A) Цвет рисунка Красный Цвет рисунка Желтый Цвет рисунка Круг 16, 10, 2 Цвет рисунка 16, 10, Красный Набор 16, 12 Линия на 16, 23 Линия на 19, 29 Линия на 21, 29 Линия на 16, 23, 13, 29 Линия 13, 29, 11, 29 Линия 16, 16, 16, 11, 12 Линия 16, 16, 21, 12
Жизнь в картинках: краткая история инфографики
С каждым годом растет популярность инфографики как жанра и как канала передачи информации. Но если вы думаете, что представление фактов и данных «в картинках» только недавно стало человеческим, вы сильно ошибаетесь!
Согласно «Справочнику по визуализации данных», феномен инфографики можно условно разделить на следующие категории:
- период до XVII века — ранние карты, схемы и диаграммы
- XVII век — визуализация теорий
- XVIII век — появление новых графических форм
- 1850 год — зарождение современной инфографики
- 1850–1900 — золотой век статистической графики
- 1900–1950 — смутный период
- 1950–1975 — новый этап в визуализации информации
- 1975–. — рост интерактивной составляющей
Большинство исследователей, изучающих графику и инфографику, часто игнорируют ранний период до конца 19 века, когда визуальное представление информации еще существовало, хотя и в более примитивной форме. Однако эту часть истории нельзя забывать, поэтому мы рассмотрим каждую эпоху по очереди.
Период до XVII века — первые карты и примитивные диаграммы
Одним из наиболее типичных примеров ранней визуализации информации является двухмерная диаграмма движения звезд в плоской системе координат. Разнообразные карты местности, прокладывающие новые пути, также являются хорошей иллюстрацией того, что было на заре инфографики. Но самое важное развитие, конечно, произошло позже.
XVII век — эпоха измерения и теоретических данных
В 1600-1699 годах упор делался на точные, прикладные науки. Физика, и в частности измерение расстояния, времени и пространства, имели огромное значение. В это же время возникла аналитическая геометрия, а вместе с ней и первые системы координат для более простых и наглядных расчетов.
В этот же период была разработана теория вероятностей, созданы строительные блоки статистической жизни и введены первые примитивные экономические концепции. Все эти науки требовали визуализации получаемой ими информации, так как сплошной теоретический текст был труден для понимания.
Графические способы передачи информации
Лекции
Рабочие материалы
Тесты по темам
Template tips
Задачи
Логика вычислительной техники и программирования
Лекция «Аналоговый и дискретный способы представления изображений и звука»
Человек способен воспринимать и хранить информацию в виде образов (зрительных, слуховых, тактильных, вкусовых и обонятельных). Визуальные изображения могут храниться в виде картинок (рисунков, фотографий и т.д.), а звуковые изображения — на дисках, магнитных лентах, лазерных дисках и т.д.
Информация, включая графику и звук, может быть воспроизведена в аналоговой или дискретной форме. В аналоговом представлении физическая величина имеет бесконечное число значений, и ее значения непрерывно меняются. При дискретном представлении физической величине присваивается конечный набор значений, которые изменяются постепенно.
Ниже приведен пример аналогового и дискретного представления информации. Положение тела на наклонной плоскости и на лестнице задано координатами X и Y. Положение тела на наклонной плоскости и на лестнице задано координатами X и Y. Когда тело движется по наклонной плоскости, его координаты могут принимать бесконечное множество постоянно меняющихся значений из определенного диапазона, тогда как по лестнице оно движется только с определенным набором значений, которые меняются шаг за шагом.
Примером аналогового представления графической информации является картина, цвет которой постоянно меняется, в то время как дискретное представление — это изображение, напечатанное струйным принтером, которое состоит из отдельных точек разного цвета. Примером аналогового хранения аудиоинформации является пластинка (звуковая дорожка постоянно меняет форму), а примером дискретного хранения — аудио CD (звуковая дорожка содержит области с различной отражательной способностью).
Преобразование графической и звуковой информации из аналоговой в дискретную форму осуществляется путем дискретизации, т.е. разбиения непрерывного графического изображения и непрерывного (аналогового) звукового сигнала на отдельные элементы. Выборка предполагает кодирование, т.е. присвоение каждому элементу определенного значения в виде кода.
Дискретизация — это преобразование непрерывных изображений и звуков в серию дискретных значений в виде кодов.
Звук в памяти компьютера
Ключевые слова: Аудиоадаптер, частота дискретизации, размер регистра, аудиофайл.
Физическая природа звука – колебания в определенном диапазоне частот, передаваемые звуковой волной через воздух (или другую упругую среду). Процесс преобразования звуковых волн в двоичный код в памяти компьютера: звуковая волна ->микрофон ->переменный электрический ток ->аудиоадаптер ->двоичный код->Память компьютера .
Процесс воспроизведения звуковой информации, сохраненной в памяти ЭВМ: память ЭВМ ->двоичный код ->аудиоадаптер ->переменный электрический ток ->динамик ->Звуковая волна.
Звуковой адаптер (звуковая карта) — специальное устройство, подключаемое к компьютеру для преобразования электрических колебаний звуковой частоты в цифровой двоичный код при вводе звука, и для обратного преобразования (из цифрового кода в электрические колебания) при воспроизведении звука.
Во время записи аудиоадаптер измеряет амплитуду электрического тока за определенный промежуток времени и заносит двоичный код полученного значения в регистр. Затем полученный код записывается из регистра в оперативную память компьютера. Качество звука на компьютере определяется характеристиками аудиоадаптера: Частота дискретизации и скорость передачи данных.
Частота дискретизации — это количество раз измерения входного сигнала за 1 секунду. Частота измеряется в герцах (Гц). Одно измерение за 1 секунду соответствует 1 Гц. 1000 измерений за 1 секунду соответствуют 1 килогерцу (кГц). Типичные частоты дискретизации аудиоадаптеров — 11 кГц, 22 кГц, 44,1 кГц и т.д.
Битовая глубина регистра — это количество битов в регистре аудиоадаптера. Битовая глубина определяет точность входного сигнала. Чем выше разрешение, тем меньше погрешность в каждом отдельном преобразовании значения электрического сигнала в число и наоборот. Если емкость разрядов равна 8(16), то 2 8 =256 (2 16 =65536) различных значений могут быть получены при измерении входного сигнала. Очевидно, что 16-битный аудиоадаптер более точен, чем 8-битный, при кодировании и воспроизведении звука.
Аудиофайл — это файл, в котором хранится аудиоинформация в числовом двоичном формате. Информация в аудиофайлах обычно подвергается сжатию.
Примеры решенных задач.
Пример 1: Определите размер (в байтах) цифрового аудиофайла со временем звучания 10 секунд при частоте дискретизации 22,05 кГц и разрешении 8 бит. Файл не сжат.
Решение. Формула для расчета размера (в байтах) цифрового аудиофайла (моно): (частота дискретизации в Гц)*(время записи в секундах)*(битовое разрешение)/8.
Поэтому файл рассчитывается следующим образом: 22050*10*8/8 = 220500 байт.
Задания для самостоятельной работы
№1. Определите объем памяти для хранения цифрового аудиофайла длительностью две минуты с частотой дискретизации 44,1 кГц и разрешением 16 бит.
№2 Пользователю доступно 2,6 МБ дискового пространства. Он должен записать цифровой аудиофайл продолжительностью 1 минута. Какими должны быть частота дискретизации и скорость передачи данных?
№3. Объем свободного пространства на жестком диске составляет 5,25 Мб, емкость жесткого диска — 16. Какова длительность цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 22,05 кГц?
№4. Одна минута цифрового аудиофайла занимает на жестком диске 1,3 Мб, битрейт звуковой карты равен 8. С какой частотой дискретизации записан звук?
Представление графической информации.
Растровое представление.
Основные понятия: компьютерная графика, пиксель, растр, разрешение экрана, видеоинформация, видеопамять, хранение видео, графический файл, битовая глубина, страница хранения видео, цветовой код пикселя, графический прототип, графическая система координат.
Компьютерная графика — Область компьютерной графики, предметом которой является работа с графическими изображениями (рисунками, фотографиями, видео и т.д.).
Пиксель — наименьший элемент изображения на экране (точка на экране).
Растровое изображение — это прямоугольная сетка пикселей на экране.
Разрешение — разрешение экрана — это размер экранной сетки, определяемый как M*N, где M — количество горизонтальных пикселей, а N — количество вертикальных пикселей (количество строк).
Видеоинформация — информация об изображении, выводимом на экран компьютера и хранящемся в его памяти.
Видеопамять — это память с произвольным доступом, в которой хранится видеоинформация, воспроизводимая на экране.
Графический файл — файл, хранящий информацию о графическом изображении.
Количество цветов, которые можно отобразить на экране (K), и количество битов, выделяемых в видеопамяти для каждого пикселя (N), задаются формулой K=2 N
N — битовая глубина.
Страница — это часть видеопамяти, содержащая информацию об изображении («картинке» на экране). В видеопамяти можно одновременно хранить несколько страниц.
Разнообразие цветов на экране создается путем смешивания трех основных цветов — красного, синего и зеленого. Каждый пиксель на экране состоит из трех близко расположенных элементов, которые светятся этими цветами. Цветные дисплеи, работающие по этому принципу, называются RGB-дисплеями (red-green-blue).
Цветовой код пикселя содержит информацию о соотношении отдельных основных цветов. Если все три компонента имеют одинаковую интенсивность (яркость), их комбинации могут дать 8 различных цветов (2 3 ). В следующей таблице показано, как 8-цветная палитра кодируется трехзначным двоичным кодом. В нем наличие основного цвета обозначается единицей, а отсутствие основного цвета — нулем.
| К | З | С | Цвет |
| 0 | 0 | Черный | |
| 0 | 1 | Голубой | |
| 1 | Зеленый | ||
| 1 | 1 | Голубой | |
| 1 | 0 | 0 | Красный |
| 1 | 0 | 1 | Розовый |
| 1 | 1 | 0 | Коричневый |
| 1 | 1 | 1 | Белый |
Инфографика: от истоков к современности
Наши предки, одетые в шкуры животных, еще не умели писать и вынуждены были оставлять послания на стенах пещер. После нескольких тысячелетий господства письменных сообщений мы повторим нечто подобное в эпоху Больших Данных.
- Ключевые слова / keywords:
- Большие данные
- Big Data
- Визуальные интерфейсы
- Музей ОС
Наши предки, одетые в шкуры животных, еще не умели писать и вынуждены были оставлять послания на стенах пещер. После нескольких тысячелетий господства письменных сообщений мы повторим нечто подобное в эпоху Больших Данных.
Предки современных людей оставили послания в виде рисунков, которые они делали всеми имеющимися в их распоряжении инструментами, подарив нам шедевры наскальной живописи. Это может произойти снова — «возвращение в прошлое» связано с необходимостью получения огромных объемов данных и с тем, что современные технологии позволяют применять новые подходы к представлению данных. Одним из таких подходов является инфографика — далекий потомок наскальной живописи.
Инфографика появилась недавно, но имеет глубокие корни, и ее истоки можно найти в работах основателей статистических графиков Уильяма Плейфера, Флоренс Найтингейл и Чарльза Минарда, а Эдварда Тафти называют «отцом» инфографики.
Наряду с инфографикой появился термин визуальная грамотность, введенный Джоном Дебесом, основателем Международной ассоциации визуальной грамотности (IVLA): «Визуальная грамотность — это набор навыков, позволяющих человеку распознавать, интерпретировать, оценивать, эффективно использовать и создавать изображения и другие медиа. Знания и навыки, поддерживаемые визуальной грамотностью, позволяют людям понимать и анализировать контекст изображений и их культурные, эстетические, этические, духовные и технические составляющие. Движение за визуальную грамотность возникло как дополнение к традиционной грамотности; его сторонники утверждают, что доминирование письменности обусловлено тем, что на протяжении веков единственной альтернативой этому способу записи была живопись. Однако с изобретением фотографии появились и другие способы записи, кульминацией которых стала цифровая запись изображений. В то же время любая графика более интуитивно понятна людям — годовалый ребенок, например, уже понимает разницу между картинкой и реальностью, а к трем годам все дети активно рисуют и используют картинки как средство общения. Появление современных графических устройств открывает новые, безграничные возможности, но текстовая культура пока не имеет готовых решений для реализации этих возможностей.
Ранние работы по инфографике были направлены в первую очередь на иллюстрацию выводов ученых и не являлись самостоятельным направлением в области визуализации данных. Настоящую революцию в представлении данных совершил Уильям Плейфейр, чье имя вернул в историю Эдвард Тафти, возможно, самый влиятельный современный дизайнер инфографики. Тафти обнаружил, что двести лет назад Плафер предложил все основные типы статистических графиков, которые используются сегодня: Линейные диаграммы (графики), диаграммы площадей, гистограммы и линейные диаграммы (гистограммы), круговые диаграммы (круговые диаграммы), радиальные диаграммы (круговые диаграммы) и картографические диаграммы. Сегодня разработано еще много вариантов этих основных типов, а полную систематизацию типов диаграмм можно найти в «Периодической таблице» (www.visual-literacy.org/periodic_table/periodic_table.html). Перечисленные типы диаграмм применялись на практике так долго и последовательно, что может создаться ложное впечатление, что они существовали всегда, но это не так. У них один автор — Уильям Плейфейр. Успех диаграмм, предложенных Плейфером, был обусловлен тем, что их природа полностью соответствовала описанной схеме восприятия человеком визуальной информации. Трудно объяснить, как молодой энтузиаст в возрасте 26 лет мог интуитивно прийти ко всем этим решениям. Сегодня мы назвали бы Плифера независимым экономистом, но в свое время ему приходилось играть множество ролей: Памфлетист, лектор, бизнесмен и т.д. Создание диаграмм было делом времени, вызванным необходимостью донести до общественности свои взгляды на экономическую политику Англии, а, как говорят англичане, необходимость — мать изобретения.
Отец Плейфэра был священнослужителем и покинул этот мир, когда Уильям был еще подростком. Он не получил серьезного образования и начал работать подмастерьем у изобретателя механической молотилки Эндрю Мекле. В период с 1780 по 1786 год он работал дизайнером и гравером у самого Джеймса Уатта, что поставило его в интеллектуальный центр промышленной революции. Он был близко знаком с членами знаменитого Бирмингемского общества самогоноварения — неформального объединения лучших умов Великобритании того времени, которые были одними из самых влиятельных промышленников, инженеров, ученых и политиков в процессе промышленного преобразования Британской империи. Плейфер воспринял их взгляды и выразил их в 1786 году в своей необычной книге «Коммерческий и политический атлас», которая состояла из диаграмм, изображающих экономические и производительные силы современной Англии. Он не случайно назывался атласом, поскольку использовал полиграфические приемы и эстетику географических атласов и состоял из гравюр, выполненных самим автором. В атласе Плейфер интуитивно сделал те же выводы о представлении данных, что и члены немецкой гештальтпсихологии в начале 20 века. Они показали, что эффективность изображений как средства передачи информации объясняется тем, что потенциал мозга лучше используется, когда присущие ему быстрые способности к визуальному восприятию, за которые отвечает задняя часть мозга, сочетаются с медленными мыслительными способностями передней части мозга. В книге Плафер знакомит с основными типами диаграмм: Линии, области, полосы, линии и круги и используемые приемы: Обозначение областей цветом, использование наклонов линий для демонстрации изменений и тенденций, использование фигур разного размера для сравнения фигур, деление окружностей на сегменты и наложение окружностей. Сегодня невозможно представить, что все эти техники не существовали в прошлом.
Но не только способ передачи информации был важен для людей. История хранения также уходит корнями на заре времен. Наскальные рисунки в различных древних пещерах — один из таких примеров, ведь благодаря им мы можем оценить некоторые аспекты жизни человека в древние времена. Развивались методы запоминания, записи и хранения информации, за наскальными рисунками последовала клинопись, затем иероглифы и, наконец, письменность. Можно сказать, что это начало истории создания средств передачи информации в глобальном масштабе.
Развитие телеграфа
Логично, что история связи начинается с телеграфии. Первой версией телеграфии, изобретенной Демокритом и Клеоксеном (древнегреческими философами), был упомянутый выше факел. Однако она не прижилась, и с начала XVII века различные ученые пытались изобрести новые виды телеграфии.
В 1793 году был изобретен оптический телеграф — принципиально новая идея, не основанная на использовании света. Однако для передачи больших объемов информации требовались новые способы. Только открытие электромагнитных волн сделало возможной связь на больших расстояниях, например, электрический телеграф. Позже были изобретены электростатические и электрохимические устройства.
Электромагнитный ручной телеграф был создан в 1832 году благодаря работе русского ученого П. Л. Шиллинга, а электромеханический был запатентован в 1840 году Сэмюэлем Морзе, который изобрел специальный телеграфный код. В 1939 году Б. О. С. Якоби изобрел первую пишущую машинку, а в 1850 году — первый телеграфный аппарат с бланком.
Телефон как результат необычного эксперимента
В 1868 году американец Махлон Лумис представил первый прототип беспроводной линии, длина которой составляла около 22 км. Именно он считал, что возможность международной беспроводной связи вполне реальна, если человечество научится использовать электричество из атмосферы. Лумис говорил о радиоволнах, существование которых было подтверждено лишь 19 лет спустя Генрихом Герцем.
Конец XIX века стал третьей великой волной информационной революции, поскольку благодаря телеграфу, телефону и радио стало возможным передавать информацию на любые расстояния.
Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе
К этой скидке мы можем добавить скидку для вашего учебного заведения (в зависимости от того, сколько ваших коллег прошли курс «Инфоурок»).
В настоящее время в общей сложности 54 281 школа имеет право на накопительные скидки (от 2% до 25%). Чтобы узнать, какая скидка распространяется на всех сотрудников вашего учреждения, войдите в личный кабинет Инфорурок.
Речевое развитие школьников на уроках родного (русского) языка в условиях реализации обновленного ФГОС НОО
1 слайд Графические методы представления информации
2 слайда Компьютерную графику можно разделить на два типа: Векторная графика и растровая графика.
3 слайд Растровая графика Растровая графика представляет собой сетку маленьких квадратиков, называемых пикселями. Все пиксели имеют одинаковый размер и для простоты выстраиваются в прямоугольный массив, называемый растровой картой. Пиксель — это наименьшая единица изображения. Каждый пиксель соответствует одному цвету. При редактировании растрового изображения вы имеете дело с пикселями, а не с объектами изображения. Растровые карты идеально подходят для отображения изображений с большим количеством мелких деталей и тонких теней, поэтому они идеально подходят для отображения фотографий и фотореалистичных изображений.
4 Прозрачность Векторная графика Векторное изображение состоит из прямых и кривых линий, называемых ПРИМИТАМИ. Векторы описывают изображения по их геометрическим характеристикам. Векторные изображения можно масштабировать и трансформировать без потери качества. Векторная графика идеально подходит для отображения ярких изображений, которые должны оставаться четкими при масштабировании. Векторная графика используется для создания рисунков, чертежей, карт, логотипов и т.д.
5 слайдов Преимущества растровой графики
Очень легко импортировать в компьютер с помощью сканера или цифровой камеры. Выглядит более реалистично и поэтому используется для сохранения фотографий и видео. Легко редактировать некоторые детали: изменять цвет и яркость, использовать различные визуальные эффекты. Недостатки
Требует большого количества места для хранения. Масштабирование — дело непростое. Трудно изменить форму изображенных объектов. Каждый объект на изображении представляет собой набор независимых пикселей, информация о форме объектов не сохраняется. Сложно перевести в векторы, почти всегда требуется вмешательство человека.
6 Преимущества векторной графики с прозрачностью
Она требует меньше памяти и легче обрабатывается. Не зависит от разрешения (нет привязки к пикселям), поэтому не теряет качество при масштабировании и других преобразованиях. Легко преобразуется в растровое изображение. Подходит для создания анимации Недостатки
От наскальной живописи до диаграмм
Говорят, что все новое заставляет забыть старое. Это высказывание не может лучше описать феномен инфографики. Сегодня, чтобы передать большой объем сложной информации, в текст вставляют графические элементы: Графики, таблицы, диаграммы. Тысячи лет назад письменность началась с графики — схематических изображений предметов или явлений. Они называются пиктограммами. Известным примером пиктограмм являются египетские иероглифы, возникшие не позднее 3000 г. до н.э.3 От пиктографического письма произошел переход к именованию звуков: Картинки стали знаками, а знаки — алфавитами. Смысл передавался с помощью слов, а не рисунков.
Однако дальнейшее развитие, включая растущий интерес к научному исследованию мира, требовало новых средств выражения. Люди наблюдали за жизнью вокруг себя и записывали результаты этих наблюдений различными способами. В X веке, например, была создана эта карта движения небесных тел. 4
Возвращение к графическим средствам
Текста было недостаточно, чтобы передать знания о законах физики, описать строение человеческого тела, сообщить об открытиях или изобретениях. Были разработаны технологии, для которых требовались чертежи и схемы. Были разработаны ботанические или анатомические атласы, которые были бесполезны без соответствующих диаграмм.
Карты всегда были особой формой графической передачи информации. Век великих географических открытий расширил границы в прямом и переносном смысле. Хотя представления о размерах и форме континентов еще не были совершенными, картина мира становилась все более реалистичной.
Оригинальный дизайн карты был разработан шотландским картографом Джоном Огилби для его Атласа дорог Великобритании, опубликованного в 1675 году5. Одним из его нововведений было установление масштаба 1 дюйм на 1 милю.
Инфографика появилась в привычном понимании — в виде диаграмм и графиков — в конце 18 века. Уильям Плейфейр считается изобретателем большинства графических форматов, которые мы сегодня используем для визуализации данных. В частности, он изобрел гистограмму и столбчатый график в 1786 году и круговую диаграмму в 1801 году.4 Уильям Плейфейр опубликовал «Коммерческий и политический атлас», в котором изобразил экономику Англии. Например, он показал торговый баланс: соотношение экспорта и импорта. Позже он составил график, в котором объединил три показателя: уровень цен на пшеницу, заработную плату и правление монархов с 1565 по 1820 год.
Рождение современных форм
Пример популярной сегодня инфографики — временная шкала — встречается еще в 18 веке. Знаменитый ученый того времени, Джозеф Пристли, был наиболее известен своим открытием кислорода. Однако он был не только химиком и физиком, но и философом. В 1769 году Джозеф Пристли составил список биографий известных людей, который включал 2000 имен и охватывал период с 1200 года до нашей эры по 1750 год нашей эры.
Одним из основателей современной инфографики была Флоренс Найтингейл (1820 — 1910). Во время Крымской войны она работала медсестрой в госпитале. Там она собирала данные и делала выводы о том, как снизить смертность в больницах. Флоренс Найтингейл передала результаты своих исследований специальному комитету, созданному под ее влиянием для улучшения медицинского обслуживания в армии. Для иллюстрации сравнения определенных статистических данных Флоренс Найтингейл разработала диаграммы, напоминающие ветряной звон. 6
Автором следующей диаграммы является Шарль Жозеф Минар (1781 — 1870). Он был инженером, но также интересовался историей, экономикой, географией и статистикой. На пересечении этих дисциплин он создал десятки тематических карт на протяжении всей своей жизни. Среди его работ — карта количества пассажиров на различных железнодорожных линиях, карта экспорта французского вина, карта содержания парижских тротуаров, карта марша наполеоновской армии во время русской кампании 1812 года и многие другие. Уильям Плейфейр пытался заставить данные «говорить с глазом», а Чарльз Джозеф Минард хотел «вычислить с помощью глаза». 4
В начале 20-го века появилось еще одно применение инфографики. Когда на дорогах появились первые автомобили, увеличилось количество аварий, поэтому для регулирования движения были установлены дорожные знаки. Несмотря на небольшие различия в дизайне в разных странах, дорожные знаки сегодня известны повсеместно.
