Как изображение появляется на экране

Поясните, каким образом появляются изображения на экранах дисплеев?

Чем отличается векторная от растровой графики?

Что такое фрактальная графика? Каким образом в ней создаются изображения?

Изображение строится по уравнению или системе уравнений. Поэтому в памяти компьютера для выполнения всех вычислений, ничего кроме формул хранить не требуется.

Фрактальная графика незаменима при создании изображений облаков, гор, водных и других поверхностей, очень напоминающих природные неевклидовые поверхности. Достаточно широко фрактальные изображения используются для оформления рекламных листовок, дискотек и веб-сайтов, методами фрактальной графики часто моделируют турбулентные потоки и создают различные узоры.

Поясните, что такое компьютерная графика (КГ)? Когда и в связи с чем она появилась?

Компьютерная графика — раздел информатики, предметом которого является создание и обработка на компьютере графических изображений (рисунков, чертежей, фотографий и пр.)

Компьютерная графика берет свое начало еще с 1961 года, когда С. Рассел, пытался сделать свою первую графику под компьютерную игру и это ему частично удалось.

Чем отличается двухмерная от трёхмерной компьютерной графики?

Двумерная графика — это «плоские» изображения, такие как фотографии или рисунки.

Трехмерная графика — это уже работа с объектами в трехмерном пространстве.

Что такое синтез, анализ и обработка изображений? Что у них общее и в чём отличия?

Синтез изображений — область компьютерной графики, объединяющая методы построения реалистических изображений трехмерного мира, включая математическое моделирование.

Анализ изображений – извлечение значимой информации из изображений используя техники обработки цифровых изображений (2D и 3D распознавание объектов, обнаружение движения, сегментация изображения)

Обработка изображений — любая форма обработки информации, для которой входные данные представлены изображением, например, фотографиями или видеокадрами.

Где используются результаты компьютерной графики?

● цифровая живопись и фотография

Какие технические средства необходимы для работы приложений компьютерной графики?

Аппаратное обеспечение компьютерной графики:

Поясните, как работают устройства ввода изображений?

Сканер

Принцип работы однопроходного планшетного сканера состоит в том, что вдоль сканируемого изображения, расположенного на прозрачном неподвижном стекле, движется сканирующая каретка с источником света. Отражённый свет через оптическую систему сканера (состоящую из объектива и зеркал или призмы) попадает на 3 расположенных параллельно друг другу фоточувствительных полупроводниковых элемента на основе ПЗС, каждый из которых принимает информацию о компонентах изображения.

Графический планшет

● Электростатический: регистрируется локальное изменение электрического потенциала сетки под пером

● Электромагнитный: перо излучает волны, а сетка регистрирует

● На электромагнитном резонансе: сетка излучает и принимает сигнал

Какие устройства можно отнести к группе диалоговых устройств?

Клавиатуры, сканеры, мониторы, тачпады, принтеры и т.д., и т.п.

Поясните, каковы принципы работы устройств вывода изображений? Каковы перспективы развития печатающих устройств?

● Матричные: используется оттиск печатающей головки (состоит из “иголок”) через красящую ленту

● Струйные: используется выброс микрокапель красителя из печатающей головки (и на основе пьезоэлектрического эффекта)

● Лазерные: используется светочувствительный барабан, на который лазером передается световой импульс. На этих местах остается статический заряд. При прокате барабана через тонер, к заряженным участкам прикрепляется краска. Эту краску переносят на лист бумаги

Поясните, каким образом появляются изображения на экранах дисплеев?

Изображение на экране монитора формируется путем считывания содержимого видеопамяти и отображения его на экран.

В LCD мониторах молекулы жидких кристаллов под воздействием электрического напряжения могут изменять свою ориентацию и вследствие этого изменять свойства светового луча, проходящего сквозь них.

В ЭЛТ мониторах пучок электрона падает на экран, покрытый люминофором, что вызывает свечение в этом месте. Направлением пучка управляет дисплейный процессор.

Дата добавления: 2018-04-04 ; просмотров: 653 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Как работает ЖК-экран монитора и телевизора

Содержание

Содержание

Каждый день вы видите самые разнообразные экраны. В их числе рекламные дисплеи на улице, состоящие из светодиодов, а также читалки, в пикселях которых черный пигмент перемещается во взвеси белого пигмента. Или экран кинотеатра, который вовсе не простой кусок ткани, а холст со специальной фактурой и покрытием. Но сейчас речь пойдет не о них, а о жидкокристаллических экранах и о том, каким образом электричество превращается в конечное изображение.

Источник света

Изначально источником света для ЖК-экранов были газоразрядные лампы с холодным электродом (CCFL).

Под действием газового разряда ртуть излучает ультрафиолетовое свечение, которое, в свою очередь, возбуждает люминофор на стенках колбы и превращается в видимый свет. В отличие от обычных ламп дневного света, у таких ламп электрод без подогрева (что становится ясно из названия). Для нормальной работы им нужно высокое напряжение — до 900 вольт.

Сейчас вместо газоразрядных ламп используют светодиоды. От их типа сильно зависит конечная цена монитора. Так, в бюджетном сегменте используются обычные белые светодиоды W-Led. Основой для белых светодиодов служат синие светодиоды.

Они покрыты слоем люминофора, который преобразует часть синего спектра в другие цвета. В результате из синих светодиодов получаются белые светодиоды.

Обычный люминофор для белых светодиодов состоит из множества редкоземельных металлов: иттрий, гадолиний, церий, тербий, лантан.

В профессиональных устройствах подсветку из белых светодиодов дополняют зелеными светодиодами (GB-LED). Это дешевле люминофора, дающего нужный спектр. Использование же RGB-светодиодов даже в профессиональных устройствах — редкость, хотя это позволяет регулировать цветовую температуру и яркость без нарушения калибровки гамма-кривых монитора.

В последнее время производители обратили внимание не только на обычные люминофоры, изготавливаемые из редкоземельных металлов, но и на квантовые точки.

Квантовые точки не требуют использования редких компонентов и просты в производстве: достаточно в правильных условиях смешать два дешевых реактива. Из-за того, что идеально выдержать условия невозможно, квантовые точки имеют небольшие различия в размере, поэтому ширина спектра излучения составляет порядка 20 нм.

Такой ширины спектра недостаточно для того, чтобы перекрыть REC.2020 на 100%, но это значение находится очень близко.

Подсветка

Подсветка может быть как боковой (Edge), так и прямой (Direct). Изначально боковая подсветка появилась для ртутных ламп. Потом на нее перешли и светодиоды.

Прямая подсветка ограничена довольно маленькими зонами, за которые отвечают отдельные светодиоды. Она более требовательна к качеству светодиодов, но позволяет хоть как-то реализовать технологию HDR не в OLED-устройствах.

Некоторых производителей при реализации HDR не останавливает наличие боковой подсветки, что приводит к большой площади изменения локальной яркости подсветки.

Полноценный HDR возможен только на OLED — это типичное заблуждение. В студиях кинопроизводства используют все те же самые дисплеи TFT LСD, но с одним маленьким отличием. В таких мониторах дополнительная матрица TFT обеспечивает попиксельное затенение подсветки, за счет чего получается монитор, превосходящий OLED почти по всем показателям, включая нескромную цену.

Рассеиватель

Как можно понять из названия, задача этой части ЖК-экрана — получить равномерное освещение, выдаваемое источником света. Первый слой — отражающий, обычно представляет из себя комбинацию белого пластика и фольги. Следующим идет световод.

Тут используется эффект полного отражения света в диэлектрике, а чтобы свет хоть как-то мог выйти, на поверхность световода наносят мельчайшие линзы.

Аналогичный способ используют и в акриловых вывесках и указателях.

Третий и шестой слои — рассеивающая пленка. Она обладает настолько мелкой и хаотичной структурой поверхности, что снимок был сделан на грани возможностей обычного объектива.

Четвертый и пятый слои отражают большую часть света и обладают либо призматическим, либо полуцилиндрическим рельефом.

Здесь снова используется принцип полного отражения в диэлектрическом материале, но уже как в катафотах.

Свет поочерёдно отражается от двух поверхностей, образованных микроклиньями на плёнке, и возвращается обратно.

Использование двух световозвращающих пленок обусловлено тем, что на производстве, чтобы получить более качественный рельеф, проще вытягивать пленку, чем пытаться штамповать заготовку и получить что-то непригодное.

Прямая подсветка устроена по тому же принципу, только вместо световода установлены рассеивающие линзы на светодиодах.

TFT-панель

Можно подумать, что эффект «капель воды» дает антибликовое покрытие, но нет. Это вид со стороны подсветки. Мельчайшие неровности находятся на поверхности первого слоя TFT-панели — поляризующей пленки, которая приклеена к стеклянной подложке.

Основную работу по поляризации в дешевой поляризующей пленке выполняют атомы йода, вшитые внутрь полимера. А за счет 15-кратного вытягивания пленки молекулы полимера ориентируются в пространстве, и пленка получает свойства линейного поляризатора.

В отличие от демонстрационных моделей со шнурком в решетке, в реальности небольшая проводимость йода вдоль цепочки вызывает поглощение в видимом спектре вдоль ориентации.

После первого слоя преполяризатора идет непосредственно матрица TFT (тонкоплёночных транзисторов). Принцип работы всех панелей заключается в изменении поляризации света на тонкопленочных транзисторах. В зависимости от конфигурации электродов получаются разновидности TN(+film), IPS, VA. Современные панели настолько оптимизированы, что в конечном результате могут иметь как достоинства, так и недостатки панелей других типов.

Расположение слоя жидких кристаллов можно увидеть на приведенной выше схеме. Под действием электрического поля жидкие кристаллы меняют ориентацию и тем самым вращают плоскость поляризации проходящего через них света.

За ним следуют светофильтры. Они обеспечивают разбиение белого цвета на цвета субпикселей. В зависимости от полосы пропускания фильтра, меняется конечная цветопередача всего монитора. Поэтому не факт, что, заменив подсветку W-LED на RGB, вы получите монитор, который станет пригоден для решения полиграфических задач.

Анализатор — это та же самая поляризационная пленка, но ориентированная перпендикулярно поляризатору. Она превращает изображение в видимое. Удалив эту пленку с экрана, можно скрыть изображение от посторонних глаз.

Антибликовое покрытие — последний слой. Вариантов его реализации множество, но основных — не так уж много. В первую очередь, это использование пластика с низким коэффициентом преломления света, что, в свою очередь, уменьшает коэффициент отражения от экрана.

Гладкое покрытие дает более контрастную картинку при условии, что за спиной нет сильных источников света. Матовое покрытие рассеивает свет равномерно и независимо от угла падения, что снижает контраст изображения, но при этом не создает отвлекающих бликов на экране.

Компромиссом является полуматовое/глянцевое покрытие, степень рассеивания отраженного света которого зависит от угла падения.

В самых дорогих моделях встречаются и другие типы антибликовых покрытий: с поляризацией, интерференцией и переменным эффективным коэффициентом преломления.

Ну, и какой экран без управляющей электроники. От электроники зависит интерфейс подключения монитора, частота обновления, глубина цветопередачи и маленькие фичи – разгон матрицы, хранение калибровки в самом мониторе, управление подсветкой, наличие технологий синхронизации и не только.

Несмотря на кажущуюся простоту, жидкокристаллические экраны — это очень сложные устройства, объединяющие в себе множество достижений в области химии, физики и электроники.

Источник

Информатика. 7 класс

Конспект урока

Формирование изображения на экране компьютера

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:

Пиксель – наименьший элемент дисплея, формирующий изображение.

Пространственное разрешение монитора – это количество пикселей, из которых складывается изображение на экране.

Глубина цвета – длина двоичного кода, который используется для кодирования цвета пикселя.

Цветовая модель RGB: Red – красный, Green – зелёный, Blue – синий.

Формулы, которые используются при решении типовых задач:

где N – количество цветов в палитре, i – глубина цвета, K – количество пикселей в изображении, I – информационный объём файла.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Когда мы включаем компьютер, перед нами открывается рабочий стол – картинка на экране монитора. А задумывались ли мы когда-нибудь, как формируется изображение на экране монитора, сколько цветов оно может в себя включать? Скорее всего, нет. Вот сегодня на уроке мы узнаем, как формируются такие изображения, познакомимся с понятием пространственное разрешение монитора, выясним, из каких базовых цветов строятся изображения и введём новое понятие – глубина цвета.

Так вот, изображение на экране монитора образуется из отдельных точек, которые называются пикселем, что в переводе с английского означает элемент изображения. Эти точки на экране монитора образуют строки, а всё изображение строится из определённого количества таких строк.

Общее количество пикселей, из которых складывается изображение на экране монитора, называется пространственным разрешением монитора. Чтобы его определить, нужно количество строк изображения умножить на количество точек в строке.

Пространственное разрешение монитора может быть различным: 800 на 600, 1280 на 1024. Это означает, что изображение на экране монитора состоит из 800 строк, каждая из которых содержит 600 пикселей.

Чем больше маленьких точек в изображении, тем чётче оно будет выглядеть – это изображение высокого разрешения. А изображение низкого разрешения состоит из меньшего количества крупных точек, и поэтому оно получается нечётким.

На самом деле пиксель – это три очень маленьких точки красного, зелёного и синего цвета, но они расположены настолько близко друг к другу, что наши глаза воспринимают их как единое целое. Пиксель принимает именно тот цвет, который является наиболее ярким. Именно из этих трёх цветов образуется цветовая модель RGB. Название такое она получила неспроста, это первые буквы английских названий цветов: Red – красный, Green – зелёный, Blue – синий.

В этой цветовой модели каждый базовый цвет имеет один из 256 уровней интенсивности. Если менять яркость базовых цветов, то можно увидеть, как меняется окраска картинки.

Первые цветные мониторы могли использовать лишь восемь цветов: чёрный, синий, зелёный, голубой, красный, пурпурный, жёлтый и белый. Каждый цвет кодировался цепочкой из трёх нулей и единиц, то есть, трёхразрядным двоичным кодом.

Современные же компьютеры имеют достаточно большую палитру, где количество цветов зависит от того, сколько двоичных разрядов отводится для кодирования цвета одного пикселя.

Длина такого двоичного кода, который можно использовать для кодирования цвета пикселя, называется глубиной цвета.

Изображения в памяти компьютера хранятся в виде файлов, их информационный объём вычисляется как произведение количества пикселей, имеющихся в изображении, и глубины кодирования: I = K · i.

Рассчитайте объём файла графического изображения, который занимает весь экран монитора с разрешением 800 на 600 и палитрой 256 цветов.

Теперь, по формуле I = K · i, найдем объём файла.

Объём получился 3840000 бит, переведём его в килобайты, для этого

3840000 разделим на 8 и разделим на 1024. Получилось примерно 469 Кб.

Решение:

I = 800 · 600 · 8 = 3840000 бит = 3840000 : 8 : 1024 = 469 Кб

Итак, сегодня мы узнали, как формируются изображения на экранах мониторов, познакомились с понятием пространственное разрешение монитора. Выяснили, что каждый пиксель имеет определённый цвет, отсюда формируется цветовая модель RGB. Познакомились с новой величиной, такой как глубина цвета. Записали формулы для решения задач по новой теме.

Цветовая модель HSB

При работе в RGB работа режимов наложения цветового тона, насыщенности и яркости базируется на модели HSB. Заглавные буквы здесь не соответствуют никаким цветам.

Hue переводится как Цветовой тон, Saturation – Насыщенность, Brightness – Яркость.

Все цвета располагаются по кругу, и каждому соответствует свой градус.

Работая с насыщенностью, мы как бы добавляем в спектр белой краски, поэтому она становится хуже, картинка делается более блёклой.

Работая с яркостью, в спектр добавляется больше чёрного цвета. И чем его больше, тем рисунок становится более тёмным, яркость уменьшается.

Цветовой тон при этом остаётся прежним.

Перемещая ползунок, мы регулируем яркость, если двигаем его по горизонтали, то изменяется насыщенность, а сам цвет не меняется

Основной задачей данной модели является правка оттенков выбранных цветов.

Модель HSB – это пользовательская цветовая модель, которая позволяет выбирать цвет традиционным способом. Она намного беднее рассмотренной ранее RGB, так как позволяет работать всего лишь с 3 миллионами цветов.

Разбор решения заданий тренировочного модуля

Сколько цветов будет содержать палитра, если на один пиксель отводится 3 бита памяти?

Ответ: 8 цветов в палитре.

Найдите объём видеопамяти растрового изображения, занимающего весь экран монитора с разрешением 1024×768, и глубиной цвета данного изображения 32 бита. Ответ должен быть выражен в Мб.

I = 1024 · 768 · 32 = 25165824 бит = 3145728 байт

Сравните размеры памяти, необходимые для хранения изображений: первое изображение 8-цветное, его размер 32×64 пикселей, второе изображение 32-цветное, его размер 64×64 пикселей.

Найдём I₁ по формуле: I = K · i, т. е. 32 · 64 · 3 = 6144 бита.

Найдём I₂ по формуле: I = K · i, т. е. 64 · 64 · 5 = 20480 бит.

Второе изображение больше первого на 14336 бит, или 1792 байта, или на 1,75 Кб.

Ответ: второе изображение больше первого на 1,75 Кб.

Источник

Из чего состоит изображение? Формирование изображения на экране монитора.

Что общего между, мозаикой, светофором, радугой, человеческим глазом и экраном монитора?

Всем добрый день, вы на канале УчиУрок и с вами я, Алексей. Когда меня спрашивают: как изображения появляется на экране? То я отвечаю просто: Это Магия!

Но все же как это просиходит, каким удивительным, пусть и магическим образом нолики и единички формируют столь прекрасные и приятные глазу образы.

Для ответа на этот вопрос мы проведем небольшой эксперимент, для которого нам понадобятся: небольшая мозайка, увеличительное стекло, смартфон и наше любопытство

Если мы с вами возьмем увеличительное стекло и внимательно посмотрим на экран монитора, мы сможем заметить что все излбражение разбито на маленькие квадратики, одинакового размера

То есть на экране монитора изображение формируется в виде мозаики, в которой каждый элемент изображения имеет одинаковую форму и окрашен в определенный цвет. А как будет по английский элемент изображения. ХМ. кажется picture element. Ух ты, да это же пиксель! Space Invaders

Интересненько, а давайте рассмотрим эти пиксели покрупнее, и для этого мы используем микроскоп и экран смарфона.

А для того чтобы у нас не мелькало перед глазами огромное кол-во разноцветных пикселей, давайте посмортим на одноцветные изображения. Вот к примеру синий квадрат. смотрите, это множество маленьких синих пикселей.

Теперь проверим на красном изображении

И на зеленом изображении

И на последок проверим желтое изображение

Но СТОП что это такое? где желтые пискелии почему мы видим вместо желтых квадратов пары зеленых и красных прямоугольников?

Все дело в том что инжененры, создавшие цветной экран, Знали, что внутренняя поверхность нашего глазного яблока покрыта фоторецепторами: одни называются палочки, благодаря которым мы видим ночью, а вторые колбочки, благодаря которым мы различаем цвета. Колбочки бывают трех типов: чувствительные к красному цвету, к синему и зеленому.

Из курса физики инженеры так же знали что белый свет можно разложить на спектр от красного к фиолетовому, каждому из которых соответсвует некоторая длинна волны электромагнитного колебания. Желтый цвет находится на пересечении красного и зеленого и когда мы видим желтый цвет, то в глазном яблоке возбуждаются красные и зеленые рецепторы в определенном соотношении. То есть если включить две лампочки зеленую и красную, поставить их рядом и отойти на большое расстояние, то мы увидим желтый свет? МАГИЯ

А если вы мне не верите, то попросите подобный микроскоп в вашей школе и проведите собственный эксперимент, результаты своих опытов описывайте в коментариях, АААА у меня на этов все. Ставьте палец вверх, подписывайтесь на мой канал. Всем хорошего настроения и добра.

Источник