Технологии обработки графических образов

Графические процессоры представляют собой инструментальные средства, позво­ляющие создавать и модифицировать графические образы с использованием следующих типов информационных технологий:

· коммерческой графики;

· иллюстративной графики;

· научной графики;

· когнитивной графики.

ИТ коммерческой (или деловой), графики обеспечи­вают отображение информации, хранящейся в табличных процессорах, базах данных и отдельных локальных файлах в виде двух- или трехмерных графиков, круговой диа­граммы, столбиковой гистограммы, линейных графиков и др. Они включаются в состав офисных приложений, многих интегрированных технологий и систем.

ИТ иллюстративной графики позволяют создавать иллюстрации (деловые схемы, эскизы, географические карты и т.д.) для различных тек­стовых документов в виде регулярных структур - различные геометрические фигуры (так называемая «векторная графика») и нерегулярных структур - рисунки пользователя («растровая графика»). Процессоры, реализующие иллюстративную растровую графику, дают возможность пользователю выбрать толщину и цвет линий, палитру заливки, шрифт для записи и наложения текста, включить созданные ранее графические образы. Кроме этого, пользователь может стереть, разрезать рисунок и перемещать его части, соз­давать и просматривать изображения в режиме слайдов, спецэффектов, оживлять их. Эти средства включены в офисные приложения PowerPoint, FrontPage и обеспечиваются гра­фическими процессорами Visio, Corel Draw, Adobe, PotoShop, 3d Studio и др.

ИТ научной графики предназначены для оформления научных расчетов, содер­жащих химические, математические и прочие формулы, а также могут быть использова­ны в картографии и других сферах. Для их реализации используются средства векторной и когнитивной графики.

Когнитивная графика - совокупность приемов и методов образного представле­ния условий задачи, которая позволяет сразу увидеть решение либо получить подсказку для его нахождения. Она реализует методы информационного моделирования для соз­дания виртуальной действительности. Само информационное моделирование возникло, когда в 1953 г. Физики для изучения колебаний атомной решетки создали на ЭВМ вирту­альный мир атома. В результате с помощью ИТ был создан научный инструмент, который позволяет получать знания о том, что нельзя непосредст­венно наблюдать, экспериментально проверить, или предсказать с помощью теорий. Когнитивная графика позволяет образно представить различные математические фор­мулы и закономерности для доказательства сложных теорем. Открывает новые возможно­сти для познания законов функционирования сознания - этой наиболее сложной и со­кровенной тайны мироздания.

Когнитивные компьютерные средства представляют собой комплекс виртуальных устройств, программ и систем, реализующих совокупную обработку зрительной инфор­мации в виде образов, процессов, структур, позволяющих средствами диалога реализовать методы и приемы представления условий задачи или подсказки решения в виде зри­тельных образов. Виртуальное устройство является функциональным эквивалентом уст­ройства, предоставляемого пользователю независимо от того, имеется ли данное устрой­ство в системе или нет.

Когнитивная графика используется в информационном моделировании, интеллек­туальных информационных технологиях, системах поддержки принятия управленческих решений, прогнозировании биржевого рынка и т.д.

Гипертекстовая технология

Метод построении смысловых связей между сходными, близкими понятиями был реализован в шестидесятых годах прошлого столетия Теодором Нельсоном и назван гипертекстовой технологией. Текст, представленный посредством гипертекстовой техно­логии, называют гипертекстом.

Гипертекстовая техно­логия заключается в том, чтобы представить его в виде иерархической структуры типа граф или сети. Для этого материал текста делится на фрагменты (страницы, статьи, фай­лы), которые тоже могут не иметь структуры. Каждый фрагмент дополнен связями с дру­гими фрагментами, что позволяет уточнить информацию об изучаемом предмете и дви­гаться по тексту в одном или нескольких направлениях по выбранным связям.

При установлении связей можно опираться на разные основания (ключи). Ключи должны отражать смысловую, семантическую близость связываемых фрагментов или файлов. Фактически ключ является именем файла (фрагмента), к которому надо перейти. Следуя по ключу можно получить более подробные или сжатые сведения об изучаемом объекте. При этом можно читать весь текст, или осваивать материал, пропуская известные подробности. Текст теряет свою замкнутость, становится принципиально открытым, в него можно вставлять новые фрагменты, указывая для них связи с имеющимися фрагментами, или убирать ненужные сведения. Структура текста (базы данных, любого другого мате­риала) не разрушается, и вообще у гипертекста нет раз и навсегда заданной структуры.

Таким образом, гипертекстовая технология - это технология представления не­структурированной свободно наращиваемой информации. Этим она отличается от дру­гих технологий, где создаются модели структурирования данных, например, в базах данных.

Обработка гипертекста открыла новые возможности освоения информационного материала, отличающиеся от традиционного. Вместо поиска информации по ключу (на­пример, по запросу в базах данных) гипертекстовая технология предлагает перемещение по ключу от одних объектов информации к другим с учетом их смысловой, семантиче­ской близости. Гипертекст содержит не только информацию, но и аппарат ее эффективного поиска для перемещения.

Структурно гипертекст состоит из информационного материала, тезауруса гипер­текста, списка главных тем и алфавитного словаря.

Информационный материал подразделяется на информационные статьи, со­стоящие из заголовка статьи и текста. Информационная статья может представлять собой файл, закладку в тексте, web-страницу. Заголовок (имя файла) - это название темы или наименование описываемого в информационной статье понятия. Текст информацион­ной статьи содержит традиционные определения и понятия, т.е. содержит описание те­мы. Текст, включаемый в информационную статью, может сопровождаться пояснениями, числовыми и табличны­ми примерами, документами, рисунками, диаграммами, объектами реального времени (аудио и видео).

В тексте информационной статьи выделяются ключи, или гиперссылки, являющиеся заголовками связанных информационных статей (имен файлов). Ключи должны визу­ально отличаться (подсветка, выделение, другой шрифт и т.д.) от остального текста. Клю­чом может служить слово или предложение. Они обеспечивают ассоциативную, семанти­ческую, смысловую связь или отношение между информационными статьями.

Тезаурус гипертекста - это автоматизированный словарь, отображающий се­мантические отношения между информационными статьями (файлами) и предназна­ченный для поиска слов (файлов) по их смысловому содержанию.

Тезаурус гипертекста состоит из тезаурусных статей. Тезаурусная статья имеет за­головок и список заголовков родственных тезаурусных статей, где указаны тип родства и заголовки информационных статей. Заголовок тезаурусной статьи совпадает с заголов­ком информационной статьи. Тип родства или отношений определяет наличие или от­сутствие смысловой связи. Существуют референтные и организационные типы родства, или отношений.

Референтные, смысловые отношения указывают на смысловую, семантическую, ассоциативную связь двух информационных статей (файлов). В информационной статье, на которую сделана ссылка, может быть дано определение, разъяснение, понятие, обоб­щение, детализация понятия, выделенного в качестве ключа. Референтные отношения реализуют семантическую связь типа: род - вид, вид - род, целое - часть, часть - целое. Пользователь получает более общую информацию по родовому типу связи, а по видово­му - более детальную информацию без повторения общих сведений из родовых тем. Тем самым глубина индексирования текста зависит от родо-видовых отношений.

К организационнымотношениям относятся те, для которых нет ссылок с отноше­ниями род - вид, целое - часть, т.е. между информационными статьями нет смысловых свя­зей. Они позволяют создать список главных тем, оглавление, меню, алфавитный словарь.

На основе референтных и организационных отношений может быть построена гипертекстовая модель текста (не структурируемого материала). Гипертекстовая модельизображается в виде сети или графа. Модель референтных отношений обычно изображается сетью. Модель организационных отношений изображается в виде графа или сети. В вершинах сети или графа (узлах) находятся заголовки информационных статей (имена файлов, страниц, закладок). Ребро, или ветвь, определяет ключ связи (гиперссылку) с другой информационной статьей (файлом), на которую надо перейти для просмотра ма­териала. В результате строится список заголовков тезаурусных статей, и одновременно ключ становится указателем заголовка информационной статьи в этом списке. Тем самым тезаурус гипертекста автоматически реализует поисковый аппарат по смысловым и орга­низационным связям.

Модель гипертекста позволяет структурировать материал, выделить основные и частные пути создания и просмотра материала, чтобы пользователь не пропустил глав­ного, не «утонул» в деталях, понял смысл написанного. Умение построить гипертексто­вую модель облегчает создание web-страниц, гипертекстовых документов и баз гипертек­стовых документов. Пользователю гипертекстовая модель обеспечивает комфорт при ра­боте с гипертекстом.

Тезаурус гипертекста может содержать не только простые, но и составные ссылки. Они образуют неявные ссылки. Примером их использования служат тематические ката­логи для поиска в сети интернет.

Формирование тезаурусных статей в соответствии с моделью гипертекста означает индексирование текста. Полнота связей, отражаемых в модели, и точность установления этих связей в тезаурусных статьях, в конечном итоге, определяют полноту и точность по­иска информационной статьи гипертекста.

Список главных тем содержит заголовки информационных статей с организаци­онными отношениями. Обычно он представляет собой меню, содержание книги, отчета или информационного материала.

Алфавитный словарь содержит перечень наименований всех информационных статей в алфавитном порядке. Он реализует организационные отношения.

Гипертексты, составленные вручную, используются давно. К ним относятся спра­вочники, энциклопедии, а также словари, снабженные развитой системой ссылок.

Область применения гипертекстовых технологий очень широка. Первыми рас­пространенными инструментами создания гипертекста стали приложения Hypercard, QuickTime фирмы APPLE для персональных компьютеров Мacintosh, приложение Linkway корпорации IBM. В большинстве современных приложений гипертекст исполь­зуется для построения перекрестных ссылок, например, во всех офисных приложениях. Вся помощь в приложениях (help) составляется с использованием гипертекстовой техно­логии. Гипертекстовая технология встроена во многие ИТ и системы.