• Nie Znaleziono Wyników

Mieszane kodowanie obrazów w monitorach graficznych

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Share "Mieszane kodowanie obrazów w monitorach graficznych"

Copied!
6
0
0

Pełen tekst

(1)

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ____________________________________ 1987

S e r i a : INFORMATYKA z . 8 Nr k o l . 882

A ndrzej KWIECIEŃ

\

MIESZANE KODOWANIE OBRAZÓW W MONITORACH GRAFICZNYCH

S t r e s z c z e n i e . W p r a c y omówiono dwa ze znanych sposobów w y ś w i e t l a - n i a obrazów: r a s t r o w y i l i n i o w y C l i n e d ra w in g d i s p l a y s ' ) . P r z e d s t a ­ wiono k o n c e p c j ę m ie s z a n e g o sp osobu kodowania i w y ś w i e t l a n i a obrazów w m o n i t o r a c h g r a f i c z n y c h o r a z próbę j e j t e c h n i c z n e j r e a l i z a c j i .

Wstęp

A k t u a l n i e produkowane g r a f o s k o p y można p o d z i e l i ć na t r z y z a s a d n i c z e g r u p y :

- g r a f o s k o p y z lampą kin e sk o p o w ą, - g r a f o s k o p y 'z lampą o sc y lo sk o p o w ą,

- g r a f o s k o p y z lampą o sc y lo sk o p o w ą z p a m i ę c i ą .

G ra fo s k o p y , k t ó r y c h k o n s t r u k c j a j e s t o p a r t a na la m pie k in e sk o p o w ej, z n a j d u j ą z a s t o s o w a n i e w s z ę d z i e tam, g d z i e r 'v s u n k i n i e s ą z b y t sk o m p l ik o ­ wane i n i e wymagają d u ż e j d o k ł a d n o ś c i . P o d o b n ie, n a j l e p i e j k o r z y s t a ć z

* g rafo sk o p ó w z lampą k in e sk o p o w ą w p r z y p a d k a c h , g d z i e i s t o t n ą r o l ę odgrywa c i e n i o w a n i e p ł a s z c z y z n i u z y s k iw a n ie obrazów k o lo ro w y ch .

W z a s t o s o w a n i a c h , g d z i e i s t o t n ą r o l ę odgrywa duża d o k ła d n o ś ć ry s u n k u bądź n a l e ż y sp o d z ie w a ć s i ę d u ż e j g ę s t o ś c i d ro b n y ch elementów na e k r a n i e , p r e f e r o w a n e s ą g r a f o s k o p y z lampą o sc y lo sk o p o w ą .

T r z e c i t y p grafo sk o p ó w stosow any j e s t tam, g d z i e n i e s ą wymagane p e ł n e m o ż liw o ś c i p r a c y k o n w e r s a c y j n e j , a i l o ś ć danych j e s t d u ż a . Stąd i c h z a ­ s t o s o w a n i e w p r o j e k t o w a n i u wspomaganym komputerem.

1. Gra foskopy z lampą kin eskopow ą

P o p u l a r n o ś ć i a t r a k c y j n o ś ć grafoskopów z lampą kin e sk o p o w ą w y n i k a j ą z t e g o , że w y k o r z y s t u j e s i ę w n i c h t a n i ą i wysoko r o z w i n i ę t ą t e c h n o l o g i ę o p a r t ą na p r o d u k c j i o d b io rn ik ó w t e l e w i z y j n y c h . I c h z a l e t ą j e s t r ó w n i e ż s t a ł a s z y b k o ś ć w y b i e r a n i a l i n i i , n i e z a l e ż n a od s t o p n i a z ł o ż o n o ś c i o g l ą d a n e ­ go o b r a z u . Z te g o względu n i e w y s t ę p u j e w t e g o ty p u g r a f o s k o p a c h p roblem m i g o t a n i a o b r a z u . Wadą g rafo sk o p ó w z lampą kin e sk o p o w ą j e s t k o n i e c z n o ś ć p a m i ę t a n i a o b r a z u j a k o m a c ie rz y i n t e n s y w n o ś c i ś w i e c e n i a p o s z c z e g ó l n y c h punktów, a n i e j a k o z b i o r u wektorów i krzyw ych. P o c ią g a t o za s o b ą k o n i e -

(2)

8 8 A, Kwieczeń

c z n o ś ć dysponowania . p a m ię c ią o d u ż e j p o je m n o ś c i. Ponadto u le g a o b n i ż e n i u s z y b k o ś ć i n t e r a k c j i , spowodowana wolnym p roce sem k o n w e r s j i o p i s u n s t u r a l - nego na o p i s " r a s t r o w y " , w którym tw o rzy s i ę m a c i e r z i n t e n s y w n o ś c i ś w ie c e ­ n i a p o s z c z e g ó l n y c h punktów o r a z powoduje t r u d n o ś c i w m o d y f i k a c j i p o je d y n ­ cz y c h l i n i i o b r a z u . I s t n i e j ą t r z y główne t r u d n o ś c i zw ią za n e z g r e f o s k o p a m i z lampą kin e sk o p o w ą:

a ) w i e l k o ś ć i k o s z t p a m i ę c i o b r e z u ,

b) k o n w e r s ja o p i s u n a t u r a l n e g o na r a s t r o w y ,

c ) wymiarowo małe s z o z e g ó ł y o b r a z u i l i n i e p ra w ie poziom e.

Obecnie żaden z t y c h problemów n i e z o s t a ł w z a d o w a l a j ą c y - s p o s ó b r o z w i ą z a ­ ny. B l i ż e j problemy t e omówione z o s t a ł y w [

1

] , [2] , [3] .

2. Grafoskopy z lampą oscyloskopow ą

Grafoskopy z lampą oscy lo sk o p o w ą s ą n a j w c z e ś n i e j znanym r o d z a je m g r s f o - skopów. P o z w a la ją one. na p r z e d s t a w i e n i e o b r a z u w sp o só b b a r d z o z b l i ż o n y do c z y n n o ś c i r y s o w a n ia na k a r t c e p a p i e r u . S tą d t e ż nazwy - metoda k o n t u r o ­ wego k r e ś l e n i a a n g . " l i n e d r a w in g d i s p l a y e " l u b " s t r o k e w r i t i n g d i s p l a y e " ) .

Aby u n ik n ą ć m i g o t a n i a o b r a z u , k o n i e c z n e j e s t jogo p o w i e l a n i e z c z ę s t o t l i ­ w o ś c i ą 40-50 Hz. J e s t t o n a j b a r d z i e j z n a c z ą c a wada grafo sk o p ó w te g o t y p u , gdyż poważnie o g r a n i c z a w i e l k o ś ć o r a z i l o ś ć elementów t w o r z ą c y c h o b r a z . Wynika t o z f a k t u , że o b r a z musi być c a ł k o w i c i e w y k re ś lo n y w c z a s i e od 0 . 0 2 do 0 .0 2 5 s e k . Pierwszoplanowym p ara m etre m g r a f o s k o p u s t a j e s i ę zatem sz y b k o ś ć g e n e r o w a n ia wektorów i krzyw ych. P o w i e l a n i e o b r a z u n a r z u c a k o n i e ­ c z n o ś ć dysponowania p a m i ę c i ą , w k t ó r e j z a p i s a n y j e s t o b r a z . Pomimo t o że u z y s k a n i e p a m i ę c i p ó łp rze w odnikow ych o d u ż e j p o je m n o ś c i n i e s t w a r z a o b e c ­ n i e dużych problemów, t o j e d n a k , aby o b n i ż y ć k o s z t u r z ą d z e n i a , b ard z o celow e s t a j e s i ę o p r a c o w a n ie t a k i c h sposobów kodowania o b r a z u , aby pojem­

n o ś ć p o t r z e b n e j p a m i ę c i b y ł a j a k n a j m n i e j s z a .

Pomimo wymienionych wad, ze sz cz eg ó ln y m w y ró ż n ie n ie m k o n i e c z n o ś c i p o w i e l a ­ n i a o b r a z u , g r a f o s k o p y z lampą o sc y lo sk o p o w ą z n a j d u j ą n a j s z e r s z e z a s t o s o ­ w anie s z c z e g ó l n i e tam, g d z i e wymagana j e s t p r a c a konwersac.yjna z g r a f o - skopem o r a z b a r d z o dobra j a k o ś ć o b r a z u . W t e g o t y p u g r a f o s k o p a c h o s i ą g a s i ę n a jw y ż sz e p a r a m e tr y zw ią z a n e z r o z d z i e l c z o ś c i ą , d o k ł a d n o ś c i ą , j a s k r a ­ w o ś c i ą i o s t r o ś c i ą o b r a z u .

3. Mieszany sposób w y ś w i e t l a n i a obrazów

P rz e z m ie s z a n e kodowanie i w y ś w i e t l a n i e obrazów n a l e ż y r o z u m i e ć t a k i e p r z e d s t a w i a n i e obrazów, w któ ry m s t o s u j e s i ę zarówno " r a s t r o w y " f s c a n i n g o - wy). j a k i kontu rowy s p o s ó b w y ś w i e t l a n i a . W ś w i e t l e uwag d o ty c z ą c y c h

(3)

Mieszane kodowanie obrazów.. 89

g r a f o s k o p ó w , k t ó r y c h k o n s t r u k c j a o p a r t a j e a t na lampach kin eskopow ych i o s c y lo sk o p o w y c h , można spróbować p o k u s i ć s i ę o o p rac o w a n ie t a k i e j konce p­

c j i w y ś w i e t l a n i a o b r a z u , w k t ó r e j zachowano by z a l e t y obu typów g r a f o s k o ­ pów, z jednoczesnym wyeliminowaniem wad. N ale ży p rz y tym p a m i ę t a ć , że i d e a l n e g o kompromisu pomiędzy dwoma sp osobam i w y ś w i e t l a n i a u z y s k a ć s i ę n i e d a , n i e m n i e j j e d n a k w pewnych z a s t o s o w a n i a c h g r a f o s k o p p r a c u j ą c y w o p a r c i u o l i n i o w e w y b i e r a n i e i kontu rowe k r e ś l e n i e o b ra z u b y łb y n ie z w y k le cennym u r z ą d z e n i e m .

U d z i a ł p o s z c z e g ó l n y c h t e c h n i k w y ś w i e t l a n i a w g r a f o s k o p i e może być r ó ż n y , a l e w ydaje s i ę ' s ł u s z n e , aby zachować w p r z e w a ż a j ą c e j c z ę ś c i m o ż liw o ś c i g r a f o s k o p u z konturowym k r e ś l e n i e m o b r a z u , u z u p e ł n i a j ą c j e o - m o ż l iw o ś c i w y ś w i e t l a n i a znaków, z a c i e m n i a n i a p ł a s z c z y z n i u z y s k i w a n i a obrazów k o l o r o ­ wych.

G e n e r a l n i e można p o w i e d z i e ć , że n a j w i ę k s z ą z a l e t ą m ie sz an eg o kodowania obrazów j e s t m ożliw ość u z y s k iw a n ia b a r d z o d o b r e j j a k o ś c i obrazów (w tym k o lo ro w y ch ) o d u ż e j l i c z b i e elementów, przy optymalnym w y k o r z y s t a n i u pam ię­

c i i p e ł n y c h m o ż liw o ś c ia c h p r a c y k o n w e r s a c y jn e j z u w z g lę d n ie n ie m dynam icz­

nych zmian o b r a z u . Dobrą j a k o ś ć o b r a z u może za p ew n ić z a s t o s o w a n i e s p r z ę t o ­ wego g e n e r a t o r a krzywych d r u g i e g o s t o p n i a , co p o z w o li na k r e ś l e n i e wekto­

rów i krzyw ych metodą kontu row ego k r e ś l e n i a [ 4 ]. N a to m ia s t elem e n ty o b r a z u , któr.yc h j a k o ś ć w y ś w i e t l a n i a n i e musi być n a j w i ę k s z a , można w y ś w i e t l a ć m etodą w y b i e r a n i a l i n i o w e g o ( s c a n in g o w e g o )

U życ ie metody l i n i o w e g o w y b i e r a n i a p o z w o li wpro wadzić do otrzy m an y ch obrazów r ó w n i e ż z n a k i , co p r z y w y ś w i e t l a n i u konturowym b y ł o b a r d z o o g r a n i ­ czone z e w zglę du na f a k t , że każdy znak n a l e ż y z ł o ż y ć z podstawowych e l e ­ mentów ( w e k t o r , o k r ą g , ł u k i t p . ) " S k ł a d a n i e " znaków z wektorów i łuków powoduje z m n i e j s z e n i e p o je m n o śc i o b r a z u . u a p r z y k ł a d w y ś w i e t l a n i e m e todą ko n tu r o w ą l i t e r y \1 p o c i ą g a za s o b ą k o n i e c z n o ś ć u ż y c i a a ż c z t e r e c h elemen­

tów ( w e k to r ó w ) . P rzy o g r a n i c z o n e j p o je m n o ś c i o b r a z u ma t o duże z n a c z e n i e , gdyż w y ś w i e t l a n i e n a j p r o s t s z e g o choćby t e k s t u w znacznym s t o p n i u o bniż y i l o ś ć m ożliw ych do p o j a w i e n i a s i ę na e k r a n i e elementów ( r y s . 1 ) .

Opisany w [4] g r a f o s k o p z lampą o sc y lo sk o p o w ą , z wbudowanym sprzętowym g e n e r a t o r e m krzyw ych d r u g i e g o s t o p n i a , pozw ala u z y s k a ć na e k r a n i e 255 r ó ż n y c h elem entó w . T e k s t z a w a rty na r y s . 1 p o c h ł a n i a 64 e l e m e n t y , co s t a ­ nowi ponad 1 /5 p o je m n o ś c i e k r a n u . Z o sto so w a n ie l i n i o w e g o w y b i e r a n i a o r a z g e n e r a t o r a znaków u m o ż liw i wpro wadzenie do obrazów znaków, b e z u s z c z u p l a ­ n i a p o je m n o ś c i o b r s z u na e l e m e n ty , k t ó r y c h j a k o ś ć w y ś w i e t l a n i a powinna być n a j w i ę k s z a .

Podstawowym problemem związanym z uzyskiw anie m obrezów dynam icznych j e s t c z a s p o t r z e b n y do wygenerowania k o l e j n y c h s e k w e n c j i o b r a z u i p ó ź n i e j ­ s z e i c h w y ś w i e t l e n i e w t a k i s p o s ó b , aby zachować p o zo ry p ł y n n o ś c i . Z a s t o ­ sow anie g r a f o s k o p u scanin gowego j e s t n i e c e l o w e , gdyżs

- p r z e t w a r z a n i e o b ra z u z p o s t a c i n a t u r a l n e j na " r e s t r o w ą " j e s t b a rd z o c z a s o c h ł o n n e ,

(4)

90 A. Kwiećień

I L O Ś Ć U Ż Y T Y C H W E K T O R Ó W ( l i ni o c i a g t a ) - 5 7 I L O Ś Ć U Ż Y T Y C H L U K Ó W ( l i ni a p r z e r y w a n a ) = 7

R A Z E M I L O Ś Ć U Ż Y T Y C H E L E M E N T Ó W » 6 4

Rys. 1 .

- p r z e s y ł a n i e z p a m ię c i masowej k o l e j n y c h s e k w e n c j i o b r a z u wymaga p r z e s ł a ­ n i a

2

1^ b i t ó w n a j e d n ą f a z ę r u c h u ( d l a g r a f o s k o p u o p a r a m e t r a c h 2 5 6 x 2 5 6 x 8 ).

Zastosowanie grafoskopu pracującego w oparciu o "rastro w ą" te c h n ik ę wy­

ś w ie tla n ia obrazu d a ja możliwość znacznego skró cen ia czasu uzyskaniu zmie­

n iającego s ię w c z a s ie obrazu. Wynika to z a n io j czasochłonnego procesu p rze tw a rza n ia obrazu z p o s ta c i n a tu ra ln e j o raz z fa k t u , te p rz e s y ła n ie z pam ięci masowej k o le jn y c h sekw en cji wymaga p rz e s ła n ia m n ie j, bo około 21(*

bitów na jed n ą fa z ę ruchu (d la grafoBkopu o r o z d z ie lc z o ś c i 1024x1024 i 31 sto p niach s z a r o ś c i) .

S t o s u j ą c g r a f o s k o p w y ś w i e t l a j ą c y o b r a z y t e c h n i k ą m i e s z a n ą , można s k r ó ­ c i ć c z a s o c z e k i w a n i a n a se k w e n c j ę dynam icznych zmian o b r a z u , gdyż t e e l e ­ m enty, k t ó r e n i e u l e g a j ą z m ia n i e w c z a s i e t r w a n i a r u c h u , b ę d ą p r z e t w a r z a n e t y l k o r a z i ut. e s z c z a n e w p a m i ę c i " r a s t r o w e j " , a p o n a d t o i l o ś ć i n f o r m a c j i p o b i e r a n y c h z p a m ię c i masowej d l a k a ż d e j f a z y r u c h u b ę d z i e m n i e j s z a ( p r z y r o z d z i e l c z o ś c i 1024x1024x31 )•

Z a k ł a d a j ą c , t e g r a f o s k o p b ę d z i e w y ś w i e t l a ł 150 a n i e 255 ( j a k o p i s a n y w [41) elementów metodą k o n tu r o w ą , t o z p a m i ę c i masowej t r z e b a p r z e s ł a ć

1 A.

m n ie j n i ż 2 b i t ó w n a j e d n ą f a z ę r u c h u . S k r ó c e n i e c z a s u o c z e k i w a n i a n a s e k w e n cję obrazów d y n a m ic z n y c h , a t a k ż e e w e n t u a l n e u z y s k i w a n i e obrazów k o l o ­ rowych w g r a f o s k o p i e z m ie s z a n ą t e c h n i k ą w y ś w i e t l a n i a obrazów, p o z w a la mieć n a d z i e j ę j e s z c z e s z e r s z e g o s t o s o w a n i a go w g r a f i c z n e j s y m u l a c j i k o m p u te ro ­ w ej ( g r y w o je n n e , s y m u l a c j a l o t ó w kosmicznych- r o w a d z e n ia p o j a z d ó w i t p . ) .

K oncepcję t e c h n i c z n e g o r o z w i ą z a n i a g r a f o s k o p u ( r y s . 2) p r a c u j ą c e g o w dwóch r e ż im a c h w y ś w i e t l a n i a o p a r t o n a i s t n i e j ą c y m g r a f o s k o p j e opisanym w [4] • I n f o r m a c j ę zakodowaną o o b r a z i e p r z e k a z u j e k o m p u te r . I n f o r m a c j a t a j e s t

(5)

o

sr Gr PRZEŁ

At

UKŁAD KI UCZ U-

] A.CT

AŁ ĄCZ A) ACY

KOMPUTER P A 0

PAMIĘĆ WYBIE­

RANIA LINIOWE­

GO

STERO­

WANIE

GENERATOR LINII

GENERATOR RAMKI

PAMiąĆ KREŚLE­

NIA

__

*>

KONTURO­ L

WEGO

DESZY FRA- TOR

UKŁAD WY- TOR P O D ­

8IERA1 ACY ŚWIETLANIA

J

POD­

ŚWIETLANIE A A

- ~ ^ T O R POD - O św iet la nia

> K LUCZ

TOR ODCHYLANIA POZIOMEGO

£

“ C > KLUCZ

/ \

: >

TOR COCHYLANIA PIONOWEGO

KLUCZ

Rys. 2 . Schemat blokowy g r a f o s k o p u z mieszanym kodowaniem o b ra z u P i g . 2 . Block d ia g ra m o f th e mixed c o d i n g o f image

Mieszanekodowanieobrazów

(6)

92 A. Kwiecień

p r z e s y ł a n a cz ę ś c io w o dc p a m ię c i w y b i e r a n i a r a s t o r o w e g o a cz ę ś c io w o do pa­

m ię c i k o n tu ro w e g o . Układ s t e r u j ą c y w raz z k lu c z a m i analogowymi b ę d z i e za­

pe w n ia ł p rze m ien n e w y ś w i e t l a n i e o b r a z u obiema t e c h n i k a m i , lampą obrazową j e s t lampa o s c y lo sk o p o w a , choć a k t u a l n i e c z yni s i ę p r ó b y z za sto so w a n iem lampy k i n e s k o p o w e j, gdyż j e s t ona ł a t w i e j d o s t ę p n a , t a ń s z a i umożliwi w p r z y s z ł o ś c i u z y s k iw a n ie obrazów kolorowych.-

L I T E R A T U R A

[1] OCX N .R ., RAC K .R .: A slow s c a n d i s p l a y f o r c om puter p r o c e s s e d im ages Computer and E l e c t r i c a l E n g i n e r l n g , v o l . 3 , 1976 p p . 3 9 5 - 4 0 7 .

[2] CROW F . C . : The a l i a s i n g problem i n c o m p u ter g e n e r a t e d s h a d e n images Comm, o f ACM, no 11, November 1977.

[3] J o r d a n 3.W ., E a r r e t t R . C . : A c e l l o r g a n i z e d r a s t e r d i s p l a y f o r l i n e d r a w i n g s . Communications o f t h e ACM, No 2, F e b r u a r y , 1974.

[

4

] Tannenberg K. : G rafoskop ze sprzętowym g e n e r a t o r e m krzywych d r u g i e g o s o p n i a . P r a c a d o k t o r s k a , G l i w i c e , c z e r w i e c 1979.

[5] P r a c a z b i o ro w a : G rafoskopy w s y stem a ch kom puterowych. WNT, Warszawa ' 1980.

[5] Computer DESIGN, J u l y 1981 p p . 1 1 5 -1 2 8 .

R e o e n z e n t; P r o f . d r h a b . i n ż . A ndrzej Grzywek

Wpłynęło do R e d a k c j i 2 0 . 1 2 . 1 9 8 2 .

C i .i E B j A H l i O E K Q iU C P O B A H H E 0 E P A 3 0 B B m s l M E C K H X I .I C H H T O P A X

P e 3 » m e

B c i a i b e n p e A C T a B ^ e H u abz. c n o c o ó a n p o e K H H p o B a H H H o ó p a

30

B - p a c x p o B u i i z J i H H e i i H b i i l . I I p e f l C T a B j i e H a K O H u e n u H a C M e m a n H o r o c n o c ó a K O f l H p o B a n H H a n p o e x u H p o - B a H H s o ó p a 3 0 B u T a K s c e e e T e x H U H e c K a a p e a j i H s a i p i H .

THE MIXED-CODING OF IMAGES IN GRAPHICS MONITORS

S u m m a r y

The p a p e r p r e s e n t s two m eth ods o f images p r o d u c i n g : - l i n e d raw ing d i s p l a y s

- s c a n d i s p l a y s .

The c o n c e p t i o n o f mixed method o f c o d i n g and p r o d u c i n g t h e Images i n g r a ­ p h i c s m o n i t o r s and i t s t e c h n i c a l r e a l i s a t i o n i s d e s c r i b e d .

Cytaty

Powiązane dokumenty

Turbo-kodowanie dla transmisji ciągłej (ang. Stream-oriented Turbo Coding) charakteryzuje się mniejszym opóźnieniem przesyłania danych oraz poprawą jakości

Algorytm uczenia polega na wykonywaniu modyfikacji wag dla wszystkich wzorów w zbiorze uczącym, albo do momentu w którym błąd sieci będzie się wystarczająco mały, albo

Zasadniczo chodzi tylko o dodawanie, bo pozostałe działania sprowadzają się do dodawania (odejmowanie to dodawanie liczb różnych znaków np.. W przypadku liczb rzeczywistych

Największym problemem rodziny kodów ISO 8859 jest to, że repertuar znaków był ustalany na podstawie kryteriów politycznych, co w przypadku norm ISO 8859-1 i 8859-2 można

w  kodach 2.1 i  2.2, znajdu- ją się rozwiązania uczniów, którzy poko- nali zasadniczą trudność zadania, czyli po- prawnie zastosowali twierdzenie Pitagorasa do

Domkniętym warkoczem będziemy nazywać taki diagram, który daje się zdeformować do domkniętego warkocza według pierwotnej

If the volcano starts erupting, the rescue tea…………(start) evacuating the citizens.. Thank

Jeśli przyjmiemy, że B jest kodem losowej permutacji, a każda permutacja jest jed- nakowo prawdopodobna (czyli pojawia się z prawdopodobieństwem 1 /n!), to można pokazać,