Chip 1996 April

home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search

/ Chip 1996 April / CHIP 1996 aprilis (CD06).zip / CHIP_CD06.ISO / hypertxt.arj / 9302 / HERC2.CD < prev next >

Wrap

Text File | 1995-04-18 | 20KB | 325 lines

@VGrafikus konvertálások -- 2.@N @VMonokróm üzemmód@N A megjelenítés bizonyos szempontból egyszerûbb, mint az alkotó szándékának ""kitalálgatása", de több, más jellegû nehézséget rejt magában. Elôször is: a megjelenítendô információ többnyire nem szürkeárnyalatok formájában van megadva. Színes információ esetén a vörös, zöld és kék telítettségi tényezôk különbözô értékeket vesznek fel, így át kell ôket alakítanunk. Ezek a tényezôk voltaképpen az adott alapszín fényességét jelzik, a három egyenrangú alapszín teljes telítettsége pedig összeadódva alkotja a legnagyobb fényességû színt, a fehéret. Ezért például a teljes telítettségû vörös önmagában még csak 255 harmadrészének a fényességét adja, 85-öt. Ha meg akarjuk határozni egy pont fényességét, akkor tehát össze kell adnunk a komponensek harmadrészét. Sokkal egyszerûbb azonban a @Kfényesség =@N @K(vörös komponens + zöld komponens + kék komponens) / 3@N képlet használata. @VA legegyszerûbb módszer@N Ha már elô tudjuk állítani egy pont szürkeségi értékét, akkor megkísérelhetjük egy nagyon gyors, de nem túl jó minôségû eljárás használatát. Egyszerûen elindulunk a bal felsô sarokból, és minden pontról eldöntjük, sötétebb vagy világosabb-e a 127-es félfényességnél. Elôbbi esetben fekete, míg az utóbbiban értelemszerûen fehér pixelt rendelünk a fényességértékhez. Az algoritmus meglehetôs primitívsége ritkán vezet szép képekhez, többnyire piszkos vonalrajzokat és kifestôkönyvekre emlékeztetô ábrákat kapunk. Mégis, még ma is használják különbözô megjelenítôprogramok, hiszen egyszerû beprogramozni és képcsoportok gyors áttekintéséhez tökéletesen megfelel. @VMerev raszterszórás@N Ebben az eljárásban minden egyes, az átviteli file által meghatározott pixelhez egy @KX*X@N-es rasztert rendelünk. Az @KX@N nem lehet nagy, érthetôen, mivel most nem engedhetjük meg az egymásbacsúszást, és a felbontás automatikusan @K1/X@N-edére csökken. Az @KX*X@N-es raszterbe @KY@N darab fehér pontot kell tennünk. @KY@N úgy aránylik @KX*X@N-hez, mint a számolt fényességérték a 255-höz: @KY = (X*X) * (fényesség / 255)@N. Az @KY@N számú pontot a lehetô legelszórtabban kell elhelyezni a raszteren belül, hogy az minél homogénebb hatást nyújtson. Az elszórtságra nemcsak a raszteren belül kell figyelnünk, hanem az egymás melletti azonos raszterek viszonylatában is. Elsô ábránk néhány tippet mutat be az elrendezésre 2*2-es és 3*3-as raszterekben. Ez az eljárás valamivel jobb képeket készít, mint a közelítô színválasztás, mégis, több szempontból kívánnivalókat hagy maga után. A felbontás csökkentése megbocsáthatatlan bûnnek tûnik, ráadásul elkerülhetô. A kifejezhetô szürkeárnyalatok száma viszonylag kicsi: 2*2-es rasztereknél 5, 3*3-asoknál 10 különbözô fényesség lehetséges. Mindezek miatt ez az algoritmus sem igazán alkalmas élvezhetô képek elôállítására. @VRelatív címzésû raszterszórás@N Elôször növeljük meg az árnyalatok számát, mondjuk 65-re. Ez 8*8-as rasztert feltételez, egyelôre ezzel fogunk dolgozni. Tervezzük meg a 65 árnyalathoz tartozó 65 különbözô rasztert. Értelemszerûen minden lépésnél további egy fehér pontot kell elhelyeznünk a 8*8-as mezôben akkor, ha a feketétôl indultunk és egyesével haladunk a fehér felé (így a legegyszerûbb). Egy pont helyének kiválasztásakor mindig arra kell figyelnünk, hogy az a lehetô legtávolabb legyen a már meglévô többi fehér ponttól a raszteren belül, és az egymás mellé helyezett ugyanilyen raszterekben is. Ha tehát az elsô pontot a bal felsô sarokba (0;0) tettük, akkor a következôt nem rakhatjuk a jobb alsó sarokba (7;7) mivel ez a pont a sarkával érintkezne a rasztertôl jobbra lefelé lévô, ugyanilyen raszter bal felsô pixelével. Elôfordul, hogy már annyira tele van a raszter, hogy a következô pont mindenképpen érintkezni fog egy vagy több ponttal. Fontos, hogy a sarkaikkal illetve lapjaikkal érintkezô pixelek távolsága eltér: ha két, lapjával érintkezô képpont középpontja egységnyi távolságú, akkor a sarkukkal érintkezô képpontok közepe négyzetgyök 2 egységre van egymástól. Persze az sem mindegy, hogy hány ponttal érintkezne a következô pixel: minél kevesebbel, annál jobb. Egy ekkora rasztert még kézzel is meg lehet tervezni, de aki szeret programozgatni, annak azt ajánlom, készítsen egy 64 elemû tömböt. Egy dupla ciklussal tapogassuk le a teljes 8*8-as mezôt, minden fehér pontból induljunk el mind a 8 irányba (jobbra, balra, le, föl és a köztes irányokba), s átlagoljuk, hogy a legközelebbi fehér pontok milyen távol vannak az adott képelemtôl -- a négy fôirányban 1-es, a négy átlós irányban pedig 1,41-os szorzót alkalmazva. A már fehér elemeket eleve ki kell zárni a lehetôségek közül. A végén válasszuk ki a 64 átlagból a legnagyobbat. Ide kell kerülnie a következô képelemnek. Ez így megy egészen félfényességig, 31-ig. Innen fordítva kell tovább haladni 65-ig, a teljes fényességig. Csak a fekete pontokkal dolgozunk, a fekete pontoktól vett távolságokat figyeljük, s az átlagok közül mindig a legkisebbet kell kiválasztanunk -- ott lesz a következô fehér pont. Fontos, hogy két szomszédos fényességértékû raszter csak egyetlen pontban különbözhet egymástól. A 23-as raszter például maximum egy plusz pixelt tartalmazhat a 22-eshez képest, a többi 22 pixelt nem rendezhetjük át a raszteren belül. Enélkül nagyon csúf fényességi gócpontok alakulhatnak ki a képernyôn két különbözô fényességû raszter találkozásánál. A második ábra szemlélteti, hogyan célszerû megoldani az elrendezést. Most már elég árnyalatunk van, oldjuk meg a felbontás problémáját is. Ha egyszerûen hozzárendelnénk 8*8-as raszterünket a kapott fényességértékhez, akkor 1/8 részére csökkenne ez a fontos jellemzô -- ami megengedhetetlen. Próbáljuk ki a következôt. A képernyôt gondolatban hálózzuk be egy négyzetráccsal úgy, hogy minden nyolcadik pixelre essen egy fonál. Feleltessük meg a négyzetrács minden rácspontját a 8*8-as raszterünk bal felsô sarkának. Ezt a méretbeli azonosság miatt nyugodtan megtehetjük. Most a képernyô minden egyes fizikai pontjáról el tudjuk dönteni, hogy vízszintes és függôleges irányban milyen messze van a rácsponttól, vagyis a megtervezett raszterünk melyik pixelére esik (lásd a harmadik ábrát). Módosítsuk úgy a raszterképzô eljárásunkat, hogy határozza meg minden egyes pont helyét az adott raszteren belül. Ha nehézségeink adódnának, akkor az @KX1 = X mod 8@N és @KY1 =@N @KY mod 8@N képletekkel próbálkozhatunk, ahol @KX@N és @KY@N a fizikai cím, @KX1@N és @KY1@N a raszteren belül koordináta, a @Kmod@N pedig egy egész számokkal dolgozó osztás, amely mindig lefelé kerekít és eredményként az osztás maradékát adja vissza. Ha egy adott rácson belül mind a 64 pontnak azonos a fényessége -- az (X;Y) pontról pedig úgy döntjük el fekete vagy fehér voltát, hogy meghatározzuk raszterbeli helyét és az ehhez tartozó értéket kiolvassuk a kívánt fényességû raszterbôl --, akkor az adott rácsban fizikailag megjelenô ponthalmaz megegyezik majd a kívánt fényességû raszter mátrixhalmazával, a megfelelô árnyalatot hozva létre ezzel. Ha egy adott rács pixeleinek nem azonos a fényességértéke, akkor a 8*8-as mezôn belüli relatív pozíció meghatározása után azon raszter megfelelô pontját kell kiolvasni, amely leginkább kifejezi az ábrázolandó képpont kívánt fényességét. Azt, hogy milyen rasztereket kell felhasználnunk, egy egyszerû képlet segítségével kitalálhatjuk: @Kraszter = max raszterek * (fényesség /@N @K255)@N. A relatív címzés trükkjének felhasználásával elértük, hogy egy adott rasztermezôn belül megfelelô élességgel ábrázolhassunk fényességi határokat, ezen túl viszont megtarthassuk az átmeneti árnyalatok és a homogén felületek egyenletességét. A legfontosabb, hogy az eljárással most már fizikai pixelekre címezhetünk, akár 64 különbözô fényességértéket megadva a háló adott rácsán belül. Az elôre elkészített raszterek gondoskodnak arról, hogy mindez a lehetô legpontosabban jelenjen meg a képernyôn. îgy már van 65 különbözô szürkeárnyalatunk, és a felbontást is megôriztük. Mielôtt elbíznánk magunkat és a jól végzett munka törékeny illúziójának kártékony hatása alá kerülnénk, rá kell jöjjünk, a módszer korántsem tökéletes. Az eljárás viszonylag szép képeket készít ugyan, mégis van egy apró hibája. Ez pedig a mátrixok fénycsíkjainak vonalba rendezôdése. Ez a vonalba rendezôdés azért következik be, mert a raszterek tervezése során végig arra figyeltünk, hogy a lehetô legtávolabb kerüljenek egymástól az azonos színû pontok. Emiatt a szigorú matematikai pontossággal elrendezett pixelek az emberi szemben egyenes vonalakká, szimmetrikus mértani formákká olvadnak össze, lerontva a homogén hatást. @VTovábbfejlesztett raszterszórás@N A raszterek megtervezését kell tehát módosítani úgy, hogy kiküszöböljük a vonalhatást. Most már nem úszhatjuk meg a programozást. Az elvégzendô mûveletsor oly összetett, hogy a ""találomra" végzett kézi tervezés alighanem totális csôdhöz vezet. Ha nem voltunk lusták megírni az elsô rasztertípus tervezô algoritmusát, akkor mázlink van. Néhány módosítással elintézhetjük a dolgot. Elôször is, a letapogatás során nemcsak azt kell megállapítani minden egyes pozícióról, hogy milyen átlagtávolságra vannak a legközelebbi pixelek, hanem azt is, hogy a négy fô- és a négy átlós irányban hány azonos színû pixellel esne egy vonalba az adott pozícióra helyezendô képelem 8 egységen belül. Ha a számlálás közben kicsúszunk a raszter területérôl, akkor térjünk vissza az ellentétes oldal megfelelô eleménél. Ezek szerint össze kell adni azoknak az azonos színû pixeleknek a számát, amelyek 8 egység távolságon belül rajta vannak azon a 4 félegyenesen, amelyek a vizsgált pixelbôl indulnak ki a négy fô- és a négy átlós irányba. Most jön a döntô különbség: a 64 elembôl nem azt választjuk ki, amelyiknél a legnagyobb az azonos pixelek átlagtávolsága, hanem azt/azokat, ahol a legkevesebb azonos színû pixellel esne egy vonalba az új pixel. Persze ha több ilyen helyet is találunk, akkor ezekbôl azt választjuk ki, amelyiknél a legnagyobb az átlagtávolság. A módszer félfényességnél itt is átvált, akárcsak az elsô tervezô algoritmus: a fekete pixeleket figyeli, és fordítva veszi figyelembe az eredményeket. Ha jól írtuk meg az eljárást, akkor már alighanem az elsô próbálkozások is felülmúlhatatlan sikerélményt jelentenek a felkészületlen programozó számára. A még igényesebbek belevághatnak a 16*16-os és 32*32-es raszterek kidolgozásába. Minden ugyanúgy mûködik, csak a konstansok nônek kétszeresükre, illetve csökkennek felére a funkciótól függôen. @VEgydimenziós hibaszórás@N Ez a módszer teljesen más elvet követ, mint az elôzôk, így a vele készített képek is jelentôsen eltérnek a megszokottól. Furcsa sajátosság, hogy a módszer a kép készítése közben fellépô hibák -- ábrázolási pontatlanságok -- felhalmozódására épít, és ezeket az eltéréseket próbálja kompenzálni minden egyes új pixel felhordásánál. A hiba akkor keletkezik, amikor a kívánt árnyalatot nem lehet kifejezni egy mátrix segítségével, azaz szinte állandóan. Ha csak fekete és fehér színekkel rendelkezünk, akkor bármely köztes árnyalat kifejezésekor pontatlanság lép fel, ezt pedig elôbb-utóbb korrigálni kell. Ha elsôként egy közel negyedfényességû pixelt kell kiraknunk (60-as fényesség), akkor értelemszerûen a feketét választjuk, hiszen az a kívánt árnyalathoz legközelebb lévô ""valódi" szín. Máris megjelenik a hiba, hiszen nem negyedfényességet fejeztünk ki, hanem teljes sötétséget. A hiba súlyossága az eltéréssel arányos, ezért azt így is jegyezzük fel. Ha a következô pixel is 60-as fényességû, mi ismét fekete pixelt választunk, még egyszer elkövetve az elôbbi pontatlanságot. Most már kétszer olyan súlyos a hiba. Ha azt akarjuk, hogy ez az árnyalati tévedés megszûnjön, akkor a felhalmozódott hibát valahogy be kell csempésznünk a pixelszín eldöntésének a folyamatába. Kézenfekvônek tûnik, hogy minden lépésnél összeadogatjuk a keletkezô pontatlanságokat, és az összeget megpróbáljuk ""jóváírni" a következô mátrixpont bejövô alapértékén. A hibaszórásos algoritmus egydimenziós változata pontosan ezt teszi. Fenntart egy hibaváltozót, amiben azt tárolja, mekkora eltérést kellene korrigálni az adott pillanatban, és ezt a változót mindig módosítja annak megfelelôen, hogy többet, avagy kevesebbet fejezett ki a kívántnál. A hibaváltozó értéke lehet negatív is. Ez akkor következik be, ha a kifejezendô árnyalat a félfényességen felül volt, de még nem érte el a fehér szintjét. A pontatlanság ""jóváírása" úgy történik, hogy az éppen kifejezendô fényességhez hozzáadjuk a hibaváltozó értékét. Ha a mátrixpont így átbillen feketébôl fehérbe -- vagy fordítva --, akkor a korrekció megtörtént. Talán túlságosan is -- újabb hiba, ezúttal ellenkezô elôjellel. Természetesen a hibaváltozó kezdôértéke nulla, s amíg nem követünk el hibát, nincs mit korrigálni. Nem kell semmi mást tennünk, mint hogy elindulunk a kép egyik sarkából, és pixelenként, sorfolytonosan -- ettôl egydimenziós az eljárás -- végrehajtjuk a következô bekezdés mûveletsorát. Lekérjük az ábrázolandó pixel eredeti fényességértékét. Ehhez hozzáadjuk a hibaváltozót (ez kivonást is jelenthet). Errôl a korrigált fényességértékrôl eldöntjük, hogy fehér, avagy fekete pixelt igényel -- félfényesség felett vagy alatt van-e. Kirakjuk a képernyôre a szükséges mátrixot, végül a hibaváltozóhoz hozzáadjuk az eredeti fényességérték és a képernyôre küldött pixel fényességértékének (0 vagy 255) a különbségét. Képlettel: @Khiba = hiba + (eredeti@N @Kérték - mátrix fényesség)@N. A képernyôsorok elején nullázhatjuk a hibaváltozót, de nem ajánlatos. Többnyire nem túl zavaróak az átcsúszott korrekciós mátrixok, ellenben a raszterpontok jóval szétszórtabban helyezkednek majd el egymás alatt, kellemes homogén hatást nyújtva. Természetesen a hibaszórásos algoritmusnak is vannak fejlettebb, rendkívül bonyolult és idôigényes változatai. Ez a verzió gyors, viszonylag egyszerû, és az esetek többségében gyönyörû képeket hoz létre. Ha nem láttunk még hasonló algoritmussal létrehozott, tetszetôs árnyaltságú raszterábrákat, akkor aligha akarjuk majd elhinni: hûséges monokróm monitorunk még mindig a jó öreg 720*348-as, kétszínû üzemmódban villódzik. Noha az eljárások elsôsorban arra valók, hogy az eltérô üzemmódok között szabad átjárást biztosítsanak a különbözô képek számára, akik figyeltek, alighanem rájöttek már, hogy az alkalmazási terület ennél jóval szélesebb. Például: képzeljük el, hogy van egy igen fontos monokróm képünk -- pocsék ábrázolással. Alakítsuk át köztes file formájába a legjobb algoritmus segítségével. Ezután az eredetit akár ki is dobhatjuk, csak a köztes file-ra lesz szükségünk. Válasszuk ki a legszebb eljárást a megjelenítési technikák közül, és rakjuk vissza a képet az eredeti üzemmódba -- csak most már a köztes file-ból dolgozva, és százszor jobb minôségben. A keletkezett kép alighanem klasszisokkal jobb lesz, mint az eredeti. Sorozatunk következô részében a CGA és az EGA megjelenítôk lehetôségeit firtatjuk majd. A VGA sem marad ki, mivel a hétköznapi halandó számára egyelôre elérhetetlen XGA után a második helyet foglalja el a grafikát kedvelôk népszerûségi listáján. Ez azonban külön fejezetet érdemel. @KNagy Gergely@N