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  • 多媒体技术图形和图像的区别
    2021-06-24 02:51:05

    摘 要

    本文通过对计算机图形学的研究内容、图形系统的组成以及功能进行分析,阐述了计算机图形技术以及计算机图像技术存在的区别,通过对计算机图形技术以及计算机图像技术的区别分析,得出两者在数据信息来源、处理方式、运用的理论以及用途方面的区别,并得出两者之间的内在联系与相互转换关系,最后探讨了计算机图形图像处理技术在辅助制造设计、可视化、动画和艺术等方面的应用。

    【关键词】计算机图形学 图形图像处理技术 应用

    1 前言

    计算机图形学的理论产生与发展始于上世纪80年代,在经过了近40年的发展与进步,其已经发展成了前沿应用学科里非常重要的一门分支学科。同时,计算机图形图像处理技术也已广泛的应用于工业制造、现代通讯、多媒体等多个领域中,得到了越来越多的关注与重视。

    2 计算机图形学概述

    2.1 计算机图形学研究的主要内容

    计算机图形学作为一门前沿应用科学,其研究内容非常的广泛。例如,图形标准化研究、图像交互研究、图形建模研究、图形图像的可视化研究、动画以及仿真研究等。在计算机图形学的研究中,其主要是通过一定的计算机手段,来展示出具有非常强烈真实感的图形图像。在研究计算机图形学的过程中,离不开相关的几何设计理论。

    2.2 计算机图形系统的组成与功能

    2.2.1 计算机图形系统的组成

    在进行计算机图形与图像处理过程中,需要运用到计算机图形系统,其主要包含有计算机硬件以及相关的处理软件。硬件设备包含有处理器装置、图形输入以及输出装置。处理器对于系统来说尤为关键,其是实现计算机与图形终端设备信息传递的桥梁。处理器可以处理并储存相关的图形图像信息数据,同时还可以对图形几何函数进行运算,从而使图形系统拥有更加优异的图形显示功能以及更快的图像呈现速率。

    在硬件装置不断发展的同时,相应的软件技术也取得了很大的进步。现阶段,已经开发出了多种能够用于图形处理的应用程序,使计算机图形系统功能更加完善。

    2.2.2 计算机图形系统的功能

    对于计算机领域以及工程制造领域来说,计算机图形系统的发展与进步是极为重要的。计算机图形系统也应当包含有计算功能、信息储存功能、信息输入与输出功能以及对话功能等。

    (1)计算功能。在此功能中,应当可以完成图形设计与处理中必须的一些运算分析与汇总。例如,坐标的转换、元素的合成等。

    (2)信息存储功能。此功能中,应当可以实现对图形信息数据的存储,同时应当实现对相关数据信息的检索以及维护。

    (3)信息输入以及输出功能。在此功能中,应当可以实现对各种数据参数与命令的写入,并利用相关设备实现对图形信息的输出。

    (4)对话功能。此功能可以实现利用显示设备或者人机交换装置而完成人机的信息交流。

    3 计算机图形与图像技术的区别和联系

    (1)两者的数据信息来源有所差异。图像信息是取自客观存在的环境中,而图形信息则是取自主观世界。

    (2)两者的处理方式有所差异。对于图像进行处理时,多采用几何修订、信息强化、图像识别等方式。而对于图形的处理,则主要通过几何的转换、图形裁剪以及曲线拟合等相关方式进行。

    (3)两者所运用的理论有所差异。在对图像进行处理时,多是运用数据信息处理理论、统计理论以及模糊数学模型理论等。而对图形进行处理时,多用到仿射理论、几何以及分形理论等。

    (4)两者的用途有所差异。图像处理技术大多是用在航空领域、医学领域以及制造领域中。而图型处理技术大多用在CAD、计算机模拟以及动画模拟等相关领域中。

    在目前的应用过程中,计算机图形处理技术与计算机图像处理技术又是密不可分的,只有将两者有机地融合,才能够对图形图像的处理更为的完善与完美。两者之间的联系与转换关联图,如图1所示。

    4 计算机图形图像处理技术的实际应用

    4.1 在辅助制造设计领域中的应用

    在辅助制造以及设计方面,计算机图形图像处理技术应用最多的便是CAD技术。此技术对于工业产品的设计制造以及工程设计等均发挥着极大的作用。通过应用计算机图形图像处理技术,当设计过程中涉及数据量庞大、系统繁杂的电路图时,单纯的依靠人工来完成几乎不可能实现,而通过使用计算机图形图像处理技术,则可以非常迅速、精准的完成相关的设计工作,如此便节约了大量的人力以及时间,为企业可以带来更多的效益。

    4.2 在可视化领域中的应用

    在网络通讯技术快速发展的同时,数据库的数量不断增加,导致对于数据信息的分析与处理过程中会出现较大的困难,我们很难从海量的信息数据中快速的找到所需的信息数据,更无法把掌握数据信息的规律性。而通过计算机图形图像处理技术,将不同种类、特征的数据分类、归纳,并以不同形式加以呈现,如此便可以为我们获取数据信息提供极大的便利。例如,图形图像处理技术在可视化气象分析、医学以及流体力学等领域中有了很好的应用。

    4.3 在动画与艺术领域中的应用

    在计算机技术以及图形图像处理技术快速发展与进步的同时,我们也逐渐的突破了静态图像的限制,逐步的发展了动画技术。并且,现代的商业美术领域中,设计者也多会利用计算机图形图像处理技术,而完成相关的艺术设计。例如,对3DMAX、ALins等软件的应用。其中,一些计算机图形图像处理技术所拥有的功能,是一般艺术工作者无法达到的水平。

    5 结语

    计算机图形图像技术被广泛地应用于各个领域中,通过此技术的应用,可以呈现出更为完美与新奇的感官效果,同时更加激发了人们的潜在创作力,也使得我们的生活更为多样与精彩。

    参考文献

    [1]罗嘉柃.浅谈计算机技术之计算机动画和计算机图形学[J].黑龙江科技信息,2016(07).

    [2]牛成英.浅谈计算机图形学与图形图像处理技术[J].信息化建设,2016(06).

    [3]章伟.试分析计算机图形学的应用与发展[J].科技与创新,2016(19).

    作者简介

    侯培文(1977-),男,山西省平遥市人。工学硕士学位。现为太原学院讲师。主要从事计算机图形图像、软件测试方面的研究。

    作者单位

    太原学院 山西省太原市 030032

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    计算机图形图像处理技术综述时间:2015-05-26 来源:未知 作者:小韩 本文字数:2428字改革开放以来,随着计算机的飞速发展,从以前计算机寥寥无几已发展到现在的几乎家家户户都有。在进入信息化时代的今天,快速...

    计算机图形图像处理技术综述时间:2015-05-26 来源:未知 作者:小韩 本文字数:2428字

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    改革开放以来,随着计算机的飞速发展,从以前计算机寥寥无几已发展到现在的几乎家家户户都有。在进入信息化时代的今天,快速有效率地获取信息将直接影响到人们的思维和决策。我们感知事物的主要途径就是图画,计算机图形图像处理技术不仅可以使人们所看到的图形图像更加清楚,也可以使图像变得更加生动具体。举个日常生活中的例子,比如我们看到的3D电影、多媒体课件、photoshop图像处理软件等。计算机图形图像处理可以用于生活中很多方面,比如平面设计、网站设计、图像处理等。计算机图形图像处理技术因为其处理图形效果好、准确性高、处理速度快等特点,使得计算机图形图像技术存在于许多领域,并且发挥着重要的作用。

    1 计算机图形图像处理技术的含义

    所谓计算机图形图像处理技术,就是利用电脑来把概念或数学模型所描绘的几何图形或者立体几何图形通过计算机进行显示、修改、储存、压缩来达到使图像质量得到增强的效果,并且可以用如几何校正、灰度变换、去除噪声等方法进行图像的改善,来使抽象、模糊、不真实的图片变得更加生动具体,来达到增加人们视觉效果的目的。简而言之,就是利用计算机把图片进行加工处理,使图像变得更加生动。计算机图像处理包括对数字图像的处理、对数字图像的分析与理解、结合传感设备对实际事物的数字化图像采集以及对图像处理结果的数字化表达等。通过计算机可以把图片从二维转化成三维,增强图片的真实感,使人身临其境。

    2 计算机图形图像设计的内容

    (1)计算机可以使图像数字化,计算机可以把需要修改的图片转化成数字模式,便于计算机处理和识别,使计算机对图片的处理更加准确;(2)计算机可以把原有的照片增强或复原,照片的增强或复原是使照片增强着色的重要途径,可以减少干扰和噪声使图像更加清晰;(3)计算机图形图像设计可以利用代数法、反投影法来进行图片的保真,达到重建图像的目的。计算机可以利用采集到的数据来进行图像的还原;(4)计算机图形图像设计可以压缩图片,把图像进行编码处理,来达到简化图片信息,方便图片的运输的目的;(5)色彩的设计对计算机图形图像设计是十分重要的,要知道,我们评判图像是否真实,最先观察的就是图像的色彩是否贴近生活,所以计算机图形图像设计可以把色彩变得更加逼真,让人们感受到或真实或立体的图片。

    3 计算机图形图像设计在生活中的应用

    计算机图形图像由于有着操作方便灵活、效果好、准确性高的处理特点,所以计算机图形图像设计在生活中的应用有很多,比如网页设计、平面设计、包装设计、室内设计、软件设计等。例如生活中常见的photoshop软件,通过这个软件我们可以用来处理照片,包括添加文字、剪裁或者对照片进行局部处理;还有计算机图形图像在工程制图中的应用,通过CAD软件可以实现,它可以把事物变得具体,把平面的图形用立体的形式表达出来由点到线、线到面、面到体,逐步扩充,来达到实验模型的整体构造;计算机图形图像设计也可以在医学中应用,计算机图形图像设计可以把医学中的影像信息转变为三维视图,使医生对病情的诊断得到大幅度提高。计算机图形图像处理技术可以在包装设计得以应用,计算机图形图像技术可以进行排版、缩印、调整色调等工作,使包装更加贴近人们生活;计算机图形图像设计应用在动画设计中,动画是由一张张图片拼接起来的,计算机图形图像技术可以使图片变成动画,从而使动态的图片变得更加逼真,同时也能减少工作量,使动画表现出更加真实的规律,更容易让人们接受……现如今计算机图形图像处理已经分布在我们生产、生活的各个方面,这种技术已经发挥了巨大的作用,给人们以全新的视角和多维的空间看世界,让我们的生活变得更丰富多彩。

    4 计算机图形图像技术的发展前景

    从进入21世纪以来,计算机开始飞速发展,计算机图形图像发展技术已经历了30多年的发展,成为现在最活跃的技术之一。计算机图形图像技术也广泛应用到我们生活的各个方面,小到包装设计、图片处理,大到医疗制图、工程设计。这些应用不仅使我们的生活更加丰富多彩,而且使我们的视野变得更开阔。计算机图形图像设计丰富了我们的生活,比如3D电影,使我们在看电影时身临其境;用于医疗中,可以使医疗科技变得更发达,使我们的健康进一步得到保证;用于绘制自然景物,计算机图形图像技术可以把自然景观设计得十分真实,给人们带来视觉上的强烈冲击……根据计算机的图形图像技术所研究出的硬件软件在日常生产、生活中就拥有着巨大的发展前景。这就需要我们建立较为完善的科学管理体系以及规范化的制度,让计算机图形图像处理技术造福人类,使人们的生活变得丰富多彩。

    5 结语

    计算机图形图像的处理技术使计算机技术得到延伸与推广,使计算机技术深入人们生活的方方面面,计算机图形图像处理技术开始发展于20世纪80年代,到现在有30多年的历史,由于计算机图形图像的设计在人们生活生产中有巨大的适用空间,并且在日后的发展过程中对人们有着深远的影响和重要的意义,计算机图形图像处理技术显然已成为计算机现代化应用的重要方面之一,对人们的生活起到非常重要的促进作用。计算机图形图像处理可以在医疗保健、航天航空、室内设计、工程制图等方面得到应用,计算机图形图像处理技术创造了巨大的社会生产力,其自身也在不断发展与进步中越来越适应人们的生产、生活。相信随着计算机图形图像处理技术的不断发展,我们的生活将会越来越好。

    参考文献

    [1] 李红俊,韩冀皖。数字图像处理技术及其应用[J].计算机测量与控制,2002,(10)。

    [2] David F.Rogers.计算机图形学算法基础[M].北京:电子工业出版社,2002.

    [3] Kenneth R.Castleman,朱志刚,石定机,等。数字图像处理[M].北京:电子工业出版社,2002.

    [4] 崔屹。数字图像处理技术与应用[M].北京:电子工业出版社,1997.

    [5] 孙家广,杨长贵。计算机图形学[M].北京:清华大学出版社,2000.

    [6] 左黎明,蒋先刚,胡梅。MatrixVB在信号处理与数据可视化系统设计中的应用[J].计算机与现代化,2004,(3)。

    [7] 陆枫,何云峰。计算机图形学基础[M].北京:电子工业出版社,2008.

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    全国计算机数字图形图像应用技术等级考试一级分为笔试和上机(过程性考核)两种考试方式,笔试分为平面图像编辑、图形基础、色彩原理、数字影像常识四部分,综合在一起考试,各部分占总成绩的25%;上机分为平面图像编辑和图形基础两部分内容。笔试和上机成绩均合格,可申请领取证书。

    一级笔试方式考试大纲

    第一部分

    平面图像编缉

    基本要求

    1、了解和掌握有关计算机数字图像的基础知识。 2、了解平面数字图像的应用范围和各类用途。

    3、熟练掌握平面数字图像编辑和处理软件的基本操作和基本应用。4、了解和掌握平面数字图像的几种典型的输出方式以及相应的知识。

    考试内容

    一、基础知识 1、数字图形图像的类型及应用范围。 2、色彩描述。 3、分辨率。 4、图形格式。

    二、平面数字图像处理软件 1、Adobe

    Photoshop。 2、了解一种矢量图绘图软件的一般应用。 3、Adobe

    Photoshop的预设。

    三、平面数字图像编辑内容 1、图像工具的基本应用:选择工具、画笔工具、填充工具、文字工具、查看工具、矢量化工具的运用。

    2、图像的变换:缩放、旋转、拉伸、水平或垂直翻转、斜切、变形。 3、图像的剪裁:图像的尺寸、画布的尺寸、尺寸与分辨率、标尺和参考线。 4、图像的调整:色阶、对比度、色彩平衡、饱和度以及相应软件的调整命令、仿制和修复图像、修饰图像。

    5、图像模式的变换、灰度模式、位图模式、RGB模式、CMYK模式、LAB模式。

    四、平面数字图像综合处理 1、图层、图层调板、图层和图层组、分层图像、管理图层、设置不透明度和混合选项、使用图层效果和样式、调整图层、填充图层、蒙板图层。

    2、常用滤镜的使用,“模糊”、“锐化”、“杂色”、“扭曲”、“风格化”、“艺术效果”等的基本使用和基本参数设置。 3、蒙板和通道的应用。 4、文本在图像中的运用。

    五、平面数字图像处理的综合运用 1、调整和修饰一张有缺陷的照片。

    2、合成一幅数字图片。 3、图形化的字体特效,综合利用文字工具、图层样式、通道、运算、应用图像、滤镜等相关命令创建文字特效。

    4、创作一幅有创意的数字图像。

    第二部分

    图形基础

    基本要求

    1、了解图形的基本概念、起源、发展、分类及特性。

    2、了解图形素材的基本分类及应用的范围;了解图形变异、整合、解构的基本概念,掌握变异、整合、解构的内容,并能熟练地运用,进行图形的再加工。

    3、了解图形的基本分类及其特点,掌握各种类型的基本概念,并具有根据不同的图形分类创作新图形的能力。

    4、了解图形的形式美法则和基本概念,掌握变化与统一、条理与反复、对比与调和、节奏与韵律、对称与均衡、渐变与延异的形式美法则,具有熟练运用法则进行图形设计的能力。

    5、熟练掌握图形与图形的组合,熟练掌握结合组合的基本形式(骨格组合、自由构图),并具备应用及以上知识创作新图形的能力;正确把握图形与视知觉、心理感受之间的关系,并具有对平面图形美感的表现力。

    6、掌握图形创意与思维的概念及过程。 7、熟练掌握图形设计的各种手法,并具有运用所学手法进行图形创作的能力。

    8、了解图形创意在各设计领域的应用及设计原则。

    考试内容

    一、图形概述

    1、图形的概念。 2、图形的起源、发展。 3、图形的特性

    二、图形与素材 1、图形素材的分类、应用范围。 2、图形素材的处理方法(变异、整合、解构)的基本概念及应用。

    三、图形的类型

    1、图形的基本分类。 2、各类图形的特点。

    四、图形的形式美感

    1、图形形式美法则的基本概念(变化与统一、条理与反复、对比与调和、节奏与韵律、对称与均衡、渐变与延异)。

    2、图形各项形式美法则的特点及规律。

    五、图形组织的形式法则

    1、形象、骨格、构图与布局的概念。 2、画面构图与分割原理及应用。

    六、图形的创意与思维 1、创意的概念、表现。 2、图形创意的思维方式的概念。 3、创意的思维方法。

    七、图形的设计方法 1、图形设计的各种手法(比喻、象征、幽默、夸张、浪漫)概念。 2、图形设计各种手法的应用。

    八、图形创意的应用 1、图形创意在各领域的应用。 2、图形设计在各领域的表现形式要素以及设计原则。

    第三部分

    色彩原理

    基本要求

    1、了解色彩的基本概念、色彩的物理形成理论。掌握色彩视觉三大要素、色彩的混合及其内在的区别和联系,掌握色彩的表示方法和体系。

    2、了解色彩在计算机中的成色模式,熟练掌握常用色彩模式之间的区别和联系。

    3、了解色彩心理理论、基本概念、了解色彩和视觉的关系及色彩的象征意义,掌握视觉适应、色彩幻觉、色彩心理效应的实际运用。

    4、了解色彩应用的不同领域,掌握基本配色方法,掌握广告、影视、服装、建筑中色彩应用的规则和作用。

    考试内容

    一、色彩原理 1、色彩概念。 2、色彩的物理形成理论。 3、色彩视觉三要素。 4、色彩混合。 5、色彩显示方法和体系。

    二、计算机中的色彩

    1、色彩模式的分类、概念、区别与联系。2、计算机色彩管理基本原理和色彩管理的应用,色彩的输入与输出控制。

    三、色彩心理理论 1、色彩与视觉的关系。 2、颜色视觉理论学说各学派基本理论及其区别、联系。

    3、视觉适应、色彩幻觉基本原理。 4、色彩心理效应常识、色彩的对比与调和基本知识与运用。

    四、色彩的应用 1、基本配色方法。 2、广告色彩设计和运用的基本知识。 3、网页色彩应用基本知识。

    4、建筑色彩应用基本知识。 5、服饰色彩应用基本知识。 6、影视色彩应用基本知识。

    第四部分

    数字影像常识

    基本要求

    1、掌握数字影像的基本概念、常见的数字影像格式、多媒体和虚拟现实技术及其特点。

    2、掌握数字视频压缩技术的概念和原理、非线性编辑的概念和特点、非线性编辑系统的功能,了解数字影像的相关计算机硬件。

    3、掌握数字音频技术的基本知识,了解MIDI技术的基本原理和应用。

    4、掌握数字电影和数字电视的基本知识,了解网络等其他平台的视频媒体技术。

    5、了解数字影像制作的基本过程,了解实拍、二维、三维、网络动画素材的制作过程,了解非线性剪辑、后期制作、输出的基本流程。了解各种相关的应用软件。

    考试内容

    一、数字影像基础

    1、模拟信号和数字信号的概念及特点。 2、模拟信号与数字信号之间的相互转换过程及采样、量化和编码的概念。

    3、位图和矢量图形的概念及其特点。 4、静态图像文件格式。 5、数字动态图像文件的格式及特点。

    6、多媒体的概念及其类型。 7、计算机多媒体技术及其特点。 8、多媒体系统的组成及分类。

    9、虚拟现实技术的概念、分类和特征。

    10、虚拟现实技术研究的内容。

    11、虚拟现实系统基本组成。 12、增强现实。

    二、数字视频

    1、视频数据压缩的必要性和可行性。2、数据压缩的概念和原理。3、视频压缩编码的国际标准。4、线性编辑的概念及缺点。

    5、非线性编辑及非线性编辑系统的概念和特点。 6、非线性编辑系统的分类和主要功能。 7、数字影像的相关计算机硬件。

    三、数字音频

    1、数字音频的采样、量化的概念。 2、奈奎特定理、数字音频的记录和传输。 3、数字音频工作站的优点。

    4、数字音频压缩技术。 5、无损编辑和有损编辑的概念。 6、MIDI技术的基本原理及相关软硬件。

    四、数字影像的传播平台

    1、数字电影的概念。2、数字电影的发展脉络。3、数字电影与传统电影的区别和主要优势。 4、数字电影技术规范。

    5、三大传统的模拟彩色电视制式。 6、模拟电视制式的缺陷。 7、数字电视的优势。 8、数字电视广播系统。

    9、流和流式传输的概念及特点。 10、流媒体系统的组成及流媒体的传输格式。 11、二维简单网络动画及其特点。

    12、可视电话。 13、手机视频动画技术。

    14、电子音像和多媒体光盘 15、电子滑游戏。 16、观念艺术。

    五、数字影像制作的基本方法及常用软件 1、素材、影片、采集、剪辑的概念。 2、二维电脑动画和Animo的基本功能。

    3、三维电脑动画和3dsmax的基本功能。4、网络电脑动画和flash的基本功能。 5、非线性剪辑编辑和Adobe Premiere的基本功能。

    6、后期特效加工和Adobe After Effects的基本功能。7、交互式光盘和Macromedia

    Director的基本功能。8、数字影像输出的一般过程。

    一级上机考试说明及样题

    过程性考核分为平面图像编辑和图形基础两部分,综合在一起考试并评定成绩

    考生按照试题要求,在规定时间内通过计算机并运用相关软件操作完成,以检验考生对书中的理论内容的理解和应用的能力,并侧重考核学生的构思创意以及对画面的整体把握能力。“图形基础”和“平面图像编辑”的考核采用上机操作方式(两门共240分钟)。成绩分为“合格”与“不合格”。考生在240分钟内完成指定编辑任务,要求写出主要操作步骤及必要参数,并按要求方式保存结果。上机考试的软件环境为:Adobe

    Photoshop7.0。

    1、评判标准

    (1)内容扣分。画面内容一定要符合主题要求。

    (2)内容充分。画面中的文字与形象组合协调、合理。题目中要求的字体、图片的采用,都需要符合题目要求。

    (3)色彩协调。画面中的色彩与色彩之间形成了合理的呼应和联系,整体性强,并具有很强的视觉效果。

    (4)构图合理。画面中字体与图片(或图案)之间的布局有良好的节奏感和韵律感,并体现一定的美感。 (5)卷面整洁。

    2、评分说明 过程性考核的成绩分为“合格”与“不合格”。

    (1)低于评判标准60%的为“不合格”。 (2)达到评判标准60%以上(含60%)的为“合格”。

    (3)达到评判标准80%以上(含80%)的将标注“优秀”。

    过程性考核样题

    一、请根据所给出的图形素材,在Photoshop上按下列要求完成一幅以环保为主题的公益性招贴:

    A、主题:“保护海洋”; B、文字字体:(中文)宋体;(英文)自定义;

    C、文字大小:主标题和副标题要有所区别(可自定义);

    D、图片提供:(详细); E、画面色彩:根据主题进行选色(自定义); F、画面大小:21*29.7cm,分辨率:72。

    (注:将设计完成的招贴以jpg格式保存在指定的路径中。)

    二、给定素材图(略)。

    试题:请根据所给出的素材,在Adobe Photoshop7.0上完成:

    1、制作出符合输出要求分辨率的黑白图像。

    2、在素材图中制作合适的选择区(包括使用的选择工具类型、选择参数的设置、路径或蒙版的使用)。

    3、根据主题,对主体物进行处理(包括对象的变换、调整滤镜的使用和其参数的设置)。 4、图层的管理。

    5、相关文字的处理(包括图层样式的应用、通道的滤镜应用及参数设置)。

    6、以网页设计为最终的输出分辨率保存文件。

    注意:试卷需要按照要求的路径保存JPEG格式的图片。JPEG文件要求如下:分辨率符合试题要求,压缩比不小于10.还需创建一个文本文件,用文字描述主要过程和主要参数的设置。

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