Дизайн представления информации реферат

Обновлено: 04.07.2024

Содержание

Введение 3
Обзор литературы 5
Применение ИТ в дизайне
• Переход от ручного производства к машинному
• Возможности применения ИТ в дизайне 6
Заключение 8
Список используемой литературы 9

Прикрепленные файлы: 1 файл

ИТ в дизайне.docx

Государственное автономное образовательное учреждение

Среднего профессионального образования

Реферат по дисциплине:

Студентка группы Д-21

Подузова Елена Викторовна

Дизайнер (по отраслям)

Применение ИТ в дизайне

Переход от ручного производства к машинному
Возможности применения ИТ в дизайне

Список используемой литературы

Дизайн (англ.design – проектировать, конструировать, чертить) – в широком смысле слова любое проектирование, то есть процесс создания новых предметов, инструментов, оборудования, формирования предметной среды. В узком смысле – новый вид художественно-конструкторской профессиональной деятельности, возникшей в начале XX века. Его цель – организация целостной эстетической среды жизни человека. Проектирование предметов, в которых форма соответствует их назначению, соразмерна фигуре человека, экономична, удобна, красива. Научная основа дизайна – техническая эстетика. Особенность дизайна заключается в том, что каждая вещь рассматривается не только с точки зрения пользы и красоты, но и во всем многообразии ее связей в процессе функционирования. Смысл дизайна – комплексный системный подход к проектированию каждой вещи. Объекты дизайна несут на себе печать времени, уровень технического прогресса и социально-политического устройства общества.

Центральной проблемой дизайна является создание культурно и антропосообразного предметного мира, эстетически оцениваемого как гармоничный, целостный. Отсюда особая важность для дизайна – это наряду с знаниями средств гуманитарных дисциплин: философии, культурологии, социологии, психологии, семиотики и др., использование ИТ и естественнонаучными. Все эти знания интегрируются в акте проектно художественного моделирования предметного мира, опирающегося на образное, художественное мышление.

Революционные изменения в сфере электронно-вычислительной техники, а именно появление персональных компьютеров привели к активному внедрению новых информационных технологий в сферу дизайна, современные рыночные отношения подталкивают к постоянному совершенствованию производственного процесса, поиску новых эффективных технологий, внедрению в производство научных разработок и технических новшеств, использованию новых материалов. Все это не только расширяет границы творчества дизайнера, но и предъявляет особые требования к его профессиональным знаниям и умениям.

В связи с этим в данной работе будут рассмотрены общие вопросы нового научного направления дизайна – роли информатики в дизайне, а также применения ИТ в дизайне.

Сегодня, когда поток информации возрастает в геометрической прогрессии и способы обработки, хранения и представления информации постоянно совершенствуются, дизайнер не может состояться как профессионал, не используя в своей научной и учебной практике компьютерные технологии. Владение дизайнером новыми информационными технологиями позволяет ему выходить на иной уровень самосознания.

Среди литературы, посвящённой рассмотрению темы использования информационных технологий в дизайне интерьера, следует выделить книги по овладению навыками программ трехмерного моделирования. Это прежде всего такие программы как, 3ds max, Coreldraw, AutoCAD, photoshop.

Например книга Михаила Марова “Энциклопедия 3ds max 6”. Книга одинаково полезна и новичкам, и профессионалам трехмерной графики, так как в ней можно найти справку практически по всем вопросам, возникающим в ходе повседневной работы с 3ds max 6. Новички найдут в ней подробные описания процедур установки и авторизации программы, а также основных средств и приемов создания геометрических моделей, систем частиц и источников объемных деформаций, редактирования объектов с применением модификаторов, создания и настройки источников света, подготовки материалов и назначения их объектам, и применения к ним графических эффектов.

Программа AutoCAD разработана для создания чертежей проектов различных предметов интерьера (предметы мебели) или проектов различных механизмов.
Навыки использования этой программы позволяют самостоятельно разрабатывать различного вида чертежи и проекты дизайн – макетов для производства кухонной мебели, мебели для дома и офиса, а также других предметов интерьера и многое другое. Например книга Чекаткова А.А. “Трехмерное моделирование в AutoCAD. Руководство дизайнера” В книге рассказывается об инструментах трехмерного моделирования в системе AutoCAD, причем основное внимание уделено вопросам твердотельного моделирования, которое позволяет получить полноценную и интуитивно понятную модель реального объекта с минимальными затратами. В книге рассмотрены все популярные версии AutoCAD, начиная с AutoCAD 2002 и заканчивая AutoCAD 2006.Материал книги основан на примере учебного проекта, в точности имитирующего реальный объект. При этом читателю предлагается пройти через все этапы построения полноценной трехмерной модели сложного объекта: от создания базового параллелепипеда до выполнения фотореалистичного рендеринга сложной сцены.

ПРИМЕНЕНИЕ ИТ В ДИЗАЙНЕ

Переход от ручного производства к машинному

Дизайн стремится охватить все аспекты окружающей человека среды, которая обусловлена промышленным производством.

Предпосылками дизайнерского искусства являются:

прежде всего, естественное человеческое стремление к прекрасному, а также желание воплощения новых и все более совершенных образов;

экономическая выгода, являющаяся огромным мотивом для развития дизайна.

Новый этап его развития возник при переходе от ручного производства к машинному. Для того, чтобы пользоваться только что изобретенными изделиями, им нужно было придать определенную форму, которая привлекла бы своим видом покупателей, чем успешно и занимается современный дизайн. Сейчас не осталось практически ни одной области деятельности человека, которая не была бы подвержена влиянию дизайна.

Разумеется, что для решения творческих графических задач необходимо развитие пространственного мышления. Реализация творческого замысла происходит поэтапно, от двумерного изображения к пространственной модели и, наконец, к фотореалистической визуализации. Выполнение геометрическо-композиционных задач требует глубинного постижения пространственного мышления, т.к. дизайнер лишен возможности пощупать рукой созданную им модель. Для этого ему необходимы глубинные знания методов аналитической и прикладной геометрии и их применение. Наилучшим средством развития и углубления пространственного мышления являются такие информационные компьютерные технологии (ИКТ), которые во время пространственного геометрического моделирования, в процессе построения фигуры путем визуального контроля над моделью, на основе изменения параметров дают возможность достижения наилучшего результата и из множества вариантов выбора оптимального.

Аналоговое моделирование давно играет существенную роль в целом ряде сфер науки и техники, исходя из чего накоплен большой опыт моделирования сложных систем. В последние годы доминирующим методом исследования стало цифровое моделирование. Средствами современных ИКТ возможно решать проблемы моделирования таких сложных геометрических задач, как заметание (sweeping) движущимся твердым телом, являющейся одной из давних и трудных проблем в твердотельном моделировании. Компьютерные системы геометрического моделирования дают возможность построения кривых и поверхностей произвольной формы или как их иначе называют “скульптурных поверхностей”. Если раньше дизайн определялся “удобством, прочностью и красотой”, то теперь добавилась еще одна категория – стоимость, которая не менее важна, чем первые три. На сегодняшний день серьезный проект, как правило, создается не одной группой людей или даже организаций, а целым рядом организаций или фирм. Современные ИКТ предоставляют возможность одновременной работы над одним файл-проектом специалистов смежных областей, что обеспечивает быструю разработку проекта. Внесенные в него изменения на любом этапе проектирования сразу становятся доступными специалистам смежных областей, и не требует заново исполнения проекта

Возможности применения ИТ в дизайне

Дизайнер может выполнять аналитическую, проектную, экспериментально- исследовательскую, производственно- управленческую, педагогическую и другие виды профессиональной деятельности.

Одна из движущих сил графического дизайна, находящегося в авангарде проектной культуры. Предъявляемые к нему требования острого чувства времени, способности отображать день сегодняшний и заглядывать в завтрашний, предопределяют его быструю реакцию на появление новых технологических возможностей.

Для дизайнера, работа с различными ИТ- это помощь при разработке проектов интерьера в редакторе трехмерной графики 3ds max 7, начиная с моделирования предметов интерьера и мебели, заканчивая визуализацией качественных эскизов и созданием небольшого презентационного ролика будущего помещения. Работа с трехмерными графическими программами дают возможность дизайнеру производить расчеты, разрабатывать проекты, подбирать соответствующие отделочные материалы, оформлять интерьер жилых и общественных помещений, создавая иллюзию материалов на основе различных карт текстур, имитируя эффекты окружающей среды, применяя фильтры формирования оптических эффектов, работая с кривыми и поверхностями типа NURBS, используя многочисленных модификаторов.

В современном обществе, учитывая уровень развития науки и прогресс информационных технологий, внедрение их во все сферы жизнедеятельности, дизайнеру необходимо использовать инновационные технологии и достижения в своей работе. Для этого надо, – на первом этапе овладеть навыками работы на компьютере, продуктивно использовать в своей деятельности уже созданные электронные ресурсы, создавать электронные ресурсы, особенно нужные в дизайнерской работе электронные библиотеки по узловым вопросам. Овладение дизайнером на первом этапе компьютерными технологиями позволит ему автоматизировать свою работу. Так как дизайнер, работающий над определенным проектом в процессе работы естественным образом накапливает источниковую базу, что сопровождается разрозненностью и несистематизированностью, в этом плане преимущество компьютерных технологий состоит в том, что дизайнеру представляется возможность систематизировать информацию для упрощения и автоматизации работы.

Сегодняшний уровень развития техники позволяет, смело говорить о компьютерном моделировании, но на сегодняшний день его использует далеко не каждый дизайнер.

Таким образом, сегодня, когда поток информации возрастает в геометрической прогрессии и способы обработки, хранения и представления информации постоянно совершенствуются, дизайнер не может состояться как профессионал, не используя в своей научной и учебной практике компьютерные технологии. Владение дизайнером новыми информационными технологиями позволяет ему выходить на иной уровень самосознания.

Анализ заготовленного учебного материала позволяет вам отбросить избыточный материал, привести оставшийся материал в целостную структуру.

То есть вы определитесь с тем, что будете рассказывать и показывать. Вы можете вывести этот материал на слайды и показывать во время занятия, сопровождая своими комментариями. Но как вы будете показывать? Наполните слайд текстовой информацией, а потом будете зачитывать текст с экрана? Но это будет скучно для обучаемых и вряд ли будет способствовать успеху обучения.

Информационный дизайн ‒ художественно-техническое оформление и представление информации. Информационный дизайн включает в себя:

Функциональные возможности представления информации,
Психологические критерии восприятия информации человеком,
Эстетика визуальных форм представления информации.

По окончании урока вы сможете:

Привести пример оформления, когда конечный результат достигается несколькими способами

Функциональные возможности представления информации

Мы создаём презентации в программе PowerPoint, то есть мы представляем информацию, используя возможности программы PowerPoint. А хорошо ли мы знаем эти возможности? На уроках по Word’у я рассказывала, как настроить Панель быстрого доступа. А вы знаете, что грамотно настроенная Панель быстрого доступа экономит до 20% рабочего времени. А вы знаете, что правильная работа с графическими файлами различных форматов запросто уменьшит вашу презентацию с 20 МБт до 3 МБт. Пользуетесь ли возможностями специальной вставки из буфера обмена?

При оформлении текстовой информации можно идти различными путями.

Рассмотрим пример с фразой

Впрочем, можно обойтись и без кавычек.

Получилось наглядно и однозначно.

Но в этом случае практически убралась математическая составляющая этого текста: Лекция ‒ это сумма двух слагаемых. Нет образа, а есть текст.

Попробуем создать формулу:

Это можно сделать, используя пробелы или табуляторы, но при необходимости редактировать этот текст вы опять будете подгонять пробелами и табулятором строчки.

И не факт, что вы получите красивый результат.

Этот инструмент находится на ленте Вставка → группа команд Символы → команда Уравнение:

На всякий случай покажу в полноэкранном режиме:

Это матрица, состоящая из трёх вертикально расположенных объектов:

Внесите в каждый объект соответствующее слово. Получаем текстовую формулу:

В чём особенности использования инструмента Формула?

Мы можем расположить эту формулу непосредственно в тексте.
Шрифт, который используется по умолчанию, – Cambria Math. Как правило, подобные текстовые конструкции необходимо акцентировать, и шрифт Cambria Math даёт такой акцент.

Почему 5 ячеек? Давайте считать элементы:

Как только мы вставили таблицу, появились две новые ленты: Конструктор и Макет.

А теперь запишем каждый элемент в своей ячейке:

Здесь вы можете варьировать поля ячейки и использовать богатый текстовый инструментарий ‒ изменение гарнитуры шрифта, выравнивание текста, абзационные отступы, абзационные и межстрочные интервалы.

А сейчас приведём в порядок таблицу. Таблица выделена? Если нет, то щёлкните ЛМ по таблице.

Шаг 1. Сделаем шрифт символов чёрным цветом и выровняем по центру(Лента Главная → группа команд Шрифт → команда Цвет текста →цвет чёрный и…
Лента Главная → группа команд Абзац → команда Выровнять по центру):

Получили такую картину:

Шаг 2. Выравниваем содержимое ячейки по вертикали (лента Макет → группа команд Выравнивание → кнопка Выравнивание по вертикали):

Разберёмся с шириной ячеек.

Шаг 3. Выделяем по очереди каждую ячейку (подводим курсор к ячейке с верху и дожидаемся, когда появится чёрная жирная стрелка, глядящая сверху вниз на ячейку). Задаём ширину ячейки (лента Макет → группа команд Размер ячейки → кнопка Стрелка вверх рядом с полем Ширина ячейки):

Шаг 4. Удаляем заливку и границы таблицы (лента Конструктор → группа команд Стили таблиц → команды:

Получаем такую картину:

Недостаток использования инструмента Таблица ‒ это невозможность расположения таблицы в тексте.

Если эту таблицу всё же необходимо расположить между двумя блоками текста, то вы можете воспользоваться схемой: блок текста, таблица, блок текста. Но вам вручную придётся корректировать расстояния (a) и (b) между этими объектами:

По окончании урока вы сможете:

Привести пример оформления, когда конечный результат достигается несколькими способами

В качестве тренировки подумайте, какие возможности программы PowerPoint можно использовать, чтобы получить такой результат:

Мне очень хотелось показать вам, что мало знать инструменты и возможности прикладных программ, надо научится использовать эти возможности для повышения скорости и качества работы. При этом всегда надо учитывать вероятность дальнейшего редактирования или форматирования вашей работы (знаете, какими фантазиями фонтанируют некоторые заказчики!) и обойтись при этом малой кровью. Лучше, конечно, совсем без крови.

Второй урок (под грифом Д3) будет посвящён психологическим критериям восприятия информации человеком.

На третьем (под грифом Д4) уроке поговорим об эстетике визуальных форм представления информации.

Анализ роли информатики и информационных технологий в современном мире. Обзор использования физических процессов для представления непрерывной величины. Изучение дискретности информации, случая, когда объект или явление имеет конечное число разнообразий.

Рубрика	Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	10.03.2011
Размер файла	19,6 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Цель в изучении этой темы о формах служит для: основных положений и разделов информатики; получении навыков практического использования компьютера; получении отчетливого представления о роли информатики и информационных технологий в современном мире; представление явлений и физических величин; представления различных знаков, цифр, букв и т.д.

Формы представления информации

информатика дискретность физический непрерывный

Информация - очень емкое понятие, в которое вмещается весь мир: все разнообразие вещей и явлений, вся история, все тома научных исследований, творения поэтов и прозаиков. И все это отражается в двух формах - непрерывной и дискретной. Обратимся к их сущности.

Объекты и явления характеризуются значениями физических величин. Например, массой тела, его температурой, расстоянием между двумя точками, длиной пути (пройденного движущимся телом), яркостью света и т.д. Природа некоторых величин такова, что величина может принимать принципиально любые значения в каком-то диапазоне. Эти значения могут быть сколь угодно близки друг к другу, исчезающе малоразличимы, но все-таки, хотя бы в принципе, различаться, а количество значений, которое может принимать такая величина, бесконечно велико.

Такие величины называются непрерывными величинами, а информация, которую они несут в себе, непрерывной информацией.

Слово “непрерывность” отчетливо выделяет основное свойство таких величин - отсутствие разрывов, промежутков между значениями, которые может принимать величина. Масса тела - непрерывная величина, принимающая любые значения от 0 до бесконечности. То же самое можно сказать о многих других физических величинах - расстоянии между точками, площади фигур, напряжении электрического тока.

Кроме непрерывных существуют иные величины, например, количество людей в комнате, количество электронов в атоме и т.д. Такого рода величины могут принимать только целые значения, например, 0, 1, 2, . и не могут иметь дробных значений. Величины, принимающие не всевозможные, а лишь вполне определенные значения, называют дискретными. Для дискретной величины характерно, что все ее значения можно пронумеровать целыми числами 0,1,2.

Примеры дискретных величин:

геометрические фигуры (треугольник, квадрат, окружность);

Можно утверждать, что различие между двумя формами информации обусловлено принципиальным различием природы величин. В то же время непрерывная и дискретная информация часто используются совместно для представления сведений об объектах и явлениях.

Пример. Рассмотрим утверждение “Это окружность радиуса 8,25”.

”окружность“- дискретная информация, выделяющая определенную геометрическую фигуру из всего разнообразия фигур;

значение “8,25” - непрерывная информация о радиусе окружности, который может принимать бесчисленное множество значений.

Все многообразие окружающей нас информации можно сгруппировать по различным признакам.

ЭВМ первых двух поколений могли обрабатывать только числовую информацию, полностью оправдывая свое название вычислительных машин. Лишь переход к третьему поколению принес изменения: к этому времени уже назрела настоятельная необходимость использования текстов.

С точки зрения ЭВМ текст состоит из отдельных символов. К числу символов принадлежат не только буквы (заглавные или строчные, латинские или русские), но и цифры, знаки препинания, спецсимволы типа "=", "(", "&" и т.п. и даже (обратите особое внимание!) пробелы между словами. Да, не удивляйтесь: пустое место в тексте тоже должно иметь свое обозначение.

Каждый символ хранится в виде двоичного кода, который является номером символа. Можно сказать, что компьютер имеет собственный алфавит, где весь набор символов строго упорядочен. Количество символов в алфавите также тесно связано с двоичным представлением и у всех ЭВМ равняется 256 . Иными словами, каждый символ всегда кодируется 8 битами , т.е. занимает ровно один байт .

Как видите, хранится не начертание буквы, а ее номер. Именно по этому номеру воспроизводится вид символа на экране дисплея или на бумаге. Поскольку алфавиты в различных типах ЭВМ не полностью совпадают, при переносе с одной модели на другую может произойти превращение разумного текста в "абракадабру". Такой эффект иногда получается даже на одной машине в различных программных средах: например, русский текст, набранный в MS DOS, нельзя без специального преобразования прочитать в Windows. Остается утешать себя тем, что задача перекодировки текста из одной кодовой таблицы в другую довольно проста и при наличии программ машина сама великолепно с ней справляется.

Наиболее стабильное положение в алфавитах всех ЭВМ занимают латинские буквы, цифры и некоторые специальные знаки. Это связано с существованием международного стандарта ASCII (American Standard Code for Information Interchange - Американский стандартный код для обмена информацией). Русские же буквы не стандартизированы и могут иметь различную кодировку.

Желающие могут в качестве примера ознакомится с таблицей стандартной части алфавита ЭВМ - символы с шестнадцатеричными кодами с 20 до 7F.

Нельзя также пройти мимо еще одного интересного факта: каждый символ текста имеет свой числовой код, но не каждому коду соответствует отображаемый на экране символ. Речь идет о существовании так называемых УПРАВЛЯЮЩИХ КОДОВ , величина которых меньше шестнадцатеричного числа 20 (т.е. 32 в десятичной системе счисления). При получении этих кодов внешние устройства не изображают какого-либо символа, а выполняют те или иные управляющие действия. Так, код 07 вызывает подачу стандартного звукового сигнала, а код 0C - очистку экрана. Особую роль играют коды 0A (перевод строки, обозначаемый часто LF ) и 0D (возврат каретки - CR ). Первый вызывает перемещение в следующую строку без изменения позиции, а второй - на начало текущей строки. Таким образом, для перехода на начало новой строки требуются оба кода и в любом тексте эта "неразлучная пара" кодов хранится после каждой строки.

Обратим внимание читателя на то, что названия возврат каретки и перевод строки имеют историческое происхождение и связаны с устройством пишущей машинки.

Представление графической информации.

Растровое представление:

В отличии текстового представления информации, когда минимальной единицей является символ, при отображении графики картинка строится из отдельных элементов - ПИКСЕЛОВ (от английских слов PIC ture EL ement, означающих "элемент картинки ").

Очень часто пиксел совпадает с точкой дисплея, но это совсем необязательно: например, в некоторых видеорежимах 1 пиксел может состоять из 2 или 4 точек экрана.

Каждый пиксел характеризуется цветом . Как и вся остальная информация в ЭВМ, цвет кодируется числом . В зависимости от количества допустимых цветов, число двоичных разрядов на один пиксел будет различным.

Так, для черно-белой картинки закодировать цвет точки можно одним битом: 0 - черный, 1 - белый. Для случая 16 цветов требуется уже по 4 разряда на каждую точку, а для 256 цветов - 8 , т.е. 1 байт.

Растр - прямоугольная сетка пикселей на экране.

Число цветов, воспроизводимых на экране дисплея (K), и число бит, отводимых в видеопамяти под каждый пиксель (N), связаны формулой:

В режиме 16 -цветной графики это же самое изображение потребует памяти в 4 раза больше.

Наконец, при 256 цветах на каждую точку требуется уже по байту и наш квадратик разрастется еще вдвое.

Обратите внимание на то, что белый цвет, как самый яркий, обычно имеет максимально возможный номер. Поэтому для черно-белого режима он равен 1 , для 16-цветного - 15 , а для 256 цветов - 255 .

Все многообразие красок на экране получается путем смешивания трех базовых цветов: красного , синего и зеленого . Каждый пиксель на экране состоит из трех близко расположенных элементов, святящихся этими цветами. Цветные дисплеи, использующие такой принцип, называются RGB (Red - Green - Blue) - мониторами.

Код цвета пикселя содержит информацию о доле каждого базового цвета.

Если все три составляющие имеют одинаковую интенсивность (яркость), то из их сочетаний можно получить 8 различных цветов (2 3 ).

Желающие могут в качестве примера ознакомится с таблицей кодирующей 8 - цветную палитру с помощью трехразрядного двоичного кода

Шестнадцатицветная палитра получается при использовании 4 - разрядной кодировки пикселя: к трем битам базовых цветов добавляется один бит интенсивности. Этот бит управляет яркостью всех трех цветов одновременно.

Например:
если в 8 - цветовой палитре код 100 обозначает красный цвет , то в 16 - цветной палитре : 0100 - красный , 1100 - ярко - красный цвет ; 0110 - коричневый , 1110 - ярко коричневый (желтый ).

Большее количество цветов получается при раздельном управлении интенсивностью базовых цветов. Причем интенсивность может иметь более двух уровней, если для кодирования каждого из базовых цветов выделять больше одного бита.

При использовании битовой глубины 8 бит / пиксель количество цветов: 2 8 = 256. Биты такого кода распределены следующим образом:КККЗЗЗСС.

Это значит, что под красную и зеленую компоненты выделено по 3 бита , под синюю - 2 бита . Следовательно, красная и зеленая компоненты имеют по 2 8 = 256 уровней яркости, а синяя - 4 уровня.

Векторное представление:

При векторном подходе изображение рассматривается как совокупность простых элементов: прямых линий, дуг, окружностей, эллипсов, прямоугольников, закрасок и пр., которые называются графическими приметивами.

Графическая информация - это данные, однозначно определяющие все графические приметивы, составляющие 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 сеткой. Горизонтальная ось X направлена слева направо; вертикальная ось Y - сверху вниз.

Отрезок прямой линии однозначно определяется указанием координат его концов; окружность - координатами центра и радиусом; многоугольник - координатами его углов, закрашенная область - граниной линией и цветом закраски.

Таким образом, графическая информация, также как числовая и текстовая, в конечном счете заносится в память в виде двоичных чисел.

Представление звуковой информации

звук есть колебания среды.

Для их записи с целью последующего воспроизведения необходимо как можно точней сохранить форму кривой зависимости интенсивности звука от времени. При этом возникает одна очень важная и принципиальная трудность: звуковой сигнал непрерывен, а компьютер способен хранить в памяти только дискретные величины. Отсюда следует, что в процессе сохранения звуковой информации она должна быть "оцифрована", т.е. из аналоговой непрерывной формы переведена в цифровую дискретную. Данную функцию выполняет специальный блок, входящий в состав звуковой карты, который называется аналого-цифровой преобразователь – АЦП .

Каковы основные принципы работы АЦП ?

Во-первых , он производит дискретизацию записываемого звукового сигнала по времени. Это означает, что измерение уровня интенсивности звука ведется не непрерывно, а, напротив, в определенные фиксированные моменты времени (удобнее, разумеется, через равные временные промежутки). Частоту, характеризующую периодичность измерения звукового сигнала принято называть частотой дискретизации . Вопрос о ее выборе далеко не праздный и ответ в значительной степени зависит от спектра сохраняемого сигнала: существует специальная теорема Найквиста , согласно которой частота "оцифровки" звука должна как минимум в 2 раза превышать максимальную частоту, входящую в состав спектра сигнала .

Считается, что редкий человек слышит звук частотой более 20 000 Гц (20 кГц ). Поэтому для высококачественного воспроизведения звука верхнюю границу обычно с некоторым запасом принимают равной 22 кГц . Отсюда немедленно следует, что частота звукозаписи в таких случаях должна быть не ниже 44 кГц . Названная частота используется, в частности, при записи музыкальных компакт-дисков. Однако часто такое высокое качество не требуется, и частоту дискретизации можно значительно снизить. Например, при записи речи вполне достаточно частоты дискретизации 8 кГц . Заметим, что результат при этом получается хотя и не блестящий, но легко разборчивый – вспомните, как вы слышите голоса своих друзей по телефону.

Во-вторых , АЦП производит дискретизацию амплитуды звукового сигнала. Это следует понимать так, что при измерении имеется "сетка" стандартных уровней (например, 256 или 65 536 – это количество характеризует глубину кодирования), и текущий уровень измеряемого сигнала округляется до ближайшего из них. Напрашивается линейная зависимость между величиной входного сигнала и номером уровня. Иными словами, если громкость возрастает в 2 раза, то интуитивно ожидается, что и соответствующее ему число возрастет вдвое. В простейших случаях так и делается, но, как показывает более детальное изучение, это не самое лучшее решение. Проблема в том, что в широком диапазоне громкости звука человеческое ухо не является линейным. Например, при очень громких звуках, увеличение или уменьшение интенсивности звука почти не дает эффекта, в то время как при восприятии шепота очень незначительное падение уровня может приводить к полной потере разборчивости. Поэтому при записи цифрового звука, особенно при 8 - битном кодировании, часто используют различные неравномерные распределения уровней громкости, в основе которых лежит логарифмический закон.

Итак, в ходе оцифровки звука мы получаем поток целых чисел, представляющих собой стандартные амплитуды сигналов через равные промежутки времени.

На рисунке представлен процесс "оцифровки" зависимости интенсивности звукового сигнала I от времени t. Отчетливо видна дискретизация по времени (равномерные отсчеты на горизонтальной оси) и по интенсивности сигнала (требуемое при этом округление схематически изображено "изломами" горизонтальных линий разметки). Подчеркнем, что на рисунке степень дискретизации для наглядности сознательно утрирована: реально различие между соседними уровнями дискретизации по обеим осям значительно меньше и, следовательно, форма сигнала передается гораздо точнее.

Мы рассмотрели лишь наиболее общие принципы записи цифрового звука. На практике для получения качественных звуковых файлов используется целый ряд дополнительных технических приемов.

Изложенный метод преобразования звуковой информации для хранения в памяти компьютера в очередной раз подтверждает уже неоднократно обсуждавшийся ранее тезис: любая информация для хранения в компьютере приводится к цифровой форме и затем переводится в двоичную систему.

Остается рассмотреть обратный процесс – воспроизведение записанного в компьютерный файл звука. Здесь имеет место преобразование в противоположном направлении – из дискретной цифровой формы представления сигнала в непрерывную аналоговую, поэтому вполне естественно соответствующий узел компьютерного устройства называется ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь . Процесс реконструкции первоначального аналогового сигнала по имеющимся дискретным данным нетривиален, поскольку никакой информации о форме сигнала между соседними отсчетами не сохранилось. В разных звуковых картах для восстановления звукового сигнала могут использоваться различные способы.

Наиболее наглядный и понятный из них состоит в том, что по имеющимся точкам рассчитывается степенная функция, проходящая через заданные точки, которая и принимается в качестве формы аналогового сигнала. Чтобы понять, как это делается, возьмем, например, интерполяцию параболой I = at 2 + bt + c по трем заданным точкам. Подставив в эту формулу известные значения времени и приравняв их к сохраненным в файле значениям интенсивности звука I, получим три линейных уравнения с тремя неизвестными a, b и c.

Качественный вид результата представлен на рисунке:

Видно, что на интерполируемом участке даже для параболы совпадение получается вполне удовлетворительное. Кроме того, технические возможности современных микросхем позволяют значительно увеличить степень полинома (многочлена), а вместе с ней и точность реконструкции формы сигнала.

Представление видео информации.

Следует четко представлять, что обработка видеоинформации требует очень высокого быстродействия компьютерной системы, причем не только процессора, но и CD-ROM, с которого считываются данные, конечно, видеосистемы, а также всех информационных шин, по которым данные передаются от одного устройства к другому.

В частности, когда при весьма скромном размере окна видеоизображения 360x240 и 16 битах цветовой информации на каждый пиксел скорость передачи данных превышает один мегабайт в секунду. То есть за десять минут должно быть передано более 600 Мбайт данных, что эквивалентно немного немало почти целому диску CD-ROM!

Таким образом, если для прочих видов информации сжатие лишь повышает удобства работы, то для видеоинформации технологии сжатия имеют поистине жизненно важное значение.

Что представляет собой фильм с точки зрения информатики? Прежде всего, это сочетание звуковой и графической информации. Кроме того, для создания на экране эффекта движения используется дискретная по своей сути технология быстрой смены статических картинок. Исследования показали, что если за одну секунду сменяется более 10-12 кадров, то человеческий глаз воспринимает изменения на них как непрерывные. В любительской киносъемке использовалась частота 16 кадров/сек., в профессиональной – 24.

Традиционный кадр на кинопленке "докомпьютерной" эпохи выглядел так, как показано на рисунке.

Основную его часть, разумеется, занимает видеоизображение, а справа сбоку отчетливо видны колебания на звуковой дорожке. Имеющаяся по обоим краям пленки периодическая система отверстий (перфорация) служит для механической протяжки ленты в киноаппарате с помощью специального механизма.

Казалось бы, если проблемы кодирования статической графики и звука решены, то сохранить видеоизображение уже не составит труда. Но это только на первый взгляд, поскольку, как показывает разобранный выше пример, при использовании традиционных методов сохранения информации электронная версия фильма получится слишком большой. Достаточно очевидное усовершенствование состоит в том, чтобы первый кадр запомнить целиком (в литературе его принято называть ключевым), а в следующих сохранять лишь отличия от начального кадра (разностные кадры).

Принцип формирования разностного кадра поясняется на следующем рисунке, где продемонстрировано небольшое горизонтальное смещение прямоугольного объекта.

Отчетливо видно, что при этом на всей площади кадра изменились всего 2 небольшие зоны: первая сзади объекта возвратилась к цвету фона, а на второй – перед ним, фон перекрасился в цвет объекта. Для разноцветных предметов произвольной формы эффект сохранится, хотя изобразить его будет заметно труднее.

Конечно, в фильме существует много ситуаций, связанных со сменой действия, когда первый кадр новой сцены настолько отличается от предыдущего, что его проще сделать ключевым, чем разностным. Может показаться, что в компьютерном фильме будет столько ключевых кадров, сколько новых ракурсов камеры. Тем не менее, их гораздо больше. Регулярное расположение подобных кадров в потоке позволяет пользователю оперативно начинать просмотр с любого места фильма: "если пользователь решил начать просмотр фильма с середины, вряд ли он захочет ждать, пока программа распаковки вычислит все разности с самого начала". Кроме того, указанная профилактическая мера позволяет эффективно восстановить изображение при любых сбоях или при "потере темпа" и пропуске отдельных кадров на медленных компьютерных системах.

Заметим, что в современных методах сохранения движущихся видеоизображений используются и другие типы кадров.

Существует множество различных форматов представления видеоданных. Рассмотрим некоторые из них:

В среде Windows , например, уже более 10 лет (начиная с версии 3.1) применяется формат Video for Windows , базирующийся на универсальных файлах с расширением AVI (Audio Video Interleave – чередование аудио и видео ). Суть AVI файлов состоит в хранении структур произвольных мультимедийных данных, каждая из которых имеет простой вид, изображенный на рисунке.

Файл как таковой представляет собой единый блок, причем в него, как и в любой другой, могут быть вложены новые блоки. Заметим, что идентификатор блока определяет тип информации, которая хранится в блоке.

Внутри описанного выше своеобразного контейнера информации (блока) могут храниться абсолютно произвольные данные, в том числе, например, блоки, сжатые разными методами. Таким образом, все AVI -файлы только внешне выглядят одинаково, а внутри могут различаться очень существенно.

Наиболее популярные программы проигрывания видеофайлов позволяют использовать замещаемые подсистемы сжатия и восстановления видеоданных – кодеки (от англ. compression/decompression – codec).

Такой подход позволяет легко адаптировать новые технологии, как только те становятся доступными. Замещаемые кодеки хороши как для пользователей, так и для разработчиков программного обеспечения. Тем не менее, большое разнообразие кодеков создает определенные трудности для производителей видеопродукции. Часто в качестве выхода из создавшегося положения необходимые кодеки помещают на компакт-диск с фильмами или даже поставляют видеоматериалы в нескольких вариантах, предоставляя тем самым возможность выбрать подходящий. Все больше распространяется автоматизация распознавания, когда плейер, обнаружив информацию об отсутствующем кодеке, загружает его из Интеренет.

Информатика - наука о законах и методах накопления, обработки и передачи информации. В наиболее общем виде понятие информации можно выразить так: информация - это отражение предметного мира с помощью знаков и сигналов.

Принято говорить, что решение задачи на ЭВМ, в результате чего, создается новая информация, получается путем вычислений. Потребность в вычислениях связана с решением задач: научных, инженерных, экономических, медицинских и прочих.

Файлы: 1 файл

ИНФОРМАТИКА реферат информация.docx

Формы представления информации……………………………………4
1. Графическая или изобразительная……………………………………. 5
2. Звуковая………………………………………………………… ……….7
3. Текстовая……………………………………………………… ………….8
4. Числовая………………………………………………………… ………9
5. Видеоинформация……………………………………… ………………11
2.Основные свойства информации…………………………………………16

Список использованных источников………………………………………20

Информатика - наука о законах и методах накопления, обработки и

передачи информации. В наиболее общем виде понятие информации можно выразить так: информация - это отражение предметного мира с помощью знаков и сигналов.

Принято говорить, что решение задачи на ЭВМ, в результате чего, создается новая информация, получается путем вычислений. Потребность в вычислениях связана с решением задач: научных, инженерных, экономических, медицинских и прочих.

Рассмотрим пример. Пусть нам известен дом, в котором проживает наш знакомый, а номер квартиры неизвестен. В этом случае местопребывание знакомого в какой-то степени не определено. Если в доме всего две квартиры, степень неопределенности невелика. Но если в доме 300 квартир неопределенность достаточно велика. Этот пример наталкивает на мысль, что неопределенность связана с количеством возможностей, т.е. с разнообразием ситуаций. Чем больше разнообразие, тем больше неопределенность.

Информация, снимающая неопределенность, существует постольку, поскольку существует разнообразие. Если нет разнообразия, нет неопределенности, а, следовательно, нет и информации.

Итак, информация - это отражение разнообразия, присущего объектам и явлениям реального мира. И, таким образом, природа информации объективно связана с разнообразием мира, и именно разнообразие является источником информации.

1 Формы представления информации

Информация и ее свойства являются объектом исследования целого ряда научных дисциплин, таких как теория информации (математическая теория систем передачи информации), кибернетика (наука о связи и управлении в машинах и животных, а также в обществе и человеческих существах), семиотика (наука о знаках и знаковых системах), теория массовой коммуникации (исследование средств мас-совой информации и их влияния на общество), информатика (изучение процессов сбора, преобразования, хранения, защиты, поиска и передачи всех видов информации и средств их автоматизированной обработки), соционика (теория информационного метаболизма индивидуальной и социальной психики), информодинамика (наука об открытых информационных системах), информациология (наука о получении, сохранении и передаче информации для различных множеств объектов) и т. д.

Информация содержится везде. Дерево содержит собственную генетическую информацию, и только благодаря этой информации от семечка берёзы вырастает только берёза. Для деревьев источником информации является воздух, именно по уровню состояния воздуха дерево может определить время распускания почек. Перелетные птицы знают свой маршрут перелёта, и каждая стая идёт только своим заданным в генах маршрутом.

Стремление зафиксировать, сохранить надолго свое восприятие информации было всегда свойственно человеку. Мозг человека хранит множество информации, и использует для хранения ее свои способы, основа которых — двоичный код, как и у компьютеров. Человек всегда стремился иметь возможность поделиться своей информацией с другими людьми и найти надежные средства для ее передачи и долговременного хранения. Для этого в настоящее время изобретено множество способов хранения информации на внешних (относительно мозга человека) носителях и ее передачи на огромные расстояния.

Основные виды информации по ее форме представления, способам ее кодирования и хранения, что имеет наибольшее значение для информатики, это:

1.1 Графическая или изобразительная.

В древние времена у людей возникла потребность в передаче информации друг другу, что привело к созданию различных языков, в том числе и графического языка.

Графический язык является синтетическим, поскольку сочетаeт в себе различные системы записи информации: изобразительную и знаковую. С его помощью можно не только сохранять, но и читать информацию об изделии.

Под изобразительной системой графического языка понимается единство и взаимодействие трех ее составляющих: 1) метода изобразительной системы — метода проецирования; 2) правил использования элементов изобразительной системы графического языка (точек, линий, контуров); 3) изображения объекта (проекции объекта на плоскости).

Примерами изобразительных систем могут служить: а) линейная перспектива (рис. 1, а), используемая для получения и чтения изображений архитектурных сооружений б) купольная и панорамная перспективы, которые используют художники для росписи куполов храмов и создания панорам (например, Бородинская панорама в Москве); в) параллельное проецирование на одну плоскость (рис. 1, в, г) и несколько взаимно перпендикулярных плоскостей проекций (рис. 1, б), позволяющих выполнять и читать чертежи технических, дизайнерских, архитектурных проектов, аксонометрических проекций и др.; г) изображения с числовыми отменами, используемые для создания топографических карт.

Знаковая система графического языка представляет собой совокупность условных знаков, цифр, букв, текстов, позволяющих уточнять геометрическую форму изображаемого объекта и метрическую информацию о нем (рис. 2). Кроме того, знаковая система несет в себе самостоятельную информацию технического и технологического характера, необходимую для изготовления и сборки изделия на производстве.

Графический язык можно назвать языком делового, международного общения, так как его изобразительную систему составляют графические образы, получаемые методом проецирования, понятные без слов. А знаковая система языка общепринята.

Рисунок1 - Изображения, получаемые в различных изобразительных системах:
а — линейная перспектива; б — прямоугольное проецирование на три взаимно перпендикулярные плоскости; а — прямоугольное проецирование на аксонометрическую проекцию; г — косоугольное проецирование на аксонометрическую плоскость проекций

Рисунок 2 - Использование знаковой системы: a — условные знаки, уточняющие форму: s — толщина изделия; ? — диаметр; ?— квадрат; R — радиус; б — числа, определяющие размеры изделия н его частей; e — обозначение вида обработки поверхности изделия: Ср. 9 — поверхность покрыта слоем серебра толщиной 9 мкм

С помощью графического языка можно мысленно создавать пространственные образы формы объектов и оперировать ими, отображать новые конструкторские, дизайнерские идеи, архитектурные замыслы, а также необходимые данные для их воплощения. Информацию об изделии, записанную с помощью графического языка, можно сохранять на дубликатах чертежей, электро-магнитных дисках и т. п. При необходимости они могут передаваться в различные отечественные и зарубежные организации.

Графический язык используется в науке, производстве, строительстве, архитектуре, дизайне. Его называют языком техники.

1.2 Звуковая.

Из курса физики известно, что звук есть колебания среды. Чаще всего средой является воздух, но это совсем не обязательно. Например, звук прекрасно распространяется по поверхности земли: именно поэтому в приключенческих фильмах герои, стараясь услышать шум погони, прикладывают ухо к земле. Напротив, существует весьма эффектный школьный физический опыт, который показывает, что при откачивании воздуха мы перестаем слышать звук находящегося под герметичным колпаком звонка. Важно также подчеркнуть, что существует определенный диапазон частот, к которому принадлежат звуковые волны: примерно от нескольких десятков герц до величины немного более 20 кГц. Значения этих границ определяются возможностями человеческого слуха.

Благодаря роли звуковых сигналов в практической жизни человека, процессы генерации и закономерности распространения звука изучены достаточно хорошо. Чаще всего звуковые колебания преобразуются в электрические, что легко осуществляется с помощью микрофона. Как правило, электрический сигнал от микрофона очень слаб и нуждается в усилении, что на современном уровне развития техники проблемы также не представляет. Форму полученных колебаний (т.е. зависимость интенсивности сигнала от времени) можно наблюдать на экране обычного осциллографа; к сожалению, для получения наглядной устойчивой картины сигнал должен быть периодическим.

Важную роль в анализе звуковых (или полученных из них электрических) колебаний играет также спектральный анализ, т.е. нахождение распределения интенсивности различных частот в исходном сигнале. Математической основой такой процедуры служит разложение изучаемой функции в ряд по гармоническим функциям (синусам или косинусам) – так называемый Фурье-анализ. Полученные в результате обработки спектры также обычно представляются графически в координатах частота (абсцисса) – интенсивность (ордината). Чтобы представить себе, как выглядит спектр звукового сигнала, достаточно взглянуть на информационный дисплей современного высококачественного аудиокомплекса.

Звуковые сигналы в окружающем нас мире необычайно разнообразны. Для их записи с целью последующего воспроизведения необходимо как можно точней сохранить форму кривой зависимости интенсивности звука от времени. При этом возникает одна очень важная и принципиальная трудность: звуковой сигнал непрерывен, а компьютер способен хранить в памяти только дискретные величины. Отсюда следует, что в процессе сохранения звуковой информации она должна быть "оцифрована", т.е. из аналоговой непрерывной формы переведена в цифровую дискретную. Данную функцию выполняет специальный блок, входящий в состав звуковой карты, который называется аналого-цифровой преобразователь – АЦП.

1.3 Текстовая.

Основу большинства электронных изданий, как и печатных изданий, составляет текстовой материал. Именно на текст ложится основная семантическая нагрузка. Текстовой материал электронных изданий может подготавливаться в текстовых редакторах или программных пакетах верстки и оформляться в соответствии с требованиями, предъявляемыми к печатным изданиям. При подготовке публикации каждая из указанных программ подготавливает текстовые файлы в своем формате, однако последующая печать на твердый носитель обеспечивает одинаковые возможности по восприятию текстовой и графической информации.

Иное дело в электронных изданиях. Здесь восприятие текстовой информации осуществляется на основе представления любого издания на экране монитора ПЭВМ или специального электронного устройства. Поскольку такие издания могут подготавливаться в различной программной среде, для воспроизведения электронного документа необходима именно эта среда или другая, но программно и информационно совместимая с ней. Таким образом, на ПЭВМ должны быть инсталлированы все наиболее вероятные программные средства прочтения электронных изданий.

Читайте также: