Введение

Изучение того, как компьютеры могут использоваться для создания изображений Компьютерная визуалистика - это междисциплинарная область исследования, которая рассматривает, как компьютеры могут использоваться для создания и анализа изображений.

Области

Для науки об изображениях в информатике в центре внимания вместе с потенциальными реализациями стоит абстрактный тип данных "image" (или, возможно, несколько таких типов). Существует три основные группы алгоритмов для этого типа данных, которые следует рассматривать в вычислительной визуалистике:

Алгоритмы от "образа" к "образу"

Обработка изображений - это область исследований, которая в основном включает операции по преобразованию одного или нескольких входных изображений, а также возможных дополнительных параметров, не относящихся к изображениям, в выходные изображения. Эти операции облегчают различные приложения, такие как повышение качества изображения, включая такие методы, как усиление контраста; извлечение конкретных особенностей из изображения, таких как обнаружение краев; и выявление и изоляция шаблонов на основе заранее определенных критериев, на примере техники синего экрана. Кроме того, в данную область входит разработка алгоритмов сжатия, которые играют значительную роль в эффективном хранении и передаче данных изображения.

Алгоритмы от "образа" к "необразу"

Две дисциплины разделяют операции преобразования изображений в неживописные элементы данных. Поле распознавания образов не ограничено изображениями. Но с начала 1950-х годов она выполняла важную предварительную работу по вычислительной визуалистике в тех областях, которые по существу классифицируют информацию в данных изображениях: идентификация простых геометрических гестальтов (например, "круглая область"), классификация букв (признание почерка), "видение" пространственных объектов на изображениях или даже ассоциация стилистических атрибутов представления. Изображения должны быть связаны с экземплярами неизобразительного типа данных, формирующими описание некоторых их аспектов. Соседствующее поле компьютерного зрения - это часть ИИ (искусственного интеллекта), в которой ученые-компьютеры пытаются научить компьютеры способности визуального восприятия. Поэтому проблема скорее относится к компьютерному зрению в той степени, в какой ее цель является "семантической", т.е. результат приближается к человеческому зрению объектов на картинке.

Алгоритмы от "не-образа" к "образу"

Исследование возможностей, полученных операциями, которые приводят к экземплярам типа данных "image", но берут в качестве отправной точки экземпляры необразных типов данных, выполняется в частности в компьютерной графике и визуализации информации. Первый из них относится к изображениям в более узком смысле, т.е. к тем изображениям, на которых показаны пространственные конфигурации объектов (в разговорном смысле "объект") в более или менее натуралистическом представлении, например, в виртуальной архитектуре. Начальной точкой алгоритмов генерации изображения в компьютерной графике обычно является тип данных, который позволяет описать геометрию в трех измерениях и освещение сцены, которое должно быть изображено вместе с важными оптическими свойствами рассматриваемых поверхностей. Ученые в области визуализации информации заинтересованы в изобразительном представлении любого другого типа данных, в частности, тех, которые состоят из невизуальных компонентов в "пространстве" состояний: для этого сначала должна быть определена конвенция визуальной презентации, например, код цветов или определенных икон. Известные фрактальные изображения (например, множества Мандельброта) образуют пограничный случай визуализации информации, поскольку было визуализировано абстрактное математическое свойство.

Программы обучения по вычислительной визуалистике

Предмет вычислительной визуалистики был введен в Университете Магдебурга, Германия, осенью 1996 года. Его инициатором стал Томас Стротхотт, профессор компьютерной графики в Магдебурге, и его в значительной степени поддерживал Йорг Ширра вместе со всей командой междисциплинарных исследователей из социальных и технических наук, а также из медицины. Эта пятилетняя программа имеет в своей основе курсы информатики: студенты изучают цифровые методы и электронные инструменты для решения проблем, связанных с изображением. Технологические направления деятельности дополняются курсами по изображениям в гуманитарных науках. В дополнение к изучению традиционных (т.е. не компьютеризированных) контекстов использования изображений, студенты интенсивно практикуют свои коммуникативные навыки. В качестве третьего компонента программы прикладный предмет, такой как биология и медицина, дает студентам возможность применять свои знания в раннем возрасте, поскольку они приобретают навыки, необходимые для совместной работы с клиентами и экспертами в других областях, где цифровые данные изображений имеют важное значение, например, данные микроскопии и рентгеновских изображений в биологии и медицине. В 2006 году были введены программы бакалавриата и магистратуры. Термин "вычислительная визуалистика" также используется для аналогичной программы обучения в Университете Кобленца.