28. Принципы формирования изображения на экране.

Существует два способа реализации построения изображений на экране дисплея – векторный (функциональный) и растровый. В первом случае электронный луч поочередно рисует на экране различные знаки – элементы изображения. На современных персональных компьютерах чаще используется растровый способ изображения графической информации, в котором изображение представлено прямоугольной матрицей точек (пикселов), имеющих свой цвет из заданного набора цветов (палитры). Графический режим осуществляет видеоадаптер, управляющий работой электронной трубки и видеопамятью, в которой запоминается текущее изображение. Адаптер обеспечивает регулярное отображение видеопамяти на экране монитора.

Растровое изображение – это совокупность разноцветных точек. Координаты точек определяются декартовой (прямоугольной) системой с началом координат, как правило, в левом верхнем углу экрана. Абсцисса х точки увеличивается слева направо, ордината у – сверху вниз. Таким образом, любая графическая операция сводится к работе с отдельными точками экрана монитора – пикселами. Существуют специальные графические библиотеки программ, которые предназначены для изображения более сложных объектов, являющихся объединением группы пикселов; наиболее употребляемые линии, геометрические фигуры, шрифты и т.п.

В последние годы возрос интерес со стороны пользователей к специальным инструментальным программам машинной графики: графическим редакторам, издательским системам и т.п. В них предоставляется удобный интерфейс для пользователей, автоматизируется большое количество разнообразных действий с графической информацией – от построения простейших рисунков до создания мультипликационных (анимационных) роликов.

29. Вертикальная развертка и двойная буферизация.

Изображение на экране монитора формируется в специальной буферной памяти – видеопамяти. Схемы электронной развертки отображают построенное в видеопамяти изображение на экране. Программа может поместить нужное значение в видеопамять или прочитать из нее ранее установленное значение точно так, как это делается с обычной оперативной памятью.

Если данные видеопамяти изменились в момент прорисовки кадра, то луч сначала "дорисовывает" кадр на основе старых данных и только при новом проходе отображает измененные данные. Вследствие этого возникают (хотя и кратковременные) дефекты изображения, так называемое "мерцание" экрана. Одно из решений этой проблемы заключается в том, чтобы обновлять данные видеопамяти в тот момент, когда луч находится в правом нижнем углу экрана, но это не всегда возможно. Поэтому применяется метод двойной буферизации (double buffering), который заключается в следующем.

Создается невидимый "виртуальный" экран, и изображение рисуется только на нем. На основной экран содержимое виртуального экрана копируется в тот самый момент, когда луч находится в правом нижнем углу. Операция блокового копирования обычно производится очень быстро - для ее выполнения бывает достаточно даже сотой доли секунды.

Любая современная библиотека (например, DirectX для Windows) позволяет переназначать указатель видеопамяти на любой виртуальный экран, и указанный экран становится основным. Тогда никакого копирования вообще не происходит и механизм работает очень быстро. В этом случае, если требуется внести изменения в изображение (например, передвинуть объект), нет необходимости стирать что-то и рисовать в новой позиции, новый кадр рисуется с нуля и копируется поверх предыдущего на основной экран.

Таким образом, при использовании метода двойной буферизации каждый кадр накладывается на предыдущий, что позволяет получить плавную анимацию без эффекта мерцания.