Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
Первичная профсоюзная организация Нижегородской областной организации Профессионального союза работников народного образования и науки РФ в НГТУ (студ...полностью>>
'Документ'
В украинском законодательстве о трансфертном ценообразовании необходимо четко прописать институт консолидированного налогоплательщика. Об этом в ходе ...полностью>>
'Документ'
1. Порядок уведомления представителя нанимателя (работодателя) о фактах обращения в целях склонения муниципального служащего к совершению коррупционны...полностью>>
'Документ'
Я всегда старалась быть в центре всех дел, во всем участвовать. Это было мне интересно! Общение, новые друзья, новые знания по многим вопросам. В школ...полностью>>

Главная > Документ

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

7.1. Принципы вывода изображений

Видеосистема PC ориентирована на растровый метод вывода изображения. Растровый метод подразумевает, что некий рисующий инструмент, способный оставлять видимый след, сканирует всю поверхность, на которую выводится изо6ражение. Траектория движения инструмента постоянна и не зависит от выводимого изображения, но инструмент может рисовать, а может и не рисовать отдельные точки траектории. Видимым изображением являются оставленные 1им точки. В случае видеомонитора инструментом является модулированный 1луч (или три луча базисных цветов), построчно сканирующий экран и вызы-11ающий свечение люминофора, нанесенного на внутреннюю поверхность экрана. Каждая строка растра разбивается на некоторое количество точек — пикселов (Pixel — сокращение от Picture Element — элемент изображения), засветкой каждой из которых по отдельности может управлять устройство, формирующее изображение (например, графическая карта). Видеомонитор является растровым устройством вывода динамически изменяемых изображений. Его луч сканирует кран с частотой, которая не должна позволять глазу видеть мерцание изображения. Матричные дисплеи, применяемые в блокнотных ПК, также относятся к растровым устройствам. Растровыми устройствами вывода статических изображений являются принтеры, в которых сканирование листа производится однократно (хотя возможны и многократные проходы).

Альтернатива растровым устройствам — векторные устройства вывода изображений. В этих устройствах инструмент прорисовывает только изображаемые фигуры, и его траектория движения определяется выводимым изображением. Изображение состоит из графических примитивов, которыми могут быть отрезки прямых — векторы (откуда и название метода вывода), дуги, окружности. К векторным устройствам вывода статических изображений относятся перьевые плоттеры. Существовали (а может, где-то используются и сейчас) и векторные мониторы, однако ввиду сложности построения системы управления лучом, Обеспечивающей быстрое и точное движение луча по сложной траектории, эта линия угасла.

Рассмотрим растровую систему вывода изображений, подразумевая в качестве оконечного устройства монитор с электронно-лучевой трубкой — CRT (Catode Ray Terminal, дословно — монитор на катодно-лучевой трубке). Сканирование экрана модулированным лучом обеспечивается генераторами горизонтальной и вертикальной разверток монитора. Луч может оставлять след только во время прямого хода по строке (слева направо). Строка разбивается на некоторое количество точек разложения, каждая из которых может иметь состояние (яркость и цвет), не зависимое от других (для монитора это разбиение условно). На обратном ходе по строке луч принудительно гасится. Следующая

строка прорисовывается параллельно предыдущей, но с некоторым вертикальным смещением (вниз), и так происходит сканирование до окончания кадра — достижения правого нижнего угла экрана. Во время обратного хода луча по вертикали, за время которого генератор горизонтальной развертки успеет сделать несколько строчных циклов, луч также принудительно гасится. В следующем кадре сканирование может производиться по-разному. В системах с прогрессивной (Progressive), или нечередующейся (NI Non-Interlaced), разверткой луч идет по тем же самым строкам (рис. 7.1, я). В системах с чересстрочной разверткой (Я, — Interlaced) луч пойдет по строкам, смещенным по вертикали на половину шага строки (рис. 7.1, 6). Таким образом, всю поверхность экрана луч проходит за два цикла кадровой развертки, называемых полукадрами. Чересстрочная развертка позволяет почти вдвое снизить частоту горизонтальной (строчной) развертки, а следовательно, и темп вывода точек изображения. Выгода от этого снижения будет понятна позже, а пока поясним, как определяются частоты развертки.

Рис. 7.1. Сканирование экрана: а — прогрессивная развертка, б—чересстрочная

Как известно, глаз является инерционным органом зрения — он воспринимает изменение яркости или освещенности только до какой-то определенной частоты. Существует понятие критической частоты световых мельканий (КЧСМ), которую измеряют так: человек смотрит неподвижно на некоторый безынерционный источник света (например, светодиод), который вспыхивает и гаснет с плавно повышаемой частотой. Сначала человек воспринимает вспышки по отдельности, с повышением частоты он видит уже только мерцание, а начиная с некоторой частоты мерцания для него сливаются в ровный свет. Эта частота и называется критической, и у разных людей она может находиться в пределах примерно 40-60 Гц. Неподвижность взгляда и источника в нашем опыте оговаривалась, поскольку при движении мелькающего объекта человек будет его воспринимать как трассу прерывистых светящихся точек (стробоскопический эффект). Наблюдение мерцающих объектов раздражает и утомляет зрительную систему, поэтому частота кадров (прорисовки экрана) должна быть, по крайней мере, не ниже значения КЧСМ. Таким образом, мы получили ориентировочное значение минимальной частоты кадров, равное 50 Гц (эта компромиссная частота применяется во многих телевизионных системах). Теперь посмотрим, что из этого следует. Вполне очевидно, что для качественного изображения экран должен иметь как можно больше точек матрицы разложения -j. то есть строк в кадре и точек на строке. Возьмем популярный режим 800х600 j (600 строк по 800 точек). За один период прогрессивной кадровой развертки луч должен успеть прочертить 600 видимых строк, да еще некоторое количество невидимых строк (примерно 50) он прочертит на обратном ходе по кадру. Получается, что частота строк должна составить 50 Гцx(600+50)=32,5 кГц (вроде и не так уж много). Этой частоте соответствует период около 30 мкс (1/32,5), из которого на прямой ход по строке остается около 25 мкс. За это время 1 необходимо вывести 800 точек строки, так что на каждую точку отводится 25/800-0,03 мкс, что соответствует частоте вывода точек в 30 МГц, а это для электронных схем уже высокая частота. Поскольку соседние точки выводимого изображения в принципе друг с другом не связаны, то полоса частот сигнала, 1 модулирующего интенсивность луча, должна быть несколько выше этого значения (примерно на 25%). Такую широкую полосу пропускания должен обеспечивать весь видеотракт: видео усилители модуляторов лучей, сигнальные линии интерфейсного кабеля, и, наконец (вернее, сначала), такой широкополосный сигнал должен сформировать графический адаптер. На всех этих стадиях высокие частоты порождают технические проблемы. Если реальная полоса пропускания в этом тракте будет уже, четкого изображения получить не удастся, переходы будут размыты. Если же частотная характеристика тракта в требуемом диапазоне будет неравномерной, появятся специфические искажения цветов или яркости около границ отображаемых объектов (справа от граничной линии). Понятно, что с технической точки зрения есть стимулы снижать требуемую верхнюю границу полосы частот видеотракта. При чересстрочной развертке за каждый полукадр сканируется только половина строк разложения (четные в родном полукадре и нечетные в другом), следовательно, строчная частота уменьшается, а длительность прохода видимой части строки увеличивается примерно вдвое. Таким образом, при заданных условиях (разрешении экрана и ограничении минимальной кадровой частоты) чересстрочная развертка позволяет снизить требуемую полосу пропускания вдвое.

Как видно из вышеприведенных выкладок, частотные параметры видеосистемы определяются исходя из желаемой частоты кадров, разрешения экрана и режима развертки. Заботясь о зрении пользователя, частоту кадров стремятся повышать. При низкой частоте экран начинает мерцать, что особо заметно на больших белых полях изображения (в полном смысле слова яркий тому пример - белый фон в приложениях Windows). Разрешение экрана стремятся увеличить - чем оно выше, тем больше информации можно уместить на экране. Поскольку размер экрана постоянно увеличивается - 17" монитор является уже нормой для многих видов деятельности, - потребность в разрешении, скажем, 1600х1200 вполне реальна. Но по нашим выкладкам для этого уже требуйся полоса 120 МГц! (Кадровая частота 50 Гц - это отнюдь не идеал.) Применение чересстрочной развертки годится лишь как вынужденная мера, поскольку имеет свои специфические неприятные «видеоэффекты»: если выводится узкая (в одну строку точек) горизонтальная линия, она будет заметно мерцать. Это и понятно, ведь прорисовывается она только в одном из полукадров, следовательно, с половинной кадровой частотой. Если изображение потолще (один и тот же элемент имеет точки в соседних строках), его мерцание будет почти незаметным. Итак, вожделенные цели ясны: частота кадров — выше, разрешение (по вертикали и горизонтали) — больше, развертка — не чересстрочная (Non Interlaced). Забегая немного вперед, заметим, что чем выше частота развертки, тем ниже производительность графической системы при построении изображений. С точки зрения пользователя, привлекательность чересстрочного режима развертки заключается в цене устройств, — поскольку для прогрессивной развертки требуется более высокое качество компонентов всего видеотракта, построчная развертка с высокой частотой кадров при режимах высокого разрешения — дорогое удовольствие. Чересстрочная развертка широко применяется в телевидении, где видеосигнал приходится «пропихивать» через радиоканал, с шириной полосы которого всегда имеются проблемы. Современные мониторы и графические адаптеры, применяемые в PC, используют оба режима развертки с различными значениями частоты кадров. Естественно, что работать они должны в согласованных режимах.

Рассмотрев работу оконечного устройства (монитора), обсудим способы формирования изображения в графическом адаптере. Итак, у нас имеется матрица точек экрана, образованная горизонтальными строками растра (номер строки — вертикальная координата матрицы) и точками разложения строки (номер точки в строке — горизонтальная координата матрицы). Эта матрица сканируется построчным или чересстрочным образом, и во время прямого хода луча по видимым строкам графический адаптер должен формировать сигналы управления яркостью базисных цветов монитора (или одного сигнала яркости в монохромном варианте). За это время последовательно (и синхронно с ходом луча) должна выводиться информация о яркости и цвете всех точек данной строки. Синхронизация обеспечивается формированием горизонтальных и вертикальных синхроимпульсов. Таким образом, графический адаптер является задающим устройством, а монитор со своими генераторами разверток должен вписаться в заданные параметры синхронизации.

Существуют два основных режима вывода информации — графический и символьный (текстовый). Хотя исторически первые видеосистемы работали в символьном режиме, начать объяснение работы удобнее с графического.



Похожие документы:

  1. Мир философии: Книга для чтения. В 2-х ч. Ч. Исходные философ проблемы, понятия и принципы. М.: Политиздат, 1991. 672 с

    Реферат
    ... симметричные тела, введенные Платоном для изображения основополагающих структур материи. Платоновские симметрии ... фактические данные поставляются восприятием и памятью, а принципы вывода являются принципами дедуктивной и индуктивной логики. В этой ...
  2. «Основные типы, принципы работы и сравнительная характеристика принтеров»

    Документ
    ... (печатают посимвольно), построчно печатающие устройства (выводят строки целиком) и постранично печатающие устройства ... столбец вертикально расположенных сопел, и принцип формирования изображений в них аналогичен точечно-матричным печатающим ...
  3. Методические приемы использования мультимедиа на уроках биологии. 8 Общие принципы организации обучения с применением пк 9

    Урок
    ... следующих общих принципах и выводах по ним: Общие принципы Выводы Активное участие ... , многие из которых содержат изображения растений. Анимации и интерактивные ... , многие из которых содержат изображения разнообразных животных, упоминаемых в учебнике ...
  4. Задание на работу Разработать программу перевода векторного объекта в формат растрового изображения

    Документ
    ... Цель работы: Знакомство с алгоритмами вывода векторного изображения. 2. Задание на работу Разработать ... использовании векторной графики при выводе изображения на экран нужно определить, ... (stack). Стек работает по принципу "первым вошел – последним вышел ...
  5. Принципы и подходы в формировании музейных коллекций предметов науки и техники 33 3 атрибуция музейных предметов науки и техники как часть научно-исследовательской работы научно-технического музея 37

    Реферат
    ... ; устройства, предназначенные для вывода визуальной информации. Все перечисленные ... .16) Телевизионный приёмник цветного изображения «Рубин Ц-230» [Электронный ... 56Григорян Г.Г. Научно-технические музеи и принципы идентификации памятников науки и техники ...

Другие похожие документы..