При одних и тех же размерах изображения чем меньше размер точки тем
Разрешение зрения. Часть 1.
Глаз человека имеет разрешающую способность 1 угловую минуту и расстояние наилучшего зрения 250 мм. Это доказали не только британские ученые. Поэтому примем эти данные за аксиому и займемся математикой.
1 минута – это различие точек или линий размером 0,1 мм (причем это для абсолютно здорового глаза (или, как любят говорить офтальмологи, — «со 100% зрением»). Еще есть разница в терминах. В СССР (России) разрешающая способность меряется в линиях на мм, а в иностранной науке встречается термин «пара линий на мм (или дюйм)». Это одно и то же. Просто мы учитываем только черные линии, расположенные на расстоянии друг от друга равной толщине линии, а наши коллеги считают одну линию черную и вторую белой. По существу это одно и то же. Иногда вместо линий говорят точки, особенно в англоязычной науке – dpi (drop per inch). И это то же самое. Традиционно в полиграфии применяется измерение в точках на дюйм.
Итак, при стопроцентном зрении вы можете увидеть 10 линий на мм или 254 линии на дюйм. Больше никак, только с увеличительным стеклом. Поэтому за эталон печати взято разрешение от 240 до 300 точек на дюйм. Это требование к файлам всех полиграфистов. Однако, отодвинувшись от изображения на расстояние 500 миллиметров (полметра), вы уменьшите угол зрения примерно в два раза и для вас приемлемым разрешением печати станет 5 линий на мм или 120 dpi. Для рассматривания что-нибудь с расстояния 1 метр достаточно 75-72 линий на дюйм. А на 10 метрах и 7 dpi будет достаточно.
Процесс зрения человека – это процесс сканирования поверхности изображения или пространства изображения. При этом сам процесс сканирования можно разбить на три ступени по антропологическим признакам.
Первый этап – двигаются только глаза. Глаз, как известно из физиологии спокойно и безболезненно (комфортно) двигается на 30 градусов по горизонтали и 17 градусов по вертикали. Если человек попытается повернуть глаза на больший уровень, то ощутит боль в глазных мышцах. Боль – защитная реакция организма, побуждающая изменить причины дискомфорта. И человек инстинктивно переходит ко второму этапу.
Второй этап – поворот и кивание всей головы на крайних значения угла комфортного зрения. Вместе с поворотом глаз человек при этом обхватывает угол примерно (зависит от индивидуальных особенностей конституции тела) в 90 – 100 градусов как по горизонтали, так и по вертикали. Причем кивание менее энергозатратно для человека, чем повороты. Поэтому для восприятия легче рассматривать вытянутое по вертикали изображение, чем растянутое по горизонтали.
Третий этап – на этом этапе к движениям головы и глаз присоединяются уже повороты и наклоны корпуса. Сначала разворачивается плечевой пояс, потом тазобедренный. С помощь поворота корпуса человек может охватить угол в 180 градусов перед собой. Далее уже надо менять полную ориентацию корпуса в пространстве.
Теперь рассчитаем необходимое и достаточное разрешение изображения по горизонтали с учетом эргономических критериев.
На расстоянии наилучшего зрения в 250 миллиметров комфортный размер изображения или текста составляет 135 мм – это размер страницы в книгах. Мы читаем быстро сканируя по горизонтали и более медленно по вертикали. Поэтому книги по вертикали больше. Если страница в книге или журнале больше чем 135 мм, то текст делится на две и более колонок. Исключения составляют книги, которые читаются на большем расстоянии. К примеру — Богослужебные.
Пропорции отношения комфортных размеров по вертикали и горизонтали составляет 16:9! Не просто так это было выбрано и стандартизовано.
Теперь возьмем и просчитаем комфортное расстояние для просмотра телевизоров. Результаты сведены в таблицу.
Диагональ | горизонталь в см | вертикаль в см | Растояние до экрана в метрах | |
дюймы | сантиметры | |||
21 | 53 | 46 | 26 | 0,87 |
24 | 61 | 53 | 30 | 1,00 |
27 | 69 | 60 | 34 | 1,12 |
30 | 76 | 66 | 37 | 1,24 |
32 | 81 | 71 | 40 | 1,33 |
38 | 97 | 84 | 47 | 1,58 |
40 | 102 | 88 | 50 | 1,66 |
42 | 107 | 93 | 52 | 1,74 |
50 | 127 | 110 | 62 | 2,07 |
55 | 140 | 122 | 69 | 2,28 |
60 | 152 | 133 | 75 | 2,49 |
65 | 165 | 144 | 81 | 2,69 |
70 | 178 | 155 | 87 | 2,90 |
75 | 191 | 166 | 94 | 3,11 |
80 | 203 | 177 | 100 | 3,32 |
85 | 216 | 188 | 106 | 3,52 |
90 | 229 | 199 | 112 | 3,73 |
100 | 254 | 221 | 125 | 4,15 |
108 | 274 | 239 | 135 | 4,48 |
Если сидеть ближе, то придется мотать туда-сюда шеей. А потом жаловаться: — «Что-то шея болит. Продуло, наверно….»
Но все понятия разрешения глаза применимы для статических изображений. Во второй части статьи мы рассмотрим вопросы работы глаза при концентрации внимания на значимых зонах и разрешение глаза при динамических изображениях. Т.е. выясним: какого качества должен быть кинофильм.
Тестовые задания по информатике на тему «Универсальность дискретного (цифрового) представления информации»
ГБПОУ города Москвы «Спортивно-педагогический колледж» Департамента спорта и туризма города Москвы преподаватель информатики и ИКТ: Макеева Е.С.
Тема « Универсальность дискретного (цифрового) представления информации»
Тест 1 «Универсальность дискретного (цифрового) представления информации»
Звук, изображение, текст, число – это:
простые информационные объекты
комплексные (структурированные) информационные объекты
База данных, таблица, гипертекст, гипермедиа – это:
простые информационные объекты
комплексные (структурированные) информационные объекты
Основа способа хранения информации мозгом человека:
1) система образов 2) язык программирования
3) шестнадцатеричный код 4) двоичный код
Первый вид информации, для которого был реализован способ хранения информации об окружающем мире:
1) графическая* 2) звуковая 3) текстовая 4) числовая
Количественная мера объектов и их свойств – это информация:
1) графическая 2) звуковая 3) текстовая 4) числовая
Для какого вида информации до сих пор не изобретено способов их кодирования и хранения?
1) для видеоинформации 2) для тактильной информации
3) для текстовой информации 4) для графической информации
Создатель общей теории информации и основоположник цифровой связи, впервые обосновавший возможность применения двоичного кода для передачи информации:
1) Клод Шеннон 2) Норберт Винер
3) Ада Лавлейс 4) Блез Паскаль
Первым появилось средство для обработки на компьютере:
1) числовой информации 2) текстовой информации
3) звуковой информации 4) графической информации
1) программа 2) информационный объект
Текстовый редактор – это:
1) программа 2) информационный объект
1) программа 2) информационный объект
1) программа 2) информационный объект
Компьютерная презентация – это:
1) программа 2) информационный объект
1) программа 2) информационный объект
1) программа 2) информационный объект
Электронное письмо – это:
1) программа 2) информационный объект
Состоит из отделенных друг от друга элементов:
1) дискретное множество 2) непрерывное множество
В технике непрерывная информация называется:
1) аналоговой 2) дискретной
Проигрыватель грампластинок, ртутный термометр, манометр – примеры:
1) аналоговых устройств 2) дискретных устройств
Компьютер работает исключительно:
с дискретной (цифровой) информацией
с аналоговой информацией
1) дискретна 2) непрерывна
Непрерывная величина часто ассоциируется:
1) с графиком функции 2) с таблицей значений функции
Дискретная величина часто ассоциируется:
1) с графиком функции 2) с таблицей значений функции
Чем выше частота дискретизации, тем:
больше точность аналого-цифрового преобразования
меньше точность аналого-цифрового преобразования
Участок поверхности лазерного диска сохраняет и распознает состояния:
1) намагничен/размагничен 2) отражает/не отражает
Электромагнитные реле сохраняет и распознает состояния:
1) намагничен/размагничен 2) отражает/не отражает
Участок поверхности магнитного носителя информации сохраняет и распознает состояния:
1) намагничен/размагничен 2) отражает/не отражает
Триггер может устойчиво находиться:
1) в одном из двух состояний 2) в одном из трех состояний
3) в одном из четырех состояний
Цифра двоичной системы называется:
B inary digi t переводится с английского:
1) двоичная цифра 2) восьмеричная цифра
3) десятичная цифра 4) шестнадцатеричная цифра
Тест 2 «Универсальность дискретного (цифрового) представления информации»
Коды операций (перевод строки, ввод пробела и т.д.) –это:
1) первые 33 кода (0 – 32) 2) коды с 33 по 127 3) коды с 128 по 255
Интернациональные (международные) коды, соответствуют символам латинского алфавита, цифрам, знакам арифметических операций и знакам препинания, это:
1) первые 33 кода (0 – 32) 2) коды с 33 по 127 3) коды с 128 по 255
Национальные (в нашем случае русские буквы) – это:
1) первые 33 кода (0 – 32) 2) коды с 33 по 127 3) коды с 128 по 255
Какие символы в таблице ASCII могут быть зашифрованы десятичными кодами 87 и 136?
1) D и W 2) W и И 3) Б и Я 4) Б и b
В международной системе кодировки Unicode каждый символ занимает:
1) 1 байт 2) 2 байта 3) 3 байта 4) 8 байт
В международной системе кодировки Unicode каждый символ занимает:
1) 8 битов 2) 10 битов 3) 16 битов 4) 24 бита
Международная система кодировки Unicode обеспечивает:
1) 1 024 кода для различных символов 2) 32 768 кодов для различных символов
3) 65 536 кодов для различных символов 4) 1 048 576 кодов для различных символов
В какой кодовой таблице можно закодировать 65536 различных символов?
1) КОИ-8 2) CP1251 3) ASCI 4) Unicode
Какое количество информации необходимо для кодирования каждого из 256 символов алфавита?
1) 256 битов 2) 16 битов 3) 8 битов 4) 4 бита
Какое количество информации необходимо для кодирования каждого из 65 536 символов алфавита?
1) 1 байт 2) 2 байта 3) 8 битов 4) 32 бита
Минимальный участок изображения на экране монитора, которому независимым образом можно задать цвет, – это:
1) пиксель 2) бит 3) байт 4) окно
Изображение на экране монитора:
1) дискретно 2) непрерывно
Прямоугольная матрица пикселей на экране компьютера называется:
1) растром 2) курсором 3) прямоугольником 4) окном
При одних и тех же размерах экрана, чем меньше размер точки, тем:
1) больше разрешающая способность 2) меньше разрешающая способность
Величина разрешающей способности обычно выражается в dpi – это количество точек на:
1) мм 2) см 3) дюйм 4) м
Количество цветов N в палитре и количество информации I, необходимое для кодирования цвета каждой точки экрана, связаны между собой и могут быть вычислены по формуле:
1) N = 2 I 2) I = 2 N 3) N = 2*I 4) N=I/2
Количество информации, которое используется при кодировании цвета точек изображения, называется:
1) глубиной цвета 2) высотой цвета 3) палитрой 4) количество цвета
Количество цветов в 8-битовой палитре:
1) 8 2) 64 3) 256 4) 65 536
Количество цветов в 16-битовой палитре:
1) 8 2) 64 3) 256 4) 65 536
Количество цветов в 24-битовой палитре:
1) 16 777 216 2) 192 3) 256 4) 65 536
Любой цвет точки на экране компьютера получается путем смешивания трех базовых цветов:
1) красного, зеленого, синего 2) пурпурный, желтый, черный
3) красного, голубого, желтого 4) оранжевого, зеленого, фиолетового
Любой цвет точки на экране компьютера получается путем смешивания трех базовых цветов. Этот принцип называется цветовой моделью:
1) WB 2) CMYK 3) RGB 4) VGA
Если три базовых цвета на экране компьютера смешиваются в одинаковых долях, то в итоге получается:
1) синий цвет 2) черный цвет 3) серый цвет 4) белый цвет
Если три базовых цвета на экране компьютера «выключены», то цвет пикселя:
1) черный 2) белый 3) серый 4) красный
Цвет, который мы видим на листе бумаги, – это отражение белого (солнечного) света. Нанесенная на бумагу краска поглощает часть палитры, составляющей белый цвет, а другую часть отражает. Эта цветовая модель называется:
1) RGB 2) CMYK 3) WB 4) VGA
Цветовая модель CMYK – это цвета:
1) голубой, пурпурный, желтый, черный 2) красный, зеленый, синий, белый
3) красный, голубой, желтый, черный 4) оранжевый, зеленый, фиолетовый
Человек воспринимает звуковые волны (колебания воздуха) с помощью слуха в форме звуков различной громкости и тона, чем больше интенсивность звуковой волны, тем:
1) громче звук 2) тише звук
Человек воспринимает звуковые волны (колебания воздуха) с помощью слуха в форме звуков различной громкости и тона, чем больше частота волны, тем:
1) выше тон звука 2) ниже тон звука
Чем больше частота дискретизации, тем:
1) лучше качество цифрового звука 2) хуже качество цифрового звука
Пусть глубина кодирования звука составляет 16 битов, тогда количество уровней громкости звука равно:
1) 4 2) 16 3) 256 4) 65 536
При частоте дискретизации 8000 раз в секунду, глубине кодирования 8 битов и записи одной звуковой дорожки (режим моно) обеспечивается:
самое низкое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству телефонной связи
высокое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству аудио-CD
При частоте дискретизации 48 000 раз в секунду, глубине кодирования 16 битов и записи двух звуковых дорожек (режим стерео) обеспечивается:
самое низкое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству телефонной связи
высокое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству аудио-CD
Пусть глубина кодирования звука составляет 8 битов, тогда количество уровней громкости звука:
1) 8 2) 16 3) 256 4) 65 536
Звуковая плата реализует 16-битовое двоичное кодирование аналогового звукового сигнала. Это позволяет воспроизводить звук с:
1) 8 уровнями интенсивности 2) 16 уровнями интенсивности
3) 256 уровнями интенсивности 4) 65 536 уровнями интенсивности
Звуковая плата реализует 8-битовое двоичное кодирование аналогового звукового сигнала. Это позволяет производить звук с:
1) 8 уровнями интенсивности 2) 256 уровнями интенсивности
3) 16 уровнями интенсивности 4) 65 536 уровнями интенсивности
Человеческий глаз воспринимает изменения на отдельных кадрах видеофильма как непрерывные, если за одну секунду сменяется более:
1) 10-12 кадров 2) 24-25 кадров 3) 35-36 кадров 4) 50 кадров
Ответы к тесту по теме «Универсальность дискретного (цифрового) представления информации»
Размер экрана, размер точки и разрешение
В принципе, по всем этим параметрам ЖК-технология способна обеспечить подавляющее превосходство над ЭЛТ-технологией.
Разрешающая способность характеризуется межточечным интервалом, который указывает расстояние между центрами светящихся точек люминофора на экране ЭЛТ, воспроизводимых как минимальные структуры изображения. Чем меньше межточечный интервал, тем мельче точки и выше разрешающая способность экрана, которая определена как способность воспроизводить мелкие детали изображения. Применительно к мониторам ПК она измеряется в числе точек, из которых состоит изображение размером в полный экран. Так, разрешение 1024*768 означает, что монитор способен воспроизводить 1024 точки по горизонтали и 768 точек по вертикали.
Разрешение экрана не является независимой величиной, а определяется двумя другими параметрами — размером экрана и величиной экранного элемента изображения. Размеры экрана ЭЛТ (диагональ) соответствуют стандартному ряду 15, 17, 19 и 21—22 дюйма, при этом размер изображения примерно на 1 дюйм меньше. Размер экранного элемента находится в пределах 0,25—0,22 мм, что соответствует отображению 100—115 точек на дюйм. Отсюда и рекомендованный ряд разрешений — 800*600, 1024*768, 1280*1024,1600*1200 (а иногда и несколько выше). Создать ЭЛТ с существенно меньшим размером точки, для того чтобы добиться более высокого разрешения при средних размерах экрана, технически очень трудно. Создать ЭЛТ с большим экраном для получения экстремально высокого разрешения возможно, но очень дорого и неоправданно, вследствие громоздкости и высокой стоимости потенциального продукта.
С ЖК-мониторами ситуация значительно лучше. Имеется возможность как уменьшать размер точки, так и увеличивать размер экрана. Размер точки может быть уменьшен до величины порядка 0,1 мм и даже меньше, что позволит добиться сверхвысокого разрешения при средних размерах экрана. Размер экрана также может быть серьезно увеличен. Все это вопрос технологии, а также стоимости.
ЖК мониторы следуют по пути, проложенному ЭЛТ-мониторами. Размеры экрана и разрешения выбираются из стандартного ряда, а размер экранного элемента просто подгоняется под эти значения. Правда, у ЖК-мониторов размер изображения несколько больше, чем у соответствующих по диагонали ЭЛТ (он совпадает с размером экрана). С учетом этого факта типичные 15-дюйм ЖК-мониторы имеют разрешение 1024*768, а 17-дюйм — 1280*1024, при этом размер экранного элемента составляет чуть меньше 0,3 мм. В более старших моделях размер экрана находится в пределах 18—22 дюйма, размер экранного элемента — 0,3—0,25 мм, а разрешения — 1280*1024 или 1600*1200, а у некоторых моделей и выше.
Размер растрового изображения и его разрешение
Однако это правило справедливо только для этапа создания растрового изображения с помощью технических средств, коих как известно всего 2 — фотоаппарат и сканер. То есть для максимизации качества и детализации растрового изображения фотографировать и сканировать желательно в максимальном из имеющихся в аппарате разрешений. Именно на этом начальном этапе закладывается уровень детализации изображения. И последующее увеличение разрешения, например в программе Adobe Photoshop, не способно увеличить реальную детализацию изображения. Посудите сами — разве программа сможет восстановить утраченные детали, то есть добавить новую изобразительную информацию? Очевидно, что она сможет только перераспределить уже имеющиеся данные на большее число пикселей. В этом случае происходит не улучшение качества изображения, а скорее наоборот — ухудшение, например, резкости.
Тем не менее, возникает резонный вопрос — а для чего тогда нужна команда Фотошопа «Размер изображения» (Меню «Изображение»)?
А нужна она прежде всего для уменьшения пиксельного размера изображения, которое чаще всего необходимо при размещении фотографии в Internet. Но об этом есть отдельная статья. Подготовка фотографий для публикации в WEB.
Нам же нужно обсудить еще понятие масштаба.
Прежде всего следует иметь в виду, что как устройства получения растровых изображений (устройства ввода), так и устройства вывода растровых изображений (мониторы и принтеры), также имеют пиксельную (растровую) природу. И разрешение всех этих устройств (и ввода и вывода) задаётся при их разработке и производстве. И увеличить его, больше чем оно было задано изначально, невозможно. И, естественно, разрешение всех этих приборов и самого растрового изображения могут быть весьма различны.
Для того чтобы не запутаться в этом разнообразии мы определим следующие понятия:
1. Пиксель — это мельчайший элемент растрового изображения.
2. Видеопиксель — это мельчайший элемент монитора.
3. Точка — это мельчайший элемент напечатанного на бумаге принтером изображения.
4. Масштаб — это соотношение разрешения растрового изображения и монитора. Отображается масштаб в левом нижнем углу рабочего экрана Фотошопа (см картинку выше 16,67% — это как раз масштаб). Измеряется в процентах. 100% масштаб — это когда один пиксель растрового изображения отображается одним видеопикселем монитора. При масштабе менее 100% происходит сжатие (интерполяция) изображения. Растягивание изображения с масштабом более 100% называют экстраполяцией. Интерполяция и, особенно, экстраполяция могут существенно ухудшить качество выводимого на монитор изображения. Поэтому только при масштабе 100% можно оценивать его резкость, поскольку изображение отображается при этом без искажений.
При этом надо иметь в виду следующие простые эмпирические закономерности:
1. Сам файл растрового изображения не имеет никакого разрешения, поскольку файл в компьютере не имеет физического размера, измеряемого в единицах длины — дюймах, метрах, сантиметрах или миллиметрах.
2. Говорить о разрешении растрового изображения можно только применительно к его выводу на техническим устройстве, которое только и обладает заданным на заводе максимальным разрешением, которое можно уменьшить, но увеличить нельзя.
3. В силу своей различной физической природы (светимости) пиксели монитора в 3 раза хуже различимы, чем точки напечатанные на бумаге. Поэтому разрешение изображения для печати должно быть в 3 раза больше, чем разрешение изображения для публикации в Интернете.
4. Нормальное разрешение монитора от 72 до 150 dpi. У мониторов телефонов и планшетов оно может быть и еще больше, но это связано с тем, что телефон мы можем подносить к глазам существенно ближе, чем монитор. Кроме того рост разрешения имеет и часто и маркетинговый характер и не подтвержден технической необходимостью.
5. Нормальное разрешение для печати, которое гарантирует неразличимость точек невооруженным глазом, составляет 300dpi. Если изображение будет напечатано довольно крупным размером, например 300*450 мм, то у такого изображения возможно снижение разрешения до 200dpi, поскольку рассматривать его будут скорее всего с расстояния не менее 0,5м. Для более крупных изображений, например с размером длинной стороны более 1 метра (фото-обои) можно уменьшить разрешение и до 100dpi, поскольку вряд ли это изображение будут рассматривать с расстояния ближе сем 1 метр.