Принципы функционирования сетей Интернет

Физика
Примеры решения задач
Закон сохранения импульса
Работа и энергия
Элементы механики жидкостей
Основы термодинамики
Твердые тела. Моно- и поликристаллы
Поляризация диэлектриков
Электрические токи в металлах, вакууме
и газах
Магнитные поля соленоида и тороида
Механические и электромагнитные
колебания
Упругие волны Волновые процессы
Элементы электронной оптики
Оптическая пирометрия
Элементы квантовой механики
Элементы квантовой статистики
Фотопроводимость полупроводников
Ядерные реакции и их основные типы
Математика
Метод Гаусса
Матричный метод
Функции
Схема вычисления производной
Понятие дифференциала функции
Сходимость ряда
Теория вероятности и математической
статистики
Дифференциальные уравнения
Найти интервалы выпуклости и
точки перегиба функции
Лабораторные работы
Электроника
Исследование полевых транзисторов
Полупроводниковый стабилизатор
ВАХ туннельного диода
Исследование биполярных транзисторов
Входное  сопротивление полевого
транзистора
Упрощенная структура МДП–транзистора
Полупроводниковые выпрямители
Двухполупериодный мостовой выпрямитель
Электронный усилитель на транзисторах
Режим работы усилительных каскадов
Управляемые тиристорные выпрямители
Операционный инвертирующий усилитель
Фотоэлектрические преобразователи
Полупроводники
Зонная структура полупроводнков
Примеси в полупроводниках.
Токи в полупроводниках
Эффект Фарадея
Типы фотодатчиков
Люксметр Ю116
Сглаживающие фильтры
Описание лабораторной установки
Методика проведения исследований
Исследование метрологических
характеристик
Основные характеристики тензорезисторов
Конструкция датчика
Измерительные преобразователи
Исследование полупроводниковых
выпрямительных диодов
Структурная схема тензометрической
установки для измерения усилий
Исследование стабилитронов
Исследование варикапов
Сопромат
Практические работы по
метериаловедению
Инженерная графика
Сборочный чертеж и спецификация
Обозначение материалов
Построение лекальных кривых

Правила нанесения размеров

Геометрические построения
Позиционные задачи
Техническое обслуживание ПК
Видеоплаты
Стандарт SVGA
Последовательные порты
Факсимильная технология
Сетевые адаптеры
Сети Ethernet
Кабели для локальных сетей
Компьютерные сети
Технология «клиент-сервер» 
Структура Web-сайта
Платформа для Web-приложений

 

Представление графической информации в Интернет

Представление графики на Web-страницах имеет ряд особенностей. Прежде всего, в связи с ограниченным разрешением экрана монитора не имеет смысла размещать изображения высокого разрешения (выше 72…96dpi). Байтовый размер изображений должен быть минимальным для увеличения скорости загрузки станиц и снижения трафика. Наконец, желательна возможность отображения не только растровых картинок, но и векторной, и трехмерной графики.

Растровые изображения

Два наиболее популярных стандарта, в которых хранится 90 % всей графики, представленной ныне в Интернете - GIF и JPEG. В них заложены различные алгоритмы сжатия изображения с потерей качества, благодаря использованию которых удается значительно уменьшить размер целевого файла.

Формат GIF 

В 1978 году двое израильских исследователей Якоб Зив (Jacob Ziv) и Абрахам Лемпел (Abraham Lempel) разработали принципиально новый для того времени алгоритм сжатия информации без потери данных, которому дали полученное из сокращения собственных фамилий и даты завершения своего проекта название: LZ78. Информация о принципах построения этого алгоритма была общедоступной, и спустя несколько лет американский программист Терри Уэлч (Terry Welch) усовершенствовал его, добавил в обозначение первую букву своей фамилии и запатентовал новый алгоритм под названием LZW, также предоставив свою разработку для использования всем желающим.

Благодаря возможностям алгоритма LZW стандарт GIF позволяет значительно сокращать объем итогового графического файла по сравнению с исходным изображением. Достигается это методом смешения сходных оттенков в один. Если, например, в составе рисунка имеется участок, состоящий из нескольких сходных полутонов, к примеру, голубого, светло-голубого и темно-голубого цвета, они будут кодированы одним оттенком — голубым. Информация об изображении в файле стандарта GIF записывается построчно то есть представляет собой массив описаний строк высотой в один пиксел. Именно это свойство GIF, а также то, что данный формат оперирует фиксированной, так называемой индексированной палитрой, причем число цветов в этой палитре не превышает 256, явилось основой для ограничения применения формата GIF. Стандарт GIF используется в документах HTML в основном для отображения так называемой бизнес-графики: диаграмм, логотипов, кнопок, разделительных линий, других элементов оформления страницы. Для размещения на web-сайте фотографий, репродукций картин и изображений с большим количеством цветов и цветовых переходов используется стандарт JPEG.

В упрощенном виде данный закон web-дизайна можно сформулировать так: если изображение рисованное, его следует представлять в стандарте GIF, во всех остальных случаях лучше воспользоваться JPEG.

Подготавливая рисунок для сохранения его в формате GIF, необходимо избегать следующих художественных приемов: градиентных заливок, размытий, постепенных цветовых переходов с множеством оттенков, а также графических фильтров, обеспечивающих неравномерное смешение нескольких цветов на одном участке изображения, например, эффектов изменения интенсивности освещения.

Это правило продиктовано тем, что алгоритм замещения схожих оттенков одним в формате GIF далеко не всегда работает корректно. Правильнее было бы, наверное, сказать работает некорректно почти всегда. Поэтому участки со множеством различных оттенков на небольшом физическом пространстве рисунка после сохранения изображения в индексированной палитре будут выглядеть смазанными и грязными. Этого можно избежать, применяя в своей иллюстрации по возможности однотонные и контрастные цвета. Одно из замечательных свойств стандарта GIF — его уникальная особенность, названная разработчиками interlace, или, по-русски, "черезстрочность". Она позволяет загружать картинку с сервера в клиентский броузер не целиком, а частями, причем процедура считывания файла выглядит следующим образом: сначала на экране отображаются первая, пятая и десятая строки, составляющие изображение, затем — вторая, шестая и одиннадцатая и т. д. Таким образом, для пользователя создается иллюзия постепенной загрузки графического элемента: картинка как бы медленно проявляется на странице, что иногда бывает очень полезно при включении в документ изображений большого размера —психологически зрителю легче дождаться полной прорисовки иллюстрации, чем несколько минут скучать перед пустым экраном. К тому же еще до полной загрузки файла пользователь может оценить приблизительное содержимое картинки и решить, стоит ли ему дожидаться ее полной прорисовки или нет.

Через несколько лет после создания стандарта GIF, в 1989 году, компания CompuServe выпустила новую версию этого графического формата, получившую название GIF89a. Данная модификация включает в себя еще две уникальные особенности, широко использующиеся в современном Интернете. Первая называется transparency и подразумевает создание для изображения прозрачного фона методом сохранения вместе с файлом так называемого альфа-канала, представляющего собой маску прозрачности рисунка. Цвета, помеченные в альфа-канале как прозрачные, станут невидимы в браузерах и большинстве других программ, предназначенных для просмотра изображений. Эта функция необходима, например, при размещении картинок неправильной геометрической формы на странице со сложным фоновым рисунком, когда корректно подогнать части изображений друг к другу не представляется возможным.

Другая полезная особенность стандарта GIF89a заключается том, что этот формат позволяет сохранять в файле с одним физическим заголовком несколько разных изображений, демонстрируя их на экране последовательно одно за другим, причем с возможностью специфицировать порядок их чередования и временной интервал между сменами кадра. Именно на этом принципе построена весьма распространенная в Интернете GIF-анимация.

Формат JPEG 

JPEG (Joint Photographic Experts Group) — графический стандарт, созданный на основе одноименного алгоритма сжатия изображений с потерей качества, кодирующего не идентичные элементы, как алгоритм LZW, а межпиксельные интервалы. В упрощенном виде механизм сжатия изображения в файл формата JPEG выглядит следующим образом. Первой ступенью компрессии является преобразование изображения в цветовой образ LAB, раскладывающий картинку на три независимых канала, один из которых (Lightness) выделен для сохранения значений интенсивности цветов, а два других (А и В) — для запоминания непосредственно цветовой информации. Причем данные о цветах сохраняются в виде шкалы, организованной по принципу непрерывного спектра. Вторая ступень — собственно компрессия: из получившейся цветовой модели удаляются приблизительно три четверти информации о цвете, затем образ дробится на участки размером 8x8 точек и преобразуется в числовой массив данных. Заголовок каждого блока описывает доминирующий цвет участка, остальная информация — менее заметные оттенки. На третьей ступени сжатия из массива данных удаляется определенная часть информации, описывающей второстепенные оттенки, причем количество изымаемых данных зависит от выбранного пользователем качества результирующего изображения. И наконец, готовый файл сжимается согласно алгоритму Хаффмана, который предусматривает замену наиболее часто встречающихся в массиве данных знаков более компактной двух битной кодировкой. Декомпрессия файла JPEG происходит в обратном порядке.

Формат JPEG оптимален для передачи фотографических изображений, а также картинок с большим количеством полутонов и цветовых переходов. Максимальное число цветов, которое может содержать изображение в формате JPEG, достигает 16 миллионов. Очевидно также, что чем выше степень компрессии такого изображения, тем ниже его качество. Web-мастеру, создающему для сайта иллюстрации в формате JPEG, необходимо помнить следующее правило: рекомендуется избегать использования больших участков, заполненных одним цветом, во избежание появления на изображении постороннего цветового шума и грязи.

В процессе обработки иллюстраций лучше всего сохранять картинку в формате TIFF и переводить в JPEG лишь готовый результат, поскольку каждое промежуточное сохранение файла JPEG на диск приводит к удалению второстепенной информации и ухудшению качества рисунка.

Формат PNG 

Во второй половине девяностых годов была создана инициативная группа программистов и исследователей, которую возглавил американский специалист по электронным технологиям Том Боутелл (Thomas Bowtell). Перед инициативной группой стояла нелегкая задача: разработать стандарт, который не только включал бы в себя все лучшие качества GIF, нo и превосходил бы его по всем характеристикам, оставаясь при этом совершенно бесплатным для пользователей. Основной областью применения данного формата должен был стать Интернет. Такой стандарт был создан и получил название Portable Network Graphics — PNG.

Палитра PNG не ограничивается 256 цветами, данный формат позволяет создавать изображения с глубиной цвета до 48 бит. Весьма любопытные изменения внесены в режим прозрачности графики: PNG также поддерживает альфа-канал, по состоит он не из одного уровня, как альфа-канал файлов GIF, а из 254 уровней для каждого элемента изображения, с диапазоном прозрачности рт 0 до 99 %. Благодаря этому дизайнер получил возможность создавать картинки с переменной прозрачностью, например, логотипы, фон которых плавно сливается с фоновым цветом html-документа, каким бы тот ни был.

Помимо альфа-канала, изображения PNG содержат так называемый блок описания гамма-коррекции. Под переменной "гамма" в данном случае подразумевается некая величина, выражающая зависимость яркости свечения каждой точки экрана пользователя от напряжения на электродах кинескопа, которое берется из файлов управления видеоподсистемой компьютера. Таким образом, при открытии изображения, созданного с помощью IBM-совместимой машины, на компьютере другого производителя, например на Apple Macintosh, в яркость цветопередачи вводится соответствующая поправка, и картинка отображается совершенно идентично на разных типах оборудования. Этим стандарт PNG еще более приблизился к основной идее Интернета единообразию отображения web-страниц на компьютерах от различных производителей.

Векторные изображения

Очевидно, что растровые изображения малопригодны для представления схем, графиков, чертежей и пр. К сожалению, выкладывание векторного изображения в Интернет представляет определенную проблему. Большинство браузеров не поддерживают такие форматы, как WMF и DXF. Один из "обходных маневров" – использование векторных изображений формата SWF (Macromedia Flash). Их можно создавать не только в самой Macromedia Flash, но и в ряде других векторных редакторов, в частности, CorelDRAW обеспечивает экспорт в SWF. Просмотр SWF-изображений требует загрузки специального плагина (увы, как правило, любая векторная или 3D картинка на Web-странице требует установки дополнительного ПО, помимо собственно браузера).

Среди всего многообразия размещаемых в Интернет данных, представление чертежной информации занимает особое место. Стандартными средствами HTML можно разместить лишь ссылку на файл чертежа, доступный для загрузки, но он, естественно, не будет отображаться в браузере, или можно сделать растровый образ чертежа, но это будет просто картинка, занимающая немало места. Кроме этого часто стоит задача обеспечения авторских прав на размещаемый чертеж.

Разработчики САПР предложили несколько конкурирующих форматов для обмена 2D и 3D документацией (с возможностью только ее просмотра) через Интернет.

Компания Autodesk Inc. разработала формат DWF (drawing web format). DWF файлы можно создавать с помощью AutoCAD 2000 (команда меню "Publish" или печать на виртуальный DWF-принтер) или более поздних версий, а так же с помощью Visio. DWF-файлы представляют собой копии реальных чертежей, они являются векторными, в них можно осуществлять навигацию (масштабирование и панорамирование), они имеют те же слои, что и реальные чертежи, и эти слои можно включать и выключать, а так же осуществлять печать файла напрямую из браузера. Вместе с тем DWF-файлы меньше по размеру, чем реальные чертежи, что удобно для размещения в Интернет, и их невозможно корректировать, что удобно для защиты авторства. Формат также поддерживает гиперссылки. К сожалению, для его просмотра в браузере придется загрузить и установить программу Design Review размером около 40Мб.

На главную