6 Сурет. Аналогты және цифрлық сигналдардың арасындағы түрлендіру процесінің сипаттамасы

АЦТ алынған 8÷16 разрядты паралель коды (бит бойынша) тізбектеліпсэмплинг жиілігімен аудиофайлға (қажетіне қарай буферизация қолданылады) жазылады, мұнда сығылмаған цифрлық аудио мәліметтердің жиынтығы жоғары болады; әрі қарай мәліметтер жиынтығы мен аудиофайлдың азаю әдісі келтіріледі.

АЦТ (және ЦАТ – цифрлы аналогты түрлендіргіш та) орталық процессорды жүктемей-ақ қызметін апаратты түрде орындайтынын ескерген жөн; орталық процессор АЦТ және ЦАТ режимдерін ғана басқарады.

Цифрлық аналогты түрлендіргіш кері түрлендіруді орындайды, ЦАТ жұмысының нәтижесінде баспалдақ тәрізді сигнал алыады. Бұл сигнал бастапқы аналогты сигналдан және сэмплинг негізінен жоғары жиілікті құраушыдан тұрады.

Жоғарыда айтылғандар еркін дыбысты жазуға және шығаруға қатысты, көптеген жағдайда сақталатын мәліметтер көлемін дыбысты синтездеу арқылы едәуір қысқартуға мүмкіндік бар. Бұл жағдайда еркін дыбыспен жұмыс мүмкіндігінен айырыламыз, моделденген дыбыстар жиынының өңдеу мүмкіндігі ғана қалады. DSP (Digital Signal Processor) дыбыстың көптеген қосымша мүмкіндікті (сөздің анықталуы, 3-өлшемді түрдегі дыбыстың арнайы тиімділігі т.б.) өңдеулері бар, айқындалған DSP, дыбысты карталар кеңінен қолданылады.

Цифрлық FM–синтездің әрбір генераторының басқаруымен қоршалғанын оператор деп атайды. Операторда екі базалық элемент пайда болады: фазалық модулятор және қоршалған генератор. Фазалық модулятор дыбыстың жиілігін (биіктігі бойынша), ал қоршалған генетатор – оның амплитудасымен (дауыстың шығуымен) береді.

Әдетте дыбыс карталарында арнайы бір оператормен (қоршалған оператор) өңделген шу генераторы қатысады. FM-синтезінен басқа, дыбыстық карталарда кестелік немесе WT-синтезін (Wave Table synthesis) қолданылады; бұндай құрылғылар таңдау синтез немесе сэмплер (Samples) деп те аталады. WT–синтезін қолдану идеясы арнайы алгоритмді пайдалануда, музыкалдық инструментте тек біртіндеп барлық тондарды шығаруда (оның нақты толық дыбысын қалыпқа келтіруде) құрылады.

Сигналдарды (кестелерді) таңдау ROM-да (Read Only Memory) сақталады немесе программа бойынша (Random Access Memory) дыбыстық картасына, амплитуданы және жиілікті өзгерте отырып жүктеледі (7-суретте көрсетілген). WT–әдісімен күшейтілген (генерирілген) дыбыс FM–технологиялық реалды инструменттер дыбысына жақын, Қосымша WT–әдісі таңдау кестесінің қарапайым өзгеруінің мүмкіндігін береді; Көптеген карталар FM–синтезі сияқты және WT–синтезін қолдайды.

Негізгі әдебиет: 1[44-46], 2[11-119], 125-128]

Қосымша әдебиет: 2[75-76]

Бақылау сұрақтары:

1. Мультимедиалық қосымшалардағы мәтін қандай мақсаттарда қолданылады?

2. Гипермәтін деген не?

3. Дыбыстың қандай негізгі сипаттамаларын білесіз және дыбысты жазу кезіндегі ақпаратты қайта құру әдісі?

Дәріс 8. Графика. Статикалық графика

Кез келген көрініс түрлі жарықты аумақтар жиынтығынан тұрады. Адамның көру жүйесіне байланысты, көріністердің масштабты, жарықтық және түрлі-түстік параметрлері бар. Жарықтық - свет ағымының бөлігі, заттан адам көзіне түсетін түстік эффект.

Жарықтандырушылық - бет ауданының бірлігіне құлайтын свет ағымының қуаты. Люкспен өлшенеді (Лк). Светлота – субъектілік сезім, затқа светтің әлсіз немесе күшті шағылысуы. Көріністі қарау кезінде светлотаны сезіну үш сатыдан тұрады: светтен, жартылай тоннан, көлеңкеден.

Түстік тон - сәулелену спектріндегі толқынның ұзындығы. Қанықтық (тонның тазалығы)- ақ түстің бояу үлесі. Спектральды таза түсте ақ түстің белгісі жоқ.

Ахроматикалық түстер- боялмаған, ақ, сұр, қара. Олар (хроматикалықтан ерекшелігі) бір ғана шамамен сипатталады - ашықтығымен (светлота). Қанықтық нөлге тең, түстік тоны ақ. Бұл түстер көздің барлық үш қабылдағышына бірдей әсер етеді. «Сұрлық» деңгей жарық көзіне байланысты да, байланыссыз да болуы мүмкін.

Түстік модельдің тағайындалуы – кейбір түстік қамту (түстерді интерполяциялау үшін) көлемінде түске сипаттама беру жабдығы. Түстік модельді үш топқа бөлуге болады: перцепционды (қабылдау бойынша), аддитивті (қосылғыш) және субтрактивті (азайғыш). Жиі кездесетін модельдер:RGB, CMY(K),YCbCr, HSV,HLS, CIE L*a*b*.Кейбіреуін қарастыралық.

Аддитивті түстік модель RGB (Red, Green, Blue- қызыл, жасыл, көк) – аппаратты бағдарлы модель, дисплейде өздігінен жарықтанатын объекторлік белгісін аддитивті қалыптастыру (экран пиксельдерін) үшін қолданылады. Кемшілігі, RGB- жүйесі толық емес түстік қамтуға ие – көптеген жасылдан бастап, көкке дейінгі (көгілдірдің барлық реңін қамти отырып) көптеген түстер осы модельде көрсетілуі мүмкін. Осы модельдегі кез келген түс үш санмен көрсетіледі, олар әрбір түсті құрастырушының шамасын сипаттайды. R, G, B компоненттерін араластырып, ақ түс алу үшін сәйкес көздердің жарықтығы бір-біріне тең болмауы керек, олар бір-біріне пропорцияда болуы керек: LR:LG:LB =1:4.5907:0.0601.

Субтрактивті түстік модель CMY(Cyan, Magenta, Yellow- көгілдір, пурпурлы, сары)- аппаратты – бағдарлы модель, реңдерді субтрактивті қалыптастыру үшін (свет ағымы түсетін бөліктегі бояулар қабатын азайтуға негізделген) полиграфияда қолданылады. Бұл модельдегі кез келген түс үш санмен көрсетіледі, әр түстік құрастырушылар шамасымен сипатталады. CMY моделінің түстері RGB моделінің түстеріне қосымша болып табылады, яғни оларды ақ түске дейін толықтырады. CMY моделінің түстік қамтуы толық емес (RGB моделіндегі түстік қамтудан ерекшелігі де осында), сондықтан бір модельден басқа модельге көшкенде кейбір түстердің жоғалып кетуі мүмкін.

Мысалы:

1) Пурпурлы = қызыл + көк;

2) Ақ = Қызыл + Жасыл +Көк;

3) Сары = Қызыл + Жасыл;

4) Көгілдір = Жасыл +Көк;

5) Жасыл = Көгілдір + Сары;

6) Қара = Көгілдір+Пурпур+Сары;

7) Көк = Көгілдір + Пурпур;

8) Қызыл = Сары + Пурпур.

	Көгілдір
	5	6	7
		8	Пурпурлы
Сары

	Қызыл
	1	2	3
		4	Жасыл
Көк

а) б)

7 сурет. Түстік модельдер. а) аддитивті модель, б) субтрактивті модель

Түстерді араластыру моделі. YCbCr моделі – аппаратты – бағытталған модель, телевидениеде қолданылады, берілетін жиіліктер сызығын көздің психофизиологиялық ерекшеліктерін қолдану арқылы қысқарту үшін қызмет етеді. Бұл модельдегі Y – түстің интенсивтілігі, Cb және Cr- көк және қызыл түстік компоненттер. Бұл палитрада көріністерді кодалау – көріністерді оның сапасын жоғалтпастан көрсету үшін талап етілетін ақпараттардың едәуір санын азайтады. RGB палитрасын YcbCr-ге түрлендіру үшін келесі қатынас қолданылады: Y=0.299R+0/587G+0.114B, Cb=0.1678R-0.331G+0.5B, Cr=0.5 R-0.4187G+0.0813B

Графиктік көріністерді көрсетудің екі тәсілі бар: Векторлық және растрлық.

Графикалық ақпараттарды векторлық көрсету тәсілінде көрініс экранда нүктелер векторларын - қисаю және вектор ұзындығын берудің көмегімен генерацияланады. Векторлар мәндері арнайы микросхемамен аппаратты генерацияланады, ал сурет тік бұрыш қиындысы, дөңгелек, эллипс және т.б. қарапайым геометриялық фигуралар комбинацясы түрінде беріледі.Бұл тәсіл экранда сызбалар қалыптастыру үшін қолданылады. Қазір сирек те болса, қолданылады, себебі жылдамдығы жоғары. Бұл тәсіл сызбалар қалыптастыру үшін АЖЖ-де қолданылады. Ол жартылай тонды көріністер құруға мүмкіндік бермейді.

Растрлық тәсіл-көп түсті картиналар қозғалатын көріністер құруға мүмкіндік береді. Ерекшелігі, экрандағы барлық кеңістік шағын тіктөртбұрыштарға бөлінеді - ол пиксельдер деп аталады (Picture Element). Әр пиксель үшін файлда белгілі бір ақпараттар сақталады - вертикаль және горизонталь бойынша пиксельдің координаталары, түс коды, яғни кем дегенде үш сан беріледі. Көріністерді шығару былайша жүзеге асырылады; графикалық файлдағы деректер жедел жадыға орналастырылады, әрі қарай графикалық плата (бейнеадаптер) оларды өз жадысына жазады, ал арнайы микросхема пиксельді анықтайтын үш санды тізбектей алады да, мониторға арналған сигналдарға түрлендіреді және мониторға шығарады. Бұл процедура секундына 25-50 рет қайталанады және экрандағы көрініс қозғалыссыз тұратын секілді.

Фрактальды графика .Фрактальдар алгоритмдері таңқаларлық үш өлшемді көріністер құра алады. Кез келген фрактальдың кілттік түсінігі - түстестік. Обьект түстес деп аталады -егер обьектінің ұлғайтылған бөлігі обьектінің өзіне ұқсас.

Қазіргі кездегі компьютерлік графика-бұл мұқият әзірленген пән. Геометриялық түрлендіру, қисықтар сипаттамалары, жазық беттер сегменттері әбден зерттелген. Сызықтарды және жазық беттерді растрлық сканерлеу, қию, жою тәсілдері, түсі, бояуы, текстурасы мен мөлдірлік эффектілері әрі дамытылуда. Қазіргі уақытта компьютерлік графиканың осы бөлімі қызығушылық танытып отыр.

Графиктік файлдар форматтары. Графиктік файлдар форматтары – түсті кодалау тәсілдерімен, ақпаратты сығу алгоритмдерімен, файлға қосымша ақпараттарды (мысалы, мәтіндік ақпарат) орналастыру мүмкіндіктерімен ерекшеленеді. Форматтар түрлері;BMP, GIF, JPEG, TIF, PSD, PCX,RAW.

Кейбіреулерін нақтырақ қарастыралық BMP- қарапайым формат, пикселдердің солдан оңға, төменнен (экранның төменгі сол жақ бұрышынан) жоғарыға тізбектей жазуды қарастырады. Файл атының кеңейтілуі .bmp. Көптеген графикалық программалар бұл форматпен жұмыс істей алады, бұл форматтағы көріністерді бір жүйеден бір жүйеге ауыстырып, қолдануға мүмкіндік бар.

GIF форматы, графикалық файлдарды компьютерлік торап бойынша жіберу үшін әзірленген. Кеңейтілуі .gif. Онда ақпаратты сығу архиваторлардағы алгоритмге ұқсас, ол дискідегі орынды үнемдеу үшін кеңінен қолданылады. Мұндай файлдың өлшемі орташа алғанда BMP форматты файлдан екі есеге аз. Кемшілігі – жоғары сапалы көріністерді бұл форматта сақтауға болмайды, себебі түсті кодалау 8 биттен артық емес. Артықшылығы – оның көмегімен файлдар «кезектесетін форматта» сақталады - алдымен әрбір сегізінші қатар, сонан соң әрбір төртінші және т.с.с. Бұл Internet арқылы суреттер алуда ыңғайлы – алдымен жуылған көріністер пайда болады да, сонан соң оның сапасы бірте-бірте жақсарады. Сонымен қатар мәтіндік блоктарды да қамтиды, ол экранға жазба түрінде шығады. Бұл формат сонымен қатар, бір файлда бірнеше көріністі сақтауға мүмкіндік береді, оларды тіркелген программаның көмегімен экранға шығарады, осылайша мультипликация құрады.

JPEG форматы WWW – серверлерге орналастыру үшін түрлі-түсті суреттер мен фотографияларды сығуға арналып әзірленген. Кеңейтілуі jpg. Мұндағы сығу алгоритмі биіктік тізбектің қайталануын ескеріп қана қоймай, адам көзінің қабылдау ерекшелігін де ескереді, маңызды емес детальдарды жойып тастайды. Осыған байланысты ақпараттың кейбір бөліктері теориялық тұрғыда жоғалып кетуі ғажап емес. BMP-JPEG-BMP түрлендіруі ұқсас файлды бармейді. Бұл формат ақпаратты сызудың жоғары коэффициентімен сипатталады. Ақпаратты сығу дәрежесін файлды құру кезінде реттеуге болады, бірақ сызу коэффициенті үлкен болған жағдайда ақпарат өзгеріп бұзылуы мүмкін (әсіресе тіктөртбұрыштардың бұрыштарында, анық контурлардың шекараларында).

TIFF (Tagged –Image File Format) түрлі программалар және компьютерлік платформалар арасында құжат алмасу үшін қолданылады. TIFF форматы LZW-сығуды қолдайды, бұл ақпаратты жоғалтусыз қаттауға мүмкіндік беретін алгоритм. Adobe Photoshop құжатын TIFF форматта сақтау кезінде IBM PC немесе Macintosh типті компьютерлерге оқуға ыңғайлы формат вариантын таңдауға болады. LZW Compression параметрі құжатты минимальды көлемге дейін автоматты қаттауға мүмкіндік береді.

PSD форматы Adobe Photoshop программасы, оны кейбір басқа программалар да түсінеді. Көп қабатты, қосымша түстік каналды, маскалы және басқа да ақпараттарды қамтитын дайын растрлық көріністерді жазуға мүмкіндік береді. Adobe Photoshop –тың соңғы версиялары өз файлдарын компрессиямен сақтайды, ол көрініс сапасын бұзбайды, көлемін едәуір азайтады.

Негізгі әдебиет: 2[18-39], 3 [45-57]

Қосымша әдебиет: 2 [45-57]

Бақылау сұрақтары:

1. Түстік модель деген не ?

2. Растрлық графиканың векторлықтан айырмашылығы ?

3. Графикалық файлдар форматтарының негізгі айырмашылықтары?

Дәріс 9. Динамикалық графикалық объектілер

«Анимациялау» термині көріністі «жандандыру» деген мағынаны білдіреді. Анимация теориясы адам көзінің мүмкіндіктеріне, көрген көріністер мен олардың қозғалысын сақтауға негізделген. Бұл үздіксіз қозғалыстар иллюзиясын құрайды. Адам физиологиясы көзқарасы тұрғысынан қарағанда обьектінің өзгерісін қалқымалы және эластикалық түрде көрушінің қабылдауы кезінде көріністің ауысуының минимальды жиілігі көру қатарының үздіксіз қабылдаудағы төменгі шекарасы деп аталады. Жоғарғы шекара болып жатқан өзгерістерге адам миының әсерін анықтайды, бұл қабылдайтын оқиғаның маңызын түсіну мүмкіндігін анықтайды.

Бұл жағдайлар динамикалық процестердің визуальды көшiрмелерінде әртүрлі техникалық құралдардың көмегімен анықталынады

Графикалық редакторларда алдыңғы кезеңде берілген өлшем бойынша көрініс құрылады, ол болашақ анимацияға қатысатын обьектілердің санын қамтиды. Анимацияланатын обьектінің алдын ала суретін салып алу керек немесе жеке файлда алдын ала сақталған болуы керек. Егер қозғалыстың бірнеше фазасын бейнелеу қажет болса, онда олардың әрқайсысы жеке файлда сақталуы тиіс.

Анимация тәсілін қарастырмастан бұрын жалпы анимация құру үшін қажетті қадамдарды қарастыралық. Әрбір нақты жағдайда бұл қадамдар өзгеріп отыруы мүмкін, бірақ негізгі процедура біреу ғана болып қалады.

1. Талап етілетін эффектіні құруға қажетті анимация типін анықтау.

2. Өз анимацияңыз үшін сәйкес программалық қамтаманы таңдау.

3. Анимацияланатын графиканы құру немесе таңдау.

4. Түстер палитрасын құру.

5. Графика құру.

6. Бейнелеу (немесе түрлендіру) буферін орнату.

7. Негізгі жобаны генерациялау.

8. Палитраны таңдау және анықтау.

9. Өзіңіздің анимациондық эффектілеріңізді құру.

10. Үрдісті аяқтау.

Анимацияны жүзеге асыру (ойнату), тәсілдері бойынша шартты түрде келесі категорияларға жіктеуге болады: кадрлық анимация, спрайтты анимация, программалық анимация, арнайы анимация.

Құру технологиясы бойынша былай жіктеледі: полиморфты түрлендіру, фликтармен операция, матрицаны түрлендіру анимациясы.

Классикалық анимация - әрқайсысы бөлек-бөлек салынған суреттерді кезек-кезек ауыстыру тәсілі (мультифильм принципі). Бұл тәсіл көп еңбекті талап етеді, себебі әр суретті салу қажет. Спрайттық анимация - программалау тілінің немесе арнайы инструментальдық жабдықтың көмегімен жүзеге асырылатын анимация.

Спрайтты анимация – бұл бағдарламалау тілінің немесе арнайы аспапты құралдың арқасында жүзеге асырылатын анимация Спрайтты анимацияда кадр деген түсінік жоқ (қозғалыстағы ойындар принципі)

Полиморфты түрлендіру - анимацияда қолданылатын арнайы эффект, бір графикалық образды басқаға түрлендіру негізінде құрылатын анимация.

Анимация құру: қысқаша шолу. Анимация кілттік кадрлар құрамын өзгерту арқылы құрылады.

Қозғалыстарды анимациялау. Қозғалысты анимациялау кезінде (motion tweening) обьектінің топтардың немесе мәтіндік блоктардың белгілі бір уақыт мезетіне сәйкес өлшемі, орналасатын жері, қисаю бұрышы және т.б. анықталады да , сонан соң бұл мәндер уақыттың басқа нүктесіне өзгереді.

Жол бойынша обьектіні жылжыту. Guide (бағыттаушы) типті қабаттар анимация процесі кезінде обьектінің қозғалатын жолының суретін салуға мүмкіндік береді. Guide қабатына бірнеше қабатты қосуға болады, нәтижесінде бірнеше обьект бір жолмен ғана қозғалатын болады. Бағыттаушы (guide) қабатқа қосылған қарапайым қабат жетекші (guided) қабат болып қалады.

Формаларды анимациялау. Форманы анимациялай отырып морфингке ұқсас эффект құруға болады (бір форманы басқа формаға «ағызу» арқылы).

Кадрлық анимация. Кадрлық анимацияда сахна құрамы әр кадрда өзгеріп тұрады. Ол анимация үшін тиімді, онда кадрлар елеулі түрде өзгеріп отырады.

Анимацияланған GIF- көріністерді қалыптастыру анимациялық көне принциптеріне негізделген, олар бір - бірінен жеңіл ғана ерекшеленетін картиналарды жылдам ауыстыру.

Динамикалық GIF-ті графикалық файл стандарты ретінде анықтауға болады, ол бір файлда бірнеше көріністерді орналастыруға мүмкіндік береді, оларды мультипликация эффектісін құру мақсатында экранға тізбектей шығару арқылы қозғалыс эффектісін көруге болады. Осындай стандарттардың алғашқысы GIF 87a, онда GIF - файлдың келесі мүмкіндіктері қарастырылған:

1.Кезектесу ( interlacing). Алдымен көріністің «қаңқасы» жүктелді, сонан соң жүктеу шамасына қарай ол нақтыланады. Бұл ақырын сызықта барлық графикалық файлды тұтастай жүктеуге мүмкіндік бермейді.

2. Қысу (compression) LZW алгоритмі бойынша. Бұл GIF-файлының ең кіші көлемді файлы болып саналады.

3. Бір файлда бірнеше сурет.

4.Логикалық экранда суреттің орналасуы.

Бұдан кейін бұл стандарт GIF89a спецификациясымен кеңейтілді,оның келесідей мүмкіндіктері бар :

1.Графикалық файлға ой –пікірдің қосылуы (экранда көрінбейді, бірақ GIF89a -ні қолдайтын программамен оқылады).

2. Кадр ауысқан кезде кешігуді басқару.

З.Алдыңғы суретті өшіруді басқару.

4. Түссіз түсті анықтау.

5. Мәтін енгізу.

6. Қосымша программаны басқаратын блоктарды құру (application-specific extensions).

Видеоақпаратты жазу үшін AVI және MPEG файлдары болып саналады. AVIфайл форматын Microsoft фирмасы видеоқосымша үшін шығарған(кеңейтілуі .avi), MPEG форматы ISO қолдауымен мемлекетаралық эксперттер тобымен шығарылған. Файлдарда шынайы видеосуреттерімен және даусымен қамтылған жазбалар бар (видеофильмдер). Әрине,мұндай файлдар көлемі көп болады-минуттық видеороликтің жазбасы бірнеше Мбайт-ты иеленеді.

Соңғы кездері MPEG стандарты көп қолданысқа ие. Бұл әдістің айырмашылығы барлық экран көптеген тікбұрыштарға бөлінеді,кадрдан кадрға тек өзгерген элемент беріледі және кодталады,ал өзгермеген элемент жаңа кадрға өзгеріссіз беріледі. Видеофайлдарды жазу үшін ( AVI және MPEG-файлдарын құру үшін) VideoBlaster классымен жабдықталған ПК-видеоадаптері керек және оны ПК –ға енгізіп стандартты телевизор, видеомагнитофон немесе видеокамера видеосигналдарын өңдеу керек . Мұндай платаның жұмыс істеуі үшін арнайы програмалық қамтама қажет (кодек - яғни КОдтау-ДЕКкодтау),ол ереже бойынша видеоадаптермен бірге болады немесе операциялық жүйе құрамына кіреді.

Негізгі әдебиет: 2[141-147]

Қосымша әдебиет: 1[141-147]

Бақылау сұрақтары:

1. Реализациялау әдісі бойынша анимация түрлері?

2. Құру технологиясы бойынша анимация түрлері?

3. AVI және MPEG форматтары қандай мақсатта қолданылады?

Дәріс 10 . Виртуалды нақтылық

Виртуалды нақтылық дегеніміз - қолданушымен қатынасқа шынайы жауап қайтаратын,компьютер құрылғыларымен құрылатын модельді үшөлшемді (3D) қоршаған орта. Виртуалды нақтылықтың техникалық негiзiне технология және жылдамдатылған үш өлшемдi көруi бар тiркесті қозғалыстарды экранда бейнелеуге реалистiк мүмкiндiк беретін компьютер пiшiндеуiне және компьютер имитациясына қызмет көрсетедi. Аппаратты құралдардың минимумына ВР-үлгiсімен өзара әрекеттесу үшiн, монитор және тышқанның түрi немесе джойстиктiң көрсетушi құрылымдары кiредi. Одан да күрделі жүйелерге дйсплейі бар виртуалды шлемдер қолданылады,көбіне стереокопиялық көзілдірігі бар шлемдер және 3D*енгізу құрылғылары,мысалға,кеңістікте курсормен басқаруға болатын тышқан немесе қолданушымен тактильді кері байланысты қамтамасыз ететін «сандық қолғаптар».

ВР-үлгісінің негізгі ерекшклігі-ол дистанционды қатысу дкп аталатын қолданушы үшін модельденген компьютерлік ортада құрылатын иллюзия.

Үшөлшемді компьютерлік графика - үшөлшемді визуализация деп аталатын, аңду нүктесін оперативті өзгерте алатын ,растрлық және векторлық компьютерлік графиканың арасындағы алгоритммен графикалық профильді және сыртқы түрді тез озгертуге болатын процесс.

Үшөлшемді кеңістіктің иллюзиясын жасау үшін экрандағы обьекті масштабталған сызықтан немесе көпбұрыштардан тұратын векторлық графиканың «сымдық»каркас неізінде құрылады. Керекті нәтижені алу үшін «сымдық» каркас беттік қатпармен жабылады.

Үшөлшемді графика үлгісі ойындарда қолданылатындықтан, САПР және ВР-ортасында,бұл техника шығарушыларға ішіне еніп зерттеуге болатын виртуалды әлем құруға мүмкіндік береді

Компьютерлік модельлеу және имитация. Үшөлшемді визуализация графикасы көптеген ВР имитацияларды көруге мүмкіндік береді дегенмен қолданушымен ВР қоршаған орта арасындағы өзара қатынас компьютерлік моделдеу базасында құрылады.

Компьютерлік модельдің үйреншікті формасы – ол қолданушы әсерді зерттей алатын кестенің бір ұяшығындағы өзгерген үлкендікті кестенің басқа ұяшықтарындағы үлкендіктің өзгеруімен бірінші үлкендіктің формуласымен байланысты электронды кесте. Электронды кесте түрінде құрылған модель математикалық немесе қаржылық үрдістің мүмкін болатын барлық түрін көрсете алады – бағақұрылымның сатуға және кіріске әсерінен пайыздық тігістің және инфляцияның өзгеруіне дейін.

Компьютерлік үлгілер техникалық жүйелердің моделяциясына арналуы мүмкін,мысалға тиегiреттейтiн арматурурадан және құбырдан тұратын су жүйесі. Мұндай жағдайда құбырлар диаметр ,ұзындық және қаттылық параметрларымен сипатталады. Жүйеде айнымалыларға құбырмен жүретін сұйықтықтың тығыздығы,сорғыштар жұмысы нәтижесінде болатын қысым,ал осы айнымалылардың арасындағы өзара байланысқа өұбыр арөылы ағатын сұйықтықтың ағу жылдамдығы және өте қатты қысым нәтижесінде болуы мүмкін құбыр жүйесінің бұзылуы.

Компьютерлік үлгілер олар шынымен болатын жүйе құрастыруынсыз үрдісті зерттеу үшін қолданылуы мүмкін. Ондай үлгілер үрдістерді жылдамдатуға немесе баяулатуға мүмкіндік береді. Мұндай компьютерлік үлгілердің құрылымдары қиындау болады,ал олардың эффектілері қолданылатын формулалардың нақтылығына байланысты.

Үлгілер САПР-да және жаңа жүйені макеттеуде және өңдеуде автоматизацияланған конструкциялауда кеңінен қолданылады,мысалға автомобильдер және өндіруші үрдістерде.

Сонымен қатар компьютерлік имитацияны күрделі механикалық емес жүйелерді зерттеу үшін қолданады. Мысалға,компьютерлік модельдеу медицинада хирургиялық операцияның нәтижесін бағалауға мүмкіндік береді. Қазіргі замандық имитациялық модельдеу әдісіне негізделген үлгінің қиындығы ВР-жүйесінің қйындық деңгейімен тепе-тең.

Виртуалды нақтылықтың көзілдірігі. Ең көнесі – қызыл-көк көзілдірік. Ойын индустриясында олар көп қолданылмайды,себебі ойынды басынан соған негіздеп жасау керек. Сонымен қатар жақсы жерінің бірі ойын жүйрік жүйені қажет етпейді: Р133&16 Мб RAM-ді жақсы қолдайды. Бұдан да қиын көзілдіріктер бар. Олардың жұыс істеу принципі келесідей. Экранда бір көзді қарауытқан кезде екінші көзге бейне шығарылады. Әр көзге кезекпен бейне шығара отырып көзілдірік экранда үшөлшемді бейне иллюзиясын шығарады. Мұндай көзілдірік түрлері көп қолданысқа ие және кейбір видеокарталарға қолданылады.

Қазіргі заманға лайықтылары EyeScream-нің Wicked3D және Сrystal Eyes-нің Stereographics. Біріншісі көп қолданылады,екіншісі кәсіби. Төменде СrystalEyes (High- end) және СrystalEyes Wired (базалық деңгей)суреттері көрсетілген.

"Бір көзді қарауыту әдісін" қолдану кезінде мұндай бейнені алу үшін экранды екі есе жиілікпен жаңарту керек,себебі әр көзге арналған жүйе жеке камераны өңдейді және әр көзге басқасына көрінбейтін бейне шығарылады. Сондықтан,бейне регенерация жиілігі 80 Гц болса,онда әр көз үшін жеке ол 40 Гц ғана болады. Мұндай көзілдіріктерді қолдануға ыңғайлырақ болу үшін 160-170Гц жиілікке қою керек.

Виртуальды дүрбілер.бұл құрылғылар тек көзді кезекпен қарауытып қана қоймай, көзге өздері бейне шығарады. Дүрбі негізі – бұрышы 30-60 градус болатын активті LCD-матрицалары. Олар нарықта жаңадан шыққан соң көпшілік ортасында сенімге ие емес. Бүгінгі күнде V6 және V8 Virtual Research Systems-дан, Virtual Binoculars (VB) n- Vision-дан және басқа да бірнеше фирмалардан сатып алуға болады. Көріп тұрғаныңыздай ВР-дүрбілері ұқсас болып келеді (VB, V8). V8-де бейне ЖК матрицаларымне қамтамасыз етіледі,дегенмен бейне регенерациясы төмен болады-60 Гц,яғни көздің әрқайсысына 30-дан келеді.

VR-шлем (Head-Mounted-Display, HMD). Бұл құрылым түрі басқаларына қарағанда танымал болып келеді. Жұмыс істеу принципі дүрбінікіндей: әр көз үшін бейнені фиксерлеу. ВР шлем шығарылуы бұрыннан басталған,алғашқы модельдері Vfx1 және CyberF. Алғаш шыққан белгілілері 789x230 (181,470) пиксель кеңейтілуіне ие,басты бұру мәні вертикаль бойынша 45 градус горизонталь бойынша 360 градус.

Әрине олар гигиена және сапалылығы жағынан онша жақсы болмады. Кейінірек бірнеше рет жақсартылған Vfx3D пайда болды.

Ол 800 х600 және 62.5 гцтiң шешуi үшiн 640 х480, 70 гц шешудегi 75 гц регенерация жиiлiгiн 1024 х768ден шешу3y қамтамасыз ететiн дисплейлермен белсене - матрицалық Жк-мен 0.7 жабдықтаған. (position tracker ) бастың жағдайының зерттеп отыруын жүйе жоғары/төмен және (360) барлық көлденең жазықтықтағы 0.1-градустық сезгiштiгiн 70-градустық ауытқу 0.5 мүмкiн күйiнделер сезгiштiктi алады. Фокус көздi тез қажуына кедергi келтiретiн 3.35 метрдiң қашықтығында орналастырған Silicon Graphics, Macintosh және (USB - порт) PCтың платформалары үшiн қарастырылған дулығасының интерфейсi. HMD өндiрiспен көп шетел фирмалары шұғылданады. n - Vision SGIмен біріге отырып, VR дулығасының ерекше үлгісін ұсынады. Бiрақ, бұған қарамастан, олардың биiк технологиялық мiнездемелермен айырмашылығы болады. Мысалы, мiне Datdvisor 80-жеңiл VR - тiк айналуды 120-градустық бостандық айырмашылығы болатын пластика дулығасы.

3D панелдер. Бұл құрылымдар VR көзілдіріктермен салыстыруға болады, бiрақ олардың айырмашылығы мониторларға кигізіледі . Кәдiмгi мониторда суреттiң 3D панелдерiнiң қолданғанда тереңдiкке ие болады, расында бiр шектеу бар: дисплейдiң диагоналi 17 немесе 21 дюйм болуы керек.

3D дыбыс. 3D дыбыс жасаудың бiрнеше технологиялары бар. Бұл DirectSound3Dтiң Creative бұл EAX, y Aureal - A3D, y Microsoftтерiнде DirectXтiң кiтапханасы жүзеге асырылған. олар шындықтан айыруға қиын реалистiк дыбыс шығаруға мүмкiндiк бередi. Барлық HMDтар виртуалды әлемге тереңiрек кіру үшiн құлақшындармен жабдықтаған. Қазiр оларды кейбiр стереокөзілдіріктермен жабдықтай бастады. үш өлшемдi дыбыс ойынды өзгеше қабылдата алады. Сезiнулер реалистiкке ұсақтайды.

Vr - қолғаптар. Виртуалды нақтылық үшiн қолғаптар кейбiр көзілдіріктер сияқты мықты позициялар алмаған жоқ.. Олар ойындар үшiн жиі қолданылмайды.

Оларға саусақтарды қозғалыс зерттеп отырсын икемдiлiк жарық өткiзгiштер және жиырма шақты датчиктердiң күрделi жүйесiне көмектеседi. Саусақ бүктетiлген бойда, жарық өткiзгiш саңылауды пiкiрген бойда, бөлiмше жарықтың қарқынының құлауы датчиктер қабылдап алады. Бұл өзгерiстерге теңбе-тең виртуалды кеңiстiктегi бiлезiк өзiн-өзi ұстайды.

Әрине, бұл технология ойынға қарағанда ғылыми зерттеулерге арналған. Өзіңіз ойлаңыз 3DAction'e-да саусақтар қозғалысын зерттеудің қажеті бар ма (әсіресе RTS-та)?

Механикалық датчигі бар технологиялар да бар,дегенмен олар ауыр және мүмкіндігі шектеулі.

Білек датчиктері. Білек орын ауысуына қолғаптан басқа да құрылғылар бар. Ең қарапайымдарына кішкентай текшені қарайтын position tracker ғана орналастырылған,оны бір қолда ұстау керек. Басқа өнімдерге қарағанда бұл құрылғы арзан тұрады 20 доллардан40 долларға дейін.

Мұндай датчиктарды шығарумен Ascension Technology Corporation фирмасы айналысады.

VR-костюм. Виртуалды нақтылық үшін ең жинақы құрылғы виртуальды костюм болып табылады. Ол барлық дененiң мүшелерінің қозғалыстарын зерттеп отыратын магниттi сенсорлардың жиыны бар тырысқан комбинезоннан тұрады. Оған бұның барлығын компьютерге қосу үшiн (биялай сиректеу) бiлезiк,датчик,HMD және өткiзгiш жалғанады . Сонда сезiнулер тура комплектке толық болады. Жетіспейтін жалғыз зат бұл VR - костюмдер ForceFeedback-гі. мүмкін мұндай құрылығыларды жасау қолға алынған да шығар?

Перспективалы құрылымдар. Бұл иiс сезу қаблетiнiң және дәм сезу имитациясының құрылымы. Ендi иiс сезу қаблетiнiң имитациясының қарапайым құрылымы белгiлi. Ол керек болса араласатын химия тозаңдарының жүйесiнен тұрады. тәжірибеге қатысушыларда алдымен қуаныш сезімі болса кейіннен ешқандай сезім болмады. Балончиктің химиялық құрамы зиянсыз емес,ол біздің танауымыздың иіс сезгіштігін төмендетеді.

Виртуалды нақтылықтың технологиясы бүгiнгі күнде тез дамуда. ВР-дің өзі өмiрдiң көп салаларында қолданылылады. Виртуалды нақтылықтан адамы басқаратын робот, қауiптi немесе нәзiк жұмыстарды орындайды. Ойын жасау үшiн адамның қозғалысын "түсіру" үшін және оның үш өлшемдi үлгiсiн беруге мүмкiндiк беретiн Motion Capture технологиясы кең қолданылылады. Мысалға ,бұл әдiс кейбiр ойындардағы көрiнбей жүрген ұрыларды да билеп жүрген қаңқаны да көруіміз үшін қолданылады . Бұл технология Голивуд фильмдерiндегi сурет кейiпкерлерiн тірілту үшін де қолданылады. Сонымен виртуалды нақтылық көңіл көтер үшін де қолданылады. Бұның барлығы VR - технологиясын жылдам дамытуға көмектеседі .

Негізгі әдебиет: 3 [21-45]

Қосымша әдебиет: 2 [21-45]

Бақылау сұрақтары:

1. Виртуалды нақтылық түсінігі қалай түсіндіріледі?

2. Виртуалды нақтылықтың негізгі ерекшелігі?

3. Виртуалды нақтылықтың техникалық құрылымы?

Дәріс 11. Мультимедиа/гипермедиа өнімді құру кезеңдері мен технологиясы

Программалық құрылым көмегімен мультимедиалық өнімді жасау жолары.

I деңгей – тақырып таңдау және мәселені сипаттау;

II деңгей – объект анализі;

III деңгей –сценарий өңдеуі және үлгі синтезі;

IV деңгей – ақпаратты көрсету формасы және программалық өнімді таңдау;

V деңгей – объекттің компьютерлік үлгісінің синтезі.

Мультимедиялық-ақпараттық жүйені құру үрдісі екі фазадан тұрады:

- жобалау фазалары

- реализация фазалары