Ввод и обработка цифрового фото – Презентация на тему «Технология съемки и передачи цифровой информации»

Содержание

Технология ввода цифровой фото и видео информации в персональный компьютер с цифрового фотоаппарата, цифровой видеокамеры, мобильного телефона

ПЛАН УРОКА

Тема 2.1 Ввод, создание и обработка цифровой и аналоговой информации

Тема урока: Технология ввода цифровой фото и видео информации

в персональный компьютер с цифрового фотоаппарата,

цифровой видеокамеры, мобильного телефона

Цели урока:

  • Образовательные: помочь учащимся получить представление о технологии ввода цифровой фото и видео информации в персональный компьютер с цифрового фотоаппарата, цифровой видеокамеры, мобильного телефона

  • Воспитательные: воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости.

  • Развивающие: развитие познавательных интересов, навыков работы на компьютере, а также с цифровым фотоаппаратом и видеокамерой, самоконтроля, умения конспектировать.

Задачи урока:

  • Научить студентов работать с фотоаппаратами, фотовидеокамерой;

  • Научить студентов применять знания работы фотоаппаратами, фотовидеокамерой, и программами передачи цифровой информации на персональный компьютер с цифровых носителей;

  • Отработка понятийного аппарата, символики по данной теме;

  • Вырабатывать умение творчески и логически мыслить;

  • Расширить кругозор студентов.

Материально техническое оснащение:

Персональный компьютер, цифровой фотоаппарат, видеокамера, мобильный телефон, кабель передачи USB, программное обеспечение для сопряжения этих устройств с ПК.

План урока (120 минут):

  1. Орг. момент. (10 мин)

  2. Проверка домашнего задания. (20 мин)

  3. Теоретическая часть. (30 мин)

  4. Показ приемов работы по переносу информации в ПК (20 мин.)

  5. Постановка задачи для практической работы. (5 мин)

  6. Выполнение практической работы. (20 мин)

  7. Закрепление знаний. (5 мин)

  8. Домашнее задание. (5 мин)

  9. Подведение итогов урока. (5 мин)

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

Для того чтобы перенести фото и видео с цифрового фотоаппарата или видеокамеры нужен дата-кабель с разъемом мини-USB, который, как правило, идет в комплекте с вашим фотоаппаратом (или видеокамерой), а также диск с программным обеспечением для данной модели фотоаппарата.

Если в комплекте с фотоаппаратом был диск с драйверами и программным оборудованием, рекомендуется установить программы и драйвера на компьютер.

2Если у вас есть дата-кабель, найдите на фотоаппарате разъем для мини-USB. Как правило, он находится на боковой или нижней части аппарата, в зависимости от модели. Иногда он прикрыт специальной защитной панелью.

3Подсоедините кабель одним концом к фотоаппарату, а другой его конец вставьте в USB-порт компьютера. Включите фотоаппарат. Далее могут быть следующие варианты развития событий:

  • компьютер автоматически определит карту памяти вашего фотоаппарата как флэш-карту и откроет папку с фото;

  • запустится либо стандартная программа Windows, предназначенная для переноса информации с камеры, либо программное обеспечение, установленное специально для конкретного фотоаппарата.

  • 4

Следуя указаниям программы, выберите фотографии, которые необходимо перенести на компьютер, а также папку, в которую нужно их сохранить.

5После того, как копирование фото будет завершено, выключите фотоаппарат. Удалите кабель из разъемов компьютера и фотоаппарата.

6

Если дата-кабеля у вас нет, воспользуйтесь картридером. Он может быть как встроенным в ваш компьютер или ноутбук, так и внешним. Если картридер внешний, подключите его к компьютеру через USB-порт.

7

Найдите на фотоаппарате панель, за которой находится карта памяти. Часто карта памяти бывает расположена в том же отсеке, что и аккумулятор. Аккуратно извлеките карту. Иногда для этого необходимо всего лишь слегка надавить на нее пальцем. В некоторых моделях фотоаппарата карта памяти закреплена сверху специальным фиксатором, который нужно отодвинуть в сторону.

8

Выберите в картридере отделение, соответствующее типу вашей карты. Проследите, чтобы карта была вставлена правильно. На картридере должен загореться световой индикатор. Через некоторое время компьютер определит карту памяти фотоаппарата, как флэш-карту. Тогда вы сможете, открыв папку с фото, скопировать фотографии на ваш компьютер.

МДК 01.01

ВВод и обработка цифровой информации

РАздел 2.

Создание и обработка графических файлов

infourok.ru

Цифровые фото и видео

Главная | Информатика и информационно-коммуникационные технологии | Планирование уроков и материалы к урокам | 8 классы | Планирование уроков на учебный год (по учебнику Н.Д. Угриновича) | Цифровые фото и видео

§ 3.2. Цифровые фото и видео

Содержание урока

3.2. Цифровые фото и видео

Практическая работа

Лабораторная работа № 8 «Захват цифрового фото и создание слайд-шоу»

3.2. Цифровые фото и видео

Цифровая фотография. Цифровые фотокамеры позволяют получить изображение высокого качества непосредственно в цифровом формате. Полученное цифровое изображение сохраняется в цифровой камере на сменной карте flash-памяти. После подключения цифровой камеры к USB-порту компьютера производится копирование изображений на жесткий диск компьютера (рис. 3.3). При необходимости можно провести редактирование фотографии с помощью растрового графического редактора. Высококачественная цветная печать цифровых фотографий производится на струйном принтере.

Рис. 3.3. Цифровая фотография

Размер растровых цифровых фотографий может достигать 3000 х 2000 точек при глубине цвета 24 бита на точку. Если сохранить фотографию на карте флэш-памяти в формате BMP, информационный объем такого изображения получается достаточно большой:

/ = 24 бита • 3000 • 2000 = 144 000 000 бита = 18 000 000 байтов ≈ 17 578 Кбайт ≈ 17 Мбайт.

Возможность хранения на карте флэш-памяти десятков цифровых фотографий обеспечивается использованием графического формата со сжатием по методу JPEG.

Цифровое видео. Цифровые видеокамеры позволяют снимать видеофильмы непосредственно в цифровом формате. Цифровое видео, представляющее собой последовательность кадров с определенным разрешением, сохраняется в видеокамере на flash-диске. После подключения цифровой видеокамеры к компьютеру необходимо скопировать на жесткий диск компьютера (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Цифровое видео

Обычно цифровой видеопоток разбивается на фрагменты, называемые сценами. Монтаж цифрового видеофильма производится путем выбора лучших сцен и размещения их в определенной временной последовательности. При переходе между сценами можно использовать различные анимационные эффекты: наплыв, растворение и др.

Просмотр цифрового видео можно осуществлять непосредственно на экране монитора компьютера или на подключенном телевизоре.

Видеофильм состоит из потока сменяющих друг друга кадров и звука. Показ полноцветных кадров и воспроизведение высококачественного звука требуют передачи очень больших объемов информации в единицу времени. Поэтому в процессе захвата и сохранения видеофайла на диске производится его сжатие.

Во-первых, используются методы сжатия неподвижных растровых графических изображений и звука, описанные выше.

Во-вторых, используется потоковое сжатие. В последовательности кадров выделяются сцены, в которых изображение меняется незначительно. Затем в сцене выделяется ключевой кадр, на основании которого строятся следующие, зависимые кадры. В зависимых кадрах вместо передачи кодов цвета всех пикселей передаются коды цвета только небольшого количества пикселей — те, которые были изменены.

Телевизионный стандарт воспроизведения видео использует разрешение кадра 720 х 576 пикселей с 24-битовой глубиной цвета. Скорость воспроизведения составляет 25 кадров в секунду. Следовательно, в одну секунду необходимо передать огромный объем видеоданных:

/ = 24 бита • 720 • 576 • 25 = 248 832 000 битов ≈ 31 104 000 байтов ≈ 30 375 Кбайт ≈ 30 Мбайт.

При захвате и сохранении цифрового видео может использоваться один из двух способов сжатия данных. При сохранении видеофайлов в формате AVI могут применяться различные методы, использующие «фирменные» алгоритмы сжатия данных. При сохранении видеофайлов в формате MPEG используется стандартизированный метод сжатия данных.

Потоковое видео. Для передачи видео в Интернет к USB-порту компьютера подключается Web-камера (рис. 3.5). Так как скорость передачи данных в Интернете ограничена, применяются потоковые методы сжатия с использованием одного из двух стандартов: RealVideo или Windows Media.

Рис. 3.5. Потоковое видео

Потоковое сжатие применяется как для видео, так и для звука. Сжатие видео обеспечивается за счет уменьшения размера кадра, уменьшения частоты кадров, а также уменьшения количества цветов. Для сжатия звука можно уменьшить частоту дискретизации и глубину кодирования, а также вместо стерео выбрать монофонический звук (один канал).

Однако в связи с широким распространением широкополосного высокоскоростного подключения к Интернету качество потокового видео и звука существенно улучшилось.

Контрольные вопросы

1. Подготовьте реферат по одной из тем:

Процесс получения цифровых фотографий;

Основные этапы создания цифрового видеофильма.

2. Как можно уменьшить информационный объем потокового видео, передающегося в единицу времени по компьютерным сетям?

Cкачать материалы урока

xn—-7sbbfb7a7aej.xn--p1ai

Теоретические основы цифровой фотографии основы ввода изображения в компьютер

3. Теоретические основы цифровой фотографии

Основы ввода изображения в компьютер. Оптическое изображение объекта формируется в фокальной плоскости цифрового фотоаппарата (видео-, телекамеры) точно так же, как и в обычном фотоаппарате, т. е. посредством объектива. Однако светоприемником в данном случае служит устройство, называемое прибором с зарядовой связью (ПЗС).

Светочувствительный сенсор для получения электронного изображения представляет собой микросхему (твердотельную пластинку), размером до 1 дюйма (25,4 мм), как правило, не более размера кадра малоформатной камеры. Пластинка – это светочувствительный полупроводниковый кристалл, называемый также матрицей или чипом ПЗС (от англ. chip пластинка). На ней размещено большое количество мельчайших фотоэлементов – пикселов (от англ. pictureelement – элемент изображения). Чем больше этих элементов, тем выше разрешающая способность данных светоприемников.

В цифровой фотографии применяют два вида светочувствительных приемников: ПЗС-матрицы и ПЗС-линейки (рис. 33).

а б

Рис. 33. Два вида светоприемников в компьютерной фотографии:

а – неподвижный; б – подвижный

ПЗС-линейка – «подвижный» светоприемник, т. е. изображение сканируется световоспринимающей поверхностью поэтапно, элемент за элементом по строкам и по всему кадру. Камеры с такими устройствами могут работать только совместно с компьютером, используя для записи изображения жесткий диск. Цифровые камеры и сканеры с ПЗС-линейками обладают параметрами качества (например, разрешающей способностью), намного превосходящими камеры с ПЗС-матрицами. Вместе с тем, объект съемки при экспонировании должен быть абсолютно неподвижным в течение 0,5-3 мин, а освещение постоянным. Для оперативной съемки такие камеры не пригодны.

ПЗС-матрицы представляют собой «неподвижные» светоприемники, на всей площади которых объектив формирует оптическое изображение. Они предназначены для оперативной съемки.

ПЗС-матрицы в теле- и видеокамерах обычно имеют размер от 1/4 до 1 дюйма (6,5 — 25,4 мм). Их поверхность обычно разделена на строки (от 504 до 1200), в каждой из которых содержится большое количество светочувствительных элементов (от 756 до 1200). Единичный элемент ПЗС (рис. 34) представляет собой твердотельную структуру типа МОП-конденсатора (МОП – металл-оксид-полупроводник). При его изготовлении на подложку из полупроводникового материала p-типа, например кремния (легированного микропримесями), покрытую слоем диэлектрика (оксида кремния), нанесены ряды тончайших и поэтому прозрачных металлических электродов. Электроды имеют очень малую площадь, например 5х5 мкм (10-6 метра), и образуют вместе со слоями оксида и полупроводника элементарные фотодатчики. Таким образом, попадая на матрицу светочувствительного полупроводникового приемника, оптическое изображение разлагается на отдельные элементы (пикселы). Числу датчиков в каждом ряду соответствует число элементов изображения в строке.

Рис. 34. Конструкция и принцип работы светочувствительного элемента

ПЗС-матрицы

К светочувствительному элементу ПЗС прикладывается напряжение, под действием которого в слое кремния под электродом образуется область пространства с пониженной энергией – потенциальная яма, в которой скапливаются выбиваемые из светочувствительного оксидного слоя под действием света электроны. Появление и накопление электронов, как и в обычной фотографии, представляет собой хорошо известный внутренний фотоэффект. Скорость, с которой электроны попадают в потенциальную яму, зависит от интенсивности света. Элемент ПЗС ведет себя при этом как конденсатор, который в зависимости от количества падающего на него света заряжается в большей или меньшей степени. Через периодические промежутки времени производится построчное или покадровое измерение величины зарядов, накопленных в каждом полупроводниковом фотоэлементе, и на выходе ПЗС формируется сигнал, несущий информацию о яркостях точек изображения в виде изменения значения напряжения. Значения напряжения изменяются в известных пределах пропорционально интенсивности света, падающего на определенный элемент датчика.

Ввод изображения в компьютер можно разбить на отдельные этапы. Как и в традиционной фотографии, изображение объекта формируется объективом на светочувствительной поверхности ПЗС-матрицы (рис. 35). При этом происходит разложение изображения на отдельные точки, яркость которых соответствует уровню освещения.

Рис. 35. Разложение изображения на отдельные точки

При вводе изображения измеряется распределение яркости в изображении с помощью ПЗС-матрицы или ПЗС-линейки.

Принципиальная схема измерения яркости представлена на примере съемки тоновой шкалы (см. рис. 36). Величина напряжения, измеренная светочувствительным датчиком, не прямо пропорциональна яркости элемента изображения. Для обеспечения требуемой пропорциональности в устройствах ввода производится автоматическая коррекция.

Электрический сигнал, несущий информацию об изображении, или видеосигнал, в своем исходном виде является аналоговым сигналом. Для ввода такого сигнала в компьютер его преобразовывают в цифровой вид.

Рис. 36. Принцип ввода значений яркости изображения

Аналого-цифровое преобразование – это преобразование видеосигнала (электрического сигнала), возникающего на выходе ПЗС, в кодовые импульсы, которые после дальнейшей обработки приобретают цифровую форму и записываются на носителе информации. Операция «оцифровки» выполняется аналого-цифровым преобразователем, представляющим собой отдельный модуль – интегральную микросхему, располагающуюся на плате видеоввода изображений (рис. 37).

Рис. 37. Принцип аналого-цифрового преобразования

При аналого-цифровом преобразовании осуществляются три основные операции: дискретизация исходного аналогового сигнала по времени, его квантование по уровням и кодирование.

Дискретизация состоит в преобразовании непрерывных аналоговых данных, которые возникают при измерениях, в значения, которые могут быть выражены целыми числами (ступенчатые или «дискретные»). Измеряемая величина, например, не может иметь значение 123,456789, а должна принять значение, равное только 123 или 124.

Возможный диапазон значений аналогового сигнала (соответствующий значениям яркостей объекта) делится на ряд уровней или интервалов квантования. В цифровой фотографии весь диапазон сигналов яркости для черно-белых полутоновых изображений принято делить на 256 интервалов при восьмибитовом представлении изображения (256 = 28), для цветных при 24- и 36- битовом представлении – на 16,7 млн интервалов и более.

Кодирование изображения представляет преобразование в двоичный код. Наибольшее число значений какой-либо величины, которые могут быть выражены двоичным кодом, зависит от числа применяемых разрядов, т. е. от числа битов (0 и 1) в комбинации, выражающей число. В общем случае число значений m какой-либо величины (например, число уровней интенсивности света), которое можно выразить двоичным кодом, зависит от числа используемых битов:

,

где m – количество значений яркостей (полутонов, цветов),

n – число используемых битов.

Основы представления изображения в компьютере. Очень важно понять, как видеоданные располагаются в памяти компьютера. Значения яркости каждой точки изображения находятся в памяти компьютера, как и любая информация, в виде двоичного кода. Яркость каждого элемента полутонового изображения выражается численным значением.

Оцифрованное полутоновое изображение, например, состоит из 640х480=307200 таких численных значений. Они располагаются в памяти компьютера последовательно в виде матрицы чисел, где каждой точке изображения соответствует определенное значение яркости. При этом значение яркости элемента, расположенного в левом верхнем углу экрана, соответствует началу отсчета. Затем следует 639 элементов первой строки, за ними – 640 элементов второй строки и т. д.

Небольшой фрагмент изображения будет выглядеть следующим образом:

Элемент изображения 0 1 2 3 … 638 639

Строка 0

Строка 1

Строка 2

Строка 3

.

.

.

Строка 478

Строка 479

15 80 81 82 … 110 112

17 85 97 87 … 115 116

22 95 96 100 … 110 112

23 200 90 101 … 100 99

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

3 8 12 11 … 15 17

2 8 10 12 … 15 12

Такая таблица называется битовой картой (Bitmap). Слово «карта» – синоним слова «таблица», а слово «бит» – это минимальная единица информации (она имеет два состояния: 0 и 1). Задавая номера строк и столбцов, можно однозначно идентифицировать элементы изображения. Если, например, указывается элемент (3, 0), то это самый левый элемент в строке 3 с численным значением 23.

Цветные изображения представляются в памяти компьютера аналогичным образом, только в этом случае каждый элемент изображения определяется тремя компонентами сигнала для красной, зеленой и синей составляющей цвета.

Основы технологии печати изображений. Техника компьютерной печати состоит в нанесении тем или иным образом отдельных точек на бумагу. Выводные устройства (принтеры) формируют изображение из дискретных монотонно окрашенных точек. Практически любое выводное устройство способно работать только в «двоичном» режиме: либо краска в данной точке есть, либо ее нет. Струйные и лазерные принтеры не в состоянии закрасить точку наполовину, чтобы она не была ни черной, ни белой, а имела какой-либо оттенок серого цвета. Исключение составляют только термодиффузионные принтеры, которые требуют применения особой бумаги, и печатные машины глубокой печати; однако их доля в общем парке оборудования невелика (3-4 %).

Поскольку непосредственное воспроизведение полутонов струйными и лазерными принтерами невозможно, их, как правило, приходится имитировать. Это достигается с помощью метода, который называется растрированием. Как и в полиграфии, полутона передаются за счет растровой решетки, состоящей из черных точек и белых промежутков между ними, и чем больше размер черной точки, тем темнее получается изображение в данном месте. При этом расстояние между центрами точек остается неизменным, меняется только диаметр точки.

Растровая решетка печатается на бумаге под углом 45о. Поскольку глаз человека распознает наклонные линии значительно хуже, чем горизонтальные и вертикальные, такое расположение позволяет добиться более высокой однородности при имитации полутонов. На рис. 38 представлен увеличенный фрагмент отпечатанного изображения.

Рис. 38. Растровая решетка, расположенная под углом 45о

В компьютере операция растрирования выполняется автоматически при отправке изображения на печать.

Основы цифровой обработки изображений. В практике применения фотографии при фиксации и исследовании объектов цифровыми средствами довольно часто возникает необходимость коррекции качества получаемых изображений, повышения их информативности. На изображениях, полученных при низкой освещенности или в результате применения методов фотографирования в невидимой зоне спектра, детали могут быть выявлены достаточно слабо. Изображения, полученные в условиях недостаточного освещения, характеризуются невысоким контрастом. Невысок контраст выявляемых деталей при исследовании объектов-документов с выцветшими, вытравленными, залитыми текстами. Иногда при съемке следов получают изображение со слишком высоким контрастом, на котором потеряны детали в светах и тенях. Такие изображения можно улучшать цифровой обработкой, применяя методы изменения яркости и контраста, произвольно задавая вид градационной кривой, используя способы фильтрации деталей цифровых изображений. Возможности по обработке изображений обеспечиваются программами – графическими редакторами, самым распространенным из которых является AdobePhotoshop.

Яркость и контраст цифровых изображений можно изменять двумя путями: линейно и нелинейно. При линейной коррекции яркость и контраст изменяются на определенную величину1 по всей площади изображения в пределах от –100 до +100. В программе AdobePhotoshop линейное изменение яркости и контраста осуществляется с помощью функции «Яркость/Контраст». Нелинейная коррекция яркости и контраста осуществляется с помощью функции «Кривые», имеющейся в программе AdobePhotoshop, при этом яркость и контраст цифровых изображений можно изменять, задавая вид градационной кривой.

Градационная кривая в компьютерной фотографии – это произвольно моделируемая зависимость (график), применяемая для установления зависимости изменения входных и выходных значений яркостей точек изображения. Выходными значениями являются значения яркости, подвергнутые пересчету. Градационная кривая является компьютерным аналогом характеристической кривой традиционного фотоматериала. В простейшем случае градационная кривая представляет собой прямую линию, проходящую под углом 45о (рис. 39). Яркости изображения при этом остаются без изменений, и выходные значения непосредственно соответствуют входным. Изменяя вид градационной кривой, можно в широких пределах изменять яркости и контраст цифрового изображения.

Фильтрация деталей цифровых изображений. Информация, содержащаяся в фотографическом изображении независимо от средств ее фиксации, подразделяется на различные по величине детали, которые составляют спектр пространственных частот объекта: низкие пространственные частоты (крупные детали) и высокие (мелкие детали).

Частотные свойства видеоинформации используют при цифровой обработке изображений.

Рис. 39. Градационная кривая

Цифровая съемка состоит в измерении яркостей объекта светочувствительным датчиком. При этом чем мельче детали объекта, тем чаще светочувствительные датчики замеряют максимальные и минимальные яркости на границах деталей, тем выше частота аналогового сигнала (см. рис. 40). Аналогично, чем крупнее детали, тем более низкая частота сигнала им соответствует.

Такой способ представления изображения удобен для фильтрации отдельных частот видеоинформации при математической обработке.

В программах-графических редакторах содержится большой арсенал цифровых фильтров, применение которых позволяет повышать резкость изображения, выделять контуры деталей, устранять помехи и исправлять пространственные искажения изображений, а также некоторые ошибки в освещении объектов. Среди них различают два основных класса фильтров: фильтры высоких и низких частот.

Рис. 40. Представление деталей цифрового изображения частотами

При решении криминалистических задач большое практическое значение имеют фильтры высоких частот. Они дают возможность выявлять мелкие детали, имеющие высокую идентификационную ценность, и повышать резкость изображения. Для этих целей используют цифровые фильтры, усиливающие незначительные различия в яркостях на границах деталей или в зоне контура объекта.

Повышение резкости достигается усилением перепадов яркостей на границах смежных участков изображения и в зоне контура объекта. Значения яркостей, измеренные светочувствительным датчиком в этих участках, представляют сглаженную ступенчатую кривую (рис. 41 а). Для повышения резкости программа находит в изображении зоны, где перепады (изменения) яркостей наиболее значительны, и усиливает их таким образом, чтобы светлые элементы сделать более светлыми, а темные – еще более темными. Последовательность математических преобразований при решении данной задачи следующая: оценивая интенсивность изменения яркостей на двух смежных участках, программа находит первую производную этого значения (рис. 41 б), затем устанавливает зоны с наиболее сильными перепадами яркостей, для чего находит вторую производную (рис. 41 в) этого перепада яркостей, приходящегося на начало и конец зоны перехода. Для усиления вторая производная инвертируется и суммируется с выходным значением (рис. 41 г).

а

б

в

г

Рис. 41. Изменение яркости в зоне контура (а), его первая (б)

и вторая (в) производные. На графике (г) показано изменение яркости

после коррекции резкости контуров

Такая обработка изображений приводит к появлению светлых и темных контуров на смежных участках двух яркостей, к существенному повышению резкости деталей.

При фильтрации высоких частот программы находят элементы изображения малой протяженности с перепадами яркостей на границах смежных участков и в результате математического преобразования усиливают их, и тем самым делают мелкие детали более различимыми. Применение фильтров высоких частот может приводить к появлению помех (шумов) на изображении, особенно при высокой степени его коррекции.

Шумы представляют собой точки на изображении с произвольными значениями яркостей, которые программа воспринимает как мелкие детали. Повышая резкость полезных деталей, она автоматически повышает резкость и мешающих. К сожалению, данная математическая функция не в состоянии отличать полезные детали от помех. Поэтому при фильтрации высоких частот рекомендуют ограничиваться такой обработкой, при которой полезные детали получают достаточную резкость, а диапазон выявления помех еще не достигнут.

Мелкие детали, являющиеся помехами, например фактура бумаги, тканей, при выявлении слабовидимого устраняются с помощью фильтра низких частот в изображении. Операция фильтрации низких частот устраняет и различные дефекты изображения (пыль, царапины). Применение такого фильтра приводит к смягчению резкости изображения.

Для подавления шумов и устранения отдельных дефектов в изображении применяют рангово-порядковые фильтры низких частот, выравнивающие яркости. Принцип их работы состоит в сортировке значений яркостей на определенном участке изображения (обычно размером не более трех-пяти элементов изображения) и их выравнивания, т. е. снижения яркостей, которые значительно отличаются от среднего значения на данном участке. При этом можно устранить отдельные мешающие детали (дефекты), не изменяя контраста полезных. При использовании таких фильтров можно произвольно задавать область, определяющую количество элементов, в пределах которой значения яркостей усредняются. Чем больше радиус зоны сортировки, тем шире диапазон ошибок, которые могут быть скорректированы. Однако при фильтрации лучше ограничиться областью, радиус которой составляет не более трех элементов, так как ее расширение может привести к возникновению искажений изображения и потере деталей. Следует отметить, что методы цифровой фильтрации как низких, так и высоких частот реализуются стандартными функциями программы AdobePhotoshop.

4. Особенности съемки и обработки изображений

с использованием средств цифровой фотографии

Появление цифровых фотографических средств значительно модернизировало известные методы криминалистической фотографии (репро-, макро, микрофотографию, съемку в невидимой зоне спектра и контрастирующую фотографию), устраняя из процесса изготовления снимков наиболее сложные и рутинные операции (приготовление растворов, обработка фотоматериалов), упрощая ряд сложных исследовательских методов (суммирование изображений, фотографическое маскирование, фильтрация деталей, спектрозональная съемка). Вместе с тем, необходимо учитывать и ряд особенностей их использования.

Особенности съемки с использованием средств цифровой фотографии. При использовании цифровых средств съемки в криминалистической фотографии неизменными остаются правила и рекомендации размещения объекта, выбора масштаба съемки, установки освещения и т. п. Они достаточно подробно освещены в литературе по криминалистической фотографии. Поэтому в данной лекции рассматриваются только особенности применения компьютерных методов исследовательской фотографии: выбора технических средств для фотографирования объектов, параметров съемки, организации освещения.

Репродукционная съемка плоских объектов (документов) и поверхностных следов осуществляется с помощью планшетных сканеров. Они позволяют с достаточным контрастом воспроизводить штриховые оригиналы, передавать в изображении яркостные и цветовые оттенки полутоновых и многоцветных оригиналов, обеспечивая строгую равномерность освещения. Задачи репродукционной фотографии для оригиналов – черно-белых и цветных, штриховых и полутоновых реализуются при выборе соответствующих параметров съемки для каждого из них.

Сканирование может производиться из любой графической программы (программы обработки изображений в среде Windows) – AdobePhotoshop, PhotoEnhancer, PhotoEditor и др., поддерживающей стандарт TWAIN.

Макросъемка объемных предметов и следов производится с использованием цифровых фото-, теле-, видеокамер и проекционных сканеров. Крупногабаритные объекты (длинноствольное огнестрельное оружие, одежду) фотографируют с помощью цифровых любительских фотокамер. Объекты средних размеров (орудия взлома, пистолеты, ножи, замки) и более мелкие (пули, гильзы, пломбы, детали взрывных устройств) фотографируют с помощью студийных цифровых фотокамер, проекционных сканеров, или цифровыми теле- и фотокамерами, установленными на фотографических установках типа «Уларус».

Макросъемка при небольших масштабах от 1:10 до 2:1 посредством указанных средств не вызывает затруднений. Однако большинство из них не рассчитано на производство съемки при больших увеличениях. Так, бытовые телекамеры (системы наблюдения), которыми укомплектованы экспертные лаборатории Волгоградской академии МВД России, рассчитаны на проведение съемки в масштабе от 1:10 до 1:1 и от 4:1 и выше, следовательно, широкий круг объектов выпадает из сферы экспертного исследования. Восполнить этот пробел возможно посредством применения профессиональных цифровых фотокамер, предназначенных для макросъемки, проекционных сканеров, бытовых видеокамер форматов VHS, VHS-C, miniDV и других, имеющихся в экспертных подразделениях МВД. Благодаря объективам с переменным фокусным расстоянием такие видеокамеры могут обеспечивать при съемке диапазон увеличений от 1:10 до 5:1 при достаточно больших предметных расстояниях (около 30-40 мм).

Светоприемники современных цифровых средств обладают очень высокой чувствительностью (не ниже 400 ед. ISO). При съемке трасологических, баллистических следов и других объектов, где основным средством выявления идентификационных признаков служат различные виды направленного света, качество изображения снижается из-за неравномерности освещения, появления бликов по центру кадра. Вследствие этого недостатка невозможна съемка с их помощью объектов и следов при светлопольном освещении.

При высокой освещенности и наличии на поверхности объекта бликующих деталей светоприемная поверхность матриц или линеек заполняется избыточными зарядами, которые «перетекают» в соседние ячейки, что приводит к дефектам изображения в виде светлых полос. Это явление получило название «блуминг». Оно устраняется при рассеянном освещении, которое получают: экранированием осветителей, молочными фильтрами, помещая объект в «световой колодец», ограничивая световой поток диафрагмой, применяя поляризационные фильтры.

Более жесткие, чем в традиционной фотографии, требования предъявляются и к равномерности освещения, поскольку даже незначительные отклонения от равномерности могут привести к значительной «зашумленности» получаемого изображения на отдельных участках.

Для микросъемки объектов используют микрофотографические установки, состоящие из микроскопа (типа МБС или МСК) и соединенной с ним теле-, видео- или цифровой фотокамеры. Они позволяют исследовать объекты в широких пределах увеличений, предъявляя те же требования к освещению, что и при микросъемке.

Спектральная чувствительность светоприемников в цифровой фотографии – от 200 до 1100 нм(некоторые устройства – до 1500 нм в ИК-диапазоне), что позволяет использовать их при проведении исследований в невидимой зоне спектра.

В УФ-фотографии применение цифровых средств возможно как при съемке в отраженных УФ-лучах, так и видимой люминесценции. Результаты, получаемые при съемке в отраженных УФ-лучах, сопоставимы по качеству с результатами на традиционных фотоматериалах, а по ряду показателей их превосходят. Так, элементы штрихов вытравленного текста на изображениях, получаемых с помощью цифровых средств, имеют более высокий контраст, чем основной текст. Традиционный же метод не дает существенных различий между данными элементами исследуемого объекта. С помощью цифровых средств упрощается съемка видимой люминесценции, поскольку светоприемники цифровых фотоаппаратов и видеокамер более интенсивно реагируют на видимое световое излучение, чем на ультрафиолетовое. Поэтому при фотографировании нет необходимости применять заградительные светофильтры. Отсутствие аккумулирующей способности у светоприемников цифровой техники затрудняет регистрацию люминесцентного свечения низкой интенсивности. До некоторой степени устранить этот недостаток можно, используя в цифровых фотоаппаратах и видеокамерах режим съемки при низкой освещенности, а также методы цифровой обработки изображений.

Съемка в ИК-зоне с использованием цифровых средств дает положительные результаты при съемке объектов в отраженных и проходящих ИК-лучах, позволяя выявлять залитые и заклеенные записи в документах. Однако инфракрасное люминесцентное свечение из-за слабой его интенсивности зарегистрировать достаточно сложно. Для увеличения его энергетической мощности необходимы эффективные источники возбуждающего излучения свечения (люминесцентные газоразрядные лампы, лазеры и др.).

Качество получаемых в результате съемки цифровыми средствами изображений зависит от такой характеристики технических средств (видео-, теле-, цифровых фотокамер и печатающих устройств), как разрешающая способность1. Разрешающая способность устройств (ввода и вывода) показывает минимальный размер точки, различаемой устройством ввода и воспроизводимой устройством вывода. Устройства с более высоким разрешением позволяют работать с мелкими деталями и обеспечивают лучшее качество воспроизведения изображения (например, принтер с разрешением 1200 точек на дюйм обеспечивает более высокое качество, чем принтер с разрешением 600 точек на дюйм). Разрешение при съемке с использованием цифровых средств следует выбирать так, чтобы обеспечить выявление всех значимых мелких деталей объектов и следов (трасс следа скольжения, номерных знаков на оружии и т. д.).

Особенности методов цифровой обработки изображений. Цифровое представление изображения в компьютере позволяет в последующем обработать его программными средствами. Компьютерные программы обработки изображений (например, AdobePhotoshop) позволяют улучшить качество изображения и выделить из имеющейся информации необходимую для расследования.

Потребность улучшения качества изображений определяется как погрешностями (аппаратными ошибками) при вводе изображений (например, светофильтры сканера могут привести к преобладанию красного тона в изображении), искажениями, вызванными оптическим или отображающим оборудованием (например, когда круг выглядит овальным из-за того, что на мониторе масштаб изображения различен по ширине и высоте), так и отличающимися условиями съемки (изменением освещенности, различным спектральным составом источников света и т. д.).

При проведении экспертных исследований очень часто требуется выделить из имеющегося фотографического изображения слаборазличимые и невидимые криминалистические признаки объектов. Подобного рода задачи возникают при фотографировании малоконтрастных объектов (следов), объектов, имеющих широкий интервал яркостей, и при получении изображений в условиях низкой освещенности (например, на месте происшествия).

Для решения этих задач, как и в традиционной технологии, вначале используют первичные методы изменения контраста, так называемые аналоговые методы, применяемые на стадии съемки (особые условия освещения, цветоразличение, люминесцентный анализ и т. п.). Цифровая обработка данных изображений программными методами позволяет довести уровень выявляемых деталей до необходимой степени наглядности.

Программные методы являются компьютерными аналогами традиционных, но основаны на математически воспроизводимых операциях цифровой обработки изображений. Они позволяют увеличивать резкость изображений, выделять контуры деталей, выявлять слабовидимые детали, подавлять помехи, повышать контраст изображения при работе со слабовидимыми следами и записями в документах, исправлять пространственные искажения изображений и т. д.

textarchive.ru

Цифровое фото — как оно устроено

Цифровое фото — представление и обработка

Фотография как источник изображений в цифровой форме может быть оцифрована с помощью сканера и в последующем обработана с помощью редактора изображений наподобие Photoshop. Здесь же мы остановимся на цифровых фотокамерах.

Беспленочные (цифровые) камеры очень похожи на традиционные фотокамеры: в камерах обоих типов имеются объектив, затвор и диафрагма. Фактически, в некоторых профессиональных беспленочных камерах используются готовые корпуса от 35 миллиметров аппаратов Nikon, Minolta или Canon. Различие же состоит во внутреннем устройстве или в способе сохранения изображения.

В традиционных фотокамерах изображение фокусируется на пленке, покрытой светочувствительным слоем кристаллов галоидного серебра. Затем пленка последовательно погружается в растворы химических реактивов для проявления и фиксации отснятого изображения.

Устройство цифрового фотоаппарата

В цифровых камерах изображение фокусируется на фоточувствительном кристалле полупроводника, называемом прибором с зарядовой связью (ПЗС). Прибор с зарядовой связью применяются также в сканерах, факсимильных аппаратах и видеокамерах, хотя обычно качество большинства приборов с зарядовой связью для беспленочных камер выше и такие приборы, безусловно, дороже.

Мультимедийные приложения и оборудование

Мультимедиасистемы в своей основе представляют собой аппаратно-программные средства интерактивного доступа к массивам и базам данных разноформатной (мультимедийной) информации, основными среди которых являются звук, фото (статическое изображение) и видео (динамическое изображение). Мультимедийные системы не отрицают интеграцию с классическими видами данных — табличные (базы данных) и текстовые (информационно-поисковые системы), но основная нагрузка при разработке мультимедийных приложений и их использовании приходится на перечисленные основные виды.

Процессы обработки мультимедийной информации и функции соответствующих информационных технологий систем, как обычно, включают следующие этапы — сбор и получение информации, обработка, редактирование, хранение и поиск, выдача и представление пользователям. Сразу оговоримся, что проблема поиска мультимедийной информации весьма далека от своего решения, поскольку требует высокой формализации ее представления (хотя такие попытки и известны, например, мультимедийный стандарт MPEG-7 или более известный аудиоформат MIDI). Поэтому здесь речь пойдет в основном о проблемах получения мультимедиаинформации в цифровой форме, преобразовании в компактное представление (сжатие), редактировании, выходном представлении.

Прибор с зарядовой связью

Приборы с зарядовой связью, или charge coupled device (CCD), — технология, лежащая в основе большинства цифровых камер, была предложена еще в 1960 годах, когда шли поиски недорогих систем памяти для массового производства. Возможность использования приборов с зарядовой связью для съемки изображений даже не приходила в голову исследователям, работавшим над технологией первоначально.

В 1969 году У. Бойл и Джон Смит (Bell Labs) предложили использовать приборы зарядовой связи для хранения данных. Первое применение приборов для съемки — матрица с форматом 200 х 200 пикселей — была создана в 1974 году в Fairchild Electronics. В следующем году такие устройства уже использовались в телекамерах для коммерческих передач и скоро стали обычными в телескопах и медицинских системах.

Прибор зарядовой связи работает подобно электронной версии человеческого глаза. Каждая матрица состоит из миллионов ячеек, известных как фототочки или фотодиоды, которые преобразуют оптическую информацию в электрический заряд. Когда световые частицы (фотоны) входят в кремний фотодиода, они обеспечивают достаточно энергии Для генерации свободных электронов, число которых возрастает с потоком света. Если к фотодиоду приложено внешнее напряжение, возникает электрический ток.

Следующая стадия заключается в прохождении токов через устройство, известное как регистр считывания. После того как заряд входит и затем выходит из регистра считывания, он исчезает и на его место перемещается следующий сзади. Так образуется последовательность сигналов, которые передаются на усилитель, а затем — аналого-цифровой преобразователь.

Фотодиоды матрицы ПЗС фактически реагируют на яркость, а не на цвета освещения. Цвет добавляется к изображению посредством красных, зеленых и синих фильтров, помещенных поверх каждого пикселя. Поскольку человеческий глаз наиболее чувствителен к желто-зеленому диапазону, количество зеленых фильтров в 2 раза больше, чем красных и синих. Каждый пиксель представляет только один цвет, и истинный цвет создается путем усреднения световой интенсивности окружающих пикселей — процесс, известный как цветовая интерполяция.

Сжатие видеоинформации

Видеосжатие — метод удаления настолько больших фрагментов данных, насколько это возможно без снижения качества. Методы видеосжатия обычно приводят к потерям — то есть, результат расшифровки не идентичен первоначально закодированному сигналу. Сокращая видеоразрешение, цветовую глубину и частоту кадров, компьютеры сначала управляли окнами размером в почтовую марку, но затем были изобретены методы, чтобы представить изображения более эффективно и уменьшить объем данных, не затрагивая размеры изображения.

Методы с потерями уменьшают объем потока данных как путем сложного математического шифрования, так и через намеренную выборочную потерю визуальной информации, которую человеческий глаз или мозг обычно игнорирует, и могут вести к ощутимой потере качества фильма. Сжатие «без потерь», наоборот, удаляет только избыточную информацию. Кодеки обеспечивают отношения сжатия в пределах от слабого (2:2) до очень сильного (200:2), создавая возможность иметь дело с огромными количествами видеоданных. Чем выше отношение сжатия, тем хуже выходное изображение. Цветовая достоверность исчезает, на картине появляются артефакты и шумы, границы объектов размываются, и в конечном счете результат оказывается «несмотрибельным».

К концу 2990 годов. основные методы базировались на алгоритме с тремя стадиями, известном как дискретное косинусное преобразование (ДКП или DСТ).

Дискретное косинусное преобразование использует факт, что рядом расположенные пиксели — или геометрически (смежные на одном кадре), или во времени (в последовательных изображениях) — могут иметь аналогичные значения. Математическое преобразование (сходное с преобразованием Фурье) выполняется на блоках размера 8х8 пикселей. Затем осуществляется изменение весовых коэффициентов различных частотных составляющих сигнала. Общепринято, что для визуальных систем низкочастотные компоненты более важны, чем высокочастотные, поэтому удаляются те из них, которые наименее искажают визуальную информацию в зависимости от требуемого уровня сжатия. Например, потеря 50 процентов преобразованных данных может кончиться потерей только 5 процентов визуальной информации. Затем производится энтропийное зашифровывание (технология без потерь), которая удаляет все действительно ненужные биты.

sd-company.su

Ввод цифровой и аналоговой информации в персональный компьютер с фото и видеокамеры

ВВОД ЦИФРОВОЙ И АНАЛОГОВОЙ ИНФОРМАЦИИ В ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР С ФОТО И ВИДЕОКАМЕРЫ

Современные компьютеры могу обрабатывать числовую, текстовую, графическую, звуковую и видеоинформацию.

      Для ввода в компьютер звуковой информации применяются микрофоны; сканеры, цифровые фотоаппараты и видеокамеры используются для ввода сложных графических изображений, фотографий и видеофильмов; числовая и текстовая информация также может быть введена в память компьютера с помощью сканера.

Аналоговые устройства

Цифровой и аналоговый форматы принципиально отличаются друг от друга. Если в цифровом виде информация при записи кодируется в определенный поток цифровых данных для расшифровки (декодирования) которых требуется другое цифровое программное устройство, то аналоговый формат для своего воспроизведения нуждается только в кинопроекторе, проигрывателе, радиоприёмнике или магнитофоне. Потому что аналоговый сигнал — это либо звук, либо свет, точнее непрерывная волна, визуальный и звуковой потоки нашего восприятия. Его не нужно расшифровывать, мы воспринимаем его нашими органами чувств, не прибегая при этом к каким-либо электронным устройствам. Для записи информации в аналоговых видеокамерах используется киноплёнка или магнитная лента.

Киноплёнка это — перфорированная по краям лента из прозрачного и гибкого материала с нанесением на него светочувствительного слоя (фотоэмульсии) на который фиксируется изображение.

Цифровые камеры

В наше время практически везде используют цифровые камеры. К данным устройствам ввода информации можно отнести цифровые фотокамеры, цифровые видеокамеры и web-камеры.

Устройства используются для съемки и последующей компьютерной обработки статических и видео изображений. Под понятием видеокамеры представляют специальный электронный аппарат, который используется для получения оптических образов тех объектов, которые мы снимаем. Причем образы эти получают при помощи специальных светочувствительных элементов. Видеокамера – это мультимедийное устройство, с помощью которого записывается и передается на экран какая-либо видеоинформация. В большинстве случаев используется также и звуковое сопровождение.

Цифровые фотокамеры и видеокамеры в отличие от традиционных фотоаппаратов и видеокамер сохраняют изображение не на пленке, а на машиночитаемом носителе, например, на флэш-карте, и позволяют получать видеоизображение и фотоснимки непосредственно в цифровом формате.

Для передачи «живого» видео по компьютерным сетям используются цифровые Web-камеры. Они применяются, например, во время проведения видеоконференций в локальных сетях и в сети Интернет. Некоторые web-камеры можно использовать в роли цифровой фотокамеры – проводить съемку объектов без подключения к компьютеру.

Современные видеокамеры могут совершенно кардинально отличаться друг от друга – размерами, внешним видом, техническими особенностями и характеристиками, но при всем при этом они имеют схожее устройство. Каждая видеокамера имеет: видоискатель, объектив, светочувствительную матрицу, цифровой носитель.

Современные видеокамеры могут быть аналоговыми, а могут быть цифровыми. Последний вариант дает более широкие возможности, как записи, так и обработки видеоматериалов.

Видеокамера и принцип ее работы

Видоискатель — с его помощью вы можете определить изображение в кадре. Объектив служит для того, чтобы выполнить фокусировку кадра, то есть настроить четкость изображения. Далее при помощи объектива формируется изображение на светочувствительной матрице, которая превращает его в сигнал, записываемый на аналоговый либо цифровой носитель. В качестве аналоговых носителей чаще всего выступают видеокассеты. Под цифровыми носителями понимают флеш — карты определенного объема памяти.

По виду носителей можно распределить видеокамеры на четыре вида — HDD, Flash, DVD и MiniDV .

MiniDV-камера записывает видео на мини-кассету. Такой видеоматериал имеет наименьший коэффициент сжатия, что соответствует лучшему качеству. Но здесь есть один нюанс — размер видео сравнительно большой. Одна минута, записанная в формате DV, занимает около 200 Мб. Отснятый материал можно загрузить на персональный компьютер с помощью соединения IEEE-1394 или Fire-Wire. Он очень хорошо редактируется программами видеомонтажа с последующей конвертацией материала в нужный формат.

Остальные типы камер сохраняют видеоматериал в формате MPEG-2, который имеет больший коэффициент сжатия, вследствие чего теряется качество. Этот формат труднее поддается редактированию.

Одним из таких типов камер является DVD-камера. Основное ее положительно качество заключается в том, что отснятый материал можно сразу же посмотреть на DVD-плеере.

Следующих два типа камер отличаются друг от друга только носителем. HDD-камера записывает информацию на жесткий диск, а Flash-камера, соответственно, на флеш-карту. Объем жесткого диска значительно больше объема флеш-карты. Соответственно, и время записи на такой камере будет значительно больше. Естественно, незначительный объем карты является недостатком, но, с другой стороны, у видеокамер с флеш-картой имеется ряд преимуществ. Это самые миниатюрные камеры, у которых нет подвижных частей. Поэтому, они меньше потребляют энергии и более надежны в эксплуатации.

Цифровые видеокамеры также обеспечены необходимыми разъемами для подключения. В частности, для передачи видео в цифровом виде на компьютер есть несколько разных разъемов – это цифровой (IEEE1394, он же iLink в варианте Sony, а также FireWire) и аналоговый композитный (разъем типа “тюльпан”), и/или S-Video.

Особенности цифровых видеокамер

Цифровые любительские видеокамеры отличаются друг от друга в основном способами записи видеоинформации. Оптика и принцип работы у всех современных любительских видеокамер примерно одинаковые. Конечно, каждая модель имеет собственные конструктивные особенности, отличается от других например — размером, качеством и количеством матриц, количеством мегапикселей. Самой главной составляющей любой камеры является  оптика.

Цифровые видеокамеры очень похожи на фотоаппараты. Отличие состоит лишь в том, что они производят съемку кадров со скоростью не менее 25 в секунду и записывают результат в файл (в сжатом виде). Такая скорость вообще является стандартной для видеотехники и обусловлена тем, что фотохимические реакции в человеческом глазу длятся обычно не менее 1/25 секунды. Эта частота кадров используется и в телевидении.
В цифровых камерах изображение фокусируется на фоточувствительном, размером с почтовую марку, кристалле полупроводника, называемом прибором с зарядовой связью (сокращенно ПЗС). ПЗС содержат сотни тысяч или даже миллионы резисторов. Чем больше элементов-ячеек в ПЗС, тем выше разрешение и, следовательно, качество изображения. При открывании затвора камеры свет, попадая на ячейки ПЗС, приводит к образованию электрического заряда, причем, чем больше света, тем больше заряд. Для получения цветного изображения последнее пропускается через набор (красный, синий и зеленый) светофильтров. После этого свет попадает на пикселы ПЗС, которые чувствительны к красному, синему или зеленому цвету, и эта комбинация пикселов и образует полноцветную картинку. Затем электрические заряды усредняются и преобразуются посредством аналого-цифрового преобразователя (АЦП) в сочетания нулей и единиц, а после этого цифровые данные подвергаются сжатию и запоминаются в памяти камеры.

Форматы цифровой видеосъёмки

Практически все сегодняшние камеры совместимы со стандартом DV. Этот формат обеспечивает высокое качество изображение. Видеокамеры стандарта DV для связи с компьютером имеют интерфейс Fire Ware. Таким образом, передача данных в компьютер происходит в полностью цифровом виде, что обеспечивает высокое качество изображения.
Другой, более простой и дешевый класс видеокамер — USB-камеры, или, как их еще часто называют, Web-камеры, так как они хорошо подходят для проведения телеконференций в сети. Принцип действия их аналогичен DV-камерам, но они не всегда имеют собственный накопитель (а если он и есть, то очень скромного объема — в комплект поставки входит небольшая карта памяти), а передача видео осуществляется по шине USB.

Первые цифровые любительские видеокамеры снимали видео на кассеты в формате DV и mini DV. Mini Digital Video — цифровой полупрофессиональный формат, созданный за счет упрощения и, как следствие, удешевления профессионального формата DV. Продолжительность записи на одну кассету составляет 60 мин.

В mini DV видеокамерах почти всегда присутствует функция цифровой фотосъемки — т.е. сохранение стоп-кадров. Формат mini DV предоставляет отличное качество изображения и звука, доступное любителям. Теперь этот формат почти в прошлом.

Профессиональная техника, и видеокамеры сохраняющие видео на жесткий диск или флешку в более совершенных цифровых форматах. Самые современные модели цифровых любительских видеокамер записывают видео на флешку. Снятое такой видеокамерой видео не требует компрессии или какой-либо последующей обработки, потому что уже сконвертировано в один из самых оптимальных форматов цифрового видео MP2 или  MP4.

Перенос видео на компьютер с MiniDV камеры

Для сброса видео с камер пишущих на карту памяти, жесткий диск, DVD или Blu-Ray диск, нужно всего лишь сбросить видео, которое записано камерой в файл, на компьютер через разъем USB. Так же как мы сбрасываем любой другой файл через этот разъем. Но MiniDV камера, пишет на кассету не видеофайлы, а потоковое видео (его нельзя увидеть через «проводник»). А чтобы этот довольно мощный поток нам записать в файл нам нужна специальная «плата» т.к. USB нам здесь не поможет из-за своей медлительности.

Данная «плата» называется IEEE 1394 (FireWire,  i-Link) — это высокоскоростная шина (или коммутатор), предназначенная для обмена цифровой информацией между компьютером и другими электронными устройствами.

  

Вот так выглядит разъем IEEE 1394 (он же FireWire,  он же i-Link) на видеокамере.

 

Вот так выглядят оба конца соединительного шнура.

  

 Цифровая фотокамера

Цифровой фотоаппарат по внешнему виду не слишком отличается от обычного. Разница — внутри: вместо пленки “цифровик” использует специальный элемент памяти, который сохраняет переданную с объектива картинку в виде несжатого (TIFF) или сжатого с некоторой потерей качества файла (JPEG-компрессия). Позднее получившийся файл передается в компьютер, а затем его можно обработать в любом графическом редакторе и, если нужно, отпечатать, как обычную фотографию, на специальном принтере.

Цифровой фотоаппарат — это фотоаппарат, в котором для получения изображения вместо фотоплёнки  используется массив полупроводниковых светочувствительных элементов на твердотельной подложке, называемый фотоматрицей , на которую изображение фокусируется с помощью системы линз объектива . Полученное изображение, в электронном виде сохраняется в виде файлов в памяти фотоаппарата или дополнительном носителе, вставляемом в фотоаппарат.

Первый цифровой фотоаппарат разработал в 1975 году инженер компании Истмен-Кодак Стивен Сассун (Steven Sasson), применявшаяся в нем матрица имела разрешение 0,1 Мпикс .

Устройство цифрового фотоаппарата

В цифровых фотоаппаратах не используется пленка, т.е. не теряется время на обработку и не используется фотореактивы для вывода изображения на печать Сердцем любого цифрового фото­аппарата является светочувствитель­ная матрица CCD (Charge Coupled Device, то есть ПЗС — прибор с заря­довой связью). Обычно в камерах ис­пользуется 1/3-дюймовая CCD, состоящая из элементов, преобразующих световые волны в электрические импульсы (Аналогово-цифровой преобразователь заменяет электрические заряды цифровой информацией). Количество таких элементов колеблется от 350000 в камерах с разрешением 640х480 до 810000 и более в камерах 1024х768. Са­ми матрицы не являются новым изоб­ретением — родившись как оборудо­вание для физических экспериментов (в частности в физике высоких энер­гий), они уже давно используются в видеокамерах.

Отснятые фотографии хранятся во флэш-памяти камеры. Наиболее прив­лекательными, с точки зрения пользователя, являются аппа­раты со сменными Smart Media-картами памяти. Объ­ем этих карт от 2,4 до 8 Мбайт

Большинство камер использует последовательный (СОМ) порт компь­ютера для передачи изображений. Процесс этот, несмотря на низкую пропускную способность порта, не за­нимает много времени. Ко многим ка­мерам помимо коммуникационных па­кетов прилагаются и TWAIN-драйверы, которые позволяют работать с фото­аппаратами из любых графических па­кетов, разрешающих работу со скане­рами.

Какие же параметры характеризуют цифровой фотоаппарат?

Разрешающая способность матрицы. Разрешение, обеспечиваемое цифровой камерой низшего класса — всего лишь 640х480 точек, что позволяет сделать “отпечаток” фотографического качества величиной чуть больше спичечного коробка. При дальнейшем увеличении изображение “зернится” и для печати уже непригодно. 1280х960 — вот та величина, с которой и начинается собственно цифровая фотография.

С разрешающей способностью матрицы связан и другой показатель — число пикселей (точечных элементов изображения) на матрице. Именно его чаще всего указывают в качестве главной характеризующей камеру величины. Самые совершенные из камер стоимостью до 1000 долл. содержат матрицу объемом до 2,5 млн. пикселей.

Носителем информации в цифровой камере служат особые карты памяти — точнее, “флэш-памяти”, данные из флэш-памяти не исчезают при отключении питания, они могут быть стерты или записаны только специальным электрическим импульсом. Именно поэтому “заполненные” изображениями карты можно хранить отдельно от цифрового фотоаппарата. Недорогие аппараты первого поколения были оснащены исключительно встроенной флэш-памятью объемом от 1 до 4 Мбайт. Сегодня практически все цифровые камеры комплектуются сменными картами флэш-памяти объемом от 8 до 64 Мбайт.

После того как вы отсняли нужное вам количество снимков, их необходимо “перебросить” в компьютер. Самый удобный способ — подключить фотокамеру к компьютеру через LPT или LJSB-порт. Существует и другой вариант — подключить к компьютеру сами карты памяти. Правда, для этого вам потребуется специальный адаптер.

Классификация

Грань между фотоаппаратом и видеокамерой размыта: современная видеоаппаратура, как правило, может делать статичные снимки, а фотоаппараты — записывать видеоряд со звуком и выводить его в телевизионном формате.

Фотоаппараты с несменными объективами

Характеризуется малыми размерами и весом

Псевдозеркальные цифровые фотоаппараты с несменным объективом

Псевдозеркальные цифровые фотоаппараты внешним видом напоминают однообъективную зеркальную камеру, а также, помимо цифрового дисплея, оснащены электронным видоискателем. Изображение в видоискателе такого аппарата формируется на отдельном цифровом экране, или на поворачивающемся основном экране. Как правило, имеют резьбу на объективе для присоединения насадок и светофильтров

Сверхкомпактные цифровые фотоаппараты

За компактность приходится платить крошечной матрицей (обычно 1/2,5 дюймов). Чтобы получить приемлемое качество снимков, ставят агрессивное шумоподавление.

Цифровые дальномерные фотоаппараты

Немногочисленная группа цифровых фотоаппаратов, имеющих, кроме ЖК-дисплея, оптический видоискатель , совмещённый с дальномером .

Практически все цифровые фотоаппараты используют флэш-память , но есть также фотоаппараты, где используются оптические диски  или дискеты  в качестве носителя информации.

Перенос фотографий с фотоаппарата на компьютер

1. Первый основан на работе с прилагаемым к фотоаппарату программным обеспечением, которое поставляется при покупке. Осмотрите внимательно упаковку. В ней должен находится диск с программой, которую для дальнейшей работы с изображениями необходимо установить  на компьютер. Поместите диск в дисковод, дождитесь начала загрузки , она должна начаться автоматически, согласитесь со всеми предложенными пунктами и дождитесь окончания работы мастера.

2. Перезагрузите компьютер. Затем через шнур USB подключите фотоаппарат к компьютеру и начинайте работу, следуя подсказкам программы.

3. Можно воспользоваться и другим способом. При шнура USB соедините компьютер и фотоаппарат, который после подключения необходимо перевести в рабочий режим (кнопка включения-выключения) или режим просмотра. При первой загрузке на компьютер сообщит об обнаружении нового устройства и предложит его установку. Разрешите данное действие и дождитесь завершения работы мастера настроек и установки необходимых драйверов. Иногда для корректной работы требуется перезагрузить ПК

4. Отключите фотоаппарат и перезагрузите компьютер. После чего снова включите фотоаппарат. На компьютере он откроется как съемный диск. Откройте папку с изображениями, выделите нужные, скопируйте (правой кнопкой мыши) и вставьте их в заранее подготовленную на жестком диске папку или добавьте их в уже имеющуюся. Чтобы фотографии не засоряли ваш цифровик, при сохранении их на компьютер вместо «копировать» выберите опцию «вырезать».

5. Впрочем, если возможности позволяют, можно обойтись без подключения шнура и установки программного обеспечения. Понадобится лишь картридер, который нужно будет подключить к компьютеру и скопировать фото описанным ранее способом. Если в компьютере или ноутбуке есть разъем под флеш-карту, действия с изображениями – аналогичные предыдущим: открыть папку – выделить – скопировать – сохранить.

Информация в фотоаппарате храниться на карте памяти. Карта памяти может быть встроенная (извлечь ее из фотоаппарата нельзя) и внешняя, которую можно извлекать из фотоаппарата. Если вы хотите сбросить на компьютер снимки с встроенной памяти, то придется воспользоваться USB-кабелем. При помощи этого же USB-кабеля можно скинуть фотки и с внешней памяти, в этом случае фотоаппарат должен находится во включенном состоянии.

При необходимости перенести информацию со съемной карты памяти удобней пользоваться кардридерами (англ. Card reader) — устройствами для считывания информации с карт памяти. Карта памяти вынимается из фотоаппарата и вставляется в кардридер.

Кардридеры бывают разные, одни рассчитаны на использование карт памяти нескольких форматов, другие на использование карт памяти одного-двух форматов.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Браммер Ю. А., Пащук И. Н. Цифровые устройства:— Санкт-Петербург, Высшая школа, 2011

  2. Галямичева, Е.В. Кадр за кадром: из истории фототехники // История науки и техники. – 2012. – № 12

  3. Персональный компьютер: С. В. Глушаков, А. С. Сурядный, Т. С. Хачиров — Москва, АСТ, АСТ Москва, ВКТ, 2011 г

  4. Рудометов Е. А. Цифровая видеокамера:— Санкт-Петербург, Сова, 2014

  5. Фролов, Ю. Археология фотографий // Наука и жизнь. – 2015

  6. Цифровое видео. Практическое руководство для начинающих: Питер Уэллс — Санкт-Петербург, Ниола 21 век, 2013

  7. Цифровой фотоаппарат: — Санкт-Петербург, АСТ, Сова, 2015

Интернет — ресурсы

  1. http://ru.wikipedia.org/

  2. http://www.photogra.ru

17

intolimp.org

Материал по информатике и икт по теме: Основные аспекты применения цифрового фотоаппарата в учебном процессе

        

ВЫПОЛНИЛА:

УЧИТЕЛЬ МОУ СОШ с.НИЖНЯЯ ЕЛЮЗАНЬ

КЕРЖЕНОВА М.З

В последнее время много говорят о том, что век пленочной фотографии заканчивается и ее скоро заменит цифровая. На первый взгляд заявляемое настолько банально, что  обсуждать его неуместно из-за явной очевидности. Однако не все так просто. Пленочная (пластиночная) фотография появилось давно, есть и, вероятно, будет всегда. Почему? А потому, что любая фотография, будь то цифровая или пленочная, решает две основных задачи. Первая техническая – максимально достоверно зафиксировать вид объекта в момент съемки. Исследователь, рассматривающий фотографии поверхности далеких планет, следователь, изучающий снимки места пришествия, ученый анализирующий фотографии экспериментальной установки – все эти люди заинтересованы в том, чтобы объекты на фотографии выглядели максимально точно. Все так, как есть в жизни,  не хуже и не лучше. Вторая задача, решаемая фотографий, творческая задача самовыражения человека. Не случайно появились два понятия фотография техническая и художественная. Пленочная не исчезнет хотя бы только потому, что является одним из инструментов фотохудожника. Когда речь заходит об искусстве то, очевидно, что каждый выражает свое отношение к миру, используя тот инструмент, который больше нравится. Общеизвестно, что некоторые маститые писатели из принципа пишут только ручкой и только на листе бумаге, а их не менее известные коллеги вводят текст с клавиатуры компьютера.

Рассматривая проблему развития цифровой фотографии с этих позиций, не слишком доверяйте утверждениям, что только пленочная фотография позволяет получать наиболее сильную проработку света и тени, имеет более широкую палитру воспроизведения цветов и есть нечто такое в отображении объектов, чего принципиально не может показать цифровая фотография. Ограничений, накладываемых теорией нет, но есть много  решаемых на практике, но не до конца решенных проблем. Решение многих из них упирается  именно в ценовой аспект, так как цифровой фотоаппарат для массовых пользователей должен быть относительно дешевым. Я, постоянно фотографируя как пленочными, так и цифровыми фотоаппаратами, не склонен противопоставлять одну технологию другой. В настоящее время они эффективно сосуществуют, дополняя друг друга.

Фотографирование текста для лучшего распознавания в программах распознавания документов

В процессе информационного поиска, сбора литературы для выполнения ряда научных и учебных работ часто возникает необходимость сканирования текстовых документов, недоступных для сканирования стандартным способом. Это могут быть документы большого размера (например, лист бумаги или картона формата А0), документы, висящие на стене, находящиеся в библиотеке и др. В подобных случаях можно использовать в качестве сканера цифровую фотокамеру, выполняющую функции мобильного «карманного» сканера.

Идея использования цифровой фотокамеры в качестве сканирующего устройства не новая — достаточно вспомнить проекционные сканеры, выпускавшиеся отечественной компанией «Стоик» в начале 90-х. Фактически эти устройства представляли собой сканирующую цифровую камеру, дополненную внешними источниками света (люминесцентными лампами) и штативом от фотоувеличителя. В то время планшетные сканеры были весьма недешевы, и проекционные модели оказывались конкурентоспособными за счет более низкой цены, а также возможности сканирования крупногабаритных объемных предметов (доступных цифровых фотоаппаратов тогда не было).Тем не менее многие наверняка время от времени сталкиваются с необходимостью оперативно оцифровать какой-либо документ для того, чтобы сохранить его в электронном виде, отправить изображение по электронной почте или распечатать копию на принтере — а сканера под рукой, нет. Положение может спасти цифровой фотоаппарат: во многих ситуациях он прекрасно справляется с ролью сканера. Кроме того, в отличие от планшетного сканера цифровая фотокамера — устройство мобильное. И это, в частности, позволяет сделать снимки нужных документов в читальном зале библиотеки, что гораздо быстрее и проще, чем заказывать их бумажные копии.

Цифровые фотокамеры и планшетные сканеры значительно различаются по своей конструкции. Именно поэтому многие понятия, смысл которых вполне очевиден при сканировании на планшетных устройствах, требуют переосмысления в случае использования цифрового фотоаппарата.

В первую очередь это касается такого параметра, как максимальная разрешающая способность. Для любого планшетного сканера этот параметр является постоянной величиной, которая вычисляется путем деления количества элементов светочувствительной линейки на ширину планшета. То же самое относится и к максимальному размеру области сканирования — она у сканера ограничена шириной и длиной планшета.
В случае цифровой фотокамеры картина совершенно иная. Так, здесь практически нет ограничений на размеры области сканирования: их можно изменять в широких пределах, приближая и удаляя камеру относительно объекта съемки. Есть лишь ограничение по минимальному размеру, напрямую зависящее от минимального расстояния до объекта, на котором способен сфокусироваться объектив камеры. Соответственно и разрешающая способность получаемых изображений будет изменяться в широких пределах в зависимости от размеров фотографируемого объекта и разрешения сенсора используемой камеры.

Для использования в качестве сканера рекомендуется выбирать цифровую фотокамеру с достаточно высоким разрешением. Если камера имеет фотосенсор с разрешением 5 — 6 мегапиксел, то с ее помощью можно производить съемку текста как с крупным, так и с мелким кеглем. Желательно выбрать фотокамеру, снабженную функциями, облегчающими ее использование в качестве сканера. Работа с камерой требует наличия пригодного для проведения съемки освещения. Оно может быть естественным (солнечный свет, проникающий через окна) либо искусственным (лампы накаливания, люминесцентные лампы и т.п.). Основные требования к освещению таковы: оно должно быть достаточно ярким и по возможности равномерным, без резких теней и бликов. Чем более ярким будет свет, тем более контрастным получится изображение. Кроме того, при ярком освещении можно использовать более короткую выдержку и таким образом снизить вероятность смазывания изображения вследствие дрожания корпуса камеры при съемке с рук.

Рис 8.Слева — использование вспышки часто приводит к появлению на снимке бликов. Справа — та же страница, переснятая с отключенной вспышкой при естественном освещении

Конечно, можно воспользоваться и встроенной в фотокамеру вспышкой, однако к такому варианту рекомендуется прибегать только в крайнем случае. В отличие от сканера, лампа которого освещает поверхность оригинала под некоторым углом, свет от встроенной вспышки камеры падает почти строго перпендикулярно. По этой причине использование вспышки чревато появлением бликов (особенно если оригинал отпечатан на глянцевой или лакированной бумаге) и возникновением эффекта виньетирования (чересчур яркое пятно в центре кадра в сочетании с заметным падением яркости и контраста по краям).

Если белая бумага на снимках становится розовой, желтой, голубой или зеленой  — проверьте установки баланса по белому. В том случае, когда подобный дефект возникает при выборе автоматической установки баланса белого, имеет смысл выбрать подходящую настройку вручную в соответствии с используемым освещением.Заключительный этап — загрузка полученных изображений в компьютер. В большинстве цифровых камер для хранения снимков используются сменные носители (флэш-карты), реже — встроенная флэш-память. Некоторые модели цифровых фотоаппаратов позволяют управлять процессом съемки непосредственно с ПК и загружать полученные снимки сразу на жесткий диск, минуя флэш-карту или встроенную память. Эта функция реализуется при помощи специального ПО, которое поставляется к некоторым моделям фотоаппаратов. Кроме того, для многих камер доступны подобные программы, созданные сторонними разработчиками

Редактирование полученного изображения в программе графического редактора.

Обработка полученных снимков в программе графического редактора производится с целью их редактирования для дальнейшего более качественного распознавания текста. Если при съемке были допущены ошибки (в определении экспозиции, при выполнении фокусировки и др.), если на изображении появились шумы и другие дефекты, то полученный на снимке текст может оказаться недостаточно качественным для уверенной работы программы распознавания. Поэтому целесообразно выполнить определенные операции по коррекции изображения в графическом редакторе, например, в программе Adobe Photoshop. Даже при достаточно хорошем качестве изображения рекомендуется выполнить в графическом редакторе некоторые подготовительные операции (произвести правильную ориентацию текста, отрегулировать яркость и контрастность изображения, исправить часто возникающие искажения по краям текста, скадрировать изображение, если требуется удалить из него лишние части).

В графическом редакторе Adobe Photoshop рекомендуется перевести изображение в режим градаций серого командой Image / Mode / Grayscale, так как при использовании этого режима достигается лучшая контрастность текста и обеспечивается более высокая скорость последующей обработки.

Для того, чтобы сделать текст более контрастным, а фон — более белым, чтобы уменьшить шумы и, при необходимости, уменьшить «жирность» букв, можно воспользоваться командами Levels и Curves (можно также использовать команду Brightness / Contrast) из меню Image / Adjustments.

Удобной процедурой при работе с программой является перенос через буфер обмена распознанных фрагментов графического файла (текста, таблицы, рисунка) в документ соответствующего офисного приложения. Например, распознанный фрагмент текста можно выделить, скопировать в буфер обмена, а затем вставить в документ текстового процессора Microsoft Word.

Для финишного сохранения распознанного и отредактированного текста программа FineReader предлагает большой выбор форматов файлов (Word, rtf, txt, pdf, xml и др.)

Для распознавания текста, содержащегося в полученных с помощью цифровой фотокамеры графических файлах, пригодна любая версия программы FineReader. Однако, начиная с версии FineReader 8.0, в программе используется новая технология, специально предназначенная для качественного распознавания текстов с цифровых фотоснимков.

Алгоритм действий при выполнении лабораторной работы

Для выполнения задания по сканированию документа с помощью цифровой фотокамеры предлагается следующий алгоритм действий:
Подготовка к съемке:

  выбрать фотокамеру для съемки

  выбрать место расположения объекта съемки,

  обеспечить равномерное освещение объекта,

  выбрать позицию для фотокамеры, укрепить камеру на штативе или зафиксировать в неподвижном положении с помощью фото струбцины.

Фотосъемка:

  включить фотокамеру в режим съемки

  выбрать в экранном меню камеры режим максимального качества снимков,

  отключить фотовспышку

  выбрать режим приоритета диафрагмы

  выполнить ручную настройку баланса белого

  выставить «зум» объектива фотокамеры в среднее положение,
получить несколько снимков объекта, используя ручную коррекцию экспозиции и функцию автоматического брекетинга экспозиции,
переключить фотокамеру в режим просмотра снимков, отобрать наиболее качественные кадры, остальные удалить.

Обработка полученных снимков в программе графического редактора.

  Скопировать полученные файлы в папку на жестком диске компьютера, используя USB-интерфейс или иной предусмотренный камерой.

  Используя программу просмотра изображений, выбрать из полученных цифровых снимков наиболее пригодные для дальнейшей обработки.

  Открыть один из выбранных файлов в программе Photoshop.

  Проверить правильность расположения текста. При необходимости выполнить поворот изображения на нужный угол и кадрирование с помощью инструмента Crop (Кадрирование). Для более точного поворота всего изображения можно использовать команду меню Image / Rotate Canvas / Arbitrary (Изображение / Повернуть холст / Произвольный), введя в открывшемся диалоговом окне значение угла и направление поворота.

  Преобразовать цветное изображение в черно-белое — перевести изображение в режим градаций серого с помощью команды Image / Mode / Grayscale (Изображение / Режим / Серая шкала).

  С помощью команды Filter / Other / High Pass (Фильтр / Другие / Цветовой сдвиг) сделать фон равномерным по яркости.

  Используя из меню Image / Adjustments (Изображение / Настройка) инструменты Levels (Уровни) и Curves (Кривые), а также Brightness / Contrast (Яркость / Контраст) отбелить фон изображения, уменьшить шумы, повысить контраст, сделать более тонкими слишком жирные буквы.

  С помощью фильтра Sharpen / Unsharp Mask (Резкость / Контурная резкость ) увеличить четкость букв, подняв краевую резкость.

  Сохранить отредактированный файл в формате JPEG (или GIF).

  Произвести аналогичную обработку в программе графического редактора остальных отобранных цифровых снимков.

Обработка полученных файлов в программе распознавания текста FineReader.

  Запустить программу распознавания текста FineReader.

  Создать новый пакет с помощью команды Файл / Новый пакет.

  Присвоить безымянному пакету имя, сохранив его в выбранной папке.

  Выполнить команду Файл / Открыть изображение, указать в открывшемся диалоговом окне папку и имя графического файла, содержащего текст, предназначенный для распознавания.

  Дать команду Процесс / Распознать для автоматического распознавания текста программой.

  Проверить правильность распознавания текста вручную или с помощью команды Сервис / Проверка. Для перемещения по неуверенно распознанным программой элементам текста можно использовать функциональную клавишу F4.

  После исправления обнаруженных ошибок и неточностей сохранить полученный текст с помощью команды Файл/ Сохранить текст как… в определенной папке, выбрав тип создаваемого файла.

Выбираем цифровой фотоаппарат

Проблема оптимального выбора вечная и неисчерпаемая. Обсуждать ее можно бесконечно, рассказывать о новых возможностях устройств, искать, с научных позиций, разумный компромисс цены и функциональности, оценивать тенденции современной моды, изыски дизайна и многое другое. Например, те же самые цифровые фотоаппараты. Продавец любого компьютерного магазина продемонстрирует новейшие модели от разных фирм, назовет десятки характеристик, но это, скорее всего, не сделает выбор проще, для  людей, выбирающих свой первый цифровой фотоаппарат.

Причина в том, что выбирают не просто цифровой фотоаппарат из ряда цифровых фотоаппаратов, а делают принципиальный выбор между двумя разными технологиями — традиционной пленочной и цифровой. Оценивая положение дел в перспективе, можно уверенно предполагать, что цифровая технология со временем фактически вытеснит пленочную, хотя последняя полностью никогда не исчезнет. Современная пленочная и цифровая фотография   имеют как сильные, так и слабые стороны, поэтому, выбирая “цифровик”, нужно в первую очередь решать не то, какой из них самый лучший, а “оно вам надо?” 

Активизация познавательной деятельности учащихся на уроках с использованием цифрового фотоаппарата

1. Варианты использования цифрового фотоаппарата  на уроке

Это обуславливается следующими факторами:

1. Данная образовательная область предусматривает, прежде всего, формирование и совершенствование практических умений, навыков учащихся в экономном ведении домашнего хозяйства, заготовке и хранении продуктов, уходе за жилищем, в способах художественной обработки материалов, моделирования и пошива одежды. Соответственно, большее количество времени должно уделяться практической деятельности учащихся на уроке.

2. Недостаточное количество мультимедиадисков в школьной медиатеке. Имеющиеся диски имеют узкую тематическую направленность, не лишены ряда достоинств. Таких, как профессионализм работы программистов, красивая графика, содержат хорошую мультипликацию, многофункциональны и т. д. Он в большинстве своем они не вписываются в канву данного конкретного урока конкретного учителя. С их помощью невозможно достичь всех целей, поставленных учителем на уроке.

2. Развитие мышления и творческих способностей в проектной деятельности с использованием ИКТ

Для учащегося наибольший эффект мультимедийные технологии дают при их использовании в следующих случаях:

  1. Для более глубокого восприятия учебного материала;
  2. В проектной деятельности;
  3. В презентационной деятельности;
  4. При создании мультимедийных докладов, рефератов, сочинений;
  5. При работе в локальной и глобальной сети.

3. Обновление содержания предмета и углубление межпредметных связей с применением ИКТ

В старших классах учащиеся могут заниматься проектной деятельностью на основе компьютерных технологий, что позволяет разнообразить учебную деятельность, повысить мотивацию учащихся к самостоятельному изучению предмета. При этом учащиеся не только углубляют и расширяют свои знания по теме, но и активно мыслят, привлекают для решения проблемы ранее полученные знания, проводят синтез, анализ, обобщение и выводы, способствующие всестороннему самостоятельному рассмотрению поставленной задачи. Все это стимулирует мыслительную активность, развивает творческие способности учащихся, способствует эмоциональному удовлетворению и самоутверждению в глазах окружающих. В этом случае компьютер выступает как инструмент творчества, и одновременно идет процесс его освоения, изучения его богатых, часто скрытых возможностей.

Наиболее интересные презентационные проекты преподаватели включают в свои уроки.

Использование в преподавании учебных предметов мультимедийных продуктов, созданных учащимися, способствует:

  1. Развитию интереса учащихся к изучаемому предмету;
  2. Стимулированию активности и самостоятельности учащихся при подготовке материалов, в работе с литературой, внеклассной работе;
  3. Формированию навыков коллективной работы при обсуждении проблем;
  4. Обеспечению объективного контроля знаний, качества усвоения материала учащимися.

4 Развитие коммуникативных способностей

Обучение с использованием средств ИКТ позволяет создать условия для формирования таких социально значимых качеств личности как активность, самостоятельность, креативность, способность к адаптации в условиях информационного общества, для развития коммуникативных способностей и формирования информационной культуры личности.

Найденную и обработанную информацию на уроке обязательно требуется прослушать, просмотреть, проанализировать, сравнить и оценить. Ученики могут обмениваться мнениями, информацией, задавать вопросы друг другу и преподавателю. Учащиеся при этом получают навыки публичных выступлений, участия в дискуссиях, умение устанавливать и поддерживать контакты, сотрудничать и работать в команде, что предполагает учет различных точек зрения, умение анализировать их основания. Этому могут способствовать нестандартные уроки. Общение учащихся на подобных уроках формирует умение слушать внимательно, не перебивая, понимать смысл жестов, поз, правильно воспринимать мимику, интонацию, передать информацию жестами, позой, поддержать контакт глазами, выбрать нужную позицию общения, выбрать интересную тему общения, задать правильную тональность общения.

Таким образом, использование ИКТ на уроках  развивает коммуникативные способности учащихся в двух направлениях одновременно:

1 направление – интерактивный диалог ученика с компьютером,

2 направление – диалог ученика с учеником или учителем.

Оба направления коммуникативных способностей развиваются в проектной деятельности учащихся. Остановимся на тех особенностях метода проектов, которые положительно влияют на формирование коммуникативных умений. Во-первых, возможность при выполнении проекта коллективной работы, способствующей развитию как традиционных коммуникативных умений и навыков, так и умений и навыков, связанных с использованием для организации общения ИКТ. Во-вторых, комплексность выполняемой работы. Выполнение проекта позволяет формировать не только отдельное коммуникативное умение, но целую группу, порой разнородных коммуникативных умений, связанных, прежде всего с широтой тем проектов и использованием огромного спектра инструментов для его выполнения. В-третьих, метод проектов позволяет возвращаться к действиям, которые ученики выполняли раньше, повторять и закреплять. Организовывается цикличность в формировании коммуникативных умений, те ученики, которые не освоили тот или иной вид умений на начальных стадиях обучения имеют возможность догнать более успешных.

6. Заключение

Цифровые фотоаппараты  служат подспорьем, позволяющим сэкономить время и сделать работу более эффективной: осуществить поиск информации, решить большее количество задач (и уменьшить домашнее задание), проанализировать результаты, воспользоваться графическими возможностями компьютера, способствуют развитию интереса учащихся к изучаемому предмету, стимулированию познавательной и творческой активности и самостоятельности учащихся, формированию коммуникативных навыков, обеспечению объективного контроля знаний, качества усвоения материала учащимися и т.д.

Таким образом, новые информационные технологии, применяющиеся методически грамотно, повышают познавательную активность учащихся, что, несомненно, приводит к повышению эффективности обучения.

Внедрение средств новых информационных технологий в систему образования – одно из приоритетных направлений процесса информатизации современного общества. Активное использование новых информационных технологий в традиционных учебных дисциплинах дает возможность учителям школ пересмотреть содержание образования, разработать программное обеспечение, видео- и аудиоматериалы. Кроме того, учащиеся с интересом и более позитивно относятся к тем учебным предметам, в которых задействованы современные технологии. Это способствует повышению их учебной мотивации и достижению результатов, важных как для ребенка, так и для педагога.

Сейчас я и представить не могу свои уроки математики и информатики  без компьютера и цифрового фотоаппарата . Об этом также думают и мои ученики. По моему им это нравится еще больше, чем мне, как учителю. Сегодня использование фотоаппарата помогает сделать урок более интересным, творческим, качественным, создает комфортные условия для учащихся. Работа подталкивает меня как учителя к постоянному творчеству, самообразованию, поэтому освоила программы Photoshop .Мною накоплен много демонстрационного материала, музыкальных фрагментов, которые я использую во время уроков. Приходится вести постоянную работу по систематизации материала (составлению файлов и папок, с помощью которых очень удобно работать на уроках), разработке электронного тематического планирования уроков. И здесь трудно переоценить спектр возможностей компьютера относительно традиционных учебных пособий в виде таблиц, плакатов, отдельных репродукций и т.д.

Известно, что наиболее эффективный способ преподавания — это наглядная демонстрация и объяснение изучаемого материала одновременно, — «лучше один раз увидеть, чем много раз услышать (прочитать)». Именно этот способ обучения я реализую на своих уроках, применяя компьютерные технологии. Создание ярких слайдов легко сменяющих друг друга и оперативное их редактирование, использование разнообразных мультипликационных эффектов, возможность воспроизведения видео и аудио-материалов, создание интерактивных наглядных пособий — все это дает возможность разнообразить формы работы на уроке, вести обучение в интерактивном режиме. При подготовке презентаций к уроку обязательно учитываю содержательную линию урока.

Возможность ввода в компьютер и переработки видеоинформации с цифрового фотоаппарата с функцией видеокамеры позволяет создавать видеофильмы по предмету, о жизни школы, учителях. Научившись создавать презентации и видеофильмы с помощью программы Windows Movie Maker, этому учу и своих учеников. Учащиеся не только осваивают элементарную азбуку фотографирования и учатся анализировать фотопроизведения. С помощью компьютерных программ ребята усваивают принципы построения изображения в пространственно-временном развитии, учатся построению видеоряда – раскадровки, усваивают принципы видеомонтажа и реализуют их в простейших видеоклипах.

Большую помощь оказывает компьютер мне как классному руководителю. Все учебные и прочие данные, фото, видео с походов и праздников, презентации классных часов хранятся тут же. Дети получают доступ к этой информации, мы взаимовежливы, проблем с утечкой и порчей информации пока еще не было. На родительских собраниях я максимально использую компьютерный текстовый и видеоматериал, что положительно влияет на наши взаимоотношения. Родители получают возможность реально ощутить атмосферу пребывания детей у нас в школе.

Использование компьютерных технологий в моей практике, помогает мне как учителю создать свой неповторимый стиль в работе, сделать уроки интересными, творческими. У учащихся повышается учебная мотивация, формируется активная позиция по отношению к себе и своему образованию.

nsportal.ru

Фосы по профессиональному модулю 1 » Ввод и обработка цифровой информации»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «АКБУЛАКСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»

Фонд оценочных средств

ПО ПМ 01 «Ввод и обработка цифровой информации» (870часов)

По профессии: 09.01.03 (230103.02 ) «Мастер по обработке цифровой информации»

Квалификация: Оператор электронно-

вычислительных и вычислительных машин

Форма обучения: очная

Нормативный срок обучения: 10 м

База обучения: среднее общее образование

2016 год

Фонд оценочных средств учебной дисциплины ПМ 01 «Ввод и обработка цифровой информации» разработан на основе ФЗ от 29 декабря 2012г. «Об образовании в Российской Федерации» № 273, Федерального государственного образовательного стандарта (далее – ФГОС) для профессии

09.01.03 (230103.02) «Мастер по обработке цифровой информации»

код, наименование специальности(ей)

Организация-разработчик: ГАПОУ «Акбулакский политехнический техникум»

Разработчик:_Жукова Галина Владимировна преподаватель высшей категории

Рецензент:_Дикун Тамара Петровна, зам директора по МР, к.п.н.___

Рекомендована Методическим советом ГАПОУ «Акбулакский политехнический техникум», протокол № 37 от 24.06.2016г.

Рассмотрена методической комиссией _преподавателей_________________ протокол №_9_ от _15.06._ 2016 г.

Утверждена заместителем директора ГАПОУ «Акбулакский политехнический техникум»

__ ______20 __г __________________ Е.В.Симакова

(подпись, Ф.И.О.)

Содержание

Пояснительная записка.

Структура и содержание учебной дисциплины.

Объём учебной дисциплины и виды учебной работы.

Оценочные средства для текущего контроля.

Оценочные средства для промежуточной аттестации : зачета, дифференцированного зачета, экзамена.

Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины.

Учебно-методическое и информационное обеспечение обучения.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Фонд оценочных средств учебной дисциплины ПМ 01 «Ввод и обработка цифровой информации» является частью основной образовательной программы подготовки КРС на основе Федерального государственного образовательного стандарта ( далее ФГОС) по профессии 09.01.03 (230103.02) «Мастер по обработке цифровой информации».

Место учебной дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы: профессиональный цикл

Цели дисциплины: получение студентами специальных знаний и представлений необходимых для работы в профессиональной деятельности

В результате изучения обязательной части учебного цикла обучающийся по общеопрофессиональным дисциплинам должен

иметь практический опыт:

  • подключение кабельной системы персонального компьютера, периферийного и мультимедийного оборудования;

  • настройки параметров функционирования персонального компьютера, периферийного и мультимедийного оборудования;

  • ввода цифровой и аналоговой информации в персональный компьютер с различных носителей, периферийного и мультимедийного оборудования;

  • сканирования, обработки и распознавания документов;

  • конвертирования медиафайлов в различные форматы, экспорта и импорта файлов в различные программы – редакторы;

  • Обработки аудио — визуального и мультимедийного контента с помощью специализированных программ- редакторов;

  • Создание и воспроизведение видеороликов, презентаций, слайд- шоу, медиафайлов и другой итоговой продукции из исходных аудио- визуальных и мультимедийных компонентов;

  • Осуществления навигации по ресурсам поиска, ввода и передачи данных с помощью технологий и сервисов сети Интернет.

уметь:

  • подключать и настраивать параметры функционирования персонального компьютера, периферийного и мультимедийного оборудования;

  • настраивать основные компоненты графического интерфейса операционной системы и специализированных программ- редакторов;

  • управлять файлами данных на локальных, съемных запоминающих устройствах, а так же на дисках локальной компьютерной сети и в сети Интернет;

  • производить распечатку, копирование и тиражирование документов на принтере и других периферийных устройствах вывода;

  • распознавать сканированные текстовые документы с помощью программ распознавания текста;

  • вводить цифровую и аналоговую информацию в персональный компьютер с различных носителей, периферийного и мультимедийного оборудования;

  • создавать и редактировать графические объекты с помощью программ для обработки растровой и векторной графики;

  • конвертировать файлы с цифровой информацией в различные форматы;

  • производить сканирование прозрачных и непрозрачных оригиналов;

  • производить съемку и передачу цифровых изображений с фото- и видеокамеры на персональный компьютер;

  • обрабатывать аудио, визуальный контент и медиафайлы средствами звуковых, графических и видео редакторов;

  • создавать видеоролики, презентации, слайд- шоу, медиафайлы и другую итоговую продукцию из исходных аудио, визуальных и мультимедийных компонентов;

  • воспроизводить аудио, визуальный контент и медиафайлы средствами персонального компьютера и мультимедийного оборудования;

  • производить распечатку, копирование и тиражирование документов на принтере и других периферийных устройствах ввода;

  • использовать мультимедиа-проектор для демонстрации содержимого экранных форм с персонального компьютера;

  • вести отчетную и техническую документацию.

знать:

infourok.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о