Báo cáo tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Đình Thuân
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, ngành Công nghệ thông tin đã và đang được ứng
dụng rộng rãi trong nghiên cứu khoa học cũng như trong thực tế sản xuất tại các
nhà máy, xí nghiệp tại Việt Nam. Qua thực tế làm việc tại Nhà máy dệt Tân Tiến, tôi
nhận thấy tại dây chuyền in hoa có thể áp dụng công nghệ thông tin để tiết kiệm
thời gian sản xuất thử sản phẩm cũng như giúp việc định hướng cho việc chọn màu
sắc cho sản phẩm vải in hoa.
Đề tài :
“ XỬ LÝ VÀ CHỌN MẪU MÀU CHO CÔNG ĐOẠN IN THỬ MỘT MẪU
IN HOA TẠI NHÀ MÁY DỆT TÂN TIẾN”
Trong phạm vi đề tài này, với những mục đích nêu trên, chúng ta nghiên cứu
cơ sở lý thuyết về Kỹ thuật đồ họa cũng như cơ sở lý thuyết về CSDL để có thể áp
dụng giải quyết vấn đề một cách hiệu quả. Bố cục của đề tài bao gồm :
Phần I : Giới thiệu về Công nghệ sản xuất vải In hoa.
Phần II : Các phép biến đổi để các lớp phim trùng khớp lên nhau.
Phần III : Tìm hiểu một số dạng File ảnh và hệ màu.
Phần IV : Tìm hiểu về CSDL của bài tốn
Phần V : Thiết kế, cài đặt chương trình thực hiện
Phần VI : Nhận xét
Vì thời gian và kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sót,
rất mong sự đóng góp ý kiến giúp đỡ của thầy cô giáo, các bạn cùng lớp và các
đồng nghiệp tại nhà máy dệt Tân Tiến để có thể hồn thiện đề tài một cách tốt hơn.
Nha Trang, ngày 20 tháng 07 năm 2003
Người thực hiện
Nguyễn Hồng Hải
Sinh viên : Nguyễn Hồng Hải Trang : 2
Báo cáo tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Đình Thuân
Ý kiến của Nhà máy dệt Tân Tiến :
Sinh viên : Nguyễn Hồng Hải Trang : 3
Báo cáo tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Đình Thuân
Step Film
Chế bản lưới
quay
In trên
máy
Hấp gắn màu Giặt sau hấp Định hình
hoàn tất
KHÁCH
HÀNG
1
2 3
4
Chọn
Không
5
6
7
10
8
9
11
Báo cáo tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Đình Thuân
2. Giới thiệu bài tốn :
Từ một mẫu hoa cần sản xuất thử (Ví dụ mẫu hoa 6 màu như dưới đây),
nhân viên Phòng thiết kế mẫu tiến hành tách màu thành 6 màu trên 6 lớp phim
trong suốt (Layer Slide) được đánh số từ 1 đến 6, các bản tách màu này ở dạng
trắng đen.
Sau khi hồn tất công đoạn tách bản này phim được chuyển cho nhân viên
phòng chế bản chụp các phim lên lưới phẳng sản xuất thử (Khuôn lưới lụa) cũng
được đánh số từ 1 đến 6 tương ứng với từng lớp phim.
tách
màu
Báo cáo tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Đình Thuân
Sau khi chọn màu và in thử xong mẫu hoa trên, mẫu hoa được gởi cho khách
hàng lựa chọn, nếu khách hàng đồng ý thì nhà máy cho tiến hành sản xuất hàng
loạt, nếu không có thể phải tiến hành chọn lại màu.
Trên đây tôi xin giới thiệu sơ về bài tốn và vấn đề cần giải quyết ở đây là
việc đưa các lớp phim (Layer slide) vào máy tính sao cho các bản layer trùng khít
lên nhau và tiến hành chọn màu trên từng lớp để chọn màu ưng ý nhất. Từ các màu
đã được chọn máy tính tìm trong cơ sở dữ liệu về màu sắc và đưa ra các thành
phần thuốc nhuộm cần thiết tạo nên màu đã chọn. (trong thực tế, nhà máy đã tìm
hiểu dây chuyền công nghệ được tin học hóa của Hãng Stock Brabant - Hà Lan
tuy nhiên do giá thành quá đắt nên chưa thể nhập được dây chuyền trên) vì vậy tôi
chỉ mong muốn góp một phần nhỏ trong việc hợp lý hóa quá trình sản xuất của nhà
máy.
Sinh viên : Nguyễn Hồng Hải Trang : 7
Báo cáo tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Đình Thuân
PHẦN II : CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI ĐỂ CÁC LỚP FILM TRÙNG KHÍT NHAU
I. Các khái niệm tổng quan của kỹ thuật đồ hoạ máy tính (Computer Graphics):
1. Kỹ thuật đồ hoạ máy tính :
Kỹ thuật đồ hoạ máy tính có thể định nghĩa như một lĩnh vực của công nghệ
thông tin mà ở đó nghiên cứu, xây dựng và tập hợp các công cụ (mô hình lý thuyết
và phần mềm) khác nhau để kiến tạo, xây dựng, lưu trữ và xử lý các mô hình
(model) và hình ảnh (image) của đối tượng, sự vật hiện tượng khác nhau trong
cuộc sống, sản xuất và nghiên cứu. Các mô hình và hình ảnh này có thể là các kết
quả thu được từ những lĩnh vực khác nhau của rất nhiều ngành khoa học (Vật lý,
tốn học, thiên văn học v..v) và bao trùm rất nhiều thể loại và dạng phong phú .
2. Các kỹ thuật đồ hoạ :
Ngày nay số lượng các hệ thống sử dụng kỹ thuật đồ hoạ tương tác đã trở
nên rất lớn, ngày càng nhiều và càng trở nên đa dạng hơn, phong phú hơn. Tuy vậy
cùng với các thuộc tính tương ứng của nó mà không lưu lại tồn bộ pixel của hình
ảnh tô trát (rendering) được .
Các thành phần này được mô tả trong mô hình hình học của đối tượng được
gọi là thực thể cơ sở hình học của mô hình hình học. Sau đó hình ảnh sẽ được xây
dựng từ các thành phần của mô hình hình học, tức là chúng ta sẽ thực hiện quá
trình tô trát theo điểm nhưng những pixel này không được lưu giữ lại như một
phần của mô hình. Như thế hình ảnh có thể được tô trát (rndering) từ nhiều điểm
nhìn và góc nhìn khác nhau dựa trên cùng một mô hình mẫu.
• So sánh kỹ thuật đồ hoạ điểm và kỹ thuật đồ hoạ vectơ :
Trong kỹ thuật đồ hoạ điểm, hình ảnh và mô hình của các vật thể được định
nghĩa bởi các điểm của grid, khi đó chúng ta có thể dễ dàng thay đổi thuộc tính của
các điểm để thay đổi từng phần hoạc từng vùng của hình ảnh.
Trong kỹ thuật đồ hoạ điểm chúng ta có thể dễ dàng copy được các pixel từ
một hình ảnh này sang hình ảnh khác.
Trong kỹ thuật đồ hoạ vector chúng ta không thay đổi thuộc tính của từng
điểm trực tiếp mà ta có thể xử lý với từng thành phần hình hộc cơ sở của nó, sau
đó lại thực hiện quá trình tô trát và hiển thị.
Trong kỹ thuật đồ hoạ vector chúng ta có thể quan sát hình ảnh và mô hình
của hình ảnh và sự vật ở nhiều góc độ khác nhau một cách dễ dàng bằng cách thay
đổi điểm nhìn và góc nhìn.
II. Phép biến đổi để các lớp Film trùng khít :
1. Tạo lớp phim (Layer slide) :
Như giới thiệu trên, từ mẫu hoa được thiết kế cần phải tách thành các lớp
phim theo từng màu của mẫu thiết kế
Sinh viên : Nguyễn Hồng Hải Trang : 9
Báo cáo tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Đình Thuân
Ví dụ :
Để đưa được tấm Film Slide vào máy tính ta sử dụng máy quét (Scan) quét
film vào máy dưới dạng file trắng đen (.Wmf, .BMP, JPEG,…) sau đó đưa vào
chương trình xử lý . Ở đây để tạo thành từng lớp Slide trong chương trình, mỗi một
trận hay còn gọi là các vector vị trí. Có 2 phương pháp biểu diễn các ma trận mà
phép biến đổi đồ hoạ trên đó là như nhau bao gồm phương pháp biểu diễn tọa độ
Sinh viên : Nguyễn Hồng Hải Trang : 10
L a y e r 1
L a y e r 1
L a y e r 2
L a y e r 2
L a y e r 3
L a y e r 3
L a y e r 4
L a y e r 4
L a y e r 5
L a y e r 5
L a y e r 6
L a y e r 6
Film Slide
=
dc
ba
T
Sinh viên : Nguyễn Hồng Hải Trang : 11
[ ] [ ] [ ]
( ) ( )
[ ] [ ]
''** yxdybxcyax
dc
ba
yxTX
=++=
=
[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]
''
10
01
** yxdydxyxdydxTX
=+
=+
Báo cáo tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Đình Thuân
phép phóng to và ngược lại với 0 < a = d < 1 thì phép biến đổi tương ứng là thu
nhỏ.
Nếu một trong hai giá trị a hoặc d = 1 ta sẽ có phép lấy đối xứng trên các
trục tương ứng, và khi cả hai a và d đếu bằng –1 thì phép biến đổi thu được sẽ là
phép lấy đối xứng qua gốc tọa độ.
• Phép biến dạng :
Khi a và d = 1 bất biến thì tọa độ của P’ phụ thuộc vào sự thay đổi của b và
c, Giả sử với c = 0.
Ta có :
Điểm P’ thu được sẽ không thay đổi giá trị tọa độ x còn giá trị ý biến đổi
không chỉ theo b mà còn phụ thuộc vào cả x. Và điều đó ngược lại khi chúng ta
thay đổi với a = d = 1; b= 0; hiệu ứng biến dạng sẽ xảy ra theo trục y.
Điểm gốc tọa độ sẽ bất biến qua mọi phép biến đổi. Điều đó được chứng
minh qua phương trình sau với điểm P = [0 0] trùng với gốc tọa độ.
P’ x’ = cy + x
Y=bx+y
Cy
P P’
P
Sinh viên : Nguyễn Hồng Hải Trang : 13
P’
P
[ ] [ ] [ ] [ ] [ ]
''
0
0
*** yxdyxa
d
a
YXYX ==
cho phép thực hiện nhưng khả năng tổ hợp các phép nhân lại cho phép tạo ra một
ma trận biến đổi duy nhất. Điều đó làm giảm bớt được khối lượng đáng kể các
phép tính tốn trong quá trình biến đổi, làm tăng tốc đáng kể các chương trình ứng
dụng và tạo điều kiện cho việc quản lý các biến đổi trong ứng dụng.
Giả sử ta có điểm P với tọa độ [X] = [x y] và 2 phép biến đổi là [T1], [T2]
với
Quay điểm P quanh gốc tọa độ một góc 90
0
và
Lấy đối xứng qua gốc tọa độ
Ta có :
Là tọa độ [X’] của P’ qua phép biến đổi [T1] và
Sinh viên : Nguyễn Hồng Hải Trang : 14
[ ] [ ] [ ] [ ] [ ]
''00*0*0* yx
dc
ba
YX ==
=
[ ]
01
10
*1*'
Báo cáo tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Đình Thuân
Là tọa độ của P’ qua [T2]
Giả sử ta có [T3] là ma trận biến đổi tổng hợp của hai ma trận [T1] và [T2], giá
trị sau khi biến đổi [x y] qua [T3] thu được có dạng :
Điều đó đúng với mọi phép biến đổi [T1] và [T2] chúng ta có thể nói việc biến
đổi qua nhiều ma trận thành phần sẽ tương đương với phép biến đổi qua ma trận
tổng hợp từ các phép biến đổi đó.
b. Phép Quay :
Giả sử ta có điểm P với tọa độ ban đầu là (x, y) hay tương ứng với ma trận
[ x y ] qua phương pháp biểu diễn vector ( hình dưới ) làm thành với trục X một
góc α. Cho P quay quanh gốc tọa độ O một góc β có bán kính tương ứng là r thu
được điểm P’. Qua hình vẽ giá trị P và P’ có dạng :
P = [ x y ] = [ r.cosα r.sinα] (1)
P’ = [ x’ y’ ] = [ r.cos(α+β) r.sin(α+β)] (2)
Sinh viên : Nguyễn Hồng Hải Trang : 15
[ ] [ ] [ ] [ ] [ ]
yxxyTXX −=
−
−
−==
01
X
P
P ’
Y
Y ’
X
X ’
[ ]
−
=
αα
αα
cossin
sincos
T
Báo cáo tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Đình Thuân
Giá trị dương thu được khi góc quay ngược chiều kim đồng hồ. Giả sử khi
quay P một góc -α thì ma trận [T] có thể tính được như sau :
Từ các phép biến đổi trên đưa vào bài tốn đang xây dựng ta cần chọn trên
mỗi tấm Film Slide hai điểm chuẩn (Rappo1 và Rappo2), sau đó ta chọn tấm Film
Slide đầu tiên (Gọi là lớp 0) hai điểm chuẩn đánh dấu “+” sau đó tất cả các tấm
Film Slide sau cũng đều đánh dấu “+” trùng với tấm đầu tiên.
Như vậy sau khi quét vào máy nhiệm vụ của ta là phải dùng 2 phép biến đổi
trên để đưa các điểm Rappo của các tấm Film Slide sau (Từ lớp 1 trở đi) trùng với
sincos
cossin
sincos
T
Báo cáo tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Đình Thuân
PHẦN III : TÌM HIỂU MỘT SỐ FILE ẢNH VÀ HỆ MÀU
I. Tìm hiểu một số File ảnh :
1. File ảnh PCX :
a. Cấu trúc của PCX Header :
Có chiều dài là 128 bytes.
Header được chia làm 3 vùng :
- Vùng 1 : các thông tin chính bao gồm password, version, kiểu nén, số
bits lưu trữ mỗi pixel, kích thước ảnh, độ phân giải ngang, dọc.
- Vùng 2 : Các thông tin về Palette.
- Vùng 3 : Các thông tin phụ trợ bao gồm : video mode, số planes màu, số
bytes mỗi dòng quét, kiểu Palette…
Nội dung Header được mô tả chi tiết sau :
Byte# Kích thước Data
0 1 Password
1 1 Version
2 1 Encode
3 1 Bits per pixel
4 8 Window
12 2 Hres
14 2 Vres
16 48 Palette
64 1 Video mode
65 1 Num of planes
66 2 Bytes per line
68 2 Palette info
plane.
Với PCX, BytesPerLine = (Hres * BitsPerPixel) / 8.
Với độ phân giải 640 * 480 : BitsPerPixel = 1, BytesPerLine = 80.
- Palette info : cho biết ảnh thuộc loại màu (color / mono)
- Unused : là vùng không dùng đến.
b. Vùng dữ liệu :
Dữ liệu ảnh được sắp xếp thứ tự từ trái qua phải và từ trên xuống dưới. Mỗi
dòng quét ảnh được mã hóa riêng theo giải thuật run-length. Dữ liệu ảnh mono
được hưu như bitmaps.
c. Bảng màu :
Bảng màu có kích thước 769 bytes. Bảng màu là nơi lưu trữ các phần cơ bản
tạo nên màu của các pixel được lưu trữ trong vùng sự liện. Tỷ lệ các thành phần cơ
bản (red, green, blue) khác nhau sex tạo nên màu khác nhau. Do đó, tỷ lệ này cần
lưu trữ trong header đồng thời với việc lưu trữ để hình ảnh được trung thực khi
hiện lên màn hình máy tính.
Thường với mode EGA / VGA có 16 thanh ghi Palette nên vùng lưu trữ thông
tin về bảng màu ở header gồm 16 * 3 = 48 bytes.
Mỗi thanh ghi Palette tương ứng với một bộ phận 3 thành phần màu cơ bản
tương ứng với màu chỉ ra bởi Palette ở hình dưới :
…
Red
Green
Sinh viên : Nguyễn Hồng Hải Trang : 19
Báo cáo tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Đình Thuân
Blue
…
Bảng màu
Do đó, trước khi hiển thị, thông tin về bảng màu cần được nạp trở lại các thanh
ghi Palette trong adaptor màn hình.
2. File ảnh TIFF :
đã được chỉ ra. Nó không phải tổng số bytes cần thiết để lưu trữ. Để có số
liệu này ta cần nhân chỉ số mục với kiểu dữ liệu đã dùng.
- 4 bytes : đó là Offset tới điểm bắt đầu dữ liệu thực liên quan với DE
không phải lưu trữ vật lý cùng với nó nằm ở 1 vị trí nào đó trong file.
Dữ liệu được chứa trong file thường được tổ chức thành các nhóm dòng
(cột) quét của dữ liệu ảnh. Cách tổ chức này làm giảm bộ nhớ cần thiết cho việc
đọc file. Việc giải nén thực hiện theo 4 kiểu khác nhau được lưu trữ trong dấu hiệu
nén.
Như đã nói trên, file ảnh TIFF dùng để giải quyết vấn đề khó mở rộng của
file PCX. Tuy nhiên, với cùng một ảnh thì việc dùng file PCX chiếm ít không gian
nhớ hơn.
3. File ảnh BMP :
Cấu trúc file ảnh BMP bao gồm các phần chính sau :
- BMP Header : được mô tả như sau :
Byte# Data Chi tiết
1 – 2 Dấu nhận dạng ‘BM’
3 – 6 Kích thước file 2 words
7 – 10 Dành riêng Thường là 0
11 – 14 Offset đến Bitmap Data Tính từ đầu file
Sinh viên : Nguyễn Hồng Hải Trang : 21
Báo cáo tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Đình Thuân
- Bitmap Info : được mô tả như sau :
Byte# Data Chi tiết
1 – 4 Số byte trong Header Thường là 40 bytes
5 – 8 Chiều rộng của bitmap Bằng pixel
9 – 12 Chiều cao của bitmap Bằng pixel
13 – 14 Số planes màu Thường là 1
15 – 16 Số bit trên pixel
17 – 20 Dạng nén
21 – 24 Kích thước ảnh Bằng bytes
vậy trong kỹ thuật đồ hoạ việc xây dựng nên các đối tượng màu là những lý thuyết
cơ bản mà nền tảng cơ sở là lý thuyết về màu sắc.
Mô hình màu là một chỉ số kỹ thuật của một hệ toạ độ màu ba chiều và tập các
màu nhỏ thành phần có thể trông thấy được trong hệ thống tọa độ màu thuộc một
gam màu đặc trưng. Ví dụ như mô hình màu RGB(Red, Green, Blue) là một tập
các màu thành phần sắp xếp theo hình lập phương của hệ trục toạ độ Đề các.
1. Mô hình màu RGB (RED-GREEN-BLUE): ĐỎ-LỤC-LAM :
Màu đỏ, lục : Xanh lá cây, lam : Xanh da trời (RGB) được sử dụng rộng rãi
trên màn hình CRT và các loại màn hình có đồ hoạ Raster màu dựa vào hệ toạ độ
Đề các.
Gam màu được thể hiện trong hệ màu RGB được xác định bằng những đặc
tính của hiện tượng phát quang của các chất phốt pho trong màn hình CRT. Hai
màn hình CRT với 2 loại chất phốt pho khác nhau sẽ cho ra các gam màu khác
nhau. Sự biến đổi màu được định rõ trong gam màu của một CRT so với gam màu
của một CRT khác.
2. Mô hình màu CMY (CYAN, MAGENTA, YELLOW) Xanh tím, đỏ tươi,
vàng :
Là phần bù tương ứng cho các màu đỏ, lục, lam và chúng được sử dụng như
những bộ lọc loại trừ các màu này từ ánh sáng trắng. Vì vậy CMY còn được gọi là
các phần bù loại trừ của màu gốc. Tập hợp màu thành phần biểu diễn trong hệ toạ
độ Đề các cho mô hình màu CMY cũng giống như cho mô hình màu RGB ngoại
trừ màu trắng (ánh sáng trắng) được thay thế màu đen (Không có ánh sáng) ở tại
nguồn sáng. Các màu thường được tạo thành bằng cách loại bỏ hoặc được bù từ
ánh sáng trắng hơn là được thêm vào những màu tối.
3. Mô hình màu YIQ
Sinh viên : Nguyễn Hồng Hải Trang : 23
Báo cáo tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Đình Thuân
Mô hình màu YIQ là mô hình màu được ứng dụng trong truyền hình màu
băng tần rộng tại Mỹ, và do đó nó có mối quan hệ chặc chẽ với màn hình đồ hoạ
màu Raster. YIQ là sự thay đổi của RGB cho khả năng truyền phát và tính tương
Sinh viên : Nguyễn Hồng Hải Trang : 25
Báo cáo tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Đình Thuân
a. Lược đồ quan hệ :
b. Mô hình tổ chức dữ liệu :
LOAIVAI(MSVai, TenVai, PE, Cotton)
MAUIN(IDMauin, TenMau, Mau)
THUOCNHUOM(MSThuocnhuom, Tenthuocnhuom)
TYLE(IDTyle, IDMauin, MSThuocnhuom, IDDonin, Tyle)
DONIN(IDDonin, MSVai, ngayin)
Sinh viên : Nguyễn Hồng Hải Trang : 26
LOAIVAI
- MSVai
- TenVai
- PE
- Cotton
DONIN
- IDDonin
- Ngayin
THUOCNHUOM
- MSThuocnhuom
- Tenthuocnhuom
MAUIN
- IDMauin
- Tenmau
- Mau
TYLE
- IDTyle
- Tyle
(1,n)
(1,n)