Шпаргалка по "Цифровому устройству"

1. Принципы восприятия  цвета человеком.

Наблюдаемый объект отражает некоторую часть падающего  на нее светового потока (созданного Солнцем или любым другим источником света). Различные длины волн объект отражает неодинаково. Часть отраженного  света попадает на хрусталик человеческого глаза, достигает сетчатки, которая посылает электрические импульсы в мозг. Мозг интерпретирует эти импульсы как цвет. Видимый спектр – диапазон длин волн, которые могут быть увидены невооруженным глазом. Существует различие видимых человеком цветов спектра с цветами, которые могут быть воспроизведены на экране монитора и затем выведены на бумагу. Количество цветов, воспроизводимых устройством, называется его цветовой гаммой. Видимый глазом спектр шире, чем цветовая гамма цветного монитора или регистрирующего устройства. Ни одно регистрирующее устройство не в состоянии точно воспроизвести все цвета, которые видит человеческий глаз (цветовая гамма любого регистрирующего устройства ниже, чем у цветного монитора). 

2. Две модели синтеза цвета, области их приложения.

Существуют два  метода синтеза цвета:

1. аддитивный – основан на смешении базовых цветов в определенных пропорциях для получения остальных цветов. В трехцветном аддитивном синтезе используется базовая трехцветная палитра, называемая RGB. При смешении на черном фоне эти цвета дают белый цвет. Смешение в разных комбинациях базовых цветов дает возможность получить четыре производных цвета – голубой, светло-красный, зеленовато-голубой, черный;

2. субтрактивный – основан на получении цветов путем вычитания из белого цвета базовых цветов. Основные цвета данного синтеза, т.е. базовая модель, называются СМУК. Отсутствие всех составляющих дает белый цвет. В результате смешения всех цветов попарно в трех комбинациях и одной комбинации из трех цветов можно получить семь цветов. Черный здесь является необязательным.

Для улучшения  качества цветной печати и более  равномерного расхода чернил одного оттенка выпускаются принтеры с  большим количеством картриджей, например с шестью.

Однако в реальной жизни, смешивая по 100% красителей СМУК, трудно добиться идеально черного цвета. Плюс это экономически нецелесообразно, т.к. производство нечерной краски значительно дороже. 

6. Растровый метод построения изображения.

В растровом  методе изображение строится по точкам. Принципиальное отличие растровых устройств от векторных заключается в том, что в них производится вторичное двухкоординатное преобразование, суть которого в том, что на выводимое изображение “накладывается” растровое поле, заранее заданное в устройстве вывода. Это производится как в мониторе, так и в ГП и ПР. А истинное изображение апроксимируется совокупностью точек, близко расположенных, которые являются узлами растрового поля.

В растровых  устройствах осуществляется выборочное воздействие РО на узловые элементы пересечения строк и столбцов растрового поля с изменением их физического состояния, что позволяет выделить эти точки из множества точек растра и из них синтезировать выводимую информацию, т.е. реализации таков: если в точке растра проходит отображаемая линия, то РО воздействует на эту точку, в противном случае переходи на следующую.

Основные преимущества растровых устройств:

  - более высокая  скорость построения графических  изображений, причем не зависящая  от сложности выполняемого чертежа;

  - сравнительно  легко представляются криволинейные  поверхности и объемы, а также  полутона, широкая гамма цветов  и оттенков изображения.

Вместе с тем  для работы растровых устройств  требуется осуществить дополнительное преобразование данных векторного описания графической информации в растровую форму (векторное преобразование), что связано с дополнительными аппаратными и программными затратами.

 

3. Классификация способов  регистрации информации.

Рис.7.1 Классификация  способов регистрации

Основными функциональными элементами устройств регистрации являются:

  - регистрирующий  орган (РО);

  - система  управления РО.

Как следует  из рис.7.1, изображение может формироваться  путем нанесения-снятия слоя или  изменения состояния вещества носителя информации (НИ) на определенных участках. Существующие средства вывода используют следующие способы регистрации информации:

  - механические;

  - немеханические.

Механические (контактные) предполагают нанесение информации путем вычерчивания пишущим элементом  или переносом краски с красящей ленты на НИ при ударе печатающих элементов.

Немеханическим  способам присуще отсутствие контактного  взаимодействия, т.е. РО не имеет механического  контакта с носителем информации.

Во-вторых, с  позиции сложности технология формирования определяется числом операций, необходимых для получения документов в окончательном виде. Существуют две группы технологий:

  - одностадийные  (например, струйная);

  - многостадийные (например, лазерная).

В одностадийных  устройствах осуществляется воздействие РО на оконечный носитель информации. К таким устройствам относятся струйная головка, РО перьевого графопостроителя, ударные РО, ряд технологий ПР с немеханическими способами регистрации, так называемые термографические, элекроинерционные, элекромеханические и др.

Все устройства многостадийного формирования изображения  используют немеханические способы  регистрации. В них РО создает  так называемые “скрытые” изображения (электростатические, магнитные, фотографические) на оконечном или промежуточном  носителе. “Скрытые” изображения в дальнейшем визуализируются в узлах проявления и закрепляются. При этом в зависимости от вида носителя все стадии процесса регистрации могут производиться при непосредственной обработке одного оконечного НИ (например, фотоматериала), так и с использованием красконосителя (тонера), который наносится на участки “скрытого” изображения. Конструкция устройств тем сложнее и стоимость тем выше, чем больше стадий необходимо выполнить для получения окончательного документа. К многостадийным устройствам относятся фото ГП, лазерные и электростатические ГП, ряд типов принтеров (магнитографические, ионного осаждения и др.).

 

4. Основные показатели качества устройств регистрации информации.

Для оценки качества регистрации информации рекомендуются следующие основные показатели:

1) контрастность  изображения, которая характеризуется  относительными коэффициентами (безразмерными). Если обозначить:

  - - коэффициент отражения;

  - - коэффициент пропускания;

  - - коэффициент поглощения;

  - – световой поток падающий;

  - - световой поток проходящий;

  - - световой поток отраженный,

то относительные  коэффициенты контрастности определяются:

У человека есть одна особенность – он ощущает  зрительно изменения, пропорциональные логарифму светового воздействия. Поэтому практически используются:

- оптическая плотность отпечатка на прозрачном носителе;

- оптическая плотность отпечатка  на непрозрачном носителе;

2) разрешающая  способность – количество линий,  которые можно наблюдать как  разделенные на участке длиной  в 1 мм;

3) энергозатраты  на запись и закрепление;

4) скоростные  характеристики:

   а) длительность  записи, проявления, закрепления;

   б) длительность  получения отпечатка (10-16 отпечатков/минута);

5) чувствительность  к внешним условиям (температуре,  давлению, влажности);

6) вид носителя  информации.

Качество черно-белых  изображений считается приемлемым (хорошим), если его контрастность  составляет не менее 0,7÷0,8; а разрешающая  способность не хуже 4 элементов  на миллиметр. Указанным требованиям  отвечает большинство современных  способов регистрации. 

5. Векторный метод  построения изображения.

В векторном  методе изображение строится по линиям. К достоинствам векторного метода представления  информации относятся:

  - сравнительно  небольшой объем памяти, необходимой  для хранения и обработки данных;

  - высокая точность и качество выводимо графической информации;

  - простота  описания графических изображений.

Существенным  недостатком векторных устройств  являются:

  - зависимость  их быстродействия от сложности  чертежа;

• векторное представление информации усложняет вычислительную обработку изображений объемных тел, криволинейных поверхностей и заполнение областей полутоновых и цветных изображений.

 

 

8. Принцип действия  перьевых ГП, виды  конструктивного  исполнения.

ПГП является электромеханическим  двухкоординатным векторным устройством вывода. В ПГП вычерчивание графической информации а также алфавитно-цифровой и символьной информации происходит при запрограммированном перемещении пишущей головки (РО) относительно НИ. В результате преобразования системой управления ГП входного управляющего сигнала вырабатываются команды управления двухкоординатным исполнительным механизмом, а также программного управления подъема и спуска пишущего элемента в заданной точке начала или продолжения вычерчивания, быстрой и точной сменой его, формированием линии изображения различной ширины и цвета. Можно выделить следующие конструктивные исполнения ПГП:

1) планшетные, использующие  как листовые, так и рулонные  НИ (рис. 2.2):

Рис. 2.2а  Механизм перемещения траверсы с  однотросовой трансмиссией

 

Рис. 2.2б  Механизм перемещения траверсы с  двухтросовой трансмиссией1 – рабочий  стол, 2 – направляющая, 3 – траверса, 4 – блок, 5 – трос, 6 – электродвигатель, 7 – редуктор, 8 – приводной барабан

2) барабанные  с протяжкой НИ рулонного или  спальцованного в стопу типов. Исполнение имеет две разновидности:

2.1) использование  транспортного барабанного механизма  закрепления на его поверхности  НИ (это может быть перфорация, крепление с помощью магнитной  пластины и т.п.);

2.2) с механизмом  фрикционного перемещения неперфорированного рулонного или листового носителя (так называемые с микрозахватом или роликовые).

Поступающая на ПГП управляющая информация содержит код выполняемой операции, код  типа вычерчиваемой линии, код размера  и ориентации вычерчиваемых знаков и символов и затем данные о координатах отдельных точек изображения и необходимой последовательности их соединения.

Для преобразования данных информации в команды, управляющие  двигателями двухкоординатного  механизма, служит блок интерполятора, функции которого могут выполняться как собственным блоком управления ГП, так и центральной ЭВМ. В современных ПГП функции интерполятора выполняют встроенные микропроцессоры или контроллеры. В ПГП используется наиболее широкий ассортимент НИ, а именно, бумага чертежная, диаграммная, картографическая, а также картон, калька, различные виды синтетических пленок и т.п.ПГП могут использоваться не только для вывода графической информации, но и для некоторых технологических операций, таких как вырезание по контуру шаблонов из однослойных пленок, срезание наружного слоя двухслойной пленки, вырезание и гравирование линий на пластмассе и металле, вычерчивание световым лучом изображений на фотоматериале и других операций. Конструкция таких ГП допускает установление на каретке вместо пишущей головки инструментальной, укомплектованной набором гравирования, режущей и сканирующей головок и массивной фотоголовки.ПГП обеспечивают возможность непрерывного визуального контроля результатов работы по всему рабочему полю.ГП с механизмом фрикционного перемещения носителя информации и барабанные, как правило, конструктивно проще планшетных устройств, имеют меньшую материалоемкость (при одинаковых форматах изображения), занимают меньшую площадь. Но они малопригодны для выполнения технологических операций.