niedziela, 24 października 2021

Czym się różni grafika wektorowa od rastrowej?

 

Grafika wektorowa

Grafika wektorowa jest inaczej zwana grafiką obiektową. W skrócie mówiąc, jest to obraz przedstawiony za pomocą kształtów i krzywych, które są swego rodzaju matematycznym zapisem konkretnych proporcji i odległości między elementami. Taki zapis sprawia, że możemy swobodnie pomniejszać i powiększać takie pliki.

Najczęściej używane formaty plików wektorowych:

    - PDF
    - AI
    - EPS
    - SVG
    - CDR

Najczęściej używane programy do obróbki grafiki wektorowej: i jaki mają format?

    - Adobe Illustrator
    - Corel Draw
    - Affinity Designer
    - Inkscape


Cechy grafiki wektorowej:

    - skalowalna
    - nie ma subtelnego przejścia między kolorami
    - nie jest do końca szczegółowa

Gdzie najczęściej stosowana jest grafika wektorowa?

    - przy rysunkach technicznych
    - przy prezentacjach (wykresy, diagramy)
    - przy tworzeniu logo
    - w typografii











Zalety i wady grafiki wektorowej:

ZaletyWady
Swobodne skalowanie bez utraty jakości obrazuObraz nie jest szczegółowy
Grafika wektorowa waży mniej niż rastrowaNie ma swobodnego przejścia między kolorami


Przykłady grafik wykonanych w technologii wektorowej:








Grafika rastrowa

Grafika rastrowa – inaczej zwana jest również bitmapą czy rastrem. Jest to, najogólniej mówiąc, siatka, która składa się z pikseli o tych samych wielkościach. Należy pamiętać o tym, że każdy piksel ma swój przypisany kolor oraz umiejscowienie oraz, że nie ma czegoś takiego jak piksel składający się z dwóch barw. Grafikę rastrową zaczęto powszechnie używać od około 1970 roku, kiedy to firma Texas Instrumenst (Stany Zjednoczone) pierwszy raz ją opatentowała. Współcześnie bitmapa jest rozpowszechnioną formą ukazywania obrazu cyfrowego. Świetnym przykładem grafiki rastrowej mogą być na przykład zdjęcia z aparatu cyfrowego.

Trzy podstawowe tryby koloru w grafice rastrowej:

    - tryb kolorowy - każdy piksel ma przyporządkowany kolor z danego modelu przestrzeni barw
    - tryb czarno-biały - występują tylko czarne i białe piksele
    - tryb monochromatyczny (skala szarości) - występuje czarny, biały oraz wszystkie odcienie szarości

Modele przestrzeni barw:















Najczęściej używane formaty plików rastrowych:

    - PDF
    - JPG
    - JPEG
    - PNG
    - TIFF
    - GIF

Najczęściej używane programy do obróbki grafiki rastrowej:

    - Adobe Photoshop
    - GIMP
    - Paint














Cechy grafiki rastrowej:

    - dobrze się kompresuje
    - jest skalowalna
    - jest szczegółowa
    - może zajmować dużo miejsca

Zalety i wady grafiki rastrowej:

ZaletyWady
Subtelne przejścia między koloramiPodczas kompresji (stratnej) grafika ulega pogorszeniu
Szczegółowy oraz wyraźny obrazUtrata jakości podczas powiększania obrazu
Dużo odcieni kolorystycznych i światłocieniMogą zajmować dużo miejsca, jeśli rozdzielczośc obrazu jest wysoka

Przykłady grafik wykonanych w technologii rastrowej:








środa, 3 marca 2021

Najwybitniejsi polscy informatycy

Najwybitniejsi polscy informatycy




Jan Łukasiewicz

logik polski, jeden z najwybitniejszych przedstawicieli lwowsko-warszawskiej szkoły filozoficznej.
21 XII 1878 - urodził się we Lwowie
1910 - opublikował pracę O zasadzie sprzeczności u Arystotelesa
1911 - został profesorem Uniwersytetu Jana Kazimierza we Lwowie
1915 - został profesorem Uniwersytetu Warszawskiego
1917–18 - opracował zasady logiki trójwartościowej
1918 - został ministrem wyznań religijnych i oświecenia publicznego
1922–23 i 1931–32 - był rektorem Uniwersytetu Warszawskiego
1929 - wydał Elementy logiki matematycznej
1946 - został profesorem Królewskiej Akademii Nauk w Dublinie
13 II 1956 - zmarł w Dublinie

Notacja polska - sposób zapisu wyrażeń logicznych (a później arytmetycznych), podający najpierw operator, a potem operandy (argumenty). Notacja ta pozwala na łatwiejsze przeprowadzanie operacji na formułach o znacznej długości.




Stanisław Leśniewski

logik, jeden z najwybitniejszych przedstawicieli lwowsko-warszawskiej szkoły filozoficznej.
28 III 1886 - urodził się w Sierpuchowie
1916 - wydał Podstawy ogólnej teorii mnogości
1919–39 - był profesorem na Uniwersytecie Warszawskim
lata 20. - stworzył system ontologii
lata 30. - opracował protetykę (naukę o twierdzeniach podstawowych)
13 V 1939 - zmarł w Warszawie

Twórca najsłynniejszego zapisu w językach informatycznych (i++). Zamiast przy konstruowaniu pętli - podstawowej konstrukcji w programowaniu informatycznym - pisać: i = i + 1, piszemy i++. Ten zapis przyspieszył wielokrotnie pracę komputera, a przede wszystkich pracę tzw. jądra systemu operacyjnego.






Marian Rejewski

matematyk i kryptolog
16 VIII 1905 - urodził się w Bydgoszczy
1929 - uczestniczył w kursie kryptologii
1930–32 - był asystentem w Instytucie Matematyki Uniwersytetu Poznańskiego
1933 - rozwiązał system szyfrowania niemieckiej maszyny szyfrującej Enigma
1943 - został wcielony do oddziału radiowo wywiadowczego PSZ w Anglii
od 1967 pracował jako urzędnik w Bydgoszczy
1979 - został honorowym członkiem Polskiego Towarzystwa Matematycznego
13 II 1980 - zmarł w Warszawie

Złamał szyfr Enigmy - najważniejszej maszyny szyfrującej używanej przez Niemców.





Stanisław Ulam

matematyk
13 IV 1909 - urodził się we Lwowie
do 1941 - był wykładowcą Uniwersytetu Harvarda w Cambridge
1941–43 - profesor Wisconsin University w Madison
1967–77 - University of Colorado Boulder
1944–67 - pracował w ośrodku badań jądrowych w Los Alamos
1960 - wydał A Collection of Mathematical Problems
1976 - wydał autobiografię Adventures of a Mathematician
13 V 1984 - zmarł w Santa Fe

Był twórcą pierwszych metod numerycznych, np. metody Monte Carlo. Był jednym z pierwszych naukowców, którzy wykorzystywali w swych pracach komputery.





Wacław Sierpiński

matematyk
14 III 1882 - urodził się w Warszawie
1910 - został profesorem Uniwersytetu Lwowskiego
1914 - opublikował pracę Teoria liczb
1918 - został profesorem Uniwersytetu Warszawskiego
1920 - założył czasopismo „Fundamenta Mathematicae”
1928 - wydał Zarys teorii mnogości. Cz. II Topologia ogólna
1933 - Wstęp do teorii liczb
1955 - Arytmetyka teoretyczna
1958–69 - był redaktorem naczelnym „Acta Arithmetica”
21 X 1969 - zmarł w Warszawie

Twórca trójkąta Sierpińskiego, dywanu Sierpińskiego, liczb Sierpińskiego oraz przestrzeni Sierpińskiego.

środa, 10 lutego 2021

Ciąg Fibonacciego

 

Ciąg Fibonacciego, złota liczba i złoty podział.


Leonardo Fibonacci żył w latach 1175-1250, był włoskim matematykiem pochodzącym z Pizy.

Uważał 0 za pierwszą liczbę naturalną, zajmował się rozkładem liczby na czynniki pierwsze. To dzięki niemu posługujemy się cyframi arabskimi i to właśnie on podał wzór określający kolejne wyrazy ciągu Fibonacciego.

Otóż w tym ciągu liczb naturalnych pierwsze dwa wyrazy ciągu są równe 1, a każdy następny wyraz (zwany liczbą Fibonacciego) powstaje jako suma dwóch poprzednich, czyli 1 + 1 = 2; 1 + 2 = 3; 2 + 3 = 5; 3 + 5 = 8 itd. aż do nieskończoności:

1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610, 987 ...

Sam ciąg posiada kilka ciekawych właściwości.

Jeżeli podzielimy przez siebie dowolne, kolejne dwa wyrazy ciągu Fibonacciego, np. 987 : 610; 89 : 55 to stosunek tych liczb będzie równy zawsze tej samej liczbie, równej w przybliżeniu 1.618.

Im większe wyrazy ciągu podzielimy, tym dokładniejsze przybliżenie tej liczby uzyskamy. Liczbę tę nazywa się „złotą liczbą” i oznacza grecką literą φ (czyt. „fi”).

Stosunek tego podziału określa się również mianem „złotego podziału” lub „Boskiej proporcji”. Warto również wspomnieć o spirali Fibonacciego, szczególnym przypadku tzw. złotej spirali, której szerokość zwiększa się (lub zmniejsza) o 90° dokładnie φ razy (czyli o „złotą liczbę”).

 


Świat przyrody

W przytłaczającej większości optymalnie rozwinięty kwiat bez mutacji i deformacji, zawsze ma liczbę płatków będącą liczbą Fibonacciego (np. 1 płatek – lilia calla, 2 – wiloczmlecz, 3 – irys, 5 – dzika róża, 8 – ostróżka, 13 – nagietek, 21 – stokrotki, 34 – złocień).

Zjawisko zwane spiralną filotaksją (ulistnieniem) cechuje bardzo wiele gatunków drzew. Myślimy tutaj o strukturze gałęzi układających się spiralnie wokół pnia.

Gdybyśmy ponumerowali gałęzie zgodnie z wysokością, na jakiej wyrastały to okaże się, że liczba gałęzi sąsiadujących pionowo jest liczbą Fibonacciego, a ponadto liczba gałęzi pomiędzy gałęziami sąsiadującymi pionowo również jest tą liczbą.

Zasada spiralnej filotaksji ma również swoje miejsce w świecie roślin, gdzie wyrastające liście wzajemnie się nie przysłaniają.

W ten sposób rośliny mogą maksymalnie wykorzystywać posiadane miejsce, energię słoneczną oraz zebrać jak największą ilość deszczu.

Najlepszym przykładem spirali Fibonacciego w przyrodzie są muszle.




Ciało człowieka

Najbliższe organizmowi ludzkiemu liczby ciągu Fibonacciego to 1,2 i 5.

Mamy dwie kończyny górne i dwie dolne, pięć zmysłów, trzy wypustki głowy (dwoje uszu i nos), trzy otwory głowy (dwoje oczu i usta) i pojedyncze organy.

Złoty podział i liczbę fi znajdziemy również w proporcjach naszego ciała. Co prawda proporcje te nie są tak idealnie i dokładnie zachowane, ale są na pewno bardzo zbliżone.

Weźmy na przykład stosunek wzrostu człowieka do odległości od stóp do pępka, który wynosi fi (1,618). Te same stosunki odległości równe liczbie fi, znajdziemy także w odległości np. od koniuszków palców do łokci – do odległości od łokcia do nadgarstka; od ramion do czubka głowy – do odległości od brody do czubka głowy; od pępka do czubka głowy – od odległości ramion do czubka głowy; od kolana do pępka – do odległości od kolana do stopy.

Złote proporcje zachowują nawet spirale naszego DNA. Cząsteczka DNA mierzy 34 jednostki długości na 21 jednostek szerokości dla każdego odcinka podwójnej spirali. Liczby te są oczywiście elementami ciągu Fibonacciego, a zależność między nimi jest równa  liczbie fi.
 

Muzyka, sztuka i architektura, a ciąg Fibonacciego.

Zasady ciągu Fibonacciego i złotej liczby możemy odnaleźć także w świecie muzyki. Zależności pomiędzy poszczególnymi dźwiękami w muzyce opierają się właśnie na matematycznych prawach harmonii, a dokładniej właśnie na liczbie fi.

Zakres dźwięków słyszalnych rozciąga się od 32 (największe piszczałki w organach) do 73700 (granie cykad) drgań na sekundę. Dźwięki zawarte w przedziale 60-33000 drgań mają charakter muzyczny. Odległości pomiędzy dwoma dźwiękami nazywane są interwałami.

Te najprzyjemniej brzmiące dla ucha powstają na podstawie liczby fi.

Zapis nutowy znanego kanonu D-Dur Pachelbela skonstruowany jest według liczb Fibonacciego, a jego odzwierciedlenie można znaleźć w wielu współczesnych utworach muzycznych (np. Green Day – Basket Case, U2 – With or Without You, Bob Marley – Woman No Cry, The Beatles – Let It Be).

Ponadto większość z sonat Amadeusza Mozarta podzielona była na dwie części dokładnie z zachowaniem złotego podziału. Z zasady tej korzystał również Antonio Stradivarius podczas konstruowania swoich najlepszych wiolonczeli.