1
NGHIÊN CỨU SỐ HOÁ ĐỒ THỊ THỰC NGHIỆM
DÙNG TRONG CÁC BÀI TOÁN THIẾT KẾ TÀU THỦY
RESEARCHING THE DIGITALIZING COMPLEX EXPERIMENTAL
GRAPHS IN PROGRAMING SHIP DESIGN
TS Trần Gia Thái – Khoa kỹ thuật tàu thủy– Đại học Nha trang
Tel : 0905121350 – Fax : 058.831147 - Email :
Tóm tắt:
Bài báo trình bày tóm t ắt các kết quả nghi ên cứu về thuật toán v à chương trình số
hóa các đồ thị thực nghiệm phức tạp, đ ược hiểu như là vấn đề nhận diện các ảnh Bitmap
trên máy tính để tự động xác định chính xác giá tr ị các đồ thị thực nghiệm phức tạp đ ã
được đưa vào máy tính bằng các thiết bị ngoại vi nh ư camera, scaner v..v…, đư ợc ứng
dụng rất nhiều trong lập tr ình các bài toán thi ết kế tàu thủy như : tính sức cản vỏ tàu,
thiết kế chân vịt theo ph ương pháp đồ thị v..v… và trong nhiều lĩnh vực khác
Abstract :
The article was presented the researched results in brief about algorithm and
program of complex experimental digitalizing graphs which known as a problem
recognizes bitmap images on computer to automat ically determine accurately values of
complex experimental graphs which were input in computer by peripherals as camera,
scanner etc. It was apllied in programing ship design such as : calculating ship hull
resistance, designing propeller in graphic method etc and the other field
1.ĐẶT VẤN ĐỀ
Như đã biết, trong các bài toán kỹ thuật nói chung và bài toán thiết kế tàu nói riêng,
thường gặp trường hợp phải tính toán và xử lý số liệu theo những đồ thị đa biến phức tạp,
gồm các đường cong bất kỳ nhận từ số liệu thực nghiệm (gọi chun g là đồ thị thực nghiệm),
mà việc xác định chính xác các giá trị của chúng không đ ơn giản và mất nhiều thời gian.
Ví dụ về các đồ thị như thế trong thiết kế tàu thủy là đồ thị của nhà khoa học Võ Văn Trác
dùng để tính sức cản tàu cá Việt nam hoặc đồ thị dùng thiết kế chân vịt của Papmen v..v…
Do đó vấn đề tự động số hoá đồ thị, được hiểu như là bài toán nhận diện ảnh đồ hoạ tr ên
máy tính nhằm xác định nhanh và chính xác các giá trị đồ thị đã hiển thị trên máy tính,
có vai trò và ý nghĩa quan trọng, nhất là để dùng trong lập trình bài toán thiết kế tàu thủy.

Trên cơ sở đó, các thuật toán v à phần mềm số hoá đồ thị hiện nay thường xây dựng
trên cơ sở chuyển ảnh hiển thị tr ên máy tính từ dạng ảnh Bitmap sang dạng ảnh Vector.
Tuy nhiên, cách làm này thư ờng gặp khó khăn về kỹ thuật, nhất l à phụ thuộc khá nhiều vào
chất lượng ảnh nhận từ các thiết bị thu nhận ảnh v à độ phân giải của màn hình máy tính.
Kết quả nghiên cứu đề tài đã xây dựng được thuật toán và chương trình theo hướng mới,
cho phép tự động số hoá và đọc giá trị các đồ thị thực nghiệm đ ã được đưa vào máy tính từ
thiết bị thu nhận hình ảnh như camera, scanner v..v… h ay từ các chương trình đồ hoạ khác.
Có thể tóm tắt cơ sở lý thuyết của thuật toán theo tr ình tự sau :
(1) Sử dụng kỹ thuật Vector hoá theo x ương (lọc xương) bóc dần lớp biên đối tượng
để làm mảnh dần đối tượng đến khi thành đường duy nhất có độ d ày bằng 1 pixel
sau đó chuyển về ảnh trắng đen để mỗi điểm trên màn hình chỉ có một trong hai
trạng thái bật hay tắt n ên chỉ cần dùng một bit cho một pixel để kiểm soát độ
sáng của điểm màn hình
(2) Chuyển đổi toạ độ thực của ảnh theo toạ độ m àn hình với tỷ lệ xích quy định.
Để thích ứng với sự khác biệt về tỉ lệ v à phương hoặc ảnh quét bị xoay đi góc ,
ánh xạ các toạ độ đã quy đổi vào một vùng hình vuông cụ thể trên màn hình sao
vẫn duy trì tỉ lệ thích hợp, đồng thời xoay hình đến vị trí góc  = 0 với quy ước
hệ toạ độ màn hình thích hợp với trục x nằm ngang và trục y nằm thẳng đứng
(3) Loại bỏ những đối tượng không cần thiết trong quá tr ình số hoá
(4) Sử dụng ma trận các điểm pixel tr ên màn hình máy tính để nhận diện hình ảnh đồ
thị nhờ phân biệt m àu sắc của các đường trên đồ thị so với các điểm khác tr ên
màn hình và đọc địa chỉ của các điểm pixel có chứa các điểm của các đ ường cong
trên đồ thị và chuyển thành giá trị đồ thị tương ứng với tỷ lệ xích đ ã chọn
3
Hình 1 trình bày sơ đồ thuật toán của chương trình tự động số hoá ảnh các đồ thị
thực nghiệm được đưa vào máy tính bằng máy scanner.
Hình 1 : Sơ đồ thuật toán của chương trình
LỌC XƯƠNG ĐỐI TƯỢNG ẢNH ĐẾN
CHIỀU DÀY MỘT PIXEL
BẮT ĐẦU

Hình 5 : Cách xác định giá trị Y theo giá trị X cho tr ước