Кіріспе

Компьютерлерді суреттерді құру үшін пайдаланудың әдістерін зерттеу Компьютерлік визуалистика - бұл суреттерді құру және талдау үшін компьютерлерді пайдаланудың әдістерін қарастыратын оқудың салааралық саласы.

Қаражаты

Компьютерлік ғылымдағы бейнелер туралы ғылым үшін абстрактілі деректер түрі "бейне" (немесе мүмкін бірнеше осындай типтер) ықтимал іске асырулармен бірге қызығушылықтың ортасында тұр. Бұл дерек түрін есептеу визуалистикасында қарастыруға болатын алгоритмдердің үш негізгі тобы бар:

"Көрнектен" "көрнекке" алгоритмдер

Суретті өңдеу - бұл негізінен бір немесе бірнеше кіріс суреттерді, мүмкін қосымша бейне емес параметрлермен бірге шығыс суретіне айналдыратын операцияларды қамтитын зерттеу саласы. Бұл операциялар түрлі қолданбаларды жеңілдетеді, мысалы, кескін сапасын жақсарту, соның ішінде контрастты арттыру сияқты әдістер; кескіннен шеттерді анықтау сияқты нақты белгілерді алу; және көк экран техникасымен мысалға келтірілген алдын ала белгіленген критерийлерге негізделген үлгілерді анықтау және оқшаулау. Сонымен қатар, бұл салаға сурет деректерін тиімді сақтау мен беруде маңызды рөл атқаратын сығылу алгоритмдерін әзірлеу кіреді.

"Көрнекіден" "көрнекі емеске" алгоритмдер

Суреттерді суретке жатпайтын дерек элементтеріне түрлендіру операцияларын екі пән бөліседі. Үлгілерді тану өрісі суреттермен шектелмейді. Бірақ 1950 жылдардың басынан бастап, берілген бейнелердегі ақпаратты негізінен жіктеу салаларында есептеулік визуалистика үшін маңызды алдын ала жұмыс істеді: қарапайым геометриялық гестальттарды анықтау (мысалы, "дөңгелек аймақ"), әріптерді жіктеу (қол жазуды тану), бейнелердегі кеңістіктік объектілерді "көріп" немесе тіпті бейнелеудің стильдік атрибуттарын бірлестіру. Суреттер олардың кейбір аспектілерін сипаттайтын сурет емес дерек түрінің инстанцияларымен байланыстырылады. Компьютерлік көрудің көршілес саласы - бұл ИЖ (жасанды интеллект) бөлігі, онда компьютерлік ғалымдар еркін сөйлеу компьютерлерге визуалды қабылдау қабілетін үйретуге тырысады. Сондықтан, проблема компьютерлік көруге қатысты, оның мақсаты "семантикалық", яғни, нәтиже суреттегі объектілерді адамның көруіне жақын.

"Көрнекі емес" алгоритмдер "көрнекіге" ауысады

"Көрнекі" деректер түрінің инстанцияларын шығаратын, бірақ бастапқы нүкте ретінде кескіндік емес деректер түрлерінің инстанцияларын алатын операциялардың мүмкіндіктерін зерттеу, әсіресе компьютерлік графикада және ақпараттарды визуализациялауда жүзеге асырылады. Біріншісі жақын мағынадағы суреттермен, яғни, нысандардың кеңістіктік конфигурацияларын көрсететін суреттермен (оқиғаның кең таралған мағынасында) аз немесе көп натуралистік бейнелеуде, мысалы, виртуалды архитектурада. Компьютерлік графикада суретті құру алгоритмдерінің бастапқы нүктесі әдетте геометрияны үш өлшемде сипаттауға мүмкіндік беретін дерек түрі болып табылады және көріністің жарығы қарастырылатын беттердің маңызды оптикалық қасиеттерімен бірге бейнеленеді. Ақпаратты визуализациялау ғалымдары кез келген басқа дерек түрін, әсіресе визуалды емес компоненттерден тұратын мемлекеттердің "кеңістігінде" суретпен көрсетуге қызығушылық танытады: мұны істеу үшін алдымен визуалды ұсынудың конвенциясы анықталуы керек, мысалы, түстер коды немесе белгілі бір таңбашалар. Белгілі фракталды суреттер (мысалы, Мандельброттың жиынтығы) абстрактілі математикалық қасиетті бейнелеуден кейін ақпараттың визуализациясының шекаралық жағдайын құрайды.

Компьютерлік визуалистика бойынша білім беру бағдарламалары

Компьютерлік визуалистика пәні 1996 жылдың күзінде Германияның Магдебург университетінде енгізілді. Оны Магдебургтегі компьютерлік графика профессоры Томас Стротхотт бастады және оны негізінен Йорг Ширра әлеуметтік және техникалық ғылымдар мен медицинадан келген салааралық зерттеушілер тобымен бірге қолдады. Бұл бес жылдық дипломдық бағдарламаның негізгі бағыты - компьютерлік ғылым: студенттер суретке байланысты мәселелерді шешу үшін цифрлық әдістер мен электрондық құралдар туралы біледі. Технологиялық салалар гуманитарлық ғылымдардағы суреттер курстарымен толықтырылады. Суреттерді қолданудың дәстүрлі (яғни компьютерлік емес) контексттерін үйренуден басқа, студенттер өздерінің қарым-қатынас дағдыларын қарқынды түрде жаттықтырады. Бағдарламаның үшінші компоненті ретінде биология және медицина сияқты қолданбалы пән студенттерге өз білімдерін қолданудың ерте мүмкіндігін береді, өйткені олар клиенттермен және сарапшылармен бірге жұмыс істеу үшін қажетті дағдыларды басқа салаларда, мысалы, биология мен медицинада микроскопия және радиологиялық бейне деректері маңызды. 2006 жылы бакалавриат және магистратура бағдарламалары енгізілді. "Компьютерлік визуалистика" термині Кобленц университетінің ұқсас бағдарламасына да қолданылады.