2010年04月27日
情報科学類 コンピュータリテラシ
筑波大学 システム情報工学研究科
コンピュータサイエンス専攻, 電子・情報工学系
新城 靖
<yas@is.tsukuba.ac.jp>
このページは、次の URL にあります。
http://www.coins.tsukuba.ac.jp/~yas/coins/literacy-2010/2010-04-27
あるいは、次のページから手繰っていくこともできます。
http://www.coins.tsukuba.ac.jp/~yas/
http://www.cs.tsukuba.ac.jp/~yas/
- 下巻「第54章 画像処理」、「第49章 フォント」参照。
- 次回 4月30日金曜日
は、
実習室 3C205 に集合。
- 手引き(教育用計算機システム使用の手引き)を持って来る。
- The Unix Super Text の次の章を読んでくる。上巻第6章、第11章。
Firefox がどのページを見ても文字化けすることがある。原因は不明。対処方
法として、Firefox を一度「終了」して、もう一時実行すると直ることがある。
Firefox を「終了」するには、一番上のメニューバーにある「Firefox」メニュー
の「Firefoxを終了」を選ぶ。単にウィンドウを閉じただけでは終了したことに
ならない。
プログラムが動いているか終了しているかどうかの判定方法
- ウィンドウを出すもの: Dock の表示に
点がついているものは動いている。
- シェル(iTerm)から実行したプログラム: シェルのプロンプトが表示され
るかどうか。
TA は、一部の形式的なメールに怒っていた。
課題4 電子メール、Emacs(2)にも書いたように、
TA は人間であり、単に宿題を受け付けるための箱ではない。
Emacs
- キーと操作の割り当て(bindings)は、英単語を元になっている。
- よくつかう操作は短く、滅多に使わないものは長く。
- 1 ストローク:
C-キー, M-キー,
- 2 ストローク:
Esc キー(M-キーの代わり), C-x キー, C-c キー
-
M-x の後に名前
- Emacs は、プログラムを記述するのに使う。リテラシの後半では、Web ペー
ジや TeX の文書を作成するために使う。今後４年間、コンピュータに向かう日
で使わない日はなくなる。
- テキスト・エディタは、思考の速度を決める。一般的には、人間の脳の速
度に手が追いつかない。ワードプロセッサでは、遅すぎて思考が妨げられる。
-
- 表示が乱れたら、C-l (recenter)。
- C-u は、「引数」があることを意味する。例: C-u 10 C-f で、10 文字進む。
数を省略すると 4 の意味。C-u C-u で 16 の意味。
- Esc q (M-q) で、テキストの右揃えをしてくれる。C-u 数 M-x set-fill-column で文字数
(ASCIIでのカウント)が変更できる。漢字(表示幅がASCIIの2倍)だと ASCII の半分になる。
引数とは、コマンドや関数に与えるデータのうち、実行開始前に与えるもの。
データは、実行開始後にファイルやネットワークから得ることもある。
例：「cat コマンドに引数として ~/.bashrc を与える。」
bash でも、Emacs 風のキーが使える。
- Emacs の C-f,C-b,C-p,C-f,C-a,C-e,C-SPC,C-w,C-k,C-y
等のカーソル移動のキーが同じように使える。
特に C-p (^P) は、前に打ったコマンドを繰り返すのに便利。
-
^I (Control+I) で、ファイル名の補完(completion)が使える。
- bind コマンド (bind -p, bind -P) で全体が表示される
クリップボード。MacOSX 用のアプリケーション間でコピー＆ペーストを行う時
に利用するメモリ。単純なテキストだけでなく、形式付きテキストや画像も保
持できる。
音をコンピュータで扱うには、次のような手順になる。
- 音を電気信号に変える（マイクロホン）
- 電気信号をビット列(整数)に変える（Ａ／Ｄコンバータ(analog-to-digital converter)）
- コンピュータで計算／通信／蓄積する
- ビット列(整数)を電気信号に変える（Ｄ／Ａコンバータ(digital-to-analog converter)）
- 電気信号を音に変える（スピーカ）
ディジタルになった音データの品質は、次の数で決まる。
- 標本化レート(サンプリング・レート、空間量子化レート)
- 電気信号を数に変える頻度。１秒辺り回数(Hz (ヘルツ))で表す。
- 量子化数(サンプリング・サイズ、時間量子化)
- 数に変える時に何ビットで表わすか。ビットで表す。
- チャネル数(チャンネル数(channel))
- ステレオなら２。（単位なし）
アナログ信号のディジタル化
- サンプリング・レート：44,100 Hz
- サンプリング・サイズ：16ビット
- チャネル数：2
44100 [回/秒] *16 [ビット] * 2 ==1,411,200 [ビット/秒]
1,411,200 [ビット/秒] * 60 [秒/分] *70 [分/枚] == 5,927,040,000 [ビット/枚]
5,927,040,000 [ビット/枚] / 8 [ビット/バイト] == 740,880,000 [バイト/枚]
〜740 M [バイト/枚]
「*」は、コンピュータで掛け算を表す。割り算は、「/」。
- サンプリング・レート：8000Hzくらい
- サンプリング・サイズ：8ビットくらい
- チャネル数：1
電話1秒当たりのデータ量
8000 [回/秒] * 8 [ビット] * 1 == 64000 (64k) [bit]
電話1時間当たりのデータ量
64k [bit/秒] * 60 [秒/分] * 60 [分/時間] == 230,400 k [ビット]== 230,400,000 [ビット]
電話も、CD より音質は悪いが長電話すると、相当なデータ量になる。
データ圧縮(data compression)、あるいは、圧縮(compression)とは、
なんらかの形式で表現された大きなデータを、計算により、少ないデータ量で
表現する。音声、静止画像、動画像は、データ量が多くなるので、圧縮が求め
られる。
分類
- 可逆圧縮。元の内容を完全に復元できる。普通に圧縮といった場合はこれ。
- 非可逆圧縮。元の情報を一部( 人間には分からない気がつかない所)を捨
てる。一度圧縮すると元にもどらない。
MP3等で使われている。
- PCM(Pulse Code Modulation)。
標本化、量子化をそのまま行ったもの（圧縮なし）。
単に数が並んでいるものは、生(raw)と呼ばれることがある。
- DPCM(Differential PCM)。差分を使って圧縮。
- ADPCM(Adaptive Differential PCM)。差分を特別なコードで表わす。
- 無音エンコーディング。無音部分を長さで置き換えて圧縮。
- Sun AU。対数を使う。（μ法則(μ-low)、Ａ法則）
- MP3。MPEG Audio Layer 3。
MPEGという動画像（音声含む）の形式の音声部
分だけを使ったもの。
- AAC (Advanced Audio Coding)。
- Vorbis
MP3の他にも、H.264 など、動画像(音声含む)の形式の音声部分だけを使うこともある。
音声をファイルに保存する時には、２つを区別する。
- 音声データの形式: １つのデータの符号化の方法や圧縮方法
- コンテナの形式: 複数のデータ(品質、左右、チャネル)を束ねる方法
音声データをプログラムで扱う時には、そのプログラムがどのよな音声の形式
やコンテナの形式を扱えるかを考える必要がある。
コンテナと音声データ
音声データ形式の例は、
音声の符号化の方法（圧縮方法）
で示したもの。
よく使われる音声用のコンテナ形式としては、次のようなもがある。
音声でも、動画像用のコンテナを利用することもある。
アナログのレコードより、ディジタルの CD の方が音がよいか。
CD では、ディジタルで記録された情報は、ディジタルの範囲では正確に再現
できる。
音がよいかは、ディジタル以外の部分に大きく依存する。
- ミキシング
- Ａ／Ｄコンバータの性能
- Ｄ／Ａコンバータの性能
画像は、細かい細かい点(画素、ピクセル、pixel)の集合として扱える。
画像の品質は、次の２つの数で決まる。
- 画素の数
- １つの画素での色の数。色の深み(深度)。階調。
１つの画素を、１ビット（白か黒）で表す。
色と階調には、次のような種類がある。
- 白黒。２階調。Ｆａｘ。
- グレースケール。明るさだけ。
- カラー。
カラーでも、１ピクセルに使うビット数で、いろいろな種類がある。
- 3ビット(Red, Gree, Blue で１ビット)。８色(2の3乗)。
- 8ビット。256色(2の8乗)。
- 16ビット。6万色(2の16乗)。
- 24ビット(8ビットx3)。1677万色(2の24乗)。
色の名前の付け方には、いろいろある。
- RGB, Red Green Blue。
- CMYK (シアン、マゼンダ、黄色、黒)。
- コンピュータのモニタの画素数は、1000x1000==100万画素くらい。
iMac は、1920x1200==2,304,000画素。
- 最近(2010年)のディジタル・カメラは、1000万画素を越えているものもある。
- プリンタの画素数は、A4で 3万x4万==12億くらい。
- 一般の印刷物は、コンピュータのプリンタよりもずっと多い。
単位面積あたりの画素数を、解像度という。
横（水平方向）、縦（巣直方向）ごとに、単位「長さ」当りのピクセル数で図る
ことが多い。よく使われる単位は、dpi (dot per inch)。
- 画面
- 72 dpi
- よく使われるコンピュータのプリンタ
- 300-6000 dpi
画素数 ×１画素あたりのビット数
縦のドット数 ×横のドット数 ×１画素あたりのビット数
コンピュータ１画面の
1000 ドット x 1000 ドット x 24 ビット == 24,000,000 ビット。
画像は、大きいので、「圧縮」したい。つまり、同じ画像をより小さなデータ
量で表現したい。
- Run-length圧縮。連続する白や黒を、何個続くかで表す。Ｆａｘで使われている。
- 周辺を予想する。(横だけでなく縦方向もつかう。)
- 劣化式圧縮。JPEGで利用。
JPEG は、写真のディジタル・イメージ（カラー静止画像）を圧縮
する方法の１つであり、現在 WWW でも広く利用されている。ディ
ジタル・カメラでは、写真を保存するために JPEG 形式を使ってい
るものがある。
JPEG は、ITU (International Telecommunications Union, 旧
CCITT) と ISO の共同作業グループ(Joint Photographic Experts
Group) により作成された規格である。正式には、JFIF (JPEG File
Interchange Format) という。
JPEG は、劣化式圧縮の１つである。JPEG では、人間の目で見た時
にあまり気が付かない部分のデータを取り除く。その結果、写真の
見た目の質を落とすことなく、高い圧縮率を実現している。JPEG
で圧縮時に捨てられたデータは、展開時に回復させることはできな
い。
このような性質から、JPEG は、写真のようなイメージを圧縮する
ために向いている。逆に、図形やイラストなどの保存には、適さな
い。このようなものは、劣化式ではない圧縮アルゴリズムを使って
いる PNG 形式の方が適している。
JPEG では、写真を保存する時に、品質を指定することができる。
高い品質を指定すれば、劣化が少なくなるが、データ量は多くなる。
低い品質を指定すれば、逆になる。
画像の表現形式にも、何種類もある。自分が使えるコンピュータで全ての種類
の画像が扱えるわけではない。操作する時には、自分が扱えるかどうかを調べ
る必要がある。場合によっては、形式の「変換」をする必要がある。
よく使えれている画像の形式には、次のようなものがある。
- ビットマップ。１つの点が白か黒。圧縮なし。
- ピクセルマップ。１つの点が色つき。圧縮なし。
- CompuServe GIF。256色。
- Microsoft BMP (名前は bitmap だがピクセルマップの一種)
- PBM (Portable Bit Map), PGM(Portable Graymap), PPM (Portable Pixelmap),
- PNG (Portable Network Graphics)
- JPEG
- PDF, PostScript, Apple PICT。正確には、ベクトル形式。
- X bitmap, X dump image, X PixMap
図? MacOSX 「プレビュー.app (Preview.app)」で保存可能な対応している画像の形式。(クリックで拡大)
文字を符号化することには、いくつかの意義がある。
- 記憶に要する場所の節約になる（画像で表す方法と比較して）。
- 表示の書体（フォント）、字の大きさを自由に変えることができる。
- 誰が作っても同じ文字は同じ文字として比較することができる。
比較できることは、検索の時に便利。画像では検索しにくい。
逆に文字を符号化してしまうと、個人の性質を出したい時には、問題がある。
たとえば、署名やラブレター。
文字を画像として送ることもできるが、特別に符号化することが一般的である。
ベクトル、ベクタ、vector
画像をピクセルマップ（ビットマップ）ではなく、輪郭データで表す。
拡大しても、ギザギザににならない。表示の大きさによらずデータ量が一定になる。
ベクトル形式の図形（グラフィックス）場合、image とは呼ばないこともある。
PostScript は、Adobe 社により開発されたプリンタを制御するための
スクリプト言語（プログラミング言語）。
coins のプリンタに印刷する時には、PostScrip 言語のプログラムを
作成して、プリンタに送っている。
EPS (Encapsulated PostScript) 形式は、PostScript に描画領域などの
情報を付加したもの。
スクリプト言語、プログラミング言語については、後述。
PostSctip 形式のファイルは、テキストなので、テキスト・エディタで表示で
きる。人間が手で書くこともできる。
元々紙に印刷することを想定して作られた文書を、印刷しないで保存したり配
布したりすることを目的として、Adobe 社により開発された形式。
内部にイメージを JPEG 等の形式で圧縮して保持したり、グラフィックスを図
形の形で持つこともできる。
PDF は、PostScript を元に設計されている。
フォントを埋め込む機能を引き継いでいる。
複雑な制御構造は取り払われている。
画面に表示するには、Adobe Reader (Adobe Acrobat Reader)、MacOSX
Preview.app, xpdf, GhostScript 等のプログラムを用いる。
MacOSX では、印刷する時に PDF 形式で保存することで作成できる。一般的に
は、Adobe Acrobat (readerがつかない) や、dvipdf*, GhostScript, その他
のフリーのプログラムが使える。
SVG は、画像を表現するための形式である。
現在、World Wide Web で広く用いられている画像の形式としては、GIF,
JPEG, PNG などがあるが、いずれもビットマップ、または、それを圧縮した形
式である。この場合、拡大すると画像が荒くなるという問題がある。これに対
して、SVG は、ベクトル形式、すなわち、画像の輪郭線を表現したものである。
よって、画像を拡大しても荒くなることがない。また、画像の大きさとデータ
量は無関係であり、大きな画像であってもデータ量が増えない。
文字を画面に表示するために文字の形のデータをある文字集合について一式そ
ろえたもの。デザインが統一されている。
ビットマップ・フォントとベクトル・フォントがある。
ベクトル・フォントだと拡大しても（解像度が高いプリンタや画面で表示しても）
文字がギザギザにならない。
文字の大きさに合わせて別のデータを使うことがある。
携帯電話などの小さい画面には、特別にデザインされたビットマップ・
フォントが見やすい。
文字がギザギザを目立たせないようにするために、
中間色を使う。
コンピュータで動画像を扱うには、基本的には、テレビ、映画、アニメーショ
ンと同じで、静止画像を次々と切り替えることをする。
次の３つの数で決まる。
- 画素数。
- 階調。
- １秒当たりの画像の数（フレーム数, frame per second, fps）。
これらを全て掛け合わせたものが、ビットレート(bit rate)。１秒当たりのデー
タ量（ビット数）。(ビットレートの場合、圧縮された後で考えることもある。)
ディジタルではにないので、精密には言えないがこのくらい。
- 画素数: 235ドット×240ドット
- 階調: 16ビットくらい
- １秒当たりのフレーム数: 30
１秒あたりのデータ量: 235*240*16*30 == 27,072,000 ビット。
- 画素数: 1440x1080
- 階調: 24ビット
- １秒当たりのフレーム数: 30
ただし、縦方向は、飛び越し走査(interlace scan) なので、1回には、半分(奇
数番目か偶数番目)しか送っていない。1080i と表記される。
１秒あたりのデータ量: 1440*1080*24*30/2 == 559,872,000 ビット。
DVD (片面２単層)には、約4.7Gバイト(37.6Gビット)の
データを保存することができる。圧縮しないで動画像だけを保存した場合、
37.6 [G bit] / 497,664,000 [bit/s] == 約 67 [s]。
とにかく圧縮したい。
動画像データをファイルに保存する時にも、次の２つを区別する。
- 動画像データの形式: １つのデータの符号化の方法や圧縮方法。
コーデック(codec)と呼ばれることもある。
- コンテナの形式: 複数のデータ(動画像、音声、字幕など)を束ねる方法
コンテナと動画像データ
動画像データ形式の例:
- MPEG-1
- MPEG-2
- MPEG-4
- DivX
コンテナ形式の例:
- 差分をつかう。前の画像との差分だけを記録する。
- 劣化圧縮。人間の目では気が付かない部分のデータを復元できない形で
落している。
DVD は、画質がよいか。
CD (圧縮されていない)と同じように、Ａ／Ｄ変換、Ｄ／Ａ変換の問題がある。
さらに、MPEG-2 で圧縮する時に、品質を調整できる。
品質を落とせば、長時間録音・録画できる。
平均的な DVD で想定されているデータ量
- 画像
- 3.5 M [ビット/秒] (１秒間に 3,500,000,000ビット)
- 音声
- 384 K [ビット/秒] (１秒間に 384,000ビット) × 3 言語
- 字幕
- 10 K [ビット/秒] (１秒間に 10,000ビット) × 4 言語
音質は、PCM (Linear PCM) なら、CD よりもよくできる。サンプリング・レー
トやサンプリング・サイズが高くすることで。
Dolby Digital, MPEG Audio (MP3), DTS (Digian Theater Systems) では、CD
よりも悪いこともある。ただし、サラウンド（チャネル数が２以上）は、
CD には規格がなく、DVD を選択するしかない。
MPEG (エムペグ) は、動画像と音声を圧縮するための規格の一つで
ある。MPEG という名前は、ISOに設置された専門委員会の名前に由
来する。類似の専門委員会には、静止画像の圧縮圧縮方式を定めた
JPEG (Joint Photographic Experts Group) がある。
- MPEG-1
- ビデオテープ程度の画質で、352ドットx240ドットの画像を毎秒30フレー
ムで演奏することができる。Video CD 等で使われている。
- MPEG-2
-
ハイビジョン程度の画質のもので、720ドット×480ドット、または、1280×
720ドットで、毎秒60フレームの演奏が可能である。MPEG-2 は、DVD に使われ
ており、２時間のビデオを数Ｇバイトに圧縮することができる。
- MPEG-4
- インターネットでの配信にも利用することを目的に開発。
低いビットレートでも使える。
MPEG-3 という規格はない。
MPEG は、コンテナ・フォーマットを定めている。
- ES (Elementary Streams). ビデオ、オーディオ、字幕など単体。
- PS (Program Stream). ES を 1 つにまとめたもの。VOB ファイルの形式。
- TS (Transport Stream). PS をネットワークで転送するのに適したもの。
個人所有のファイルを保存する時に起点となるディレクトリ。
多くのシェル（csh,tcsh,bash,zsh）
やEmacsなどでは、
ホームディレクトリ「~」(ASCII 7e(16進数))で指定できる
〜は、ASCIIの形。
JIS では、￣となることがある。
他人のホーム・ディレクトリは、「~ユーザ名」で指定できるプログラムがある。
(指定できないもプログラムもある。)
「~xxx」と「~/xxx」のように
「~」直後に「/」の有無で意味が違う。
- / がなく、アルファベットで始まる(~xxx)
- 他のユーザのホーム・ディレクトリ。
xxx はユーザ名として解釈される。
- / がある ~/xxx
- 自分のホーム・ディレクトリ以下のファイル（またはディレクトリ）。
xxx はファイル名、または、ディレクトリ名として解釈される。
名前の末尾に「~」がつくファイルが勝手に作られることがある。
多くの場合は、Emacs が編集前のファイルを保存したもの。
これは、ホーム・ディレクトリとは関係がない。
例。
-
literacy-assignment-3.txt
- 編集したファイル
-
literacy-assignment-3.txt~
- 編集前のファイル(古いファイル、バックアップ)
拡張子を保存するために、「~」を「.」の前に置くプログラムもある。
MacOSX TextEdit.app など。
ファイル名の例: literacy-assignment-3~.txt
ファイルの内容を分かりやすく示すために、ファイル名の末尾（「.」の右側）に
短い記号(文字列)を付加する習慣がある。これをファイル名の拡張子という。
例
- .txt, .text
- ファイルの内容は、テキスト。
- .jpg, .jpeg
- ファイルの内容は、JPEG 画像
- .pdf
- ファイルの内容は、PDF形式の文書(テキストと画像)
- .html
- ファイルの内容は、テキストで、かつ、HTML という言語
の文法に従っている。
- .c, .h
- ファイルの内容は、テキストで、かつ、C という言語
の文法に従っている。
- .app (MacOSX)
- ディレクトリの内容は、
MacOSX のアプリケーション・プログラム。
- .com, .exe (Windows)
- ファイルの内容は、CPU で実行可能なプログラム(executable, command)。
Windows では、拡張子を見てプログラムを選択して実行する機能がある。
MacOSX では、拡張子に頼ることなく、別の属性で実行すべきプログラムを保
存している。Unix (コマンドライン) では、拡張子と実行するプログラムを関
係づける機能はない。シェルが行の先頭をプログラムの名前と解釈する。
注意：ファイルの名前を変更しても、ファイルの内容は変更されない。
% mv file1.png file1.pdf ![[←]](../icons/screen-return.gif)
このようにファイル名の拡張子を変更しても、ファイルの内容（画像形式）は
変更されない。今日の課題では、これでは不可。
実習時間中には、以下の課題をできるだけ多く行いなさい。全部を行う必要はない。
Emacs で、ファイルを作成する方法を復習しなさい。
方法1: 引数にファイル名を与える方法。
- 「emacs filename.txt」で実行する。
存在しないファイルを選べば、新規作成として扱われる。
- ファイルの内容を打ち込む。カーソル移動。
-
C-x C-sで保存
-
C-x C-cで終了
方法2: 実行後にファイル名を与える方法
- 「emacs 」を引数なしで実行
-
C-x C-fで、編集したいファイルを選ぶ。
存在しないファイルを選べば、新規作成として扱われる。
- ファイルの内容を打ち込む。カーソル移動。
-
C-x C-sで保存
-
C-x C-cで終了
次のディレクトリを、ls コマンドと Finder で表示して、比較しなさい。
(
は、Command キー、
は、Shift キーを意味する。)
- ~ (ホーム・ディレクトリ) ( H)
- /Applications (アプリケーション) ( A)
- /Applications/Utilities/ (ユーティリティ) ( U)
- / ( G で、
/ と打つ。)
- /usr/local ( G で、
/usr/local と打つ。)
- /usr/local3 ( G で、
/usr/local3 と打つ。)
Finder で表示するには、
いくつかのディレクトリについては、メニューから選択することもできる。
図? MacOSX の Finder の「移動」メニュー。(クリックで拡大)
Finder で表示するには、端末でシェルから open コマンドを使う方法もある。
次のように、ディレクトリ名を open コマンドの引数として与える。
% open /
% open ~
% open .
% open ~/Documents
ディレクトリ名を与える時には、
bash の補完機能も使える。
Finder の表示方法には、次の３種類がある。
- アイコン
- リスト
- カラム
- (cover flow)
Finder のウインドウ丈夫のボタン（左右の三角(戻る／進む)の右側）を使って、これらを切り替えなさい。
リスト形式の表示で、ファイルを次の順番で表示しなさい。
- 名前の順番(ls, ls -l)
- 名前の逆順(ls -r, ls -lr)
- 最終更新時刻が大きい順(新しいものが先)(ls -t, ls -lt)
- 最終更新時刻が小さい順(古いものが先)(ls -tr, ls -ltr)
- ファイルの大きさの順番(大きなものが先)(ls -S, ls -lS)
- ファイルの大きさの逆順(小さなものが先)(ls -Sr, ls -lSr)
リストの一番上にあるタイトルをクリックするたびに、順番が逆になる。
リスト形式の表示で、子供のディレクトリを表示しなさい。
Finder は、いくつかの種類のファイルについては、拡張子を表示しない。この
機能を使わずに、全ての拡張子を表示させてみなさい。
- Finder を実行(Dock で Finder を選択)
- 「Finder」メニューから「環境設定」を選ぶ( +「,」)
- 「詳細」タブを開く
- 「すべてのファイル拡張子を表示」というチェックボックスにチェックを入れる
このように、「すべてのファイル拡張子を表示」とする利点について考えなさい。
ホームディレクトリの下にある次ようなディレクトリの内容をls, ls -l, ls
-ld で調べなさい。
- ~/Documents (書類)
- ~/Pictures (ピクチャ)
- ~/Music (ミュージック)
- ~/Desktop (デスクトップ)
- ~/Downloads
- ~/Movies (ムービー)
たとえば、書類ならば、次のようにして調べる。
$ ls ~/Documents 単純なファイル名の一覧
$ ls -l ~/Documents 大きさ等の属性を含むファイル名の一覧
$ ls -ld ~/Documents ディレクトリ自身の属性の表示
GetFileInfo というプログラムを使って、MacOSX 独自のファイルの属性(type
や creator)を調べなさい。
$ GetFileInfo filename
詳しくは、man GetFileInfo を参照しなさい。
iMac には、iSight という動画像のカメラがついている。
/Applications/coins にある MulleSight.app というプログラムを用い
て、動画像カメラを使って静止画像を取り込むことができる。
この結果、「クリップボード」というコピー＆ペーストで用いる場所に保存さ
れている。
クリップボードにある画像を、「プレビュー.app」で保存する。
「プレビュー.app(Preview.app)」には、画像の形式（タイプ）や画素数等の情
報を表示する機能がある。
- プレビュー.app(Preview.app)で、画像を表示する。
- 一番上のメニューバーにある「ツール」メニューから「インスペクタを表示」を
えらぶ。
- 一般情報のタブ（一番左）のタブを選ぶと、ファイル名、タイプ、
ファイルの大きさ、イメージのサイズ(画素数）等が表示される。
- 詳細情報（左から２番目）のタブを選ぶと、
ビット深度(8は、各色8の意味。RGB モデルなら、8x3 で 24ビット。)
「プレビュー.app (Preview.app)」で表示している画像を、
「ファイル」メニューから「別名
で保存」を選ぶことで、別の名前で、ファイルを作成て静止画像データを保存
することができる。この時、形式を変更することもできる。
この機能を確認しなさい。
主に画像のサイズを小さくする時に、縦横のピクセル数を変更する方法がある。
「プレビュー.app」には、この機能がある。これを試してみなさい。
「ツール」メニューから「サイズを調整」を選ぶ。
画像の一部だけを切り出すことをクリッピングという。 「プレビュー.app」に
は、クリッピングの機能がある。これを利用してみなさい。
カーソルが「+」になっている時に、対角線をドラックする。
点線が表示されたら、丸い部分をドラッグして動かす。
isightcapture は、コマンドラインから実行できる iSight カメラの画像を
取り込むプログラムである。
次のようにして、実行することで、引数で指定されたファイルに指定された形
式で接続された動画像のカメラ(iSight)から静止画像を取り込み、ファイルに
保存することができる。
% isightcapture mypicture.jpg
% isightcapture -w 320 -h 240 -t png mypicture.png
くわしくは、http://www.intergalactic.de/pages/iSight.html
/Applications/coins/ToyViewer.app で画像を表示さなさい。また、形式を変
更して保存しなさい。
% open /Applications/coins/ToyViewer.app
convert コマンドを使って静止画像の形式を変換しなさい。たとえば、以下の
例では、ファイルfile1.jpg に含まれているJPEG形式のファイルの内容をPNG形
式へ変換して、新しいファイル file1.png に保存している。
$ ls -l file1.jpg file1.png
ls: file1.png: No such file or directory
-rw-r--r-- 1 yas prof 37780 4 26 11:48 file1.jpg
$ convert file1.jpg file1.png
$ ls -l file1.jpg file1.png
-rw-r--r-- 1 yas prof 37780 4 26 11:48 file1.jpg
-rw-r--r-- 1 yas prof 132672 4 26 18:51 file1.png
$ ![[]](../icons/screen-cursor.gif)
変更後、ファイルの内容を表示しなさい。また、
プレビュー.app(Preview.app)のインスペクタ
を使って、ファイルの形式や画素数がどのように変化したかを調べなさい。
類似の操作を cp コマンド(ファイルのコピー)や mv コマンド(ファイル名の変
更) でも行ってみなさい。この時には、ls -l によるファイルの大きさが変化しないこと、また、
ファイルの形式や画素数が変化しないことを確認しなさい。
/Applications/ にある Gimp.app というプログラムを
実行してみなさい。
% open /Applications/Gimp.app
画像の作成、画像形式の変換、簡単な図形や文字の追加などを行いなさい。
システム環境設定(Dock、または、open "/Applications/System
Preferences.app") の中の「ディスプレイ」の項目を開きなさい。画面の画素
数や色数がどうなっているかを調べなさい。
画素数や色数を変更するとどうなるか調べなさい。
観察が終わったら元の状態に戻しなさい。
「グラブ.app(Grab.app)」を使って、画面に表示されている内容の一部を取り
込みなさい。このプログラムは、次の場所にある。
- /Applications/Utilities/Grab.app
取り込む単位としては、次のようなものがある。
- 選択部分
- ウインドウ
- スクリーン (画面全体)
- タイマー(画面全体だが、10秒後)
単純に保存すると TIFF 形式になる。PNG 等にするには、クリッフポードにコ
ピーして、「プレビユー.app」で開き、保存する。
静止画像の形式を変換するには、次のようなプログラムを利用することもでき
る。
- xwd, xwud, xpr
- xv
- ImageMagic import, display, mogrify
- xpaint, xart
The Unix Super Text 下巻 54章 画像処理 参照。
システム環境設定を実行しなさい(Dock、または、open
"/Applications/System Preferences.app") 。その中の「サウンド」の項目を
開きなさい。次のことを行いなさい。
- 音量の調整
- 消音/消音解除
- 入力マイクの選択
- 出力の選択（内蔵スピーカ）
音量調整と消音を次の方法でも行ってみなさい。
- 一番上のメニューバー
- キーボード(fnを押さないで F10, F11, F12)
次のページにある学類紹介ビデオの形式を調べなさい。画素数、
１秒当たりのフレーム数、
ファイルの大きさ、ビットレートを調べなさい。
http://www.coins.tsukuba.ac.jp/06_pamphlet.html
次の３つのアプリケーションが利用できる。
- "/Applications/QuickTime Player.app/"
- MP4 (H.264) を生成てきる。
「ウインドウ」メニューの「ムービー情報(+I)」を選ぶ
- /Applications/coins/VLC.app
- MP4 と WMA 形式の両方を再生できる。
open /Applications/coins/vlc-0.9.9a/VLC.appdnl
- "/Applications/coins/Windows Media Player.app"
- WMA (Windows Media Player) 形式を再生できる。
「ファイル」メニューの「情報を見る(+I)」を選ぶ。
Web ブラウザで URL を調べ、クリップボードにコピーし、アプリケーションで
その URL を開く。環境により、Firefox の中で直接表示できるものもある。
say は、与えられた英文テキストから音声を合成するコマンドである。標準で
は、そのままコンピュータのスピーカに出力する。
$ say "hello,world" 一行分ならそのまま引数に渡す
$
$ say
hello,
world
複数行なら、引数なしで実行し最後に Control-D
$
次のように -o オプションを指定すると、スピーカではなくファイルに出力す
る。
$ say "hello,world" -o hello.aiff
$
この機能を利用して、音声データを含むファイルを作成しなさい。
saykana コマンドは、かな表記の日本語から音声を合成できる say コマンドである。
このコマンドを使って、音声データを含むファイルを作成しなさい。
ただし、文字コードとして、iTerm 標準のEUC ではなく、UTF-8 を用いる。
従って、coins の環境で利用するには、次のように nkf と組み合わせて使う。
$ emacs で平仮名の含むファイルを作る。
$ nkf -w filename.txt | saykana
$ nkf -w filename.txt | saykana -o file.aiff
くわしくは、
Webページ
を参照しなさい。
/Applications/coins/Audacity.app を使って、音声データの形式、サンプリン
グレート、サンプリング・サイズを観察しなさい。またそれらを変更してみな
さい。
/Applications/coins/Switch.app を使って、音声データの形式を変更しなさい。
- 出力ディレクトリ(Output Folder) を、ホームディレクトリにしたい
時には、"/Music" を消す。
- Encoding Formatとして何があるかを調べる。
- Encoding Options として何があるかを調べる。
Encoding Formatによってかわる。
アプリケーション(/Applications)にある「"QuickTime Player.app"」
Player.appを使うと、iMac に内蔵されているマイクを使って音声データを取り
込み、それをファイルへ保存することができる。
アプリケーション(/Applications)にあるPlayer.appを使うと、iMac に内蔵さ
れている動画像カメラ(iSight)とマイクを使って動画像(音声ふくむ)データを
取り込み、それをファイルへ保存することができる。
方法は、音声データの録音方法とよく似ている。プログラムを実行した後に、
「ファイル」メニューから「新規オーディオ録音」ではなく「新規ムービー録
画」を選ぶ。
VLC media player を使ってみなさい。
% open /Applications/coins/vlc-0.9.9a/VLC.app
付属のドキュメントを読みなさい。
% open "/Applications/coins/vlc-0.9.9a/Read Me.rtf"
演奏できるコーデックとコンテナ・フォーマットを調べなさい。
VLC media player は、保持しているデータを他のコンピュータで実行している
VLC media player に配信する機能がある。このことを確認しなさい。
sox は、音声データの形式を変更するコマンドである。音量を調整したり、エ
コーをかけることもできる。このコマンドを用いてファイルに含まれている音
声データの形式を変更してみなさい。
詳しくは、man sox を見なさい。
soxi コマンドは、音声データが含まれているファイルの中のチャネル数やサン
プリングレートを表示するコマンドである。このコマンドを利用してみなさい。
詳しくは、man soxi を見なさい。
ffmpeg は、ビデオの形式を変換したりビットレートを変換するコマンドである。
このコマンドを利用してみなさい。
詳しくは、man ffmpeg を見なさい。
アプリケーション(/Applications)にある
「Font Book.app」を利用すると、
どのようなフォントがいるか調べることができる。
この機能を確認しなさい。
次の内容を含む「テキスト」ファイルを作成し、
レポート提出ページから提出しなさい。
今日の課題では、実習時間中に TA に結果を示し、確認番号を受け取りなさい。
レポートには、その確認番号、TA氏名、確認日時を記述しなさい。
(1) 静止画像について次の操作を行いなさい。
次のいずれかの方法で、静止画像を含むファイルを作成しなさい。
- MulleSight.app, isightcapture コマンド等を使い、iMac のカメラから読み込む。
- このページに埋め込まれている画像を保存する。
- ディジタル・カメラ、携帯電話などから静止画像を送る。
- USBフラッシュメモリを使う
- 電子メールの添付ファイルとして送る
- その他
TAにファイルを示し、確認番号を受け取りなさい。
レポートには、どのような方法で作成したかを、書きなさい。
(2) (1) で作成した画像について、次のことを調べなさい。
- 画像の形式
- 大きさ
- ファイルに保存する時によく使われる拡張子
- 画素数（横、縦のピクセル数）。
- １ピクセル当たりの色数、または、深さ(ビット数、深度)。
レポートには、調べた方法も含めて記述しなさい。
(3) (1) で作成した画像の形式を以下で示された形式（元の形式を除く）に変
換しなさい。レポートには、変換方法を記述しなさい。（注意：ファイル名の
拡張子を変えるのではなく、形式変換機能をもつプログラムでファイルの内容
を変更する。）
- JPEG
- Microsoft BMP
- PNG
- PDF
これらの画像ファイルを ls -l で表示しなさい。その結果(バイト数) を、端
末プログラムのコピー＆ペースト機能を使って以下に張りなさい。
(4) 漢字140文字からなる文書を考える。漢字1文字を2バイト(16ビット)で符号
化すると、何バイト必要か。同じ文書を、１文字を16x16ドットのビットマップ・
フォントを使い画像に変換すると、何バイト必要になるか。（テキスト中の改
行などの制御コード、エスケープ・シーケンス、および、画像の行間などは無
視して考える。）
(5) The Unix Super Text の次の部分を読みなさい。
- 上巻 第6章
- 上巻 第11.1-11.2節
- 上巻 第40.1-40.2節
そして、項目についてついて調べて、簡単に説明しなさい。
- 標準出力をファイルに切り替える方法
- 標準出力をパイプに切り替える方法
- シェル変数に値を代入する方法
- シェル変数の値を参照する方法
- クォート「' '」の働き
- ファイル名置換での「*」の働き
- 「
2>file」の意味
(6) [加点] 音声について次の操作を行いなさい。
次のいずれかの方法で音声データを作成し、ホーム・ディレクトリ、または、
その子供のディレクトリにファイルに保存(書き出し)しなさい。その方法をレ
ポートに記述しなさい。
- QuickTime Player.app
- say, saykana
- その他
拡張子、ファイルの大きさ、音声データの標本化レート、量子化数、チャネル
数を調べなさい。形式、音声データの標本化レート、量子化数、チャネル数を
変化させ書き出した時に、ファイルの大きさや拡張子がどうなるか調べなさい。
(7) [加点] 動画像について次の操作を行いなさい。
次のいずれかの方法で動画像データを作成し、ホーム・ディレクトリ、または、
その子供のディレクトリにファイルに保存(書き出し)しなさい。その方法をレ
ポートに記述しなさい。
拡張子、ファイルの大きさ、データレートを調べなさい。形式、画像の大きさ
（横、縦のピクセル数）、音声のパラメタなどを変化させ書き出した時に、時
に、ファイルの大きさや拡張子がどうなるか調べなさい。
Last updated: 2010/05/18 15:23:40
Yasushi Shinjo / <yas@is.tsukuba.ac.jp>