Megjelenítési technikák

Megjelenítési technikák

Bevezetés

Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék http://www.mom.bme.hu © BME, MOM 2007.01.29. 1 Fólia

Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv HEFOP 3.3.1 Operatív Programja keretében

A „Megjelenítési technikák” témája Megjelenítési technikák

Műszaki, tudományos, marketing információk átadása

Vizuális (képi, szöveges) megjelenítés

Technológiai megközelítés (Informatika) Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 2 Fólia

A „Megjelenítési technikák” témája Megjelenítési technikák

• Fénytani alapok • Az emberi szem és a látás – A kép keletkezése – Színtan

• Nyomdai technológiák – – – –

Nyomdai előkészítés Nyomtatási eljárások Publikációk Poszterek és szórólapok

• Fényképezés – Képszerkesztés – Laborálás

• Számítógépes információ megjelenítés – – – –

képmegjelenítő eszközök 3D megjelenítés technikája Képbevitel és szerkesztés Nyomtatás

• Elektronikus publikációk – – – – –

Portable Document Format Adatbázisok, XML Internet és intranet WEB készítés Aktív webes technuikák

Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 3 Fólia

Házi feladat Megjelenítési technikák

•

Három publikáció egy választott termékről – Tördelt kézikönyv, vagy műszaki leírás • Fekete-fehér v. színes, B5 formátumú • Minimum 4 lap, ábrákkal, fotókkal

– Vetített képes bemutató • PowerPoint vagy PDF formátumú

– A termékhez kapcsolódó web készítése • HTML oldalak (legalább 4), aktív elemekkel (flash vagy kliens oldali script) • Beadás az utolsó oktatási héten floppyn, CD-n esetleg elérési út megadásával

•

Beadás a szorgalmi időszak végéig – A kézkönyv kinyomtatva, kötve vagy fűzve! – A WEB és a bemutató CD-n

•

Impresszum: – Copyright: © 2006 Kiss Péter BME – Neptun kód – A készítés ideje


Házi feladat Megjelenítési technikák

• Amit NEM kérünk: – Fénymásolt dokumentumok – Szkennelt - nyomtatott reklámplakátok, újságoldalak – Költséges nyomdai technológiák – Letöltött, ellopott weboldalak

• Amit várunk: – Önálló munka – Igényesség! – A megismert technikák alkalmazása – Ötletes megoldások


Nyomdalátogatás Megjelenítési technikák

• Fakultatívprogram a félév második felében • A hagyományos ofszet technológia megismerése


Zárthelyi Megjelenítési technikák

• Május első vagy második hete • Teszt az előadások anyagából


Gyakorlati jegy feltételei Megjelenítési technikák

• A három feladat beadása • A ZH elégséges szintű teljesítése • Az érdemjegy a feladatok és a ZH eredmény átlaga


Szoftver források Megjelenítési technikák

• ftp://rapid.eik.bme.hu/ – Microsoft Campus programok – CorelDraw Graphics Suite

• www.adobe.com – InDesign – PageMaker – Illustrator

• www.quark.com/ – QuarkXpress

• www.macromedia.com – Dreamweaver – Flash

• www.php.org • www.mysql.org Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 9 Fólia

További információk Megjelenítési technikák

• Megjelenítési technikák előadásvázlatok – www.mom.bme.hu

• Ábrahám György: Optika – Panem 1998

• Szenteczki Csaba: A nyomtatott grafika története és technikái – Műszaki könyvkiadó 2003

• Dr. Gara Miklós: Nyomdaipari enciklopédia – Müszaki könyvkiadó 2002

• Betsy Bruce Tanuljuk meg a Dreamweaver MX használatát 24 óra alatt – Kiskapu 2002

• Énekes Ferenc: Kiadványszerkesztés – Tan-Grafix kiadó 1997 Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 10 Fólia

Megjelenítési technikák Fénytani alapismeretek



Amiről szó lesz... Megjelenítési technikák

• • • • • •

Optikai alapfogalmak Képalkotó optikai rendszerek A képalkotás alapösszefüggései Leképező optikai elemek Detektorok Képdigitalizáló eszközök


Vizuális információfeldolgozás Megjelenítési technikák

• A szem a legfontosabb érzékszervünk – Az érzékelő idegvégződések 80-85%-a a szemfenéken található – Társadalmi hasznosság?

• Érzékelés – percepció • Reflexes folyamatok – képfelismerés, tanulás • A látás agyi szintjei – Alacsonyszint, retinális érzékelés, képanalízis, kontrasztkiemelés – Középső szint, egyszerű alakok, felületek, megvilágítás – Magas szint, emlékek, kontextusok, objektum felismerés Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 3 Fólia

Látópályák



A fény •


Elekromágneses hullám – c=300 000 km/s – Hullámjelenségek: Interferencia, polarizáció, Reflexió, törés – Látható tartomány: 380-750 nm Ultraibolya UV – Infravörös IR

•

Kvantumjelenség – Fénykibocsátás, elnyelés – Energia: E=h*ν

•

Monokromatikus, és polikromatikus fény – Színes fény


Képalkotó optikai rendszerek Megjelenítési technikák

• Optikai rendszerek felépítése – Fényforrás (elsődleges vagy másodlagos) – Leképező rendszer • Közegek (homogén) • Optikai felületek

– Detektor


A fényforrások



Fényforrások csoportosítása Megjelenítési technikák

• A fény keletkezése alapján – Hőmérsékleti sugárzás • Nap, tűz, izzólámpák

– Lumineszcencia • Vegyi (biológiai): foszfor oxidációja, bogarak • Katódlumineszcencia: katódsugárcső • Fotolumineszcencia: (fluoreszcencia v. foszforeszencia): fénycsövek, fénycsőlámpák • Elektrolumineszcencia: LED diódák • Radiolumineszcencia: Cserenkov sugárzás

– A kettő kombinációja Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 8 Fólia

Hőmérsékleti sugárzók Megjelenítési technikák

• Abszolút fekete test – Üregsugárzó

• A rendezetlen hőmozgás az energiája az atomoknak és elektronoknak adódik át – Ezek oszcillátorként véletlenszerű rezgést végezve folyamatos spektrumot sugároznak

• Stefan-Bolzman törvény: E=σ·T4 σ=2π5k4/(15h3c2) • Wien-féle eltolódási törvény: λmax·T=konstans • Planck-féle sugárzási törvény

2πc h W= ch ⎛ ⎞ 5 λkT ⎜ λ ⎜ e − 1⎟⎟ ⎝ ⎠


2

A Planck-féle sugárzási törvény Megjelenítési technikák 1,4E+13

1,2E+13

1E+13

8E+12

6E+12

4E+12

2E+12

2500

2800

3200

3500

4000


2950

2750

2550

2350

2150

1950

1750

1550

1350

1150

950

750

550

350

0

Színhőmérséklet Megjelenítési technikák

• A fehér fény „színe” • Ekvivalens fekete test sugárzás • Korrelált színhőmérséklet

2.5 2 1.5 1 0.5

Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv HEFOP 3.3.1 750 Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 11 Fólia

0 BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék 350 400 450 500 550 600 650 700 http://www.gszi.bme.hu

Kisülő fényforrás típusok Megjelenítési technikák

•

Parázsfény lámpa (glimm) – A katód parázsfénye világít – Alacsony nyomású Ne és He – Az elektronokat a katódba cspódó +ionok léptetik ki – Konstans áramsűrűség (feszültség)

• •

Ívlámpák Gázkisülő lámpa (neon) – Hideg elektródos lámpa – A pozitív oszlop világít – Ne-piros, He-narancs, Ne és Hg kékesfehér – Gyujtási fesz: 3000V – Üzemi fesz: 1000V

•

Fluoreszcens lámpák (fénycsövek) – Kis nyomású (<100Pa) higanygőz kisülő lámpák – A kisülés UV fényét hasznosítják – A fénycső fala flülről Fluoreszkáló porral van bevonva (fotolumineszencia) – A kisülés beindításához argon adalék – Fűtött katód


A fény mérése

1.2


1

• Spektrális méréstechnika

0.8

– Spektroradiométerek – Spektrofotométerek

• Radiometria – hullámhossz független energetikai mérések és számítások – A fényforrás által kibocsátott teljesítmény: Watt

• Fotometria – Korlátozzuk a számításokat a látható tartományra – Fotometrikus mértékegységek – Fényáram (fénytelj.) F [lumen] 1W=683 lm @555nm – Csak vizuális számításokhoz!

Csap látás

0.6

Pálcika látás

0.4 0.2 0 400

500

600

700

2.5E+12 2E+12 1.5E+12

2800 V-lambda

1E+12 5E+11 0 350

850

1350

1850

2350


2850

3350

Radiometrikus és fotometrikus egységek Megjelenítési technikák

Mennyiség

Leírás

Jel

Energia Sugárzási v.luminózus

A forrás által kibocsátott összes energia

Qe, W Qv

Sugárzási áram (teljesítmény)

Az energia kibocsátás sebessége

Φe Φv

Φ = dQ/dt

W lm

Sugárzáserősség, intenzitás

A pont forrásból egységnyi térszögbe kisugárzott teljesítmény

Ie Iv

I = dΦ/dΩ

W sr-1 lm sr-1 ≡ cd

Emittancia

Kiterjedt forrás egységnyi felületéről kibocsátott teljesítmény

Me Mv

M = dΦ/dA

W m-2 lm m-2 ≡ lx

Sugárzáserősség, fénysűrűség

Kiterjedt forrás egységnyi felületéről egységnyi térszögbe kisugárzott teljesítmény

Le Lv

L = dΦ/(dA dΩ cosθ)

W m-2 sr-1 lm m-2 sr-1 ≡ cd m-2

Besugárzás Megvilágítás

A detektor egységnyi felületérre eső teljesítmény

Ee Ev

E = dΦ/(dA cosθ)

W m-2 lm m-2 ≡ lx

Sugárzási,luminózus

Kifejezés

Egység J J


A radiometria alapmennyiségei Megjelenítési technikák

•

• • •

•

Tekintsük az egymástól r távolságra levő sugárzási energiát kibocsátó és felfogó kicsiny dA és dA’ felület elemeket A kibocsátott Qe energiát J-ban, mérjük (Sugárzási energia, Luminózus energia) A Φe sugárzási teljesítményt Wban mérjük (fluxus, fényáram) A forrás egységnyi felületéről kilépő áram a sugárzási emittancia v. fénykibocsátás

r

dA Θ

– Me=dΦe/dA [W/m2]

Az egységnyi felület által felfogott sugárzás a besugárzás (megvilágítás) – Ee=dΦ/dA’ [W/m2] Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 15 Fólia

dA’ Θ’

Pontszerű fényforrások Megjelenítési technikák

• Ha r elég nagy, dA pontszerűnek tekinthető • A dA’ által felfogott energia (megvilágítás) r2tel fordítottan arányos (távolságtörvény)

r

dA Θ

– E=E0/r2

• Egyenletes – Csillag, izzó (közelítőleg!)

• Egyenetlen – LED, Lézerdióda


dA’ Θ’

Megvilágítás Megjelenítési technikák

• • • •

Éjszaka holdtölte idején ~ 0.3 lux Nyári napsütés 105 lux Durva műhelymunkához legalább 10 lux irodai munka, huzamos idejű írás olvasás 50100 lux • Zseblámpa, gyertya 1 cd (12 lumen) • 100 W izzó 135 cd (1700 lumen) • Ívlámpa 10000 cd (125600 lumen)


Példa


• Határozzuk meg egy 60 W (710 Lumen) teljesítményű izzó általi – megvilágítást, – és egy 8x8mm felületű detektor által felfogott teljesítményt – 1 és 0.5 m távolságban!

r


Példa Megjelenítési technikák

• A kisuárzott energia egy gömbfelületen oszlik meg: – A=4r2π

• A megvilágítás 1m-re : – Ee=60/4/π =4,77W/m2

• A megvilágítás 0.5m-re : – Ee=60/4/0.52/π =19,1W/m2

• A felfogott teljesítmény 1m-re:

• •

Ugyanez fotometrikusan: A megvilágítás 1m-re : – Ev=710/4/π=56.5 lux (lm/m2)

•

A megvilágítás 0.5m-re : – Ev=710/4/22/π=226 lux

•

A felfogott teljesítmény 1m-re: – Φv=4,77*0.0082=0.0036 lumen

•

A felfogott teljesítmény 0.5m-re: – Φv=1,19*0.0082=0,0144 lumen

– Φ1=4,77*0.0082=0.00031W

• A felfogott teljesítmény 0.5m-re:

– Φ2=1,19*0.0082=0,00124W


Kiterjedt fényforrások (Lambert) Megjelenítési technikák

• Tekintsük a kiterjedt fényforrást pontszerű sugárzók tömegének • Ekkor megadható az egységnyi felületre jutó intenzitás: – L sugárzássűrűség (fénysűrűség)

• Az ilyen fényforrást nevezzük Lambert sugárzónak. • I(Θ)=Incos (Θ) • Diffúz reflexió <> tükrözés • Napkorong, opálizzó

I I dΦ L= = = dAn dA ⋅ cos Θ dΩ ⋅ dA ⋅ cos Θ Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 20 Fólia

Képalkotó optikai rendszerek Megjelenítési technikák

• Optikai rendszerek felépítése – Fényforrás (elsődleges vagy másodlagos) – Leképező rendszer • Közegek (homogén) • Optikai felületek

– Detektor


Hullámoptika - sugároptika Megjelenítési technikák

• Dielektrikumok • Törésmutató:

cvákuum n= cközegben

• Homogén közegben a pontforrásból kiinduló hullámok gömbhullámok • A hullámfront egy pontjának pályáját nevezzük sugárnak Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 22 Fólia

Optikai számítások Megjelenítési technikák

•

Optikai rendszer – Fényforrás (elsődleges vagy másodlagos) – Közegek (homogén) – Optikai felületek – Detektor

• • •

Az optikai közeg jellemzője a törésmutató Az optikai felület jellemzője az alakja (geometria) Homogén közegben a fény egyenes vonalban terjed (fény sugarak)

•

A közegek határán – Visszaverődés (reflexió) – Fénytörés (refrakció)

• • •

Pontos trigonometrikus sugárátvezetések Közelítő (paraxiális) számítások Előjelszabályok (konvenciók): – A fény balról jobbra halad – Az optikai tengely mentén az adott felülettől balra a távolság - jobbra + – Az optikai tengely feletti távolság+, alatta –

•

Gyűjtőlencse fókusza +, szórólencse fókusza -


A fény visszaverődése és törése Megjelenítési technikák

• A beeső, a visszaverődő és a megtört fénysugár egy síkba esik • Törésmutató. n=c/v • Snellius Descartes törvény: – n1sin(α1)=n2sin(α2)

• Fermat elv! Totálreflexió • Optikai szálak

n1

α1

n2

α2

α1


Sugárátvezetés egyetlen felületen Megjelenítési technikák

P(x,y,z)

α

α’ F

n

n’


D

Az ideális leképező rendszer Megjelenítési technikák

• Pontszerű leképezés (egy tárgypont – egy képpont) • Az egy síkban levő tárgypontokról egy síkban levő képpontokat alkot • A rendszer nagyítása nem függ a tárgy méretétől (torzítás mentes kép)


Az ideális vékonylencse Megjelenítési technikák

• Sugárátvezetés vékony lencséken – 1/s’=1/f+1/s

• Általános lencsetörvény: – 1/k = 1/f + 1/t

• Nagyítás – N=k/t=K/T

• Fénygyűjtő képesség, fényerő

t

f

– F=f / d


k

Példa Megjelenítési technikák

• Egy 2 cm-es tárgyat szeretnénk leképezni 10 cm távolságból a ½” –os videó kameránkkal. • Milyen objektívet válasszunk? • • • • • •

½”-os detektor: 6.4 x 4.8 mm A nagyítás: m=-4.8/20=-0.24 A tárgytávolság: t=-100mm, A képtávolság: k=-100*-0.24=24mm A fókusz: f=1/(1/k-1/t)=1/(1/24-1/-100)=19.35mm A látómező: 2α=2arctan(20/2/100)=11.42°


Vastag rendszerek, fókusz, fősíkok Megjelenítési technikák

H

F’

H’

F f • • •

f’

A fősíkoktól mérjük a fókusztávolságot, a tárgy- és a képtávolságot A főpontra nézve az optikai rendszer nagyítása egyszeres és pozitív (egyenes állású) A fókusztávolság (általában) nem a fókuszpont és az utolsó felület távolsága!


Rekeszek és nyílások Megjelenítési technikák

• Az optikai rendszeren áthaladó fény korlátozása • Apertúra rekesz – Az optikai rendszer adott tárgypontjából érkező fényenergia korlátozása – Belépő pupilla – Kilépő pupilla

• Mezőrekesz – Képméret – Képszög – Fősugár


Fényerő, a kép fényessége Megjelenítési technikák

• F-szám=EFL/apertúra • Numerikus apertúra: – NA’=n’sinβ’a • F-szám=1/(2NA) • cos4 megvilágítási szabály: – Hα=H0

β’a

cos4α


α F’

Mélységélesség Megjelenítési technikák

• A képsíknak az ideálistól való δ elmozdulása, úgy hogy a foltméret a alatt marad • F-szám=EFL/A=δ/a • δ=a*F#


Γ’ képsík

a

δ

Valós optikai rendszerek Megjelenítési technikák

• Vastag elemek • Változó törésmutató, diszperzió,színhibák – Akromatikus objektivek

• Hullámoptikai hatások: – λ/4 –es szabály – Diffrakciós feloldás – σ = 1.22 λ / d

• Képalkotási hibák – A hibák a fókusszal arányosak – A hibák a fényerővel nőnek – Összetett optikai rendszerek – Aszférikus felületek


A képalkotás jellemzői Megjelenítési technikák

• • • • •

Megvilágítás, besugárzás Denzitás tartomány Kontraszt Színmegjelenítés Gamma korrekció

Áteresztett _ Intenzitás T= Teljes _ Intenzitás

Visszavert _ Intenzitás R= Teljes _ Intenzitás 1 O= T

1 O= R

vagy

Denzitás ( D ) = log(O ) D

0

.3

1

1.3

2

3

3.3

O

1

2

10

20

100

1000

2000

T,R

1

0.5

0.1

0.05

0.01

0.1%

0.05%


A pontszórás függvény Megjelenítési technikák

• Egy adott tárgyponthoz tartozó képpont energia eloszlása • A minimális foltméretet a hullámoptikai jelenségek (diffrakció) szabják meg • Airy korong: – amin=1.22*λ/NA – amin=1.22*λ*2*F#

Field pos.: X= Y=

0.00000 0.00000

I

Wavelength: 587.60 nm Strehl Ratio: 0.904

Y

X

Y max

X max

=

X max

0.10862 mm

Y max

amin Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 35 Fólia

=

0.10862 mm

A leképezés minősége



A kontraszt fogalma, átvitele Megjelenítési technikák

• •

Intenzitás

Pont képe a pontszórás függvény Egy él képe az élszórás függvény

Intenzitás

x

• Intenzitás

• • • x

x

Tekintsünk egy olyan tárgyat amely periodikusan ismétlődő sötét és világos élekből áll. Ennek képe egy azonos frekvenciájú, de folyamatosan változó intenzitású térbeli jel lesz Az egységnyi hosszon levő periódusok száma a térfrekvencia A sötét és világos részek viszonya a kontraszt


A kontraszt átviteli függvény Megjelenítési technikák

I max − I min K= I max + I min • • •

A térfrekvencia növelésével a kontraszt csökken Ezzel egyidejűleg egy fázis változás is jelentkezik Ha a kontraszt változását a térfrekvencia függvényében ábrázoljuk, a kontraszt átviteli, vagy moduláció átviteli függvényhez jutunk

Intenzitás

Imax Imin x MTF


ν


• Könyvek – – – – –

Ábrahám György: Optika. Panem 1998 Nussbaum, Phillips: Modern Optika. Műszaki kiadó 1982 Bernolák, Szabó, Szilas: A Mikroszkóp Zsebkönyv. Műszaki 1982 Budó Mátrai: Kísérleti fizika III. Tankönyvkiadó 1977 Donald C O’Shea: Elements of Modern Optical Design. John Wiley 1985 – Photonics Directory. Laurin Publication

• Internet – – – –

www.optics.org www.spie.org www.osa.org www.mom.bme.hu


Megjelenítési technikák Az emberi szem és a látás



Vizuális információfeldolgozás Megjelenítési technikák

•

A szem a legfontosabb érzékszervünk – Az érzékelő idegvégződések 8085%-a a szemfenéken található – Társadalmi hasznosság?

• • •

Érzékelés – percepció Reflexes folyamatok – képfelismerés, tanulás A látás agyi szintjei – Alacsonyszint, retinális érzékelés, képanalízis, kontrasztkiemelés – Középső szint, egyszerű alakok, felületek, megvilágítás – Magas szint, emlékek, kontextusok, objektum felismerés Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 2 Fólia

„Semmi nem az, aminek látszik!” Megjelenítési technikák






Látópályák Megjelenítési technikák


A szem felépítése Megjelenítési technikák

Retina

Szaruhártya

Fovea

Szemlencse

Pupilla

Üvegtest


Vakfolt

Akkomodáció Megjelenítési technikák


Szemüveglencsék Megjelenítési technikák

• Rövidlátás – myopia – A szem törőereje túl nagy – Alaphelyzetben a távoli tárgyról a kép a retina előtt keletkezik – A közeli tárgyak élesen láthatóak – Korrigálása szórólencsével

• Erős korrekciók – magas törésmutatójú lencsék • Tórikus lencsék, ékesség • Öregkori akkomodációs problémák – Bifokális lencsék – Progresszív lencsék

• Távollátás – hypermetropia • LASIK és más eljárások – A szem törőereje túl kicsi • Intraokuláris lencsék – Alaphelyzetben a távoli tárgyról a kép a retina mögött keletkezik – A távoli tárgyak élesen láthatóak az akkomodációval – Korrigálása gyüjtőlencséve

– Szürke hályog (katarakta) – Öregkori lencse barnulás


A retina felépítése Megjelenítési technikák


Csapok és pálcikák Megjelenítési technikák

• Pálcikák – Éjszakai látás – Akár 2 fotont is! – Monokromatikus

• Csapok – Nappali látás – 3 alapszín – V-λ görbe

1.2 1 0.8 Csap látás

0.6

Pálcika látás

0.4 0.2 0 400

500

600

700


A csapok spektrális érzékenysége Megjelenítési technikák


Látásélesség a látótér különböző területein Megjelenítési technikák


A csapok eloszlása a retinán Megjelenítési technikák


A képi információk továbbítása Megjelenítési technikák

• Pálcikák – Rodopszin fehérje – Fény hatására létrejövő bomlási újratermelődési reakció

• Csapok – Opszin gének, pigment – Evolúciós folyamat – Kb 500 millió éve jelent meg a kék receptor – Kb 30 milló éve jelent meg a vörös receptor

• Idegsejtek (neuronok) – Bipoláris sejtek – Ganglion sejtek

• Laterális kapcsolatok – Horizontális sejtek – Amacrine sejtek

• Laterális gátlás – Kontraszt kiemelés – Él detektálás

• Opponens színlátás modell


Laterális gátlás Megjelenítési technikák


Laterális gátlás



Szimultán világosság kontraszt Megjelenítési technikák

• Chevreul hatás


Szimultán világosság kontraszt Megjelenítési technikák

• Térképek problémája



Realisztikus megjelenítés és árnyalás

• • •

A számítógépes grafikai algoritmusokat is a szimultán kontraszthoz kell igazítani Az alábbi három algoritmus egyre bonyolultabb számításokat jelent Egyenletes árnyalás – Egyenletes árnyalat a felület normálisának megfelelöen

•

Gouraud árnyalás – Az árnyalatokat a széleken a normálisok átlagolásával számítjuk, és linearizáluk a felületen

•

Phong árnyalás – Az árnyalatokat a széleken a normálisok átlagolásával számítjuk és törés mentesen interpoláljuk a felületen Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György

BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék http://www.gszi.bme.hu © BME, MOM 2007.01.29. 20 Fólia


Szimultán színkontraszt Megjelenítési technikák






Adaptáció Megjelenítési technikák

• Az adaptáció lehetővé teszi a különböző megvilágítási szintekhez történő alkalmazkodást • Az adaptáció hozzájárul a pontos alakfelismeréshez • Az adaptáció lehetővé teszi a színek, árnyalatok és formák azonosítását különböző megvilágítási körülmények között • Az adaptációs mechanizmusok a látás különböző szintjein különböző formákat öltenek – Adaptáció az általános fényenergia szinthez – Megvilágítás kiegyenlítés – Színi adaptáció (fehér adaptáció) Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 24 Fólia

A szem adaptációs mechanizmusai Megjelenítési technikák

•

•

A pupilla méretének változása (1.8…8 mm átmérő: kb 20szörös fénymennyiség változás) A nappali receptorok (csapok) és az éjszakai receptorok (pálcikák) átváltása (kb 1000szeres érzékenység változás) – Fotopikus látás: csak a csapok működnek – Scotopikus látás: csak a pálcikák működnek – Mezopikus látás: a csapok és a pálcikák is működnek

•

A pigmentek mennyiségének változása (egyensúlyi állapot a folytonos bomlás és termelődés során, mintegy 10 nagyságrendnyi érzékenység változás)

105 Lux

102 Lux

10-1 Lux


10-3

Világos adaptáció - sötét adaptáció Megjelenítési technikák


Az adaptáció-képesség határai Megjelenítési technikák

• Felső határ: vakítás – A protos és a deuteros telítésbe megy: sárga színérzet – Bezold-Brücke jelenség: kék-sárga látás – Mindhárom receptor telítésbe megy: fehér színérzet

• Alsó határ: a protos - deuteros összegzés nem működik – Nincs sárga színérzet, csak vörös és zöld – Bezold-Abney jelenség: vörös-zöld látás – A tritos nem működik: nincs kék színérzet

• Tovább csökkenő megvilágítás: mezopikus látás • Purkinje-jelenség


Megvilágítás kiegyenlítés Megjelenítési technikák

• Az íróasztalon levő két papírlap egyenlő fénymennyiséget ver vissza. • Ennek ellenére jól megkülönböztethető a fehér és a szürke papír




Bal - jobb konfliktus



A színlátás opponens csatorna elmélete Megjelenítési technikák


Alakfelismerés Megjelenítési technikák


Dinamikus hatások Megjelenítési technikák

• Alakfelismerés és csoportosítás • Fúziós frekvencia • A receptorok eltérő időállandói – Benham effektus


Vizuális stressz Megjelenítési technikák




Megjelenítési technikák Színtan színmérés



A szín fogalma Megjelenítési technikák

• • •

A látható fényhez kötött Az emberi színlátás „Színtelen” fény: – Fehér fény

•

– Egyenletes energia eloszlás Színes fény – Tetszőleges spektrális eloszlású fény

•

Színes reflexiós felületek – A reflexiós spektrumuk nem egyenletes

• Fizika: a szín meghatározott hullámhosszúságú (380 nm-től 780 nm-ig terjedő) fény.(„Inger”) • Fiziológia: a szín a látás érzékszervében (a szemben) egy vagy több fénysugár által kiváltott ingerület.(„Ingerület”) • Pszichológia: a szín a látószerv idegpályáin továbbított ingerületek által az agykérgi látóközpontban létrejött érzet. („Színérzet”)



ín Sz

Inger

„tapasztalati” összefüggések Trikromatikus színelmélet CIE színrendszerek

et ez

M

k k so lé tá m ta ne s ku szí ulá v ití ió, tan gn ác ó, Ko tifik táci en p id Ada

ik r Op obi po oló ad nen gia, ap s c bi tá sa ofi ci ós tor zika ku na , g ta elm en tá e so éle tik k t, a

Ingerület

Színérzet


A csapok spektrális érzékenysége Megjelenítési technikák


A csapok eloszlása a retinán Megjelenítési technikák


A színlátás opponens csatorna elmélete Megjelenítési technikák


Er

A színek jellemzői Megjelenítési technikák

1

• Színezet – A szín spektruma

• Világosság

400

500

600

700 λ [nm]

400

500

600

700 λ [nm]

Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu 400 Programja 500 keretében 600 Operatív © BME, MOM 2007.01.29. 7 Fólia

700 λ [nm]

– A kisugárzott energia mennyisége

Er 1

• Telítettség – Fehér tartalom

• Metaméria – Eltérő spektrumok azonos színérzetet váltanak ki

Er 1

Szín identifikáció és diszkrimináció Megjelenítési technikák


Színkeverés Megjelenítési technikák

• Emberi szem: 3 spektrális receptor – L,M S Csapok, R, G, B, érzékenység

• Additív színkeverés, RGB fényforrások intenzitásarányok változtatása, aktív, intenzitás növekedés • Szubtraktív színkeverés, fehér fényforrás, C, M, Y szűrők, passzív, kivonó, intenzitás csökkenés

Demo


Az additív színkeverés Megjelenítési technikák

Alapszínek: • Vörös: R • Zöld: G • Kék: B


Grassmann törvények Megjelenítési technikák

• Az additív színkeverék csak az alapszínek színösszetevőitől függ, azok spektrális jellemzőitől nem • Egy szín additív kikeveréséhez 3 független alapszín szükséges és elegendő • Az additív színkeverés folytonos


A szubtraktív színkeverés Megjelenítési technikák

•Alapszínek: Sárga: Y • Lila: M • Türkiz: C


Szubtraktív színkeverés Megjelenítési technikák

Lambda

0

0

0

0

100

100

100

100

Lambda

Lambda


Lambda

A CIE RGB színrendszer Megjelenítési technikák

• CIE 1931 • Additív színkeveréssel állítja elő a színeket – R: 700nm – G: 546.1nm – B: 435.8nm

• Az egyenletes spektrum (fehér) előállítása – – – –

R0=0.17697 lm G0=0.81240 lm B0=0.01063 lm R0+G0+B0=1 lm!

λ R+ λ G+ λB

• Adott RGB szín világossága:

– L=R*R0+G*G0+B*B0 lm Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 14 Fólia

λm

Színegyeztető kísérletek Megjelenítési technikák

• A spektrum színeit a CIE RGB színekből próbálták kikeverni • A spektrum színeit nem lehet additívan kikeverni • Szabványos megfigyelő (observer)

λ G+ λB

– 2° látómező – 10° látómező


λ R+ λm

Színegyeztető függvények Megjelenítési technikák


A CIE XYZ színrendszer Megjelenítési technikák

• X Y Z képzetes alapszínek az R G B összetevők mátrix transzformációjával jön létre • Az egyenlő energiájú fehér fény esetén X=Y=Z • Az Y összetevő a szín világossága • A színegyeztető függvények pozitívak

• • •

X=2,3640R+0,51515G+ 0,00520B Y=-0,89653R+1,42640G-0,01441B Z=-0,46807R+0,08875G+1,00921B


A színösszetevők és a színkoordináták Megjelenítési technikák

780

X = ∫ ϕ (λ ) x(λ )dλ 380

780

Y=

ϕ ( λ ) y ( λ ) d λ ∫

380

780

Z=

∫ ϕ (λ ) z (λ ) d λ

380

X Y Z x= ; y= ; z= X +Y + Z X +Y + Z X+ Y+ Z Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 18 Fólia

CIE színezeti diagram Megjelenítési technikák • Cromaticity diagram, színháromszög, papucs diagram, CIE xyY diagram • Azonos világosságú színeket ábrázol • Planck sugárzók Szabványos fényforrások • Gamut területek • Szín test


CIE XYZ színrendszer problémái Megjelenítési technikák

• Nehezen összevethető a színérzet pszichofizikai jellemzőivel – Világosság – Piros-zöld csatorna – Kék-sárga csatorna

• Nem egyenletes eloszlású – A színkülönbségek irány függőek – A színkülönbségek hely függőek – MacAdam ellipszisek


CIE L*a*b* színrendszer Megjelenítési technikák

• • • •

L* =116(Y/Yn)1/3 -16 a* =500[(X/Xn)1/3 - (Y/Yn)1/3] b* =200[(Y/Yn)1/3- (Z/Zn)1/3], ΔEab* szabványos színkülönbség egység

* ΔEab = [(ΔL* ) 2 + (Δa * ) 2 + (Δb* ) 2 ]1/ 2

0-0,5 nem vehető észre • 0,5-1,5 alig vehető észre • 1,5-3,0 észrevehető • 3,0-6,0 jól látható

•

• 6,0-12,0 nagy Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 21 Fólia

CIE L*a*b* színrendszer Példa 1. Megjelenítési technikák

+b*

• Milyen színeket jelentenek az alábbi L*a*b* koordináták? – – – –

100, 0, 0 50, 100, 0 75, 75, 75 0.1, 20, 20

+a

-a*

-b* Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 22 Fólia

Színkülönbségek, Példa 2.1 Megjelenítési technikák

• Egy festett felület színére az alábbi specifikáció van megadva: – CIE XYZ színkoordináták: X=30.97, Y=41.03,Z=75.2 – D65 megvilágítás, 10°Standard Observer – Xn=100, Yn=100, Zn=100

• 1. Milyen színű a festék? • 2. A festett felületen az alábbi értékeket mérjük: – CIE XYZ színkoordináták: X=27.8, Y=37.4, Z=69.6 – Észrevehető-e az eltérés a specifikált és az elkészült felület között? Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 23 Fólia

Színkülönbségek, Példa 2.2 Megjelenítési technikák

• Számoljuk át a festék színének XYZ színkoordinátáit CIE L*a*b* -rendszerbe: – L=70.197, a=-33.253, b=-33.258 – A keresett szín narancssárga!

• Számoljuk át a mért minta színének XYZ színkoordinátáit CIE L*a*b* -rendszerbe: – L=67.576, a=-33.915, b=-33.145 – Határozzuk meg a ΔE*ab színkülönbséget: ΔE*ab=2.71

– Észrevehető eltérés!


A megvilágítás hatása, Példa 3.1 Megjelenítési technikák

• Milyennek látjuk a festéket, ha a megvilágítás fehér referenciája eltolódik? – Xn=100, Yn=65, Zn=100

• L=83.50, a=-90.62, b=-10.31 !


A színlátást befolyásoló tényezők Megjelenítési technikák

• Külső tényezők – Megvilágítás – A minta mérete – A megfigyelő fizikai állapota – A megfigyelő pszichikai állapota, hangulat – Fáradtság – Tanulás, tréning, tapasztalat – A minta értelmezése! • (a kép tartalma)

• Belső tényezők – Egyéni eltérések (a normál színlátók között) – Örökletes színlátási problémák – Szerzett színlátási problémák (idöszakos v. maradandó) • • • • •

Cukorbetegség Mérgezések, dohányzás Szembetegségek Viagra! Intraokuláris lencse műtétek



Örökletes színlátási problémák

• Genetikai hiba • Az X kromoszóma örökíti – L.T. Sharpe azonosította a tényleges genetikai szerkezetet

• A csapok fényérzékeny fehérjéinek módosulása • A L-M csap szétválása az evolúció késői szakaszában történt, „még” sok a variáció • Nagyon gyakori: – A férfi lakosság 8%-a – A nők 0.5%-a 8%

6%Ábrahám György Dr. Kovács Gábor – Dr. Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és 4% Műszertechnika Tanszék 2% HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 27 Fólia

A színtévesztés típusai Megjelenítési technikák

• Az örökletes színtévesztés oka: a csapok érzékenységének spektrális eltolódása, nem az érzékenység csökkenés, vagy a csap hiánya! • Protanomália: Az L csap (protos) eltolódása a zöld szín irányába • Protanópia: Az L csap teljesen azonos az M csappal • Deuteranomália: Az M csap (deuteros) eltolódása a vörös szín irányába • Deuteranópia: Az M csap teljesen 400 az L csapra tolódik • Tritanomália, tritanópia: az S csap (kék receptor)Dr.hibája Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György

érzékenység


500

600


700

λ [nm]

A színtévesztés mértéke Megjelenítési technikák

• Normál színlátók

– Az eltolódás: Δλ < 5nm – Jelentős eltérések diszkriminációban

• Enyhe színtévesztők – – – –

Az eltolódás: Δλ: 5-10nm Az Ishihara teszten hibáznak A diszkrimináció csökken Az identifikáció működik

• Közepes színtévesztők

– Az eltolódás: Δλ: 10-20 nm – Sok hiba az Ishihara teszten – Identifikációs problémák a vörös-zöld tartományban – Protanomáloknál csökkent vörös érzékenység

• Erős színtévesztők

– Az eltolódás: Δλ: 15-25 nm – Sok hiba az Ishihara teszten – Kiszélesedett sárga tartomány – Protanomáloknál csökkent vörös érzékenység

• Anópia

– Az eltolódás: Δλ: 25-27 nm – Az érzékenységi görbék egymásratolódtak – Csak kék és sárga színt látnak – A türkiz színt fehérnek azonosítják


A színtévesztés mérése Megjelenítési technikák

• Szeudoizokromatikus táblák – Ishihara tesztek – Velhagen

• 100 hue test • Anomaloszkóp • Cambridge test

• Lantern teszt • D15 teszt


A CIE LUV színrendszer Megjelenítési technikák

• További kísérlet az egyenletes színrendszerre • A CIE XYZ transzformációjával jön létre

u' =

4X X + 15Y + 3Z

9X v' = X + 15Y + 3Z

– L*=116(Y/Y0)1/3-16 – u*=13L*(u’-u0’) – v*=13L*(v’-v0’)

• Definiálható két szín ΔE*uv különbsége:

– A színkoordináták euklideszi távolságával


A Munsell színrendszer Megjelenítési technikák

• Albert Munsell (1859-1918) amerikai festőművész • 1905 szabadalom • 1915 Atlas of the Munsell Color system – Kézzel festett színminták – Az első jó közelítés az egyenletes színtérre

• Öt alapszín: piros, sárga, zöld, kék, bíbor + ezek keverékei • Színjellemzők: – Munsell világosság – Munsell szinezet – Munsell króma (telítettség) Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 32 Fólia

Pantone színek Megjelenítési technikák

• A nyomdai, grafikai szabvány • Solid colors: festékekkel előállított „direkt szinek” • Process colors: CMYK színkeveréssel előállított színek • Solid to process guide – A „solid color” megközelítése CMYK nyomtatással – Jelentős eltérések lehetnek


RAL színskála Megjelenítési technikák

• • • •

Ipari szabvány Festékek Építőanyagok Gépészet, termelő eszközök • Ipari termékek


A COLOROID színrendszer esztétikailag egyenletes színköre Megjelenítési technikák


A szín mérése Megjelenítési technikák

• Az emissziós vagy reflexiós spektrum meghatározása: – Spektrofotometria, spektroradiometria

• A CIE X,Y,Z színkoordináták meghatározása • Transzformáció a kívánt színrendszerbe – – – –

CIELAB PANTONE RAL Munsell

780

X = ∫ ϕ (λ ) x(λ )dλ 380 780

Y=

∫ ϕ (λ ) y (λ ) d λ

380

780

Z=

∫ ϕ (λ ) z (λ ) d λ

380


A reflexiós színmérés Megjelenítési technikák


Szabványos mérési geometriák reflexiós színmérésnél Megjelenítési technikák


Színkonzisztencia Megjelenítési technikák


• Additív színkeverés, RGB fényforrások intenzitásarányok változtatása, aktív, intenzitás növekedés • Szubtraktív színkeverés, fehér fényforrás, C, M, Y szűrők, passzív, kivonó, intenzitás csökkenés • A cél azonos színérzetek létrehozása, függetlenül a megjelenítő eszköztől és a környezettől


CRT emissziós spektrumok Megjelenítési technikák

2.5 2 1.5 1 0.5 0 350

400

450

500

550

600

650

700


750

Nyomdai termék színe Megjelenítési technikák

• Az érzékelt spektrum összetevői – A fényforrás E(λ) kibocsátása – Hordozó (papír) R(λ) reflexiója – A festék T(λ) áteresztése 2* • E’(λ)= E(λ )*T(λ)* R(λ) *T(λ)

• Ehhez adódik a festék felületéről történő visszaverődés Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 41 Fólia

Színes nyomtatás Megjelenítési technikák

• Négyszín nyomtatás (process color) CMYK • A fekete külön színnel! • Fekete tartalom

• Színes raszter, színbontás • Moire jelenség • Forgatási szögek


A CMYK nyomtatás színe Megjelenítési technikák


Színvisszaadás Megjelenítési technikák

• Festékhatárok – Színenként – Szín páronként

• Az alapszínek tónusgörbéi – Denzitásgörbék – Színpáronként

• Gamut- az adott eszközzel megjeleníthető színek halmaza • High-fidelity színes nyomtatás, – 7-színes process, – Pantone Hexachrome Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 44 Fólia

Számítógépes színkezelés (Color management ) Megjelenítési technikák


ICM (Image Color Management) Megjelenítési technikák

• Összhangot teremt a különböző képbeviteli és megjelenítő eszközök között – Szintér (RGB, sRGB, CMYK, CIE xy, CIE LAB) – Gamut, gamma korrekció – Technológia, hordozó – ICC color profiles


Color Management munkafolyamat Megjelenítési technikák


Színtérkonverziók Megjelenítési technikák

• Rendering Intent – Abszolút fotometrikus – Relatív fotometrikus – Érzékleti (Perceptual) – Telítési (Saturation)


Színekkel foglalkozó szervezetek Megjelenítési technikák

•

CIE (Commission Internationale de l´Eclairage, 1913) – – – – – – – – –

• • • • •

Albizottságok: Látás, színek Méréstechnika Belsőtéri világítás Közlekedés-világítás Kültéri világítás Fotobiológia Általános témák Képfeldolgozás

AIC (Assotiation Internationale de la Colour, 1967) OSA (Optical Society of America) International Color Consortium ISCC (Inter Society Color Council), USA Pantone, Gretag-Macbeth,


Megjelenítési technikák Nyomtatott kiadványok készítése



Tematika Megjelenítési technikák

• Történeti áttekintés • A nyomdai termékek készítésének folyamata • Nyomtatási technológiák áttekintése • Nyomdai előkészítés • Fotózás, képszerkesztés • Képfeldolgozási alapok


Az írás kialakulása Megjelenítési technikák

• Feltételei – Grafikai tevékenység (festés, karcolás, vésés) – Közlési szándék

• Főbb szakaszai – – – –

„Tárgyírás” (rovásbotok, naptárak, csomóírás) Képírás (piktogramok) A fogalom jelzése, hieroglifák, ékírás A hangok jelei - betűk, föníciai, ógörög, római írás


Az írás fejlődése Megjelenítési technikák

•

Mezopotámia i.e. 7000 – – – –

Piktogramok, képírás Sumérok: ékírásos agyagtáblák Asszírok i.e. 2. évezredtől i.e. 7. század Ninivei könyvtár: • 60 000 ékírásos tábla • 22 000 British múzeum

– Grotefend a megfejtő

•

Egyiptom – – – – –

•

Hieroglifák Hieratikus (papi) írás Démotikus írás (i.e.VIII.sz) Papirusz tekercsek Champollion

Kína – Minden szónak saját jele van, több mint 60 000, (3000) – i. sz .600 fatáblás nyomtatás Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 4 Fólia

Az írás fejlődése •

Föníciai írás – – –

Moabita kő Jobbról balra haladó írás 22 db. Mássalhangzó • • • •

•

–

Főniciai eredet Először jobbról balra, majd váltva, végül balról jobbra Magánhangzók, ékezetek

Róma – – – – – – – – –

•

Halef [ha] – ökörfej Béth [b] – ház Gimel [g] – teve Daleth [d] - ajtó

Görögország – –

•


A nyugati görög írásból ered (21 betű) Letisztult vonalvezetés, művészi hatás Vastag és vékony vonalak játéka Talpacskák - swerifek Traianus oszlop – Capitalis Pergamen tekercsek, füzetek, toll ecset Capitalis quadrata, rustica 2.sz. megjelenik az unicalis 5.sz. megjelenik az fél unicalis, minuscula

Alexandriai könyvtár I.e. 283 700000 tekercs Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 5 Fólia

A könyvnyomtatás kialakulása Megjelenítési technikák

•

VII. sz. Kína – bélyegzőhöz hasonló eszköz szóképek nyomtatásához – Fatáblás nyomtatás – Gyémánt Sutra

•

betűminta (patrica) • Öntőforma (matrica) • Ólombetű •

Acél

Korai középkor – kódexmásolás – Janson Coster, nyomtatás metszett fatáblák segítségével

•

Johannes Gutenberg 13941468 ólomnyomtatás – 42 soros biblia 1450-55

•

Hess András, Heltai Gáspár


Tipográfia, betütípusok Megjelenítési technikák

• Reneszánsz antikvák: – Bembo, Garamond, Palatíno – Szépirodalmi művek

• Barokk antikvák – Baskerville, Tiffany, – Tótfalusi Kis Miklós – Folyóiratok napilapok

• Klasszicista antikvák – Bodoni, Didot, Corvinus – Nehezebben olvasható

• Betűtalpas lineáris antikvák – Rockwell, Memphis – Műszaki kiadványok

• Talpnélküli lineáris antikvák – Helvetica, Univers, Futura – Kevésbé jól olvasható

• Különleges antikvák • Script típusok • Díszírások (ornaments)


Nyomdai termékek készítése Megjelenítési technikák

Tervezés Nyomdai előkészítés Formakészítés Nyomtatás Utómunkák Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 8 Fólia

A nyomdai termékek készítésének folyamata a kiadó szemszögéből Megjelenítési technikák

Téma- és stílusválasztás a szövegrészek megírása illusztrációk kiválasztása

Korrektura

Lektorálás

Szedés, fotózás, grafika

Nyomdai előkészítés Nyomtatás Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 9 Fólia

Nyomtatási technológiák Megjelenítési technikák

• A nyomó és nem nyomó elemek térbeli helyzete – Magasnyomás – Síknyomás (ofszet nyomás) – Mélynyomás

• Szitanyomás • Digitális nyomdai technológiák – Xerografikus nyomtatás – Festéksugaras nyomtatás


Magasnyomtatás Megjelenítési technikák

• A legrégebbi technológia • Fametszet, linómetszet • A nyomóelem méreteltérései miatt viszonylag nagy nyomóerő szükséges • A nyomat hátoldalán deformáció jön létre

• Termékek – egyszerű folyóiratok – nagysorozatú szórólapok – ügyviteli nyomtatványok – könyvek


Flexográfia Megjelenítési technikák

• Magasnyomás jellegű technológia • Rugalmas nyomóforma • Hígabb gyorsan száradó festék • Csomagolóanyag gyártás

Rugalmas nyomóforma

– hullámpapír dobozok – konzervdobozok – címkék, szalvéták. Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 12 Fólia

Mélynyomtatás Megjelenítési technikák

• A nyomóelemek a nyomóformán a nyomási síktól bemélyedve helyezkednek el • • • • •

Művészi megfelelője a rézmetszet, rézkarc Fotóeljárással készített nyomóforma A nemnyomó részekről a festéket a „rákellel” lehúzzuk A csészékben megmaradó festék hozza létre a nyomatot Termékek: képeslapok, minőségi színes nyomatok, bankjegyek, bélyegek

Maratott rézlemez

rákel


Rézmezszet Megjelenítési technikák


Tamponnyomtatás


• Mélynyomtatás jellegű eljárás – A mélynyomó formát lehúzzuk – A festéket puha kaucsukgumi tamponnal átvisszük a hordozóra

• Maratott acél v. polimer nyomóformák • Bonyolult struktúrájú felületek nyomtatása


Tamponnyomó gép Megjelenítési technikák


Ofszet nyomtatás Megjelenítési technikák

• Síknyomtatási technológia • A legelterjedtebb módszer • Művészeti előfutára a litográfia (XVIII. sz.) • A nyomó és nemnyomó részek eltérő kémiai tulajdonságúak

• A nyomóformát a gép formahengerére rögzítik • A gép minden egyes fordulatára a megfelelő berendezések – nedvesítik a nemnyomó, és – festékezik a nyomó részeket

• A festéket a gumihenger átviszi a hordozóra

– a nemnyomó elemek hidrofil, – nyomó elemek oleofil tulajdonságúak Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 17 Fólia

Ofszet nyomtatás fázisai Megjelenítési technikák

Nyomóhenger Nedvesítő görgők Festékező görgök Festék (M) Előző festék (C) Gumi görgő Ellennyomó h. Papír

Lemezkészítés

Nedvesítés

Festékezés

Festékátadás


Nyomás

Ofszet nyomógép Megjelenítési technikák


Szitanyomás Megjelenítési technikák

• A festéket a szitaszövet áteresztő részein keresztül a nyomathordozóra (papír, textil, fém, üveg) préseljük • Egyszerű, olcsó technológia • Jó tapadású festék • Kis példányszám (névjegy) • Többnyire kézi munka • Lassú száradás • Viszonylag kis felbontás • Sablon előállítás kontakt másolással, (fotoemulzió) Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 20 Fólia

Nagyformátumú nyomtatás Megjelenítési technikák

• • •

Óriásplakát, autó dekor, padló grafika,laminálás, kasírozás, Általában festék-sugaras technológia Festék technológiák, UV védelem – Dye festékek – Pigment festékek – Solvent

• • •

4-8 színnel (CMYKhexachrome) Hordozók: telercs papír, öntapadós papír, PVC, Vinyl, fólia, citylight, stb. Színkezelés, RIP


Nyomdai levilágítók Megjelenítési technikák

• Nagyfelbontású raszteres ábrák létrehozása fényérzékeny anyagon • Ofszet nyomólemez, NYÁK lemezek • Közvetlen lézeres megvilágítás soronként • Dobos vagy capstan kivitel • Előtolás, vagy forgó poligontükör • PostScript nyelv Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 22 Fólia

Raszter grafikus megjelenítés Megjelenítési technikák

• Az elterjedt nyomtatási eljárások két tónusúak • Monokróm raszter grafikus megjelenítés – Címezhető képpontok – Feloldás pont/coll (DPI) 72, 180, 300, 600 – Az emberi szem: 300 DPI

• Szürke árnyalatos grafika, • Szürkeségi fokozatok, fotó (szem: 200 árnyalat)


Autotípia (rácsfényképezés) Megjelenítési technikák

• Raszter, rács, halftone • Nagyfelbontású nyomtatási technika, ahol a kép tényleges felbontását csökkentjük a tónusok számának növelése érdekében • Több elemi nyomtatási képpontot fogunk össze, egy vizuális képponttá • Analog screening • Stochastic screening

2

⎛ dpi ⎞ ⎟⎟ + 1 árnyalatok = ⎜⎜ ⎝ lpi ⎠


Színkeverés Megjelenítési technikák


• Additív színkeverés, RGB fényforrások intenzitásarányok változtatása, aktív, intenzitás növekedés • Szubtraktív színkeverés, fehér fényforrás, C, M, Y szűrők, passzív, kivonó, intenzitás csökkenés


A CMYK nyomtatás színei Megjelenítési technikák



• Szubtraktív színkeverés • Process color CMYK • Színes raszter, színbontás • Forgatási szögek

• Spot color, Pantone színek • Kiütés (knockout) • Overprinting • Trapping • Process Color (Euroscale, SWOP, Japán) • Spot color, Pantone színek • 5, 6 7 színű nyomtatás



• • • • •

Négyszín nyomtatás Színes raszter, színbontás Process color CMYK (Euroscale, SWOP, Japán) A fekete külön színnel! Fekete tartalom

• • • • • •

Moire jelenség Forgatási szögek Spot color, Pantone színek Kiütés (knockout) Overprinting Trapping


Nyomdai termék színe Megjelenítési technikák

• Az érzékelt spektrum összetevői – A fényforrás E(λ) kibocsátása – Hordozó (papír) R(λ) reflexiója – A festék T(λ) áteresztése 2*

• E’(λ)= E(λ )*T(λ)* R(λ) T(λ) • Ehhez adódik a festék felületéről történő visszaverődés Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 29 Fólia

Új nyomdai technológiák Megjelenítési technikák

• High-fidelity színes nyomtatás, – 7-színes process, – Pantone Hexachrome

• Diffúziós rács • Direkt digitális lemezkészítés (CTP) • Digitális nyomtatás (xerografikus technológia) Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 30 Fólia

Nyomdai utómunkák Megjelenítési technikák

• Méretrevágás – Vágójelek!

• • • • • •

Lakkozás, fóliázás Stancolás, Ritzelés Biegelés Hajtogatás Kötés Csomagolás

• Könyvkötés – – – – –

összeállítás fűzés, körbevágás gerincgömbölyítés beakasztás préselés


Ajánlott irodalom Megjelenítési technikák

• Szenteczki Csaba: A nyomtatott grafika története és technikái – Műszaki könyvkiadó 2003

• Oláh István: Termékgyártás technológiái és berendezései – Könnyűipari Műszaki Főiskola, Jegyzet 1998

• Radics Vilmos - Ritter Aladár: Laptervezés, tipográfia – MUOSZ 1976

• Dr. Gara Miklós: Nyomdaipari enciklopédia – Müszaki könyvkiadó 2002

• Énekes Ferenc: Kiadványszerkesztés – Tan-Grafix kiadó 1997,

• Zala Tibor: A grafika története – Tan-Grafix kiadó 1997, Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 32 Fólia

Megjelenítési technikák Informatikai eszköztár



Számítógép típusok Megjelenítési technikák

• Mainframe és szupergépek – high-end animáció – magas ár

• Nagyteljesítményű munkaállomások – animáció – CAD-CAM rendszerek – magas ár

• Macintosh gépek – DTP – grafika

• PC kompatíbilis gépek – – – –

CAD DTP Irodai alkalmazások kedvező ár/teljesítmény


A fekete-fehér megjelenítés alapjai Megjelenítési technikák

• Karakteres megjelenítés – Ólomszedés, terminálok

• Vektor grafikus megjelenítők • Raszter grafikus megjelenítők – Címezhető képpontok – Feloldás 72, 180, 300, 600 DPI

• Szürke árnyalatos grafika, • Szürkeségi fokozatok (fotó) • Raszter, rács, halftone, diffúziós rács

2

⎛ dpi ⎞ ⎟⎟ + 1 árnyalatok = ⎜⎜ ⎝ lpi ⎠


A színes megjelenítés alapjai Megjelenítési technikák

• • • • •

Színes fény spektrális intenzitás-eloszlás Emberi szem, 3 spektrális receptor: R, G, B Színkeverési módszerek: additív, szubtraktív Színes raszter, Moiré hatás Szín katalógusok Pantone színek


Képbeviteli eszközök Megjelenítési technikák

• Videó kamerák • Videó digitalizálók, frame grabberek • Digitális kamerák • Lapolvasók (scanner)

• Digitális képalkotás – – – –

Leképezés Mintavételezés Kvantálás Digitális kép (adat)

– síkszkennerek – dobszkennerek


A fotoelektron sokszorozó Megjelenítési technikák

• Nagy érzékenység – akár 1db foton is!

• • • • • • •

Nagy dinamikatartomány Széles spektrális tartomány Nagyfesz. Tápegység Bonyolult elektronika Termikus érzékenység Mágneses érzékenység Egydimenziós érzékelés


CCD detektor Megjelenítési technikák

• Töltés csatolt eszköz • Nagy érzékenység – Max. érzékenység a közeli infra tartományban – Integrálható

• Nagy stabilitás • Széles méretválaszték • Vonal vagy mátrix elrendezés • Hőmérséklet érzékenység


CCD vonaldetektor működése Megjelenítési technikák

Órajel

CCD shift register

Video

Transfer

Foto dióda

Kapacitás Gnd


CCD kamerák jellemzői Megjelenítési technikák

• •

Vonal vagy mátrix elrendezés Detektor geometria – Pixelszám (512*512, 640*480, 4k*4k) – Pixelméret (7.4*7.4μm, 12*14μm,24*24μm) – Kitöltési tényező

•

Detektor érzékenység – – – – –

Kvantum hatásfok Full-well capacity Dinamika tartomány Sötétáram Spektrális érzékenység

• Kiolvasási mód – A töltések soronkénti átvitele a kiolvasó sorba, majd egyenként – Fényzárás a kiolvasás alatt – Full frame transfer CCD (mechanikai fényzárás) – Frame transfer CCD, kettős CCD chip – Interline transfer (interlaceed vagy progressive scanned)

• Kamera interface – Analóg – Digitális – AD konverzió (8,10,12,16 bit)


Síkszkennerek

• • • • • •

Fénycső Megjelenítési technikák

Fényforrás: NF fénycső Detektor: CCD vonal Feloldás:300-2400 DPI Denzitás:1.7-2.5 Szürke árnyalat, RGB Egy / három menetes

Eredeti

Tükör Tükör

Képalkotó lencse rendszer

CCD detektor

Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György A/D Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék átalakítóhoz HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 10 Fólia

Dobszkennerek Megjelenítési technikák

• Feloldás: max. 8000 DPI • Detektor: PMT Képalkotó lencse rendszer • Denzitás:2-3 % Tükör

Szűrő

Fényforrás A/D átalakítóhoz PMT detektorok Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 11 Fólia

Képkódolás, képtömörítés Megjelenítési technikák

• Digitális képfájlok – Monokróm pixelinformációk – Szürkeárnyalatos (világosság) – Színes RGB (CMYK) színinformációk • True color • Paletta index

– Tömörítési eljárás • Veszteségmentes • Veszteséges

• Windows BMP fájl formátum BITMAPFILEHEADER BITMAPINFOHEADER RGBQUAD array Color index array

• TIFF, GIF, PNG, JPG


Grafikus megjelenítők Megjelenítési technikák

• Grafikus alrendszer – Frame buffer, video memória – Grafikus processzor – Kijelző meghajtó áramkörök – Z-buffer

• Kijelző

Számitógép

Grafikus alrendszer

Kijelzö

– Katódsugárcső (CRT) – Folyadék kristályos (LCD) Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 13 Fólia

Katódsugárcsöves megjelenítők Megjelenítési technikák

• Monitorok jellemzõi – felbontás ( h * v ) – váltott soros (interlaced) – képfrekvencia • sorfrekvencia • pontfrekvencia

• • • •

Rögzített frekvenciás Több frekvenciás Multiszinkron Kommunikáció:

Vákuumcsö elektron ágyú

eltérítö kondenzátorok vagy tekercsek

– DDC1, DDC2, DDC2B

• Sugárzás: MPR-2, TCO98 Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 14 Fólia

fluoreszcens ernyö

Színes monitorok Megjelenítési technikák

elektron ágyúk

pont maszk

R B

G

G

B

R eltérítö kondenzátorok vagy tekercsek fluoreszcens ernyő 3 foszfor félével


Képcsőtípusok és jellemzők Megjelenítési technikák

• Konstrukciók: – Delta, inline – Trinitron

• Konvergencia • Színhőmérséklet • Geometriai torzítás


Gamma görbe Megjelenítési technikák

• Tónus reprodukciós függvény • Gamma korrekció: – I=uΓ

Kimenet, Intenzitás

• Közelítés az emberi tónusérzékelés mechanizmusához • A kitevő Γ: 1.3-3.3 • Windows: 2.2

Bemenet, U, DAC(RGB) Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 17 Fólia

Folyadékkristályok Megjelenítési technikák

• • • • •

Hosszú, szerves molekulákból álló anyag A molekulák irányítottak (kristályok) Elhelyezkedésük azonban rendezetlen (folyadékok) Külső hatásokra a kristályok irányítottsága megváltozik Három fázisuk van: – Nematic: párhuzamos, rendezetlen molekulák – Smectic: párhuzamos rétegekben elhelyezkedő kristályok – Cholesteric: (Twisted nematic) a nematic fázis torzított változata Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 18 Fólia

A folyadékkristályok működése Megjelenítési technikák

• A cellát „twisted nematic” (TN) kristályok alkotják • Optikai aniziotrópia • A fény polarizációs síkját elforgatják • STN cella: a forgatási szög nagyobb mint 90° • TFT cella: TN cellákat egy vékonyréteg tranzisztor hajtja meg


Színes LCD képpont Megjelenítési technikák


TFT LCD megjelenítők Megjelenítési technikák


Folyadékkristályos, (LCD) monitorok Megjelenítési technikák

• •

Folyadékkristály: Feszültség hatására megváltoztatják polarizációs tulajdonságaikat Színes – Passzív (DSTN), – Aktív (TFT) mátrixos kijelző

• • • •

Nagy fényerő Kisebb színtér (alapszínek!) Gyengébb kontrasztviszonyok (dinamika) Látószöggel változó intenzitás


DLP technológia Megjelenítési technikák

• IgazinOptomechatronikai technológia • DLP chip – Digital micromirror device • Additív színkeverés, időosztással • Előnyök – Nagy fényerő – Egyszerű felépítés – Olcsó

• Hátrányok – Rainbow és más hatások – Szem fáradás – Színvisszaadás Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 23 Fólia

Egy chipes DLP technológia Megjelenítési technikák


Három chipes DLP technológia Megjelenítési technikák


Nyomtatási technológiák Megjelenítési technikák

• Impact nyomtatók – Margarétakerekes (Daisy Wheel) – Dobos, szalagos nyomtató – Mátrix nyomtató

• Non Impact nyomtatók – Thermoszublimációs és thermotransfer nyomtatók – Festéksugaras nyomtatók – Xerografikus nyomtatók – Nyomdai levilágítók – Digitális nyomdagépek


Hőviaszos v. thermotransfer nyomtató Megjelenítési technikák

• Viasz alapú festék, vagy speciális papír • Fûtött ellenállással létrehozott képpontok • Akár 600 DPI felbontás • Színes technika

Nyomtatófej

Papír


Fólia

Termoszublimációs nyomtató Megjelenítési technikák

• Fűtött ellenállással elgőzölögtetett festék, a felületbe diffundál • A festék mennyisége változó, valódi árnyalatos képek Papír • Speciális nyomathordozó • Nyomdatechnikai proof gépek Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék http://www.gszi.bme.hu © BME, MOM 2007.01.29. 28 Fólia

Nyomtatófej


Fólia

Festéksugaras nyomtatók Megjelenítési technikák

Tinta

• Fúvókán keresztül tintát lő a papírra Piezo kristály • A festék leválasztás lehet Fúvóka folyamatos áramú vagy tintacseppes • A tintacsepp leválasztás Fütöszál Tintatartály történhet piezo kristályos vagy bubble jet elven • Feloldás akár 1440 DPI, Fúvóka papír függő Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György • Változó pontméret Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv


HEFOP 3.3.1 Operatív Programja keretében

Xerografikus nyomtatók Megjelenítési technikák

• A fényérzékeny hengert elektromosan feltöltik Megvilágítás • A megvilágítás hatására Toner lokálisan vezetővé válik, Feltöltõ töltése elvész korona Fényérzékeny • A feltöltött területekre a henger toner feltapad • A papírra átvitt festéket Kisütõ korona a beégető hengerekkel fixálják • A fényforrás lehet lézer, LED, megvilágítottDr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék eredeti HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu © BME, MOM 2007.01.29. 30 Fólia

Operatív Programja keretében

Beégetö henger Papír

Lézernyomtatók optikai elrendezése Megjelenítési technikák

• A lézer intenzitását a sorfrekvenciával modulálják • A lézer fényét egy forgó poligon tükör téríti el • Az F-θ lencse biztosítja a leképezést a hengerre

Forgó poligon tükör

Lézer

F-θ optika

Fényérzékeny henger


Nyomdai levilágítók Megjelenítési technikák

• Nagyfelbontású raszteres ábrák létrehozása fényérzékeny anyagon • Ofszet nyomólemez, NYÁK lemezek • Közvetlen lézeres megvilágítás soronként • Dobos vagy capstan kivitel • Előtolás, vagy forgó poligontükör • PostScript nyelv Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 32 Fólia

Nyomtatók vezérlése Megjelenítési technikák

• IBM Proprinter, Epson ESC parancskészlet – kurzor vezérlés, egyszerű pixelcímzés – pl. (ESC - 1) aláhúzás

• HP PCL – raszter grafika – betűtípusok – összetett utasítások

• HPGL: plotter nyelv

• Post Script nyelv – Magasszintű lapleíró programnyelv – raszter grafika – betűtípusok letöltése – eljárások • newpath • 72 72 moveto • 72 504 lineto • stroke • showpage


Számítógépes színkezelés (Color management ) Megjelenítési technikák


ICM (Image Color Management) Megjelenítési technikák

• Összhangot teremt a különböző képbeviteli és megjelenítő eszközök között – Szintér (RGB, sRGB, CMYK, CIE xy, CIE LAB) – Gamut, gamma korrekció – Technológia, hordozó – ICC color profiles


Szoftverek Megjelenítési technikák

•

Operációs rendszer – Grafikus WYSIWYG – Multitasking – Mac OS, Windows 98, ME, 2000, XP

•

Szövegszerkesztő programok – Folytonos „kenyér szöveg” – nyelvhelyesség, elválasztás – MS Word, Word perfect,

Kiadványszerkesztő programok – Adobe InDesign, PageMaker, QuarkXpess, Ms Publisher,

•

Raszteres képszerkesztő programok – Adobe Photoshop, MS Image Composer, Macromedia Fireworks

Font management – raszter, PS, TrueType font, Open Type – Ékezetes betűk – Adobe Type manager

•

•

•

Vektoros képszerkesztő programok – Corel Draw, Adobe Illustrator, Macromedia Freehand, AutoCAD

•

WEB szerkesztő programok – MS FrontPage, MS Visual InterDev Adobe Golive, Macromedia Dreamweaver



• Könyvek – – – – – –

Ábrahám György: Optika. Panem 1998 Nussbaum, Phillips: Modern Optika. Műszaki kiadó 1982 Bernolák, Szabó, Szilas: A Mikroszkóp Zsebkönyv. Műszaki 1982 Budó Mátrai: Kísérleti fizika III. Tankönyvkiadó 1977 Donald C O’Shea: Elements of Modern Optical Design. John Wiley 1985 Photonics Directory. Laurin Publication

• Internet – – – –

www.optics.org www.spie.org www.osa.org www.fot.bme.hu



A képi információk tárolása, képfeldolgozás, számítógépes grafika



Alapfogalmak Megjelenítési technikák

• • •

Számítógépes képfeldolgozás célja a környezetünkből érkező vizuális információk rögzítése, feldolgozása 3D objektumok 3D, vagy 2D információk A számítógép és a kép kapcsolatának két fő ága: – Digitális képfeldolgozás – Számítógépes grafika

• •

A két ág között sok az átfedés, a hasonló eljárás, de mások a célkitűzések Három elkülöníthető szint: – Fizikai szint – képpontok halmaza, világosság és szín kódok, bemenő képből kimenő kép, képátalakítások – Elemzési szint – a sajátos objektumok vizsgálata, alakfelismerés, textúra elemzés, bemenő képből képleírás (vagy fordítva) – Értelmezési szint – képleírásból képfelismerés, a látás automatizálása


Digitális képalkotás Megjelenítési technikák

• A fizikai szint első lépése • A valós világ 3D objektumainak képét számítógépes adatokká alakítjuk • Egzakt matematikai módszerekkel leírható • Minden esetben információvesztéssel jár • Lépései: – Leképezés – Mintavételezés – Kvantálás Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 3 Fólia

Leképezés Megjelenítési technikák

• • • • •

•

A térben lévő tárgyakminden x, y, z pontja visszaveri a fényforrás fényét (esetleg sugároz is) A visszavert és sugárzott fény függhet az időtől Függhet a megfigyelés irányvektorától: n A fény λ hullámhosszától A leképezés során az e(x,y,z,n,λ) fényességfüggvényből az f(x,y) kétváltozós folytonos függvényt állítjuk elő. Az f(x,y) képfüggvény értéke arányos a világossággal (szürkeségi szint) Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 4 Fólia

Mintavételezés Megjelenítési technikák

• A mintavételezés a képsík egy kis területéhez (képeleméhez), a világosságtól függő nem negatív valós számot rendel. – A képelem mérete – A hozzárendelés módja

• A leképezéssel nyert f(x,y) képfüggvényből a képelem területére integrálva előállítjuk a h(k,l) valós értékű függvényt. • Színes (multispektrális) képek esetén, a mintavételezés színösszetevőnként történik, így minden képponthoz egy n dimenziós vektort rendelünk. Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 5 Fólia

Kvantálás Megjelenítési technikák

• A digitalizálás utolsó lépéseként a tetszőleges értékű h(k,l) képpont-értékhez a megengedett értékek valamelyikét rendeljük. • Az így létrejött q(k,l) diszkrét pontokban (0≤k
Digitális képinformációk tárolása •

Geometriai információk – – – –

•

– – –

A világosságértékek pixelenként (és színenként) A radiometrikus értékek A gamma korrekciós függvény A denzitás tartomány

A spektrális információk – – – –

•

A kép mérete h*w[mm] A képelemek száma K*L Felbontás DPI Pixel arány (aspect ratio)

Fényesség információk –

•


A világosságértékek színenként (spektrum tartományonként) A mintavételezés spektrális karakterisztikája Az alapszínek színkoordinátái A lefedhető gamut tartomány

A színinformációk tárolási módja: – – – –

•

A színcsatornák bitszáma: – – –

• •

Duotón (1bit): 128 kB Grayscale (8 bit): 1MB RGB (8bit): 3 MB RGB (16 bit): 6 MB CMYK (8 bit): 4 MB CMYK (16 bit): 8 MB

Tömörítés – –

•

Denzitás felbontóképasség (árnyalat gazdagság) 8 bit: 256 árnyalat 12 bit: 4096 árnyalat

Spektrális információk: ICC profilok Képméret: 1024x1024 képpont – – – – – –

•

RGB három additív színcsatorna CMYK négy színcsatorna, szubtraktív HSI három színcsatorna: telítettség, színezet, világosság CIE-Lab három csatorna: színkoordináták

Csak tárolásnál! Veszteséges vagy veszteség mentes

Palettás képtárolás – –

Külön tárolt színpaletta Pixelenkét hivatkozás a színpalettára


A megjeleníthető színek tartománya (gamut) Megjelenítési technikák

• Színtest • RGB színrendszer – Számítógép RGB? – Monitor RGB? – Szabványos RGB?

• sRGB színrendszer – Szabványos monitorhoz hasonló színrendszer – Rögzített alapszínek és gamma korrekció

• Adobe RGB 1998 – Nagyobb szintér mint az sRGB


Bitmap fájl formátum Megjelenítési technikák

• A Windows rendszerek képformátuma • RGB formátumú színes képek 1, 4, 16, 24 bit/pixel információval • Windows BMP fájl formátum BITMAPFILEHEADER BITMAPINFOHEADER RGBQUAD array Color index array

• Az 1 bites BMP monokróm • 2-16 bites BMP paletta index rendszerű • A 24 bites és felette nem tartalmaz színindex táblát • RLE tömörítéssel csökkenthető a mérete (veszteségmentes) • Hátrányai: – Csak RGB, nincs CMYK – Más rendszereken ismeretlen

• Elsősorban Windows programozásnál használjuk (user interface design)


TIFF fájl formátum Megjelenítési technikák

• • • • • •

Tagged Image File Format Nyomdatechnikában a legelterjedtebb formátum Platform független, mindenki támogatja A folyamatos fejlesztések eredményeként megtartotta korszerűségét Szinte minden színmélységet és többféle tömörítést tartalmaz Általánosan használt az LZW tömörítés (veszteségmentes)

• • • • •

1, 2, 4, 8, 12, 16, 24, 32, 48 bites színmélység Szürkeárnyalatos, palettás, RGB, CMYK, CIE-Lab formátumú tárolás Akár 16 bit/csatorna! Vágógörbe vektoros tárolása Problémák: – A sok verzió és opció miatt inkompatibilitások lehetnek – Vektoros információk nincsenek

•

Az igényes, nagyfelbontású grafikai, munkák, nyomdai előkészítés, DTP formátuma


GIF és JPEG Megjelenítési technikák

• • • • • • •

GIF – Compuserve fejlesztés Kifejezetten elektronikus megjelenítésre és továbbításra 256 színű palettás és szürkeárnyalatos színkezelés Veszeségmentes LZW tömörítés Alfa csatorna GIF animációk Hátrány: – Csak RGB – kis színfelbontás (csak paletta)

•

Alkalmazás: kevésszínű grafika WEB-es megjelenítése, egyszerű WEB animációk

• • • • • •

A fájl formátum JFIF JPEG valójában a speciális veszteséges tömörítési eljárás Nagyon hatékony tömörítési eljárás Maximum 24 bites szürkeárnyalatos, RGB, vagy CMYK színkezelés Hátrány: az erős tömörítés jelentős minőségromlással jár Alkalmazás: – sokszínű grafika, fotó WEBes megjelenítése – Amatőr digitális fotózás – Mozgókép tömörítés


További képformátumok Megjelenítési technikák

•

EPS (Encapsulated Postscript) – Adobe fejlesztés – A TIFF mellett a legelterjedtebb professzionális formátum – PostScript struktúrájú fájl – Vektoros és pixeles információk – Palettás, RGB, CMYK, LAB színkezelés – Bináris, vagy JPEG tömörítés – Metafájl, vágógörbe – Nézőkép (TIFF) – Hátrány: csak postscript nyomtatón

•

Adobe Photoshop PSD – Kifejezetten Photoshop programhoz (rétegek, text, vektor) – Szinte minden színkezelési formátum – 16 bit/csatorna – Nem tömörített

• • • • •

Scitex SCT PNG mint a JPG csak nem védett formátum PCX Targa WMF, EMF windows formátum, vektoros ábrákhoz – a betűtípusokra hivatkozásokkal utal!


Betűtípusok megjelenítése (font fájlok) Megjelenítési technikák

•

Raszteres .fon fájlok – Egyszerű raszter nyomtatók, képernyő – Gyors működés – Nem skálázható

•

Vektoros (outline) fontok – A betűalakok (glyps) pontokkal vannak leírva, amelyek síkbeli görbéket definiálnak – Skálázhatóság (felbontás függetlenség) – Lassú működés – Raszteizáció, raszterizációs gondok – Hinting: eljárások a raszterizációs problémák kivédésére

• Multi-platform betűtípusok • A PostScript nyelv megjelenésével megjelent a PostScript font – Type 1 (nem volt publikus) – Type 3

• TrueType – Apple fejlesztés, Microsoft hasznosítás

• OpenType – Közös Microsoft-Adobe fejlesztés – A jövő szabványa


PostSript vs. TrueType Megjelenítési technikák

• • • • • • • • • •

Az Adobe által fejlesztett PS szabvány írja le Type 1, tömörebb gyorsabb, + hints Type 3, általánosabb Harmadfokú spline-ok Kevesebb pont Intelligens raszter algoritmus feltételezése *.pfb: font alak (outline) *.pfm: metrika ( méretek, alávágások) 256 karakterhely Multiple Master fonts

• • • • •

Apple - Microsoft Másodfokú spline-ok Több pont Intelligens font file Könnyebb képernyő megjelenítés • Pontosabb reprodukció (hinting) • Unicode: 65000 karakterhely


Font management Megjelenítési technikák

• •

– A PS és a TrueType betük megjelenítésére és nyomtatására – Betűcsaládok, csoportok – Menet közbe ki-be kapcsolható fontok – A fejlesztése megállt – XP esetén nem az igazi!

Számítógépes szoftverek – A különböző betűtípusok megjelenítésére – Nyomtatására

•

A betűtípusok fenntartása erőforrás igényes! – Processzirkapacitás – Memóriakapacitás (nagy font fájlok)

• • •

Win 98, NT, 2000, külön programmal MAC: az erőforrás kezelés miatt elengedhetetlen Windows XP: az operációs rendszer része

Adobe TypeManager

•

Extensis Suitcase – XP alatt is jól fut – Minden betűtípusra használható – Preview funkció – Szerveres környezet, csoportmunkához

– Nagyszámú font esetén nem elég! Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék http://www.gszi.bme.hu © BME, MOM 2007.01.29. 15 Fólia


Font fájlok szerkesztése Megjelenítési technikák

• Gyűjtemények – – – –

Adobe Font Folio LynoType Bitstreem Agfa

• Szerzői jogok • Fájltípusok • Szerkesztőprogramok – Macromedia Fontographer – FontLab

• Demo


Képjavítás Megjelenítési technikák

• Képhelyreállítás: a zavaró, torzító hatások kiküszöbölése, a cél az eredetihez közei hatás elérése • Képfokozás: a fontosnak ítélt részletek, hatások kiemelése • Módszerek: – Eredeti képsíkon (manipuláció a világosság kódokkal) – Frekvencia tartományban (fourier módszerek)

• Geometriai korrekciók (perspektíva, resampling) • Konvolúció (környezet + szűrő) • Kontrasztfokozás (hisztogram) • Zajelnyomás (frekv. simítás) • Élkiemelés • Színkorrekciók


A grafikai feldolgozás lépései Megjelenítési technikák

• Képbevitel – Szkennelés – Digitális kamerák – Képelőállító szoftver • CAD, 3Dmegjelenítő, Corel, Illustrator

• A végleges méret és feloldás beállítása • A képkezelési mód beállítása (RGB/CMYK)

• A zavaró részletek eltüntetése • Az intenzitástartomány beállítása (hisztogram) • Színkorrekciók – Színegyensúly – Telítettség

• Speciális effektusok • Utólagos korrekciók


Szkennelés •

Dobszkenner:


– Nagyfelbontású, igényes színes munkákhoz – Nagy denzitás átfogás – Főleg átnézeti eredetik esetén

•

Professzionális síkszkennerek – Reflexiós vagy árnézeti eredetik esetén – Nagyobb termelékenység, egyszerűbb kezelés

•

A szkennelt kép tulajdonságait befolyásolják: – – – – – –

A szkenner felbontása A használható színmélység 24, 36, 48bit A denzitás tartomány (2.5-3.1D) A megvilágítás minősége A CCD detektor minősége A CCD elektronika, A/D konverzió minősége – A CCD optika minősége – A mozgató mechanika minősége

• • •

A szükséges (nyomtatási) méret meghatározása A nyomtatási felbontás meghatározása [LPI] Szkennelési feloldás [DPI] – Képfájl mérete – DPI=2*rácsLPI*Nagyítás. pl: 1:1, 150LPI esetén 300DPI

•

Színbeállítások – Színmélység – Denzitás – Színmód (RGB, CMYK)

•

Kalibráció! – ICC, ICM profil

•

Fontos a jó minőségű eredeti – Lehetőleg dia pozitív – Kerüljük a nyomdai eredetit (Moire)


Digitális kamerák Megjelenítési technikák

• Alapelvek mint a szkennereknél • Legalább 8 Mpixel felbontás • Képbeállítási és megvilágítási problémák



Demo: Nagyobb felbontás létrehozása újramintavételezéssel



Demo: Színátmenetek (ferlauf) létrehozása



Demo: A Moiré hatás kivédése


Megjelenítési technikák Az elektronikus információmegjelenítés technikái



Hagyományos és elektronikus dokumentumok Megjelenítési technikák

• Hagyományos publikációk – Ergonomikus, kényelmes – Nagy részletgazdagság – Időtálló, archiválható kivitel, (tartalom?) – Statikus tartalom – Lineáris felépítés – Egyirányú információáramlás – Költséges előállítás – Költséges terjesztés – Korlátozott felhasználói kör – Környezetszennyezés

• Elektronikus publikációk – Strukturált felépítés (áttekinthetőség) – Dinamikus megjelenítés – Naprakész tartalom – Interaktivitás, kétirányú információáramlás – Olcsó előállítás – Olcsó, széleskörű terjesztés – Géphezkötött megjelenítés – Archiválási problémák (megbízhatóság) – „Junk” információk


Az E-dokumentumok nehézségei Megjelenítési technikák

• • • • • • • •

Eltérő számítógép hardverek Eltérő operációs rendszerek Inkompatibilis, titkos szoftver formátumok Adatátviteli sávszélesség korlátok Megbízhatóság Eltérő tartalmi követelmények Információvédelem Személyiségi jogok, felhasználó védelem


A közbenső megoldás Adobe PDF Megjelenítési technikák

• •

A nyomtatott dokumentum elektronikus mása Minden információt tartalmaz a megjelenítéshez (és a nyomtatáshoz) – Képek – Betűtípusok – Tördelési információk

• • • • • •

Platfomfüggetlenség Egyszerű terjesztés Biztonság (integritás) Nyitott szabvány Készítése „Acrobat Distiller”-rel Olvasás az ingyenes „Acrobat Reader”-rel

• • • •

Szövegközi keresés Hipertext hivatkozások Űrlapok Alkalmazások – Olcsó széleskörű dokumentumterjesztés (katalógusok adatlapok) – Professzionális nyelv a hagyományos dokumentumok nyomdai előállításához – Vállalati munkafolyamatok dokumentumkezelése (biztonság, megbízhatóság) – Komplex, technikai dokumentációk egységes kezelése


Egy kis történelem Megjelenítési technikák

• 1964: Két számítógép összekötése telefonvonalon keresztül • 1965: Ted Nelson – ASCII karakterekből álló hypertext kidolgozása • 1972: az első e-mail elküldése • 1973: Az ARPAnet megjelenése, a TCP/IP protokoll születése • 1981: 50 kbit/sec „gyors” egyetemi hálózatok • 1983: Domain Name System (DNS) • 1989: Tim Berners-Lee (Genf, CERN) HTTP protokoll • 1990: World Wide Web bemutatása, A Mosaic fejlesztése • 1993: több mint 600 000 HTML dokumentum és 650 szerver • 1994: A Netscape alapítása, 1.3 millió weboldal, több tízezer szerver Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 5 Fólia

WEB oldal megjelenítése Megjelenítési technikák

Kliens számítógép w :// TP HT m .b ww hu e.

m ht x. de In

de /in

lm ta ar a

Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék WEB server HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 6 Fólia

m ht x.

jl t fá

• A kliens gép Web böngészője elküldi a kérést • A web szerver visszaküldi a HTML állományt • A böngésző megjeleníti az állományt

A WEB technológia építőelemei Megjelenítési technikák

• A TCP/IP alapú kiterjedt hálózatok • A HTTP hálózati protokoll • A megjelenítő program (Browser) • A HTML oldalleíró nyelv • Grafikai fájlformátumok • Web szerver

• Szerver oldali programok (scriptek), ISAPI, PHP, ASP • Kliens oldal programok JAVA, VB, Flash • Hálózati adatbázisok, XBase, Access, SQL • Szerver technológiák .NET, J2EE


Számítógépek kommunikációja Megjelenítési technikák

• Adatátviteli kapcsolatok – Pont-pont közötti kommunikáció – Helyi hálózat (LAN) – Kiterjedt hálózat (WAN) – Internet

• Adatátviteli módok – Vonal kapcsolt átvitel – Csomag kapcsolt átvitel

• Sávszélesség • Hibajavítás • Biztonság – rendelkezésre állás – információvédelem


Az OSI féle hálózati modell (Open Systems Interconnection) Megjelenítési technikák

• Nyílt rendszerek kommunikációs szabványa • Különböző gyártók eszközeinek együttműködése • Mindegyik réteg eljárásokat és szabályokat definiál a többivel való kommunikációra

7. Application layer 6. Presentation layer 5. Session layer 4. Transport layer 3. Network layer 2. Data-Link layer 1. Physical layer


Az OSI modell szintjei I. Megjelenítési technikák

• 1. A fizikai szint – a kommunikáció fizikai (elektromos, optikai) jellemzőit definiálja. – RS232, Ethernet,FDDI – Repeater működés

• 2. Adat kapcsolat – definiálja a fizikai szint által küldött és fogadott információ előkészítését, hiba ellenőrzését, flow control – Ethernet meghajtó, NDIS,ODI – Bridge működés

• 3. Hálózati szint – definiálja az egymással kommunikáló rendszerek közötti csatorna megnyitásának és fenntartásának a protokollját – IP és IPX protokoll, X25 – Router működés

• 4. Átviteli szint – magas szintű, kapcsolat orientált adatátviteli szolgáltatások, hibadetektálás és javítás – TCP, SPX, NETBEUI


Az OSI modell szintjei II. Megjelenítési technikák

• 5. Session szint – Magasszintű kétirányú kapcsolat orientált kommunikáció. Op.rendszer szintű támogatás – NetBios, FTP, Telnet, SMTP

• 7. Alkalmazási szint – A hálózati funkciókat használó magaszintű alkalmazások – Osztott könyvtár, NFS, Adatbázisok

• 6. Megjelenítési szint – Operációs rendszer szintű szolgáltatások, Fájl és nyomtató megosztás, adattitkosítás


Az OSI modell működése Megjelenítési technikák

7. Application layer

Adatcsomag előkészítés

6. Presentation layer

+ alkalmazási azonosító

5. Session layer

+ kódolási információk

4. Transport layer

+ mennyiségi és sorrendi jellemzők

3. Network layer

+ logikai hálózati címek

2. Data-Link layer

+ ellenörzés + fizikai címek

1. Physical layer

Bitenként elküldve


Fizikai szint Megjelenítési technikák

• Réz vezeték – Szimmetrikus vezető – Koaxiális

• Optikai szál – lépcsős/gradiens törésmutató – mono/multi módusú

Csillapítás dB/Km 100

Cu 0.9 szimm.

Cu 1.2/44Koax 10 Gradiens index multi modus

• Rádió frekvenciás átvitel – mikrohullámú – szórt spektrumú átvitel

Lépcsös index mono modus

1 1

10

100

1 000


10 000Mhz

Lokális hálózati struktúrák Megjelenítési technikák

• Arcnet • Ethernet hálózatok – 10 Mbit/s – 100 Mbit/s – Gbit ethernet

• Token ring – IBM – 4, 16 Mb/s

• Fiber Distributed Data Interface (FDDI) – Token passing – 100 Mb/s – 100 Km

• Asynchronous Transfer Mode (ATM)

• AppleTalk, LocalTalk


Megjelenítési technikák Ethernet hálózatok • „Frame” formátum

• 1980 Xerox, DEC, Intel • Többszörös hozzáférés • Ütközés érzékelés • Teljesítmény degradáció • Korlátozott szegmens hossz (2.5 km)

– – – –

Ethernet II Ethernet 802.3 Ethernet 802.2 Ethernet SNAP

azonosító

8

típus

6

cél

6

2

forrás

CRC

46-1500

adatok

Ethernet II frame


4

Ütközés az ethernet hálózaton Megjelenítési technikák

Adási kísérlet

• CSMA/CD – Carrier Sense Multiple Access – Collision Detection

• Visszatartási algoritmus • Megbízhatatlanság!

Igen Ütközés? Nem

Max késl * 2 Várakozás 0-Max Adási kísérlet Nem Igen 16-nál több? Ütközés? Nem

Helyes átvitel

Igen Elveszett keret


Ethernet szabványok Megjelenítési technikák

• 10Base-2 – Busz topológia, 186m(910m) – 50 Ohm koax kábel lezáróval – Repeater

• 10Base-5 – Busz topológia, 500(2460)m – Vastag 50 ohm koax kábel – Transeiver

• 10Base-T – Csillag topológia, 100 m – 100 Ohm Cat3 csavart érpáras kábel – HUB

• 10Base-FL – multi módusú üvegszál két pont között – 2.5 km távolság – Optical transeiver


Fast Ethernet Megjelenítési technikák

• 100Base-VG AnyLan – HP fejlesztés – Cat3 kábel

• 100Base-T – – – –

Cat5 kábel Csillag felépítés,100 m Cass1, Class2 Hub Szegmentálhatóság

• Gigabit Ethernet

• Ethernet hálózati eszközök – – – –

Repeater Bridge Router Switch • dedikált 10/100Mbps minden kapcsolatnak • címtábla • lényegében egy gyors bridge


IP csomag felépítése Megjelenítési technikák

vált=4 f. hossz.

kül. kiszol

töredékazonosító ugrásért. TTL

értékes hossz

ECN

0

D M F F

köv.fejléc/protocol

töredékeltolás fejlécösszeg

forráscím célcím értékes bájtok



TCP / IP protokoll

• Csomagkapcsolt hálózati protokoll Domain • IP címzés: 4 bájtos regisztrált IP címek alapján • Alhálózatok (subnet), External gateway domain, router • Host és network címek, Interdomain subnet mask, gateway cím Routing • a domain-on belül: RIP External (Routing information gateway Protocol) • a domain-on kívül: EGP Domain (Exterior Gateway Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BMEProtocol) Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék http://www.gszi.bme.hu © BME, MOM 2007.01.29. 20 Fólia

HEFOP 3.3.1 Operatív Programja keretében

IP címzés Megjelenítési technikák

• 4 byte hosszú IP címek – Unicast – Broadcast – Multicast

• Címosztályok – Class A: N.H.H.H – Class B: N.N.H.H – Class C: N.N.N.H

• Nagy hálózatok, broadcast problémák

• A megoldás „subnetting” – A Host ID egy része Net ID – A többi inernet router számára átlátszó

• Subnet mask: – Bitmaszk az IP címen – A Network ID rész 1, a host: 0

• Publikus IP címek: InterNIC • Privát IP: 10.0.0.0, 192.168.0.0 152 . 066 . 024 . 022 255 . 255 . 255 . 192

Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György 10011000 . 01000010 . 00011000 . 00010110 Készült a .Nemzeti Fejlesztési Terv . 11000000 BME Mechatronika Optika és Műszertechnika 11111111 11111111 . 11111111 HostTanszék ID Network HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 21 Fólia

ID

Átviteli szintű protokollok Megjelenítési technikák

• Az alkalmazások által használt protokollok • UDP datagram – Kapcsolat nélküli – Megbízhatatlan

Forrás port (2)

Cél port (2)

hossz

chksum

• TCP csatorna – Kapcsolat orientált – Megbízható

8BME Mechatronika 6 6 Optika2és Műszertechnika 20 8Tanszék

UDP adat

UDP -1500 csomag IP46 csomag

Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 22 Fólia

4

TCP / IP DNS kommunikáció Megjelenítési technikák

Name server

WWW.BME.HU 152.66.115.1

Router

Router

Router Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 23 Fólia

HTML nyelv Megjelenítési technikák

• • •

HyperText Markup Language A HTML oldal ASCII karakterekből felépített szövegfájl Tartalmazhat: – Szöveget – Formázási utasításokat – Grafikus elemeket (vonal, táblázat) – Képhivathozásokat – Élőkapcsokat (linkeket)

•

A browser értelmezi a HTML kódot, és megjeleníti az oldalt – Kötetlen megjelenítés (különböző programok különböző megjelenítés) – Browser specifikus elemek – Fejlődő HTML „dialektusok”

Megnyitás browserben

•

Az oldal HTML elemei a címkék (tag) Vagy cimkézett szöveg

•

A HTML oldal felépítése: Ez a dokumentum címe Ez egy félkövér kiírás


HTML oldalak készítése Megjelenítési technikák

• Egyszerű text editor (Notepad) – Kezdőknek lés profiknak

• Szövegszerkesztők, tördelőprogramok (Word, PageMaker, InDesign) • HTML editorok

• WYSIWYG webszerkesztők – Microsoft FrontPage – Adobe GoLive – Macromedia Dreamweaver

– (1st page)



Demo: Egyszerű HTML oldal formázása Dreamweaver segítségével • Kapcsolatok (linkek) • Alapvető formázási módszerek

– Struktúrált dokumentum szerkezet – Csak a szükséges tartalmat kell letölteni

• Linkek típusai – – – –

Saját weboldalon belülre Más weboldalra FTP szerverre E-mail küldése

Dreamweaver Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 26 Fólia

TIFF fájl formátum Megjelenítési technikák

• • • • • •

Tagged Image File Format Nyomdatechnikában a legelterjedtebb formátum Platform független, mindenki támogatja A folyamatos fejlesztések eredményeként megtartotta korszerűségét Szinte minden színmélységet és többféle tömörítést tartalmaz Általánosan használt az LZW tömörítés (veszteségmentes)

• • • • •

1, 2, 4, 8, 12, 16, 24, 32, 48 bites színmélység Szürkeárnyalatos, palettás, RGB, CMYK, CIE-Lab formátumú tárolás Akár 16 bit/csatorna! Vágógörbe vektoros tárolása Problémák: – A sok verzió és opció miatt inkompatibilitások lehetnek – Metafile, vektoros információk nincsenek

•

Az igényes, nagyfelbontású grafikai, munkák, nyomdai előkészítés, DTP formátuma


GIF és JPEG Megjelenítési technikák

• • • • • • •

GIF – Compuserve fejlesztés Kifejezetten elektronikus megjelenítésre és továbbításra 256 színű palettás és szürkeárnyalatos színkezelés Veszeségmentes LZW tömörítés Alfa csatorna GIF animációk Hátrány: – Csak RGB – kis színfelbontás (csak paletta)

•

Alkalmazás: kevésszínű grafika WEB-es megjelenítése, egyszerű WEB animációk

• • • • • •

A fájl formátum JFIF JPEG valójában a speciális veszteséges tömörítési eljárás Nagyon hatékony tömörítési eljárás Maximum 24 bites szürkeárnyalatos, RGB, vagy CMYK színkezelés Hátrány: az erős tömörítés jelentős minőségromlással jár Alkalmazás: – sokszínű grafika, fotó WEBes megjelenítése – Amatőr digitális fotózás – Mozgókép tömörítés



Demo Képek behelyezése


Demo: Táblázatok a HTML oldalon Megjelenítési technikák

• Rugalmas formázási struktúra táblázatos adatok megjelenítésére • Az oldalszerkezet kialakításának alapvető eszköze • A tördelt folyóirat szerű megjelenés létrehozása


Demo: Dinamikus HTML Megjelenítési technikák

• Rétegek – Interakív hatások – Objektumok pontos pozícionálása

• Stíluslapok – Azonos tulajdonságok alkalmazása több objektumra

• Kliens oldali script – Java – VB


Megjelenítési technikák Aktív web technikák



Statikus WEB oldalak


Kliens számítógép

HT :// TP ww bm w. jl t fá

m ht x. de /in hu e.

m ht x. de In

lm ta ar a

• A kliens gép Web böngészője elküldi a kérést • A web szerver visszaküldi a HTML állományt • A böngésző megjeleníti az állományt

WEB server Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 2 Fólia

Kliens oldali szkript, flash, java Megjelenítési technikák

•

m ht x. de /in hu jl e. fá bm m ht w. x. ww de In

m ni //a P:

wf .s jl fá wf .s

im an

• •

FT

•

:// TP

•

Kliens számítógép

HT

•

A kliens gép Web böngészője elküldi a kérést A web szerver visszaküldi a HTML állományt a beágyazott szkripttel A böngésző megjeleníti az állományt és lefuttatja szkriptet A böngésző lekéri a java programot vagy flash animációt A szerver elküldi a kért fájlt A böngésző kiterjesztése lefuttatja a programot vagy flash animációt

Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék WEB server HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 3 Fólia

Szerver oldali szkriptMegjelenítési technikák Kliens számítógép

HT ww :// TP bm w. jl fá

p as x. de /in hu e.

m ht x. de In

• A kliens gép Web böngészője elküldi a kérést • A web szerver lefuttatja a kért szkript programot • A szerver visszaküldi a program kimenetét HTML formátumban • A böngésző megjeleníti az állományt

WEB server Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 4 Fólia

Kliens és szerveroldali szkriptek Megjelenítési technikák

• Kliens oldali programok – Java, javascript, VBscript, Flash – A kliens gépen fut, nem terheli a szervert – Animált, dinamikus web oldalak, egyszerű számítások, adatbeviteli ellenőrzés – Böngésző függőség – Biztonsági problémák

• Szerver oldali programok – CGI, Pearl, PHP, ASP – A program a szerveren fut, HTML állományt küld vissza – Adatbázis kapcsolatok, bonyolultabb programok, szerveren futó alkalmazások elérése – Böngésző függetlenség – Biztonságos adatok – Szerver terhelés


ASP programok Megjelenítési technikák

• Advanced Server Pages • A Microsoft rendszerek beépített szolgáltatása • VB script vagy JScript verzióban használható • Alkalmazása – – – –

Programozott megjelenítés Adatbázis elérés A felhasználók azonosítása Szerver oldali alkalmazások futtatása: ActiveX komponensek

• Böngésző független • Egyszerűen programozható • Biztonságos: része az NT biztonsági rendszernek – Autentikáció – Biztonságos kommunikáció

• El lehet választani a megjelenést (design) a funkciótól (program)


ASP bevezető Megjelenítési technikák



<%@ Language=VBScript %> ASP Minta 1
Üdvözlöm a WEB oldalamon
<% dim strDatum dim strIdo strDatum = Date() strIdo = Time() If Hour(strIdo )<12 AND Hour(strIdo )>2 Then Response.Write "
Jóreggelt Kívánok!
" Else Response.Write "
Jónapot kívánok!
" End If %> A mai dátum: <%=strDatum %> és a pontos idő <%=strIdo %> Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György

asp1.asp mintaprogram




<%@ Language=VBScript %> Minta2 <% dim strTemp dim fontsize strTemp= "Egyre nagyobb!!" fontsize = 0 For i = 1 to 5 %> > <%=strTemp%>
<% fontsize = fontsize + i Next %>

asp2.asp mintaprogram


Sütik (cookies) használata: asp3.htm Megjelenítési technikák

• •

•

A sütik a szerver által küldött, de a kliens gépen tárolt adatok Segítségükkel azonosíthatóak a felhasználók, a böngészők, és más adatok In-memory cookies – Memóriában tárolt – Ha kilépünk a böngészőből, elvesznek

•

Persistent cookies – A merevlemezen tárolt – Minden belépésnél lekérdezhető – Response.Cookies("SiteAre a") = "TechNet" Response.Cookies("SiteAre a").Expires = "August 15, 2000"

asp3.htm kód: frame set definíció Egyeni udvozlet frame set <noframes> Sajnos a böngészője nem támogatja a frame-eket!


Sütik (cookies) használata 2. menu.htm Megjelenítési technikák Cookies Példa
Cookie Példa

Egyéni üdvözlés
Cookie törlés


Sütik (cookies) használata 3. (egyeni.asp) Megjelenítési technikák

<%@ Language="VBScript" %> <% If Not (Request.QueryString("Name")="") Then Response.Cookies ("Name") = Request.QueryString("Name") Response.Cookies("Name").Expires = "2005 December 1" ElseIf (InStr(Request.QueryString,"Name")=1) Then Response.Cookies ("NoUserInput") = "TRUE" End If %> <% If ( (Request.Cookies("Name")="") And ((Request.QueryString("Name"))="")) And (Not(Request.Cookies("NoUserInput")="TRUE") ) Then %>

<% ElseIf Not(Request.Cookies("Name")="") Then %>
Üdvözlöm! <%=Request.Cookies("Name")%>
<% Else %>
Üdvözlöm!

Nem adott meg nevet.
<% End If %>
In-Memory Cookie Példa

Sütik (cookies) használata 4. (tegyeni.asp) Megjelenítési technikák

<%@ Language="VBScript" %> <% If Not ("" = Request.Cookies("Name")) Then Response.Cookies ("Name").Expires = "2001 május 1" Response.Cookies ("NoUserInput").Expires = "2001 május 1" %>
Persistent Cookie Törölve
<% Else %>
Nem volt Persistent Cookie
<% End If %> Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 13 Fólia

COM komponensek Megjelenítési technikák

• Component Object Model • ASP kódból meghívható lefordított (bináris ) kódrészletek • Biztonságos, kisméretű, újrafelhasználható programok • C++, Visual Basic, stb. nyelvből fordított DLL • Szabványos hívási felülettel rendelkeznek

• Segítségükkel tetszőleges programozási probléma megoldható • Adatbázis manipuláció – Access, XBase – Excel táblák, Word dokumentumok – SQL adatbázisok

• Grafika, web kamerák • E-kereskedelem


Relációs adatbázis-kezelés Megjelenítési technikák

• Adatbázis modellek – hierarchikus – hálózati – relációs

Vevő_ID Cégnév

• Relációs adatbázis elemek – – – – –

Táblák, rekordok, mezők Kulcsok (elsődledes) Lekérdezések Adatbeviteli formulák Jelentések

Cím Adószám

Számla_ID Vevő_ID Vásárlás_dátuma Tétel_ID Számla_ID Termék_ID Termék_ID Megnevezés


Ár

Adatbázis-kezelő programok Megjelenítési technikák

• Egygépes adatbázis-kezelők – dBASE(xBase, Clipper, Foxpro), Paradox, Access,

• Hálózati adatbáziskezelés – adat integritás „record locking” – hálózati terhelés

• Kliens-szerver modell – SQL, Structured Query Language (1986) • Oracle, Sybase, Microsoft, MySQL – Adatbázis „front-end” Visual Basic, Delphi, ASP, PHP Dr. Kovács Gábor – Dr. Ábrahám György Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv BME Mechatronika Optika és Műszertechnika Tanszék HEFOP 3.3.1 http://www.gszi.bme.hu Operatív Programja keretében © BME, MOM 2007.01.29. 16 Fólia

Megjelenítési technikák www.terraserver.com


Megjelenítési technikák

Recommend Documents

Üdvözlöm a WEB oldalamon

Jóreggelt Kívánok!

Jónapot kívánok!

Cookie Példa

Üdvözlöm! <%=Request.Cookies("Name")%>

Üdvözlöm!

Nem adott meg nevet.

In-Memory Cookie Példa

Persistent Cookie Törölve

Nem volt Persistent Cookie