассмотрим, как происходит перенос фрагмен­ та текста из одного места в другое. Вот последовательность действий для такой операции:

1. Выделить копируемый фрагмент в тексте.

2. Выбрать команду «Вырезать».

3. Установить курсор в позицию вставки.

4. Выбрать команду «Вставить».

Удаленный из текста по команде «Вырезать» фрагмент не исчезает совсем, а только перемещается в буферную область.

Затем из буферной области он копируется в указанное курсо­ ром место. Такое копирование можно производить много­ кратно.

Если в пункте 2 вместо команды «Вырезать» выполнить команду «Копировать», то выделенный блок не только скопируется в буфер, но и останется в тексте на прежнем месте.

Работа с окнами Часто человеку, работающему с деловыми бумагами, до­ кументами, приходится держать на столе открытыми одно­ временно несколько документов. Новый документ может со­ ставляться из фрагментов уже имеющихся документов. То же самое можно делать на компьютере, если ваш текстовый редактор поддерживает многооконный режим работы. При­ чем на компьютере это делать гораздо удобнее, поскольку по­ вторяющиеся части текста не нужно переписывать заново, а путем копирования фрагментов просто переносить из одного документа в другой.

В многооконном режиме текстовый редактор выделяет для каждого обрабатываемого документа отдельную область памяти, а на экране — отдельное окно. Окна на экране мо­ гут располагаться каскадом (друг за другом) или мозаикой (параллельно в плоскости экрана). Активным окном явля­ ется то, в котором в данный момент находится курсор (рис. 3.2).

С помощью специальных команд (нажатием определен­ ных клавиш или используя мышь) производится переход от одного активного окна к другому. При этом можно пере­ носить или копировать фрагменты текстов между разными документами, используя буфер, к а к об этом говорилось выше.

6— Рис. 3.2. Расположение окон на экране каскадом (слева) Поиск и замена фрагмента Представьте, что в большом по объему тексте вам нужно найти определенное слово или фразу. В «бумажном» тексте, например в книге, такой поиск может занять довольно много времени. В компьютерном тексте текстовый редактор за вас это сделает достаточно быстро. В большинстве текстовых ре­ дакторов реализован режим поиска. Указав искомое слово (или фразу) и отдав команду ПОИСК, вы можете быть увере­ ны, что текстовый редактор не пропустит ни одного места в тексте, где оно встречается.

Часто поиск фрагмента текста совмещается с заменой од­ них слов на другие. Например, в некотором тексте вам тре­ буется заменить слово «монитор» на слово «дисплей». Для этого достаточно отдать команду: ЗАМЕНИТЬ «монитор»

на «дисплей». И текстовый редактор произведет такую за­ мену во всем документе.

Автоматическая проверка правописания Редкий человек не делает при письме ошибок. Когда воз­ никают сомнения в написании какого-нибудь слова, мы за­ глядываем в орфографический словарь. Современный тексто­ вый редактор может помочь пользователю и в такой ситуа­ ции. В тех ТР, в которых реализован режим орфографическо­ го контроля, во внешней памяти хранится достаточно боль­ шой словарь. Благодаря этому становится возможным авто­ матический поиск ошибок в тексте.

В современных текстовых процессорах производится по­ иск пунктуационных и даже стилистических ошибок. Здесь § 15. Работа с текстовым редактором работает система, которой известны правила грамматики и стилистики. Система не только обнаруживает ошибки, но и дает советы пользователю, как их можно исправить.

Файловые операции Документы, создаваемые с помощью текстового редакто­ ра, сохраняются в файлах на внешних носителях. Значит, работая с текстовым редактором, пользователь должен иметь возможность выполнять основные файловые операции:

* создать новый файл;

* сохранить текст в файле;

* открыть файл (загрузить текст из файла в оперативную память).

В системе команд текстового редактора имеется коман­ да включения режима работы с файлами. Обычно она так н называется: ФАЙЛ. Затем пользователь отдает одну из команд: СОЗДАТЬ, СОХРАНИТЬ, ОТКРЫТЬ. Обращение к конкретному файлу происходит путем указания его имени.

Печать документа Тексты, создаваемые с помощью текстового редактора, в конечном итоге распечатываются на бумаге. Для этого пре­ дусмотрен режим печати. Он включается командой ПЕЧАТЬ.

Компьютер для этого, во-первых, должен быть оснащен устройством печати — принтером. Во-вторых, поскольку су­ ществует очень много разных типов принтеров, то компью­ тер должен быть настроен на работу именно с тем принтером, который имеется в наличии. Настройка на тип принтера про­ исходит путем установки специальной системной програм­ мы управления принтером, называемой драйвером. Поэтому имейте в виду, что если на вашей машине не выполняется печать, то это еще не значит, что неисправен принтер. Впол­ не возможно, что с принтером работает «чужой» драйвер.

Обычно текстовые редакторы позволяют настроить работу принтера на определенный режим. Можно, например, вы­ полнить черновую печать, которая производится быстрее нсего, но с низким качеством, можно установить режим вы­ сококачественной печати, если требуется получить «красиный» документ.

Р е ж и м помощи пользователю Одно из г л а в н ы х условий «дружественности» программ­ торый был прерван.

* ввод-редактирование;

* проверка правописания;

1. Перечислите основные режимы работы текстового редактора.

2. Какие основные начертания шрифтов используются в тексто­ вом редакторе?

3. Что понимается под форматированием текста?

4. Что такое фрагмент текста? Какие действия с ним можно вы­ полнять?

5. Какие возможности предоставляет многооконный редактор?

6. Как осуществляется в текстовом редакторе поиск и замена?

7. Что такое орфографический контроль? На каком устройстве хранится орфографический словарь?

8. Какие файловые операции можно выполнять, работая в тексто­ вом редакторе?

9. Как распечатать текст на бумаге? Какие технические и про­ граммные средства для этого необходимы?

10. Как воспользоваться режимом помощи?

§16. Дополнительные возможности текстовых процессоров Основные темы параграфа:

* что такое стили и шаблоны;

* работа со списками;

* включение таблиц в текстовый документ;

* включение в текстовый документ графических объектов и формул.

По отношению к текстовым редакторам, обладающим ши­ рокими возможностями по оформлению и структурирова­ нию текста, включению в текст различных объектов, проверке правописания и пр. применяется название «текстовый процессор». Рассмотрим некоторые из дополнительных воз­ можностей текстовых процессоров.

Что такое стили и шаблоны Важнейшим этапом в создании текстового документа яв­ ляется его оформление. В некоторых случаях этот этап имеет первостепенную важность. Например, ни один банк не при­ мет платежное поручение, не оформленное по строго задан­ ным правилам. Стандартное оформление должны иметь дип­ лом победителя олимпиады, больничный лист, заявление о приеме на работу и многие другие документы. В связи с этим текстовые процессоры поддерживают понятие стиля оформ­ ления документа. Современный текстовый процессор позво­ ляет создавать документы многих стилей.

В понятие стиля включаются: шрифты, начертания и раз­ меры заголовков, основного текста, колонтитулов, сносок;

форматы строк, абзацев; размеры полей и многое другое. Все :>ти свойства задаются определенными параметрами. Сово­ купность параметров оформления документа называется шаблоном. Тестовый процессор предоставляет пользователю возможность работать как с готовыми (встроенными) шабло­ ­ами, так и самостоятельно создавать шаблоны для новых стилей (рис. 3.3).

Запустив текстовый процессор для создания нового доку­ мента, вы начинаете работу в рамках стандартного шаблона, который действует по умолчанию. Нестандартный шаблон из числа встроенных можно выбрать через соответствующее меню.

Работа со списками Список — это последовательность пронумерованных или помеченных пунктов. Если, например, вам необходимо включить в текст описание некой последовательности дейст­ вий, то удобно эту последовательность оформить в виде нуме­ рованного списка. Текстовый процессор поможет организо­ вать вам такой список автоматически.

Рассмотрим простой пример. В своем тексте вы описали последовательность действий при выключении компьютера в следующем виде:

Нажать кнопку «Пуск».

Выбрать пункт меню «Завершение работы».

Выбрать в списке элемент «Завершение работы».

Дождаться сообщения «Питание компьютера можно Отключить питание компьютера.

Затем вы решили, что будет лучше, если пронумеровать пункты. Такое описание нагляднее будет подчеркивать по­ следовательность действий. Следовательно, требуется со­ здать нумерованный список. Для этого достаточно выделить данный фрагмент текста и инициализировать команду меню СОЗДАТЬ СПИСОК. При этом можно выбрать порядок нумеДополнительные возможности текстовых процессоров рации, формат списка: абзацный отступ («красная строка»), ширину строки, шрифт и т. п. В результате получим следую­ щий нумерованный список:

1. Нажать кнопку «Пуск».

2. Выбрать пункт меню «Завершение работы».

3. Выбрать в списке элемент «Завершение работы».

4. Дождаться сообщения «Питание компьютера можно отключить».

5. Отключить питание компьютера.

Данный список обладает тем замечательным свойством, что при любом его изменении — удалении или добавлении пунктов — сохраняется последовательная нумерация.

Помимо нумерованных списков текстовые редакторы по­ зволяют работать с маркированными списками. В этом слу­ чае каждый элемент списка помечается не номером, а ка­ ким-либо значком. Маркированный список создается и ре­ дактируется так же, как и нумерованный, но вместо порядка нумерации пользователь должен выбрать вид значка, кото­ рым будут помечены элементы списка. В виде маркирован­ ного списка можно оформить, например, список необходи­ мых покупок:

* хлеб — батон и черный;

* молоко — 1 литр;

* яблоки — 1 кг.

Списки в рассмотренных примерах имеют одноуровневую структуру. Иногда возникает необходимость в создании мно­ гоуровневых списков. В таких списках элементы первого уровня сами являются списками и т. д. В качестве примера двухуровневого списка можно привести фрагмент из оглав­ ления книги — справочника пользователя ПК. Список со­ здан автоматически текстовым процессором.

1. Интерфейс текстовых редакторов WORD'97/2000 и их настройка.

2. Форматирование текста.

2.1. Стили и шаблоны.

Включение таблиц в текстовой документ Существует простое правило: если информацию можно как-то структурировать, то это надо делать! Часто использу­ емый способ структурирования (организации) информа­ ции — представление ее в виде таблицы.

Пусть, например, требуется создать текстовый документ, содержащий данные об учениках вашего класса: фамилии, имена, телефоны. Можно просто ввести текст, содержащий эти данные, например:

Петров Сергей, 456-456, Антонов Иван, 789-789.

Можно эти же данные представить в виде списка:

1. Петров Сергей, 456-456.

2. Антонов Иван, 789-789.

Но лучше оформить их в виде таблицы:

Для того чтобы вставить в текстовый документ таблицу, нужно отдать текстовому редактору команду ДОБАВИТЬ ТАБЛИЦУ. Это можно сделать с помощью пункта меню «Таблица» или воспользоваться кнопкой на панели инстру­ ментов. Таблица, как известно, состоит из столбцов и строк, на пересечении строк и столбцов находятся ячейки табли­ цы. Поэтому далее необходимо «сообщить» текстовому ре­ дактору, из какого количества строк и столбцов будет состо­ ять новая таблица. После этого можно вводить текст в ячей­ к и. Внутри каждой ячейки текст можно форматировать и редактировать обычным образом. Кроме того, в ячейку можно добавить рисунок, формулу, список и даже другую таблицу.

Включение в текстовый документ графических объектов и формул При работе с текстовыми документами нередко возникает необходимость включать в них не только списки и таблицы, но и рисунки (иллюстрации к тексту), диаграммы (при под­ готовке делового отчета), формулы (при написании научного текста). Современные текстовые процессоры позволяют рабо­ тать со всеми этими объектами.

Рассмотрим сначала способы включения в текстовый до­ кумент рисунков. Это можно сделать двумя способами.

§16. Дополнительные возможности текстовых процессоров Первый способ:

1. Открыть рисунок с помощью графического редактора.

2. Скопировать рисунок в буфер обмена.

3. Перейти в текстовый документ и вставить рисунок Второй способ:

1. Выбрать команду ВСТАВИТЬ РИСУНОК из меню текстового процессора.

2. Выбрать графический файл, содержащий нужный После включения рисунка в текстовый документ вы мо­ жете изменять его размеры, положение относительно текста (на переднем плане, на заднем плане, посередине текста), а также снабдить его рамкой и подписью.

Для того чтобы добавить в текст формулу, нужно вначале ее создать, воспользовавшись встроенной в текстовый про­ цессор сервисной программой (мастером формул). Можно, например, получить формулу такого вида:

Затем формула вставляется в текстовый документ. Так как формула хранится в виде рисунка, то с ней можно вы­ полнить те же действия, что и с рисунком.

Текстовый процессор, как уже было сказано, предостав­ ляет пользователю возможность включать в документ не только рисунки и формулы, но и другие объекты. С этими возможностями вы постепенно познакомитесь, расширяя свою практику работы с современными текстовыми процес­ сорами.

Коротко о главном Текстовые процессоры обладают богатыми возможностя­ ми по оформлению документов.

К дополнительным возможностям текстовых процессоров также относятся: работа со списками, работа с таблицами, включение в текстовый документ разнообразных объектов:

рисунков, диаграмм, формул и пр.

Стиль оформления документа фиксируется в его шаблоне.

1. Почему нужно придерживаться единого стиля при создании текстового документа?

2. Что такое шаблон документа?

3. Приведите примеры, когда форма текстового документа очень 4. Какие шрифты и начертания лучше использовать для заголов­ ков, основного текста, выделений в основном тексте?

5. Создайте шаблон для оформления почтового конверта.

6. Как работать со списками?

7. Чем маркированный список отличается от нумерованного?

8. Что такое многоуровневый список?

9. Как добавить в текстовый документ рисунок, формулу, диа­ грамму?

10. Приведите пример, когда для представления информации удоб­ нее воспользоваться таблицей.

Основные темы параграфа:

• как работают программы-переводчики;

• распознавание текста;

• ввод в компьютер печатного и рукописного текста.

В современном мире происходит очень в а ж н ы й процесс — формирование единого информационного пространства. Сти­ м и, у ч е л о в е к а п о я в л я е т с я возможность общаться в букваль­ ном смысле слова со всем м и р о м. Все это приводит к тому, что ц и а л ь н у ю литературу на иностранном я з ы к е. Но далеко не да текста с одного я з ы к а на другой. Д л я э т и х ц е л е й сегодня § 17. Системы перевода и распознавания текстов Как работают программы-переводчики Чтобы найти перевод неизвестного иностранного слова, пользователю электронного словаря достаточно ввести это слово в строке поиска, и уже через несколько мгновений бу­ дет получен исчерпывающий перевод. Современные тексто­ вые процессоры имеют в своем составе словари, позволяю­ щие производить орфографическую проверку правильности написания слов (на разных языках).

Но перевод отдельного слова и перевод целого текста — задачи совершенно разные. Чтобы понять смысл текста, не всегда хватает понимания значений всех входящих в него слов. Например, в английском языке слово «unit» имеет к а к минимум б различных значений. Какое из них имел в виду автор конкретного текста? Следствием необходимости реше­ ния этих проблем стало появление компьютерных систем пе­ ревода текстов. Современные системы перевода позволяют не только переводить, но и редактировать перевод, работать с различными тематическими словарями, выполнять как про­ стой и быстрый, так и сложный и профессиональный пере­ вод. Эти программы (вернее, пакеты программ) позволяют работать с файлами различных типов, электронной почтой, гипертекстовыми документами и т. п. К сожалению, задача адекватного перевода до конца еще не решена — многие про­ граммы зачастую выполняют ее не всегда удачно.

Рассмотрим простой пример. Переведем с помощью систе­ мы перевода на английский язык фразу:

Информатика — это наука об информации.

Результат перевода:

The computer science is an information science.

А теперь с помощью той же программы переведем эту фра­ зу на русский язык. Получим:

Как говорится, почувствуйте разницу!

Системы перевода еще уступают человеку, особенно в ра­ боте с художественными текстами, но эта область информа­ тики развивается очень быстро и «электронные карманные переводчики» уже становятся незаменимым помощником туриста, отправляющегося в страну с незнакомым для него языком.

Распознавание текста Перед обсуждением этой темы давайте вспомним, какие устройства ввода информации существуют у современных компьютеров? Клавиатура, мышь, сканер и др. Сканер, на­ пример, позволяет вводить графическую информацию с лис­ та бумаги.

За сотни лет человечество накопило огромный объем ин­ формации на традиционных бумажных носителях (книгах, газетах, журналах и т. п.). В настоящее время существует потребность (у электронных библиотек, к примеру) перено­ сить эту информацию в память компьютера. Конечно, это можно сделать с помощью клавиатуры и текстового редакто­ ра, но, представьте себе, сколько времени уйдет даже у про­ фессионального оператора на ввод, скажем, романа «Война и мир»? Необходимо как-то ускорить этот процесс. Встает во­ прос, нельзя ли использовать сканер для ввода текстовой ин­ формации? Правда, в этом случае возникает такая проблема:

все, что введено с помощью сканера, хранится в памяти ЭВМ как изображение. Надо «объяснить» компьютеру, что значок «с» — не просто закорючка, а буква, и хранить и обрабаты­ вать его нужно как букву.

Ввод в компьютер печатного и рукописного текста Существуют программы, позволяющие вводить тексты в ПК с помощью сканера. Используя специальные алгоритмы, они распознают буквы, позволяют редактировать распознан­ ный текст и сохранять его в различных форматах. Популяр­ ной программой такого типа является ABBY FineReader.

Работать с этой программой несложно. Сначала нужно отска­ нировать текст (управлять сканером можно прямо в среде Fi­ neReader), затем разбить этот текст на фрагменты, потом распознать эти фрагменты, отредактировать полученный текст и, наконец, сохранить его в нужном текстовом форма­ те. Интерфейс программы позволяет освоить эти операции легко и быстро.

Задача распознавания текста относится к области проб­ лем, которые решает наука под названием «Искусственный интеллект». Современные распознающие программы умеют читать не только печатный текст, но и текст, написанный са­ мым «корявым» почерком.

§ 17. Системы перевода и распознавания текстов текстовые файлы.

1. Что такое электронные словари?

2. Какие дополнительные проблемы возникают при переводе тек­ стов? Что отличает систему перевода текста от электронного словаря?

3. Почему отсканированный текст нельзя сразу обрабатывать тек­ стовым редактором?

4. В чем состоит проблема распознавания текста?

этим редактором.

дить на печать.

Представление текста в памяти компьютера Таблица кодировки Глава Графическая информация и компьютер (Компьютерная графика) • что такое компьютерная графика • как изображение представляется 7— Основные темы параграфа:

• история компьютерной графики;

• научная графика;

• деловая графика;

• конструкторская графика;

• иллюстративная графика;

• художественная и рекламная графика;

• компьютерная анимация.

В наше время редко найдется школьник, который бы не играл в компьютерные игры или хотя бы не видел, как в них играют другие. На экране дисплея, как на телеэкране, бега­ ют человечки, летают самолеты, мчатся гоночные машины...

Чего только нет! Причем качество цветного изображения на современном персональном компьютере бывает лучше, чем у телевизора.

Раздел информатики, занимающийся проблемами создания и обработки на компьютере графических изображений, называется компьютерной графикой.

Как же получаются все эти «картинки» на экране ЭВМ?

Вы уже хорошо знаете, что любую работу компьютер выпол­ няет по определенным программам, которые обрабатывают определенную информацию. Дисплей — это устройство вы­ вода информации, хранящейся в памяти ЭВМ. Значит, и «картинки» на экране — это отображение информации, на­ ходящейся в компьютерной памяти.

История компьютерной графики Результатами расчетов на первых компьютерах являлись длинные колонки чисел, напечатанных на бумаге. Для того чтобы осознать полученные результаты, человек брал бума­ гу, карандаши, линейки и другие чертежные инструменты и чертил графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конст­ рукций. Иначе говоря, человек вручную производил графиКомпьютерная графика ческую обработку результатов вычислений. В графическом виде такие результаты становятся более наглядными и по­ нятными. Таково уж свойство человеческой психики: на­ глядность — важнейшее условие для понимания.

Возникла идея поручить графическую обработку самой машине. Первоначально программисты научились получать рисунки в режиме символьной печати. На бумажных листах с помощью символов (звездочек, точек, крестиков, букв) по­ лучались рисунки, напоминающие мозаику. Так печатались графики функций, изображения течений жидкостей и газов, электрических и магнитных полей (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Примеры «символьной графики»

С помощью символьной печати программисты умудря­ лись получать даже художественные изображения. В редком компьютерном центре стены не украшались распечатками с портретами Эйнштейна, репродукциями Джоконды и другой машинной живописью.

Затем появились специальные устройства для графиче­ ского вывода на бумагу — графопостроители (другое на­ звание — плоттеры). С помощью такого устройства на лист бумаги чернильным пером наносятся графические изображе­ ния: графики, диаграммы, технические чертежи и прочее.

Для управления работой графопостроителей стали создавать специальное программное обеспечение.

Настоящая революция в компьютерной графике про­ изошла с появлением графических дисплеев. На экране гра­ фического дисплея стало возможным получать рисунки, чер­ тежи в таком же виде, как на бумаге с помощью каранда­ шей, красок, чертежных инструментов.

Рисунок из памяти компьютера может быть выведен не только на экран, но и на бумагу с помощью принтера. Су­ ществуют принтеры цветной печати, дающие качество ри­ сунков на уровне фотографии.

Приложения компьютерной графики очень разнообразны.

Для каждого направления создается специальное программ­ ное обеспечение, которое называют графическими програм­ мами, или графическими пакетами.

Научная графика Это направление появилось самым первым. Назначение — визуализация (т. е. наглядное изображение) объектов науч­ ных исследований, графическая обработка результатов рас­ четов, проведение вычислительных экспериментов с нагляд­ ным представлением их результатов (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Графическое изображение результатов расчета распространения волн на поверхности жидкости Деловая графика Эта область компьютерной графики предназначена для со­ здания иллюстраций, часто используемых в работе различ­ ных учреждений. Плановые показатели, отчетная докумен­ тация, статистические сводки — вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные ма­ териалы (рис. 4.3).

§ 18. Компьютерная графика Рис. 4.3. Графики, круговые и столбчатые диаграммы Программные средства деловой графики обычно включа­ ются в состав табличных процессоров (электронных таблиц), с которыми мы познакомимся немного позже.

Конструкторская графика Она используется в работе инженеров-конструкторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной гра­ фики является обязательным элементом систем автомати­ зации проектирования (САПР). Графика в САПР исполь­ зуется для подготовки технических чертежей проектируе­ мых устройств (рис. 4.4).

Графика в сочетании с расчетами позволяет проводить в наглядной форме поиск оптимальной конструкции, наибо­ лее удачной компоновки деталей, прогнозировать последст­ вия, к которым могут привести изменения в конструкции.

Средствами конструкторской графики можно получать плос­ кие изображения (проекции, сечения) и пространственные, трехмерные, изображения.

Иллюстративная графика Программные средства иллюстративной графики позволя­ ют человеку использовать компьютер для произвольного ри­ сования, черчения подобно тому, как он это делает на бумаге с помощью карандашей, кисточек, красок, циркулей, лине­ ек и других инструментов. Пакеты иллюстративной графики не имеют какой-то производственной направленности. По­ этому они относятся к прикладному программному обеспече­ нию общего назначения.

Простейшие программные средства иллюстративной гра­ фики называются графическими редакторами. Подробнее о графических редакторах речь пойдет ниже.

Художественная и рекламная графика Это сравнительно новая отрасль, но уже ставшая попу­ лярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации и мно­ гое другое.

Графические пакеты для этих целей требуют больших ре­ сурсов компьютера по быстродействию и памяти. Отличи­ тельной особенностью этого класса графических пакетов яв­ ляется возможность создания реалистических (очень близ­ ких к естественным) изображений, а также «движущихся картинок» (рис. 4.5).

Для создания реалистических изображений в графиче­ ских пакетах этой категории используется сложный матема­ тический аппарат.

§ 18. Компьютерная графика Получение рисунков трехмерных (пространственных) объектов, их повороты, приближения, удаления, деформа­ ции — все это связано с геометрическими расчетами. Пере­ дача освещенности объекта в зависимости от положения ис­ точников света, от расположения теней, от фактуры поверх­ ности (глянцевая, матовая, пористая) требует расчетов, учитывающих законы оптики.

Компьютерная анимация Получение движущихся изображений на дисплее ЭВМ на­ зывается компьютерной анимацией. Слово «анимация»

означает «оживление».

В недавнем прошлом художники-мультипликаторы со­ здавали свои фильмы вручную. Чтобы передать движение, им приходилось делать тысячи рисунков, отличающихся друг от друга небольшими изменениями. Затем эти рисунки переснимались на кинопленку. Система компьютерной ани­ мации берет значительную часть рутинной работы на себя.

Например, художник может создать на экране рисунки лишь начального и конечного состояний движущегося объ­ екта, а все промежуточные состояния рассчитает и изобразит компьютер. Такая работа также связана с расчетами, опира­ ющимися на математическое описание данного типа движе­ ния. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюзию движения (рис. 4.6).

Компьютерная графика — область информатики, занима­ ющаяся проблемами получения различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) на компьютере.

Для создания графических изображений требуется спе­ циальное программное обеспечение — графические пакеты.

Основные области применения компьютерной графики:

научная графика; деловая графика; конструкторская графи­ ка; иллюстративная графика; художественная и рекламная графика.

Компьютерная анимация — это получение движущихся изображений на дисплее.

1. Что называют компьютерной графикой?

2. Каким способом создавали рисунки на ЭВМ до появления аппа­ ратных и программных средств компьютерной графики?

3. На какие устройства производится вывод графических изобра­ 4. В чем преимущество графического дисплея перед другими устройствами графического вывода?

5. Назовите основные области применения компьютерной графики.

6. Что такое компьютерная анимация?

Основные темы параграфа:

• принципы работы монитора;

• как получается цветное изображение на экране;

• жидкокристаллические мониторы;

• видеопамять и дисплейный процессор;

• устройства ввода изображения в компьютер.

§19. Технические средства компьютерной графики На рис. 4.7 дана схема системы вывода изображения на эк­ ран. Она включает в себя монитор (другое название — дисплей) и видеоадаптер, который через информационную магистраль связан с центральным процессором и оперативной памятью.

Информационная магистраль Видеопамять Рис. 4.7. Схема системы вывода изображения на экран.

ЦП — центральный процессор компьютера;

Монитор В XIX веке во Франции возникла техника живописи, кото­ рую назвали пуантилизмом: рисунок составлялся из разно­ цветных точек, наносимых кистью на холст. Подобный прин­ цип используется и в компьютерах. Точки на экране компью­ тера выстроены в ровные ряды. Совокупность точечных строк образует графическую сетку, или растр (рис. 4.8).

Рис. 4.8. Изменение качества изображения с изменением густоты графической сетки Одна точка носит название «видеопикселъ» (далее будем употреблять краткое название — пиксель). Слово «пиксель»

происходит от английского «picture element» — элемент ри­ сунка. Чем гуще сетка пикселей на экране, тем лучше ка­ чество изображения (см. рис. 4.8). Размер графической сетки обычно представляется в форме произведения числа точек в горизонтальной строке на число строк: М х N.

На современных мониторах используются, например, та­ кие размеры графической сетки:

Размер монитора характеризуется длиной диагонали его экрана, выраженной в дюймах. 1 дюйм = 2,54 см. Бывают мониторы с диагональю 14, 15, 17 и более дюймов.

Принципы работы монитора Существуют мониторы, основанные на разных физических принципах. Самыми распространенными являются мониторы на основе электронно-лучевой трубки — ЭЛТ-мониторы. На экране такого монитора пиксель образуется люминесцирующим веществом, которое светится под воздействием луча, ис­ пускаемого электронной пушкой. Такой луч пробегает по по­ рядку (сканирует) все строки сетки пикселей. При этом он мо­ дулируется: на точки, которые должны светиться, падает, а на темных точках прерывается (рис. 4.9).

Поскольку после прекращения воздействия электронного луча на точку экрана ее свечение быстро затухает, то скани­ рование периодически повторяется с высокой частотой (75-85 раз в секунду и более). При такой частоте наше зре­ ние не замечает мерцания изображения.

§19. Технические средства компьютерной графики Рис. 4.9. Получение растрового изображения Первоначально на компьютерах использовались черно-бе­ лые мониторы. На черно-белом экране пиксель, на который падает электронный луч, светится белым цветом. Неосве­ щенный пиксель — черная точка. При изменении интенсив­ ности электронного потока получаются промежуточные се­ рые тона (оттенки).

Как получается цветное изображение на экране Каждый пиксель на цветном экране — это совокупность трех точек разного цвета: красного, зеленого и синего. Эти точки расположены так близко друг к другу, что нам они ка­ жутся слившимися в одну точку.

Из сочетания красного, зеленого и синего цветов складывается вся красочная Электронная пушка цветного монитора испускает три луча. Каждый луч вызывает свечение точки только одного цвета. Для этого в мониторе используется специальная фоку­ сирующая система.

Жидкокристаллические мониторы Все большее распространение получают жидкокристалли­ ческие мониторы — ЖК-мониторы. По сравнению с элект­ ронно-лучевыми мониторами они значительно меньше по весу, имеют плоскую форму. При работе с ЖК-монитором меньше устают глаза.

Видеопамять и дисплейный процессор Видеоадаптер — устройство, управляющее работой гра­ фического дисплея. Видеоадаптер состоит из двух частей: ви­ деопамяти и дисплейного процессора.

Видеопамять предназначена для хранения видеоинфор­ мации — двоичного кода изображения, выводимого на эк­ ран.

В видеопамяти содержится информация о состоянии каждого пикселя экрана.

Видеопамять — это электронное энергозависимое запоми­ нающее устройство. На современных компьютерах ее размер составляет несколько мегабайтов.

Дисплейный процессор — вторая составляющая видео­ адаптера.

Дисплейный процессор читает содержимое видеопамяти и в соответствии с ним управляет Таким образом, к видеопамяти имеют доступ два процес­ сора: центральный и дисплейный. Центральный процессор записывает видеоинформацию, а дисплейный — периодиче­ ски читает ее и передает на монитор, на котором эта инфор­ мация превращается в изображение.

Устройства ввода изображения в компьютер Монитор — это устройство вывода изображения. А каким образом изображение можно ввести в компьютер? Для этого используется сканер (рис. 4.10).

Работа сканера как бы противоположна работе видеоадап­ тера и монитора: видеоадаптер преобразует двоичный код в изображение на экране; сканер преобразует изображение на рисунке, чертеже, фотографии в двоичный код, который за­ писывается в память компьютера. Сканер получил свое на­ звание в соответствии с принципом своей работы: световой луч построчно сканирует плоский рисунок подобно тому, как электронный луч сканирует экран дисплея.

§ 19. Технические средства компьютерной графики С помощью сканера в компьютер можно вводить текст, напечатанный на листе бумаги. Как было сказано в главе 3, используя специальную программу распознавания текста, его изображение можно преобразовать в текстовый формат.

Изображение в компьютер может вводиться с цифрового фотоаппарата и с цифровой видеокамеры. Фотографии и ви­ деофильмы в этих устройствах сохраняются в виде двоично­ го кода на магнитных дисках. Затем, используя кабельное соединение, их можно переписать на компьютерный диск.

Система вывода изображения на экран включает в себя монитор (дисплей) и видеоадаптер.

Видеоадаптер состоит из видеопамяти и дисплейного про­ цессора.

Изображение на экране монитора получается из совокуп­ ности множества светящихся точек — видеопикселей.

Пиксели на экране образуют сетку из горизонтальных строк и вертикальных столбцов, которая носит название «растр».

Размер графической сетки М х N определяет разрешаю­ щую способность экрана, от которой зависит качество изоб­ ражения.

Используются два основных типа мониторов — на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и жидкокристаллические (ЖК).

Цвет пикселя на цветном экране монитора формируется из трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Из соче­ тания этих трех цветов получаются все другие краски.

Для ввода изображения в компьютер используются скане­ ры, цифровые фотоаппараты, цифровые видеокамеры.

1. Что такое пиксель? Что такое растр?

2. Как работает ЭЛТ-монитор?

3. В чем преимущества ЖК-монитора по сравнению с ЭЛТ-мони­ 4. Из каких трех цветов получаются все остальные краски на цветном дисплее?

5. Какие устройства входят в состав видеоадаптера?

6. Для чего нужна видеопамять?

7. Что такое дисплейный процессор? Какую работу он выполняет?

8. Какие устройства используются для ввода изображения в компьютер?

Основные темы параграфа:

• кодирование цветов пикселей;

Кодирование цветов пикселей Информация о состоянии каждого пикселя хранится в за­ кодированном виде в памяти компьютера. Код может быть однобитовым, двухбитовым и т. д.

Для получения черно-белого изображения (без полутонов) пиксель может находиться в одном из двух состояний: свеКак кодируется изображение тится — не светится (белый — черный). Тогда для его коди­ рования достаточно одного бита памяти:

Пиксель на цветном дисплее может иметь различную окраску. Поэтому одного бита на пиксель недостаточно.

Для кодирования четырехцветного изображения требует­ ся двухбитовый код, поскольку с помощью двух битов мож­ но выразить 4 различных значения (отобразить 4 различных состояния). Может использоваться, например, такой вари­ ант кодирования цветов:

Из трех базовых цветов — зеленого, красного, синего — можно получить восемь комбинаций трехбитового кода:

В этом коде каждый базовый цвет обозначается его первой буквой (к — красный, с — синий, з — зеленый). Черточка означает отсутствие цвета.

Следовательно, для кодирования восьмицветного изобра­ жения требуются 3 бита памяти на один видеопиксель. Если наличие базового цвета обозначить единицей, а отсутствие — нулем, то получается таблица кодировки восьмицветной па­ литры (табл. 4.1).

Таблица 4.1. Двоичный код восьмицветной палитры Из сказанного, казалось бы, следует вывод: с помощью трех базовых цветов нельзя получить палитру, содержащую больше восьми цветов. Однако на экранах современных компьютеров получают цветные изображения, составленные из сотен, тысяч и даже миллионов различных красок и от­ тенков. Как это достигается?

Если иметь возможность управлять интенсивностью (яр­ костью) свечения базовых цветов, то количество различных вариантов их сочетаний, дающих разные краски и оттенки, увеличивается.

Шестнадцатицветная палитра получается при использо­ вании четырехразрядной кодировки пикселя: к трем битам базовых цветов добавляется один бит интенсивности. Этот бит управляет яркостью всех трех цветов одновременно (ин­ тенсивностью трех электронных пучков) (табл. 4.2).

Таблица 4.2. Двоичный код шестнадцатицветной палитры.

§ 20. Как кодируется изображение Большее количество цветов получается при раздельном управлении интенсивностью базовых цветов. Причем интен­ сивность может иметь более двух уровней, если для кодиро­ вания интенсивности каждого из базовых цветов выделять больше одного бита.

Из сказанного можно вывести правило:

Количество различных цветов К и количество битов для их кодирования b 21 = 2, 22 = 4, 23 = 8, 24 = 16 и т. д. Для получения цветовой гаммы из 256 цветов требуется 8 битов = 1 байт на каждый пиксель, так как 2 8 = 256.

Объем видеопамяти Объем необходимой видеопамяти определяется размером графической сетки дисплея и количеством цветов. Мини­ мальный объем видеопамяти должен быть таким, чтобы в него помещался один кадр (одна страница) изображения. На­ пример, для сетки 640 х 480 и черно-белого изображения ми­ нимальный объем видеопамяти должен быть таким:

Это составляет 37,5 Кбайт.

Для четырехцветной гаммы и той же графической сетки видеопамять должна быть в два раза больше — 75 Кбайт; для восьмицветной — 112,5 Кбайт.

На современных высококачественных дисплеях использу­ ется палитра более чем из 16 миллионов цветов. Требуемый размер видеопамяти в этом случае — несколько мегабайтов.

Информация в видеопамяти — это двоичные коды, обо­ значающие цвета пикселей на экране.

Для кодирования двух цветов достаточно 1 бита на пик­ сель; четырех цветов — 2 битов; восьми цветов — 3 битов;

шестнадцати цветов — 4 битов и т. д. Количество цветов К и размер кода в битах b связаны формулой: К = 2b.

8— ж е н и я одновременно.

1. Какая информация содержится в видеопамяти?

2. Сколько битов видеопамяти на один пиксель требуется для хра­ нения двухцветного; четырехцветного; восьмицветного; шестнадцатицветного изображения?

3. Какие цвета получаются из смешения красного и синего, крас­ ного и зеленого, зеленого и синего?

4. Сколько цветов будет содержать палитра, если каждый базо­ вый цвет кодировать в двух битах?

5. Придумайте способ кодирования цветов для 256-цветной па­ 6. Пусть видеопамять компьютера имеет объем 512 Кбайт. Размер графической сетки — 640 х 480. Сколько страниц экрана одно­ временно разместится в видеопамяти при палитре из 16 цветов;

256 цветов?

Основные темы параграфа:

Два принципа представления изображения ваются соответственно растровым и векторным. С растро­ § 21. Растровая и векторная графика совокупность простых элементов: прямых линий, дуг, окружностей, эллипсов, прямоугольников, закрасок и пр., которые называются графическими примитивами.

В растровой графике графическая информация — это со­ вокупность данных о цветах пикселей на экране. В вектор­ ной графике графическая информация — это данные, од­ нозначно определяющие все графические примитивы, со­ ставляющие рисунок.

Положение и форма графических примитивов задаются в системе графических координат, связанных с экраном.

Обычно начало координат расположено в верхнем левом углу экрана. Сетка пикселей совпадает с координатной сет­ кой. Горизонтальная ось X направлена слева направо; верти­ кальная ось Y — сверху вниз.

Отрезок прямой линии однозначно определяется указани­ ем координат его концов; окружность — координатами цент­ ра и радиусом; многоугольник — координатами его вершин;

закрашенная область — граничной линией и цветом закрас­ ки и пр.

Для примера рассмотрим «маленький монитор» с растро­ вой сеткой размером 10 х 10 и черно-белым изображением.

На рис. 4.11 одна клетка соответствует пикселю. Приведено изображение буквы «К». Для кодирования изображения в растровой форме на таком экране требуется 100 битов (1 бит на пиксель). На рис. 4.12 этот код представлен в виде Рис. 4.11. Изображение, составленное из пикселей битовой матрицы, в которой строки и столбцы соответствуют строкам и столбцам растровой сетки («1» обозначает закра­ шенный пиксель, а «0» — незакрашенный).

Рис. 4.12. Растровый код черно-белого изображения буквы «К»

В векторном представлении буква «К» — это три линии.

Всякая линия описывается указанием координат ее концов в таком виде:

Изображение буквы «К» на рис. 4.10 описывается следую­ щим образом:

Для цветного изображения кроме координат указывается еще один параметр — цвет линии.

Для создания рисунков на компьютере используются гра­ фические редакторы. Графические редакторы бывают раст­ ровыми и векторными. Графическая информация о рисун­ ках, созданных с помощью редактора, сохраняется в файлах на диске. Существуют разнообразные форматы графических файлов. Их также можно разделить на растровые и вектор­ ные форматы. Растровые графические файлы хранят инфор­ мацию о цвете каждого пикселя изображения на экране.

В графических файлах векторного формата содержатся опи­ сания графических примитивов, составляющих рисунок.

Графический редактор P a i n t является растровым, a CorelDraw — векторным.

Растровая графика Растровые графические редакторы называют программа­ ми «картинного стиля», поскольку в них есть инструменты, которые используют художники при рисовании картин: «ки­ сти», «краски», «ластики» и др. При создании растрового изображения пользователь словно водит кистью по «элект­ ронному полотну», закрашивая каждый пиксель рисунка, или стирает закраску пикселей, используя «ластик».

При вводе изображений с помощью сканера (фотографий, рисунков, документов) также формируются графические файлы растрового формата.

Основное достоинство растровой графики состоит в том, что при высокой разрешающей способности монитора раст­ ровое изображение может иметь фотографическое качест­ во (рис. 4.13).

Рис. 4.13. Примеры растровых изображений, полученных путем Основной недостаток растровой графики — большой раз­ мер графических файлов. Простые растровые картинки зани­ мают несколько десятков или сотен килобайтов. Реалистиче­ ские изображения, полученные с помощью сканеров с вы­ сокой разрешающей способностью, могут занимать несколь­ ко мегабайтов. По этой причине информация в файлах рас­ трового формата, как правило, хранится в сжатом виде. Для сжатия графической информации используются специаль­ ные методы, позволяющие сократить ее объем в десятки раз.

Еще одним недостатком растровых изображений является их искажение, возникающее при изменении размеров, враще­ нии и других преобразованиях. Картинка, которая прекрасно выглядела при одном размере, после масштабирования или вращения может потерять свою привлекательность. Напри­ мер, в областях однотонной закраски могут появиться не­ нужные узоры; кривые и прямые линии могут приобрести пилообразную форму и т. п.

Векторная графика Векторные изображения получаются с помощью графиче­ ских редакторов векторного типа (их еще называют пакетами иллюстративной графики). Эти пакеты предоставляют в распо­ ряжение пользователя набор инструментов и команд, с помо­ щью которых создаются рисунки. Прямые линии, окружно­ сти, эллипсы и дуги являются основными компонентами век­ торных изображений. Одновременно с процессом рисования специальное программное обеспечение формирует описания графических примитивов, из которых строится рисунок. Эти описания сохраняются в графическом файле.

Картинки на рис. 4.14 составлены из графических прими­ тивов с помощью редактора векторного типа.

Рис. 4.14. Рисунки, полученные с помощью графического редактора векторного типа К достоинствам векторной графики можно отнести следу­ ющие ее свойства.

Графические файлы векторного типа имеют относи­ тельно небольшие размеры. Рисунки, состоящие из тысяч примитивов, занимают дисковую память, объем которой не превышает нескольких сотен килобайтов. Аналогичный рас­ тровый рисунок требует в 10-1000 раз большую память.

§ 21. Растровая и векторная графика Векторные изображения легко масштабируются без по­ тери качества. Например, для увеличения или уменьшения эллипса достаточно изменить координаты левого верхнего и правого нижнего углов прямоугольника, ограничивающего этот эллипс.

Следует понимать, что различие в представлении графи­ ческой информации в растровом и векторном форматах су­ ществует лишь для файлов. При выводе на экран любого изображения в видеопамяти формируется информация, со­ держащая данные о цвете каждого пикселя экрана.

Коротко о главном Существуют два подхода к представлению изображения на компьютере: растровый и векторный.

Растровая графическая информация — это сведения о цвете каждого пикселя при выводе изображения на экран.

Векторная графическая информация — это описания гра­ фических элементов (примитивов), из которых составлен ри­ сунок: прямых линий, дуг, эллипсов, многоугольников, за­ красок и пр.

Растровые графические редакторы формируют графиче­ ские файлы с данными растрового типа. Векторные редакто­ ры формируют графические файлы векторных форматов.

При сканировании изображений формируется графиче­ ская информация растрового типа.

Растровый формат позволяет получать изображения фото­ графического качества; растровые графические файлы име­ ют большой размер и обычно подвергаются сжатию.

Файлы векторного формата относительно невелики. Век­ торное изображение хорошо поддается растяжению и сжа­ тию, не теряя при этом качества.

Вопросы и задания 1. В чем разница между растровым и векторным способами пред­ ставления изображения?

2. Что такое графические примитивы?

3. Какая информация хранится в файлах растрового типа и в фай­ лах векторного типа?

4. Что такое система графических координат?

5. С помощью каких средств (программных, технических) получа­ ется растровая и векторная графическая информация?

6. Какой способ представления графической информации эконом­ нее по использованию памяти?

7. Для чего производится сжатие файлов растрового типа?

8. Как реагируют растровые и векторные изображения на измене­ ние размеров, вращения?

9. Получите растровый код и векторное описание для изображе­ ния букв «Н», «Л», «Т» на черно-белом экране с графической сеткой размером 8 x 8.

Основные темы параграфа:

• возможности графического редактора;

• среда графического редактора;

• режимы работы графического редактора.

Возможности графического редактора струментов, красок, шрифтов. Выбор в к а ч е с т в е инстру­ д о ж н и к производит с помощью манипулятора (мыши).

брать в таблице инструментов соответствующую фигуру и мера.

§ 22. Работа с графическим редактором растрового типа При помощи графического редактора художник имеет возможность соединять в один рисунок ранее созданные и со­ храненные в файлах изображения, сочетать рисунки с тек­ стом, раскрашивать, изменять цвета. Поэтому обычно в гра­ фических редакторах реализованы возможности, позволяю­ щие:

* «вырезать», «склеивать» и «стирать» произвольные части изображения;

* применять для рисования произвольные «краски» и * запоминать рисунки на внешних носителях, осуществлять их поиск и воспроизведение;

* увеличивать фрагмент изображения для проработки мелких деталей;

* добавлять к рисункам текст и таким образом создавать красочные объявления, рекламные плакаты, визитные Графический редактор позволяет также масштабировать (изменять размер) изображение, поворачивать и перемещать его на экране.

Среда графического редактора Среда у большинства графических редакторов организо­ вана приблизительно одинаково. На рис. 4.15 показан при­ мер экрана растрового редактора Paint.

С левой стороны экрана располагается набор пиктограмм (условных рисунков) с изображением инструментов, которы­ ми можно пользоваться в процессе рисования или изменения (редактирования) рисунка. Как правило, это: кисть для про­ ведения произвольных линий; ластик для стирания; валик для закрашивания; линейка для проведения прямых; прямо­ угольник, круг, эллипс для рисования фигур; ножницы для вырезания фрагментов рисунка. Могут быть и другие инст­ рументы.

В нижней части экрана расположена палитра, из которой художник выбирает краски требуемых цветов. Здесь же мо­ жет помещаться калибровочная шкала, которая позволяет устанавливать параметры рабочего инструмента, например ширину линии или орнамент закраски.

Оставшаяся часть экрана представляет собой пустой «холст» (рабочее поле), на который наносится рисунок.

Главное меню Меню инструментов Меню палитры Рис. 4.15. Среда графического редактора Paint Удобными инструментами пользователя для работы с гра­ фическим редактором являются манипуляторы: мышь, джойстик, трекбол. С помощью манипулятора по экрану пе­ ремещается стрелка-указатель. Помещая указатель на па­ нель инструментов, пользователь выбирает нужный инстру­ мент. После этого указатель меняет свою форму и становится средством рисования, стирания, закрашивания, вырезания и пр. Помещая указатель в область палитры, пользователь вы­ бирает текущий цвет линий и заливки.

Графические редакторы позволяют включать в рисунок тексты. При этом можно управлять шрифтом, размером сим­ волов, создавать различные эффекты, например тень, объем­ ное изображение символов.

Как правило, на экране присутствует меню команд в тек­ стовой или пиктографической форме (главное меню). С помо­ щью меню можно выполнять файловые операции (записы­ вать рисунок в файл, читать из файла), осуществлять вывод на печать, обращаться к справочнику, производить объеди­ нение данного рисунка с другими и пр.

§ 22. Работа с графическим редактором растрового типа Режимы работы графического редактора Режимы работы графического редактора определяют воз­ можные действия художника, а также команды, которые ху­ дожник может отдавать редактору в данном режиме.

1. Работа с рисунком (рисование). В этом режиме на рабо­ чем поле находится изображение инструмента. Худож­ ник наносит рисунок, редактирует его, манипулирует его фрагментами.

2. Выбор и настройка инструмента. Указатель находит­ ся в поле экрана с изображениями инструментов — меню инструментов. Вы можете выбрать инструмент.

С помощью этого меню можно также настроить инстру­ мент на определенный тип и ширину линии, орнамент закраски.

3. Выбор рабочих цветов. Указатель находится в поле эк­ рана с изображением цветовой палитры. Здесь можно установить цвет фона, цвет рисунка. Некоторые ГР дают возможность пользователю изменять палитру.

4. Режим работы с внешними устройствами. В этом режи­ ме можно выполнять команды записи рисунка на диск, считывания рисунка с диска, вывода рисунка на печать.

Графический редактор (ГР) — прикладная программа для получения рисованных изображений.

Рисунок, создаваемый средствами графического редактора, формируется на экране, а затем может быть сохранен в файле.

Среда любого ГР содержит рабочее поле, меню инструмен­ тов, цветов, меню команд для работы с файлами, печати ри­ сунка и других операций.

ГР позволяет включать в рисунок тексты, используя бук­ вы разных размеров и шрифтов.

1. Для чего предназначен графический редактор?

2. Перечислите основные составляющие среды графического ре­ дактора.

3. Какие инструменты используются при работе с графическим редактором?

4. Укажите основные режимы работы графического редактора.

5. Укажите команды управления используемого вами ГР, отдава­ емые через текстовое меню, пиктографическое меню.

6. Сформулируйте последовательность действий художника для выполнения следующих видов работы в среде графического ре­ дактора:

• рисование круга, закрашенного желтым цветом;

• рисование синего квадрата с вписанным в него красным кру­ • копирование фрагмента рисунка на новое место;

• сохранение рисунка в файле на диске.

Глава 4. Графическая информация и компьютер Освоить один из графических редакторов, имеющихся в программном обеспечении компьютерного класса, — на­ учиться:

о запускать графический редактор и завершать его о загружать и сохранять рисунки;

о создавать изображения и производить над ними различные операции.

основных понятий Глава Технология мультимедиа Технические средства Основные темы параграфа:

* что такое мультимедиа;

* области использования мультимедиа;

* представление результатов компьютерного моделирования;

Что такое мультимедиа Мультимедиа — сравнительно молодая отрасль новых информационных технологий. Дословный перевод слова «мультимедиа» означает «многие среды» («multi» — «мно­ го», «media» — «среда»). Под этим термином понимается од­ новременное воздействие на пользователя по нескольким ин­ формационным каналам. При этом пользователю, как пра­ вило, отводится активная роль.

Большинство знакомых вам игровых программ относятся к мультимедиа-продуктам. В таких играх сочетаются разно­ образные формы подачи информации с диалоговым управле­ нием. Красочное оформление, стереофоническое звуковое со­ провождение, движущиеся персонажи — все это создает ил­ люзию реальности происходящих на экране событий. Кроме того, с помощью мыши или джойстика играющий может пе­ ремещать на экране фигурки людей, запускать ракеты и многое другое.

Мультимедиа — это интерактивные (диалоговые) системы, обеспечивающие одновременную работу со звуком, анимированной компьютерной графикой, видеокадрами, статическими изображениями Области использования мультимедиа Компьютерные системы мультимедиа находят широкое применение в образовании, искусстве, рекламе, науке, торЧто такое мультимедиа говле и других областях человеческой деятельности. Причем в каждой из этих областей применение мультимедиа откры­ вает новые возможности, которые были недоступны при ис­ пользовании старых технологий.

Современные компьютерные обучающие программы, к а к правило, создаются в технологии мультимедиа. Ис­ пользуя одновременно зрительный и звуковой информаци­ онные каналы ученика, такие программы помогают ему лучше понять и запомнить учебный материал. Кроме того, интерактивный режим работы позволяет ученику самому влиять на темп обучения, проверять степень усвоения ма­ териала, возвращаться к повторению непонятых фрагмен­ тов урока.

Все большей популярностью пользуются электронные справочники, энциклопедии, художественные и музыкаль­ ные альбомы, созданные в технологии мультимедиа. Они со­ держат невиданные ранее объемы информации с цветными иллюстрациями, анимационными фильмами, видеоролика­ ми и музыкальным сопровождением. Например, мультиме­ дийная музыкальная энциклопедия дает возможность послу­ шать музыкальные произведения и одновременно увидеть выдающихся дирижеров и исполнителей.

Представление результатов компьютерного моделирования Представление результатов компьютерного моделирова­ ния в мультимедийной форме дает очень сильный эффект.

Создается иллюзия реальности по отношению к процессам, которые недоступны человеческому глазу. Например, осу­ ществив на компьютере астрономические расчеты, получив траекторию движения небесного тела через 100 лет, можно воспроизвести на экране его перемещение в космосе в виде анимационного ролика, да еще со звуковыми эффектами.

Реклама Активно используется мультимедиа в торговой рекламе, в сфере услуг. Все чаще можно увидеть в торговых залах и витринах магазинов компьютеры, на экранах которых демонстрируется реклама продаваемых товаров. Мультиме­ дийную рекламу все мы также постоянно наблюдаем по теле­ видению.

Коротко о главном Мультимедиа — это интерактивные системы, обеспечива­ ющие одновременную работу со звуком, анимированной компьютерной графикой, видеокадрами, статическими изоб­ ражениями и текстами.

1. Что такое мультимедиа?

2. Чем отличается мультимедийная обучающая программа от учебного видеофильма?

3. Какие преимущества имеют мультимедиа приложения в обра­ зовании перед традиционной формой обучения?

Основные темы параграфа:

• история звукозаписывающей техники;

• аналоговое представление звука;

• цифровое представление звука;

• что такое АЦП и ЦАП.

История звукозаписывающей техники Создание компьютерного звука — это современный этап истории развития звуковой техники. Кратко познакомимся с этой историей.

С конца XIX века бурно развивались технические средст­ ва хранения и передачи информации. Так, в конце XIX века знаменитым американским изобретателем Томасом Эдисо­ ном был изготовлен фонограф.

Принцип работы фонографа состоит в следующем. Речь, музыка или пение создают звуковые колебания, которые пе­ редаются на записывающую иглу фонографа. Игла, воз­ действуя на поверхность вращающегося воскового валика, оставляет на ней бороздку с изменяющейся глубиной — зву­ ковую дорожку. При воспроизведении звука происходит обАналоговый и цифровой звук ратный процесс: движение считывающей иглы по звуковой дорожке сопровождается ее колебаниями с той же частотой.

Эти колебания превращаются фонографом в слышимый звук (рис. 5.1). Фонограф Эдисона — первое в истории устройст­ во для записи звука.

На этой же идее было основано производство целлулоид­ ных грампластинок и механизмов, воспроизводящих запи­ санный на них звук: граммофона и патефона.

В середине XX века появился электрофон — электриче­ ский аналог патефона.

Аналоговое представление звука Звуковая дорожка грампластинки — это пример непре­ рывной формы записи звука.

Рис. 5.1. Профиль звуковой дорожки на фонографе Такую форму называют аналоговой. В электрофоне коле­ бания движущейся по звуковой дорожке иглы превращают­ ся в непрерывный электрический сигнал, показанный на рис. 5.2. Такой график называется осциллограммой. Он мо­ жет быть получен с помощью прибора, который называется осциллографом.

Рис. 5.2. Осциллограмма. Здесь t — время, I — сила тока Электрический сигнал передается на динамик электрофо­ на и превращается в звук.

В XX веке был изобретен магнитофон — устройство для записи звука на магнитную ленту. Здесь также используется аналоговая форма хранения звука. Только теперь звуковая дорожка — это не механическая «бороздка с ямками», как показано на рис. 5.1, а линия с непрерывно изменяющейся намагниченностью. С помощью считывающей магнитной го­ ловки создается переменный электрический сигнал, кото­ рый озвучивается акустической системой.

До недавнего времени вся техника передачи звука была аналоговой. Это и телефонная связь, и радиосвязь. При теле­ фонном разговоре звуковые колебания мембраны микрофона превращаются в переменный электрический сигнал, кото­ рый передается по электрическим проводам. В принимаю­ щем телефоне они превращаются в звук.

Цифровое представление звука Вам уже знаком основной принцип хранения информации в памяти компьютера — принцип дискретности: любые данные в памяти компьютера хранятся в виде цепочек битов, т. е. последовательностей нулей и единиц. Современные компьютеры умеют работать со звуком. Значит и звук в компьютерной памяти хранится в дискретной форме, т. е.

в виде цифр.

Что такое АЦП и ЦАП Запись звука происходит через микрофон, который созда­ ет непрерывный электрический сигнал, а воспроизведе­ ние — через динамики, которые звучат также под действием непрерывного электрического сигнала. Как же работа этих устройств совмещается с дискретными данными в памяти компьютера? Происходит преобразование аналоговой формы представления звука в дискретную и обратное преобразова­ ние. Первый процесс называется аналого-цифровым преоб­ разованием (АЦП), второй — цифро-аналоговым преобра­ зованием (ЦАП).

Подробнее о том, как осуществляется АЦП-преобразова­ ние, рассказывается во второй части учебника, в разделе 5.1.

§ 25. Технические средства мультимедиа Коротко о главном Непрерывная форма представления звука называется ана­ логовой формой.

Звук, записанный на фонографе, грампластинке, магнит­ ной ленте, — это «аналоговый звук».

В компьютере звук представляется в дискретной (цифро­ вой) форме.

АЦП — преобразование из аналоговой формы в цифровую (дискретную); ЦАП — преобразование из цифровой формы в аналоговую.

Вопросы и задания 1. Приведите примеры технических устройств, в которых звук хранится и воспроизводится в аналоговой форме.

2. В каких технических системах звук передается в аналоговой 3. Почему форму представления звука в компьютере можно назы­ вать дискретной и цифровой?

4. Что такое ЦАП и АЦП?

Основные темы параграфа:

* система ввода/вывода звука;

* устройства для работы с видеокадрами;

* устройства хранения мультимедийной информации.

Для работы с мультимедиа приложениями на компьютере необходимы специальные аппаратные и программные сред­ ства.

Система ввода/вывода звука Микрофон используется для ввода звука в компьютер.

Непрерывные электрические колебания, идущие от микро­ фона, преобразуются в числовую последовательность. Эту ра­ боту выполняет устройство, подключаемое к компьютеру, которое называется аудиоадаптером, или звуковой кар­ той. Воспроизведение звука, записанного в компьютерную память, также происходит с помощью аудиоадаптера, преоб­ разующего оцифрованный звук в аналоговый электрический сигнал звуковой частоты, поступающий на акустические колонки или стереонаушники. Из сказанного следует, что звуковая карта совмещает в себе функции ЦАП и АЦП.

Рис. 5.3 иллюстрирует описанный процесс.

Ввод/вывод Аналоговый Звуковая карта Дискретный Рис. 5.3. Преобразование звука при вводе и выводе Устройства для работы с видеокадрами Запись и воспроизведение видеофильмов на компьютере, как и работа со звуком, связаны с преобразованием ЦАП АЦП. Для этих целей существуют специальные карты вво­ да/вывода видеоизображения. Оцифрованные и занесенные в компьютерную память видеокадры могут быть подвергну­ ты редактированию.

Для демонстрации мультимедиа приложения в большой аудитории используют мультимедиа проектор. Такой про­ ектор переносит на большой экран изображение с экрана мо­ нитора.

Устройства хранения мультимедийной информации Звук, видео, графика, объединенные в мультимедиа при­ ложение, требуют больших объемов памяти. Поэтому для их хранения нужны достаточно емкие и, желательно, недоро­ гие носители. Этим требованиям удовлетворяют оптические компакт-диски (CD — Compact Disk). Наряду с большой ем­ костью (около 700 Мбайт) они имеют надежную защиту от потери данных. В настоящее время широко используются диски CD-ROM и CD-RW (см. § 8). Наибольшей информаци­ онной емкостью обладают цифровые видеодиски — DVD.

На современном DVD может храниться до 20 Гбайт информаКомпьютерные презентации ем.

карта и динамики (колонки или наушники).

обработкой н а к о м п ь ю т е р е.

Д л я хранения мультимедиа приложений используются вождением.

1. Какие элементы звуковой карты отвечают за воспроизведение цифрового и синтезированного звука?

2. Почему для хранения мультимедиа приложений используются компакт-диски?

3. Почему для работы с видео используются специальные карты ввода/вывода?

4. Для каких целей используется мультимедийный проектор?

Основные темы параграфа:

• что такое презентация;

• какие бывают презентации;

• этапы создания презентации.

Что такое презентация п о л ь з о в а н и я демонстрационного м а т е р и а л а. Т а к а я потребГлава 5. Технология мультимедиа ность возникает при чтении доклада на научной конферен­ ции, представлении новой технической разработки или ново­ го вида товара, отчета о разработанном проекте и во многих других случаях. В прежние времена для этих целей рисова­ лись плакаты на листах ватмана; затем появилась проекци­ онная техника: эпидиаскопы, слайд-проекторы, кодоскопы.

В последнее время на смену этим способам демонстраций пришли компьютерные презентации.

Слово «презентация» обозначает представление, демонст­ рацию. Обычно для компьютерной презентации использует­ ся мультимедийный проектор, отражающий содержимое эк­ рана компьютера на большом экране, вывешенном в ауди­ тории. Презентация представляет собой совмещение видео­ ряда — последовательности кадров со звукорядом — после­ довательностью звукового сопровождения. Презентация тем эффективнее, чем в большей мере в ней используются воз­ можности мультимедиа технологий.

Презентация представляет собой последовательность слайдов.

Отдельный слайд может содержать текст, рисунки, фотографии, анимацию, видео и звук.

При создании презентаций, как правило, между слайдами организуются гиперсвязи. Благодаря этому становится воз­ можной не только однозначная последовательность просмот­ ра слайдов, но и произвольный просмотр по смысловым свя­ зям. Например, презентация может начинаться со слайда, содержащего общие сведения о представляемом материале и перечень его основных разделов (рис. 5.4). Каждый пункт перечня — это гиперссылка. Щелчком на гиперссылке до­ кладчик может перейти к любому разделу презентации (рис. 5.5).

Если же технологию гипертекста применить к нетексто­ вым элементам презентации, то получим класс систем, кото­ рые называются гипермедиа. Презентация является систе­ мой гипермедиа, так как гиперсвязи могут быть наложены на графические и звуковые объекты. К примеру, после щелч­ ка кнопкой мыши на изображении исторического памятника будет выполнен переход на слайд с подробной информацией о нем.

§ 26. Компьютерные презентации Изображения на экране компьютера создаются с помощью графических Эти редакторы обычно подразделяются на три категории:

* графические редакторы для создания иллюстраций (векторные) * графические редакторы для улучшения изображений (растровые) * графические редакторы для создания трехмерных изображений Рис. 5.4. Начальный слайд презентации программ Трёхмерные образы реальных объектов следует создавать в программах трёхмерного моделирования, например, Рис. 5.5. Слайд, на который был выполнен переход после щелчка мышью на гиперссылке графические редакторы для создания Какие бывают презентации С точки зрения организации презентации можно разде­ лить на три класса:

* интерактивные презентации;

* презентации со сценарием;

* непрерывно выполняющиеся презентации.

Интерактивная презентация — диалог между пользо­ вателем и компьютером. В этом случае презентацией управ­ ляет пользователь, т. е. он сам осуществляет поиск информа­ ции, определяет время ее восприятия, а также объем необхо­ димого материала. В таком режиме работает ученик с обучающей программой, реализоьанной в форме мультиме­ дийной презентации. При индивидуальной работе мультиме­ дийный проектор не требуется.

Все интерактивные презентации имеют общее свойство:

они управляются событиями. Это означает, что когда проис­ ходит некоторое событие (нажатие кнопки мыши или пози­ ционирование указателя мыпти на экранном объекте), в от­ вет выполняется соответствующее действие. Например, по­ сле щелчка мышью на фотографии картины начинается звуковой рассказ об истории ее создания.

Презентация со сценарием — показ слайдов под управ­ лением ведущего (докладчика). Такие презентации могут со­ держать «плывущие» по экрану титры, анимированный текст, диаграммы, графики и другие иллюстрации. Порядок смены слайдов, а также время демонстрации каждого слайда определяет докладчик. Он же произносит текст, комменти­ рующий видеоряд презентации.

В непрерывно выполняющихся презентациях не преду­ смотрен диалог с пользователем и нет ведущего. Такие само­ выполняющиеся презентации обычно демонстрируют на раз­ личных выставках.

Этапы создания презентации Создание презентации на заданную тему проходит через следующие этапы:

* создание сценария;

* разработка презентации с использованием программных средств.

Предварительно необходимо продумать содержание каж­ дого слайда, а также связи между ними. Поэтому основу люКомпьютерные презентации бой презентации составляет схема в виде системы взаимосвя­ занных слайдов (рис. 5.6).

Рис. 5.6. Схема презентации — множество слайдов и связей между ними: а — простейшая структура, б — сложная структура Затем нужно выбрать программу разработки презента­ ции. Каждая из существующих программ такого класса об­ ладает своими собственными индивидуальными возможно­ стями. Тем не менее между ними есть много общего. Каждая такая программа включает в себя встроенные средства со­ здания анимации, добавления и редактирования звука, им­ портирования изображений, видео, а также создания рисун­ ков.

Презентации со сценарием разрабатывает сам докладчик.

Все шире эта форма презентации используется в учебной и внеучебной работе школьников. Завершив построение пре­ зентации и подготовив доклад, проведите репетицию, преж­ де чем выходить на публичное выступление. Важно выбрать правильный темп выступления и демонстрации. Он не дол­ жен быть слишком быстрым, поскольку слушатели должны не только услышать ваш текст, но и успеть рассмотреть слай­ ды на экране. Однако всякое выступление бывает ограничен­ ным по времени, поэтому надо позаботиться о том, чтобы вместиться в данный регламент. Очень полезно, если на ва­ шем пробном выступлении с презентацией будет присутствоГлава 5. Технология мультимедиа оценить качество вашего доклада и презентации.

г л я д н о й и убедительной ф о р м е.

слайдов.

Д л я связи между отдельными фрагментами презентации ющиеся.

вание, реклама, электронные учебники и энциклопедии и пр.

1. Какая информация может быть расположена на слайде презен­ 2. Какова особенность технологии гипертекста?

3. Как называется класс систем, в которых технология гипертек­ ста применяется к нетекстовым видам информации?

4. Каковы основные этапы создания презентации?

5. Что такое сценарий презентации?

6. Как следует готовиться к проведению презентации?

7. В чем состоит отличие интерактивной презентации от презента­ ции со сценарием?

Глава 5. Технология мультимедиа Освоить один из программных пакетов для создания пре­ зентаций.

Создавать сценарии несложных презентаций.

Создавать презентации на основе заданных шаблонов.

основных понятий Материал для углубленного изучения курса Дополнение к главе 1.1. Неопределенность знания Основные темы параграфа:

• содержательный подход к измерению информации;

• неопределенность знания;

• сообщение, несущее 1 бит информации;

• количество информации в сообщении об одном из N равновероятных событий.

Содержательный подход к измерению информации В данном параграфе будет рассмотрен другой подход к из­ мерению информации (в отличие от алфавитного), который назовем содержательным подходом. В этом случае количе­ ство информации связывается с содержанием (смыслом) по­ лученного человеком сообщения. Вспомним, что с «человече­ ской» точки зрения информация — это знания, которые мы получаем из внешнего мира. Количество информации, за­ ключенное в сообщении, должно быть тем больше, чем боль­ ше оно пополняет наши знания.

Как же с этой точки зрения определяется единица измере­ ния информации? Вы уже знаете, что эта единица называет­ ся «бит». Единица измерения информации была определена в науке, которая называется теорией информации. Ее опре­ деление звучит так:

В этом определении есть понятия, которые требуют пояс­ нения.

Дополнение к главе Неопределенность знания Что такое неопределенность знания? Лучше всего это объяснить на примерах. Допустим, вы бросаете монету, зага­ дывая, что выпадет: орел или решка. Есть всего два варианта возможного результата бросания монеты. Причем ни один из этих вариантов не имеет преимущества перед другим. В та­ ком случае говорят, что они равновероятны.

Так вот, в этом случае перед подбрасыванием монеты не­ определенность знания о результате равна двум. Игральный кубик с шестью гранями может с равной вероятностью упасть на любую из них. Значит, неопределенность знания о резуль­ тате бросания кубика равна шести. Еще пример: спортсме­ ны-лыжники перед забегом путем жеребьевки определяют свои порядковые номера на старте. Пусть имеется 100 участ­ ников соревнований. Тогда неопределенность знания спортс­ меном своего номера до жеребьевки равна 100.

Следовательно, можно сказать так: неопределенность зна­ ния о некотором событии — это количество возможных ре­ зультатов события (бросания монеты, кубика; вытаскивания жребия и пр.).

Сообщение, несущее 1 бит информации Сообщение о том, что произошло одно событие из двух равновероятных, несет 1 бит Более строгое определение равновероятности: если увеличивать ко­ личество бросаний монеты (100, 1000, 10000 и т. д.), то число выпа­ даний орла и число выпаданий р е ш к и будут все более б л и з к и м и.

Количество информации в сообщении об одном из N равновероятных событий А теперь такая задача: студент на экзамене может полу­ чить одну из четырех оценок: 5 — «отлично», 4 — «хорошо», 3 — «удовлетворительно», 2 — «неудовлетворительно».

Представьте себе, что ваш товарищ пошел сдавать экзамен.

Причем учится он очень неровно и может с одинаковой веро­ ятностью получить любую оценку от 2 до 5. Вы волнуетесь за него, ждете результата экзамена. Наконец, он пришел и на ваш вопрос «Ну, что получил?» ответил: «Четверку!».

Вопрос: сколько битов информации содержится в его от­ вете?

Если сразу сложно ответить на этот вопрос, то давайте по­ дойдем к ответу постепенно. Будем отгадывать оценку, задавая вопросы, на которые можно ответить только «да» или «нет».

Вопросы будем ставить так, чтобы каждый ответ уменьшал количество вариантов в два раза и, следователь­ но, приносил 1 бит информации.

Первый вопрос:

— Оценка выше тройки?

После этого ответа число вариантов уменьшилось в два раза. Остались только 4 и 5. Получен 1 бит информации.

Второй вопрос:

— Ты получил пятерку?

Выбран один вариант из двух оставшихся: оценка — чет­ верка. Получен еще 1 бит информации. В сумме имеем 2 бита.

Сообщение о том, что произошло одно из четырех равно­ вероятных событий, несет 2 бита информации.

Разберем еще одну частную задачу, а потом получим общее правило.

На книжном стеллаже восемь по­ лок. Книга может быть поставлена на любую из них. Сколько информации содержит сообщение о том, где нахо­ дится книга?

Будем действовать таким же спосо­ бом, как в предыдущей задаче. Метод поиска, на каждом шаге которого от­ брасывается половина вариантов, на­ зывается методом половинного деления. Применим метод половинного деления к задаче со стеллажом.

Дополнение к главе Задаем вопросы:

— Книга лежит выше четвертой полки?

— Книга лежит ниже третьей полки?

— Книга на второй полке?

— Ну теперь все ясно! Книга лежит на первой полке!

Каждый ответ уменьшал неопределенность в два раза.

Всего было задано три вопроса. Значит, набрано 3 бита ин­ формации. И если бы сразу было сказано, что книга лежит на первой полке, то этим сообщением были бы переданы те же 3 бита информации.

А сейчас попробуем получить формулу, по которой вы­ числяется количество информации, содержащейся в сообще­ нии о том, что произошло одно из множества равновероят­ ных событий.

Обозначим буквой N количество возможных событий.

Буквой i будем обозначать количество информации в сообще­ нии о том, что произошло одно из N событий.

В примере со стеллажом: N = 8, i = 3.

Нетрудно заметить, что связь между этими величинами выражается такой формулой:

Действительно: 2 1 = 2; 2 2 = 4; 2 3 = 8.

Если величина N известна, a i неизвестно, то данная фор­ мула становится уравнением для определения i. В математи­ ке оно называется показательным уравнением.

Например, пусть на стеллаже не 8, а 16 полок. Чтобы от­ ветить на вопрос, сколько информации содержится в сообще­ нии о том, где лежит книга, нужно решить уравнение Поскольку 16 = 2, то i = 4.

Количество информации (i), содержащееся из N равновероятных событий, определяется из решения показательного уравнения Если значение N равно целой степени двойки (4, 8, 16, 32, 64 и т. д.), то такое уравнение решается просто: i будет це­ лым числом. А чему, например, равно количество информа­ ции в сообщении о результате бросания игральной кости, у которой имеется шесть граней и, следовательно, N = 6? Ре­ шение уравнения будет дробным числом, лежащим между 2 и 3, поскольку 22 = 4 < 6, а 23 = 8 > 6. С точностью до пяти знаков после за­ пятой решение такое: 2,58496. Ниже приведена табл. 1.1, из которой можно определить i для различных значений N в диапазоне от 1 до 64.

Таблица 1.1. Количество информации в сообщении об одном Дополнение к главе л и ч е с т в о в о з м о ж н ы х результатов события.

Сообщение, у м е н ь ш а ю щ е е неопределенность з н а н и я в 1. Что такое неопределенность знания о результате какого-либо события? Приведите примеры, когда неопределенность знания можно выразить количественно.

2. Как с точки зрения содержательного подхода к измерению ин­ формации определяется единица измерения количества инфор­ 3. В каких случаях и по какой формуле можно вычислить коли­ чество информации, содержащейся в сообщении?

4. Сколько битов информации несет сообщение о том, что из коло­ ды в 32 карты достали «даму пик»?

5. Проводятся две лотереи: «4 из 32» и «5 из 64». Сообщение о ре­ зультатах какой из лотерей несет больше информации?

Дополнение к главе 4.1. Форматы графических файлов Основные темы параграфа:

• о стандартизации графических форматов;

• стандартные векторные форматы;

• стандартные растровые форматы;

• собственные форматы графических приложений.

О стандартизации графических форматов Формат графического файла — способ представления графических данных на внешнем носителе.

Во времена зарождения компьютерной графики не су­ ществовало стандартных форматов графических файлов.

Многие разработчики графических программ нередко сами изобретали собственные форматы. В результате возникали проблемы при обмене графическими данными между разны­ ми программами (текстовыми процессорами, издательскими системами, пакетами иллюстративной графики, программа­ ми САПР и др.). Работа по стандартизации графических фор­ матов началась в 80-х годах XX века.

Единого формата, пригодного для всех графических при­ ложений, нет и быть не может. Но все же некоторые форма­ ты стали стандартными для целого ряда областей использо­ вания компьютерной графики.

Пользователю графического редактора не обязательно де­ тально знать, к а к именно в том или ином формате хранятся графические данные. Однако умение ориентироваться в осо­ бенностях различных форматов имеет большое значение для организации эффективного хранения изображений и обмена графическими данными между разными приложениями.

В соответствии с двумя технологиями работы с графикой различаются векторные и растровые форматы графических файлов. Существуют стандартные графические форматы и собственные форматы графических приложений.

Стандартные векторные форматы Файлы векторного формата содержат описания рисунков в виде набора команд для построения простейших графиче­ ских объектов (линий, окружностей, прямоугольников, дуг и т. д.). В § 21 дан пример такого описания. Различные век­ торные форматы отличаются набором команд и способом их кодирования.

К стандартным векторным графическим форматам отно­ сятся: WMF (Windows MetaFile), EPS (Encapsulated Post­ Script), DXF (Drawing Interchange Format), CGM (Computer Graphics) и др.

Формат графического файла можно распознать по расши­ рению имени файла. Например, файл под именем picture, wmf является векторным файлом формата WMF.

Стандартные растровые форматы В файлах растровых форматов запоминаются:

размер изображения — количество пикселей в рисунке по горизонтали и вертикали;

битовая глубина — число битов, используемых для хранения цвета одного пикселя;

данные, описывающие рисунок (код цвета каждого пикселя рисунка).

В файлах растровой графики разных форматов эти харак­ теристики хранятся различными способами.

В § 21 на рис. 4.11 показан код растрового изображения буквы «К» в форме двоичной матрицы. Однако память компьютера линейна, т. е. представляет собой непрерывную цепочку битов. Схематическое изображение расположения в памяти растрового кода буквы «К» показано на рис. 4.15.

Здесь каждый квадратик — бит памяти. Белый квадра­ тик — ноль, черный — единица.

первая десятка вторая десятка третья десятка Рис. 4.15. Сохранение информации о цвете каждого пикселя Изображения фотографического качества, полученные с помощью сканеров с высокой разрешающей способностью, часто требуют нескольких мегабайтов памяти. Например, если размер изображения 1766 х 1528, а количество исполь­ зуемых цветов — 2 2 = 1 6 777 216, то объем растрового фай­ ла составляет около 8 Мб. Эта величина получается путем вычисления следующего выражения: