Каждый пиксель в изображении обрабатывается ядром тиснения размером 3x3. Сумма весов в ядре тиснения равна 0. Это означает, что фоновым пикселям (пикселям, которые не находятся на границах перехода от одного цвета к другому) присваиваются нулевые значения, а не фоновым пикселям значения отличные от нуля. После того как пиксель обработан матрицей, к нему прибавляется значение 128.

а)

б)

в)

г)

Рис. 23. Исходное изображение (а), акварелизация (б), размывание (в), тиснение (г).

Фильтрация. Идеология фильтрации основывается на рациональном использовании данных как из рабочей точки, так и из её окрестности. В этом заключается её отличие от рассмотренных выше процедур поэлементного преобразования. Алгоритмы фильтрации подразделяются в зависимости от области, используемой в расчётах. Однако, при обработке растровых изображений на компьютере, обычно, известны все точки изображения, поэтому данная классификация опускается. Пусть x_ij – значение яркости изображения (полезного сигнала) на пересечении i- й строки и j- го столбца. Тогда наблюдаемое на входе фильтра изображение описывается моделью

Здесь n_i,j - значение помехи.

При линейной фильтрации выходной сигнал определяется линейной комбинацией входных данных.

В этом выражении - результат фильтрации полезного сигнала ,

S – множество координат точек, - весовые коэффициенты, совокупность которых представляет собой двумерную импульсную характеристику. Здесь импульсная характеристика не зависит от координат точки, в которой определяется выходной эффект. Такие процедуры называются однородными.

Наиболее распространённым критерием оптимальности, применяемым для оценки качества изображения, является критерий минимума среднего квадрата ошибок.

Здесь - символ математического ожидания. Математическое ожидание вычисляется по всем случайным величинам, содержащимся в выражении. Оптимизационную задачу сводят к решению системы уравнений. Для этого вычисляют производную от левой части выражения по коэффициенту и приравнивают её 0. Операции дифференцирования суммирования и математического ожидания линейны и поэтому перестановочны

Математические ожидания являются отсчётами корреляционных функций:

Тогда:

Корреляционная функция и взаимно корреляционная функция считаются известными. Приведённое уравнение является линейным относительно коэффициентов . Число неизвестных равно числу точек в окрестности S . Если повторить дифференцирование по остальным неизвестным, то получим ещё уравнений. В результате имеем алгебраических линейных уравнений с неизвестными. В теории фильтрации они называются уравнением Винера – Хопфа.

Решив его, получим значения коэффициентов, определяющих импульсную характеристику линейного фильтра.

Часто при обработке изображений стремятся сохранить среднюю яркость изображения. Достигается это при

Анимация.

Анимация оживляет и привлекает внимание к изображению, однако, как и звук, анимацию следует использовать в меру, не загромождая остальные элементы проекта. Инструментальные системы мультимедиа часто предоставляют средства для разработки анимации. Эти системы имеют возможность для воспроизведения анимационных файлов. Одной из самых распространённых программ такого типа является Director Macromedia. Создание анимации на компьютере аналогично создании анимации на прозрачной плёнке.

Техника анимации использует последовательность графических изображений, которые воспроизводятся с частотой 24 кадра в секунду. Создание анимации на прозрачной плёнке начинается с ключевых кадров, первого и последнего кадра движения. Когда фигура человека перемещается по экрану, он переносит вес тела сна одну ногу, а затем на другую как бы подставляя её при падении. На первом ключевом кадре может быть изображён человек, переносящий вес с левой ноги вперёд, ноги находятся на одной линии и кажется, что человек падает вперёд. На последнем ключевом кадре правая нога находится впереди и центр тяжести располагается впереди левой и позади правой ноги. Серия кадров между ключевыми создаётся в процессе, который называют попарным объединением кадров. Здесь рассчитывается число промежуточных кадров и траектория каждой части объекта. После этого легко сделать эскизы объекта на прозрачной плёнке. После просмотра нарисованных карандашом объектов они заполняются красками.

Создание анимации для Интернета.

Возможность создания анимированной графики, предоставляемая форматом GIF, позволяет разработчикам Web - сайтов оживить страницы и привлечь к ним внимание. Рассмотрим средства, которые предлагают производители графического программного обеспечения для создания анимации.

Одним из них служит пакет Paint Shop Pro 5 фирмы Jasc Software. Это не только графический редактор, предоставляющий широкий выбор кистей для рисования, средства ретуширования изображения, более 25 стандартных фильтров для его обработки, базовый набор стандартных эффектов и возможность подключения фильтров пакета Photoshop. В его состав также включен Animation Shop - программа для создания анимационных GIF-файлов, которые можно использовать в Интернете или в собственных мультимедиа - приложениях. В ней к одному или нескольким статическим изображениям можно применить различные эффекты и переходы для создания мультипликации. Встроенные мастера позволяют быстро создать анимацию, подобрать цвета и сохранить файл. Анимация сохраняется в GIF - файле (.gif) или собственном формате программы Animation files (.mng).

На предварительном этапе в графическом редакторе Paint Shop Pro создают изображения заданного размера в соответствии с числом объектов будущей анимации. Как правило, размер выбирается небольшим, так как от этого зависит скорость загрузки Web - страницы с анимацией. Количество кадров изображения также должно быть невелико и обычно не превышает трех - четырех. Объект, который будет анимирован, должен быть нарисован или уже сохранен в отдельном файле. Если требуется изобразить несколько фаз движения, то каждая из них должна сохраняться в отдельном файле. При наложении объектов друг на друга задается прозрачный фон изображения.

Звук.

Звук является одним из самых выразительных средств мультимедиа. Умение использовать звук определяет уровень разработки проекта. Это и смысловая речь, и музыка, и специальные звуковые эффекты.

Звуковая волна – это процесс распространения в атмосфере объёмных деформаций сжатия – разряжения.

Изучением звука занимается акустика. Звуковые волны распространяются со скоростью 330 метров в секунду (1 Мах) над уровнем моря. Уровень звукового давления измеряется в децибелах (дБ). Децибел – это логарифм отношения интенсивности (или звукового давления) данного звука к интенсивности звука на пороге слышимости:

Увеличение мощности в 100 раз приводит к увеличению звука на 20 дицебел. Интенсивность показывает, какая энергия переносится звуковой волной через единицу площади.

Исследования показали, что шум на уровне 45 дБ не беспокоит соседей, 45 - 55 дБ вызывает редкие жалобы, 50 - 60 дБ – частые жалобы соседей, 55 - 65 дБ – вызывают угрозы, а при более 65 дБ начинаются активные действия.

Частота колебаний измеряется в Герцах (Гц). Человек воспринимает звук в интервале 16 – 20000 Гц.

Рис. 24. Диапазон воспринимаемых частот.

MIDI

Musical Instrument Digital Interface - цифровой интерфейс музыкальных инструментов. Создан в 1982 году ведущими производителями электронных музыкальных инструментов - Yamaha, Roland, Korg, E-mu и дp. Изначально был предназначен для замены принятого в то время управления музыкальными инструментами при помощи аналоговых сигналов управлением при помощи информационных сообщений, передаваемых по цифровому интерфейсу. Впоследствии стал стандаpтом де - факто в области электpонных музыкальных инстpументов и компьютеpных модулей синтеза. MIDI пpедставляет собой так называемый событийно - оpиентиpованный пpотокол связи между инстpументами. Всякий pаз, когда исполнитель пpоизводит какое-либо воздействие на оpганы упpавления (нажатие/отпускание клавиш, педалей, изменение положений pегулятоpов и т.п.), инстpумент фоpмиpует соответствующее MIDI-сообщение, в тот же момент посылаемое по интеpфейсу. Дpугие инстpументы, получая сообщения, отpабатывают их так же, как и пpи воздействии на их собственные оpганы упpавления. Таким обpазом, поток MIDI - сообщений пpедставляет собой как бы слепок с действий исполнителя, сохpаняя пpисущий ему стиль исполнения - динамику, технические пpиемы и т.п. Пpи записи на устpойства хpанения инфоpмации MIDI - сообщения снабжаются вpеменными метками, обpазуя своеобpазный способ пpедставления паpтитуpы. Пpи воспpоизведении по этим меткам полностью и однозначно восстанавливается исходный MIDI - поток.

Спецификация MIDI состоит из аппаpатной спецификации самого интеpфейса и спецификации фоpмата данных - описания системы пеpедаваемых сообщений. Соответственно, pазличается аппаpатный MIDI - интеpфейс и фоpмат MIDI - данных (так называемая MIDI - паpтитуpа); интеpфейс используется для физического соединения источника и пpиемника сообщений, фоpмат данных - для создания, хpанения и пеpедачи MIDI сообщений. В настоящее вpемя эти понятия стали самостоятельными и обычно используются отдельно дpуг от дpуга - по MIDI - интеpфейсу могут пеpедаваться данные любого дpугого фоpмата, а MIDI - фоpмат может использоваться только для обpаботки паpтитуp, без вывода на устpойство синтеза.

Цифровой звук.

Акустический звук представляет собой непрерывный во времени и по амплитуде процесс, то есть давление воздуха изменяется во времени плавно, а не перепрыгивает от одного значения к другому. Акустический звук может быть преобразован в электрический сигнал при помощи микрофона, который в зависимости от изменения давления воздуха изменяет создаваемое им на выходе электрическое напряжение. После перевода акустического звука в электрический сигнал непрерывность во времени и по амплитуде сохраняется: напряжение сигнала изменяется аналогично изменению давления воздуха, вот почему данный звук называют аналоговым. Мы можем записать электрический сигнал на магнитную ленту и превратить его вновь в звук при помощи динамика, который работает как "микрофон наоборот": перемещает воздух в соответствии с изменениями напряжения. Соответственно, сохраняется и упомянутая непрерывность сигнала.

Рис. 25. Аналоговый сигнал, процесс оцифровки, сигнал подготовленный для воспроизведения (после ЦАП).