Приборы и устройства для формирования видимого изображения: Учебное пособие, страница 3

Элементы информационной модели формируются из элементов отображения (ЭО). Элемент отображения - это простейший элемент информационной модели, который может быть реализован в применяемом типе индикатора. Элементами отображения могут быть цифры, буквы, сегменты, точки, кружочки, черточки и т.д. Совокупность монохромных ЭО, позволяющих формировать многоцветное изображение, называется пикселом.

Число элементов, образующих алфавит, называют основанием кода алфавита. Часть пространства (экрана, плоскости), в пределах которого происходит формирование ИМ, называется информационным полем.

В зависимости от вида используемого алфавита различают буквенно-цифровые, графические, полутоновые и комбинированные типы ИМ. Любая из перечисленных информационных моделей может быть цветной, монохромной или черно-белой.

В буквенно-цифровых моделях в качестве ЭИМ используются буквы, цифры, условные знаки (символы), а свойства отображаемого объекта или процесса представляются в виде буквенного текста, цифровой комбинации, формул, таблиц. При этом часть информационного поля, необходимая и достаточная для отображения одного знака в виде буквы, цифры или символа, называется знакоместом.

Все способы формирования знаков можно разделить на три основные группы:

 - знакомоделирующий способ, при котором форма элемента отображения совпадает с контуром знака (элемент 1 на рис. 1.1),

- знакосинтезирующий способ, при котором знак синтезируется из более простых элементов отображения (элементы 2 и 3 на рис.1.1),


- знакогенерирующий способ, при котором размеры и форма знака задаются непосредственно в процессе воспроизведения информации

Если в качестве элементов отображения используются сегменты, то набор сегментов в знакоместе составляет некоторую обобщенную фигуру – полиграмму (2 и 4 на рис. 1.1). Полиграмма в знакоместе 4 на рис. 1.1 позволяет из 18 сегментов синтезировать не только цифры, но и буквы русского и латинского алфавитов.

Элементы отображения, выполненные в виде отдельных конструктивных элементов (лампа накаливания, светодиод, катод газоразрядной лампы), называют дискретными элементами отображения.

Графические информационные моделипредставляют информацию чертежами, диаграммами, схемами. Наиболее универсальными элементами таких моделей являются точечные элементы отображения, а также линии и двумерные области. Для упрощения графических средств отображения информации используют укрупненные графические элементы (набор простейших элементов отображения) - графемы. В качестве графем применяют отрезки прямых линий, дуги различной кривизны, двумерные фигуры.

Полутоновые информационные модели используют широкий диапазон градаций яркости. Это позволяет обеспечить наглядный, картинный характер формируемых изображений – фотографий, диапроекций, кино- и телевизионных изображений.

Комбинированные информационные модели составляются из компонентов моделей разных типов. В них может, например, использоваться представление информации в виде как цифр, так и знаков различного цвета и яркости.

1.2. Способы формирования цвета в ИМ

Цветное (многоцветное) изображение объектов может быть сформировано в зрительном аппарате человека тремя методами: субтрактивным (вычитательным), методом бинокулярного смешения и аддиттивным (слагательным).

При субтрактивном методе нужный цвет изображения реализуется за счет вырезания (вычитания) из спектра сплошного белого (или другого) потока излучения той или иной спектральной области. Для этого применяют фильтры или иные способы разделения потоков по длинам волн.

При бинокулярном смешении в глаза человека направляются световые потоки разного цвета. В результате их действия мозг формирует представление о цвете изображения.

При аддиттивном методе изображение формируется на информационном поле путём сложения трех (иногда четырех) так называемых основных цветов, позволяющих получить необходимую цветность изображения. Три цвета -красный (R - от английского red), зеленый (G - green) и синий (B - blue) являются основными, так как ни один из них нельзя получить смешением других цветов. Любой другой цвет (оттенок)  может быть получен смешением основных цветов R, G и B в определенной пропорции:

            .                                                                           (1.1)

Коэффициенты x, y, z называются координатами цветности. Аддиттивное смешение цветов может осуществляться тремя способами: пространственным, оптическим параллельным и оптическим последовательным.

Пространственный способ смешения основан на слитном восприятии разноцветных точек, полосок и других фигур, расположенных на достаточно близком расстоянии друг от друга и имеющих небольшие размеры. Такие элементы могут быть сгруппированы в триады (а при смешении 4-х цветов - в тетрады) с различным расположением элементов (рис. 1.2).


Из рисунка видно, что информационное поле при пространственном смешении цветов должно иметь в 3 (4) раза больше простейших ЭО, чем при монохромном изображении.


Оптическое параллельное смешение цветов реализуется формированием нескольких изображений в 3(4) цветах в промежуточной области (или у источника) и последующим совмещением их на одном информационном поле с помощью оптической системы (рис. 1.3).


Оптическое параллельное смешение осуществляется последовательной во времени сменой изображений основных цветов, формируемых на одном информационном поле или проецируемых на него. Смена этих изображений на экране должна происходить с такой частотой, чтобы благодаря инерционности зрения изображение воспринималось как цветное и немелькающее (рис. 1.4).

1.3. Физиологические основы индикаторной техники