1. Организация ресурсов памяти в компьютерной графике.

Наступила пора поговорить о технической организации средств компьютерной графики. Основными параметрами в этой области являются:

• память;

• скорость.

Часть информации в связи с прогрессом в области науки и техники может устаревать, но основные принципы устройств ввода-вывода изображения пока не изменились.

Память.

Монитор - аналоговое устройство, а память - цифровое, значит нужно использовать ЦАП - цифрово - аналоговый преобразователь. Вывод изображения производится на растровый дисплей. Наименьшая адресуемая часть экрана - пиксел (минимум - 1 бит). Дисплей разбивается на ячейки. Ячейка - минимальный ресурс памяти. Памяти соответсвует буфер данных. Ячейке соответствует бит памяти в буфере. Сумма ячеек - буфер кадров (битовая плоскость).

Например, 512 x 512 = 262144 бит чёрно-белого изображения.

Градация серого цвета.

N=3 (число видовых плоскостей или буферов кадра). 2^N = 8 уровней чёрно-белого сигнала.

Цветная электронно-лучевая трубка.

Принимает RGB - сигнал (red, green, blue - красный, зеленый, голубой). 2³ = 8 цветов. Электроны должны лететь в определённые места (от красной пушки на люминофор красной точки и т.д.).

	R	G	B
чёрный	0	0	0
красный	1	0	0
зелёный	0	1	0
синий	0	0	1
жёлтый	1	1	0
голубой	0	1	1
пурпурный	1	0	1
белый	1	1	1

С целью экономии памяти используется подгружаемая таблица цветов (ТЦ) называемая палитрой.

2⁴ = 16 цветов.

Современный дисплей. True Color.

Три пушки по 8 бит на каждую пушку. Буфер 8х3 = 24 битовых плоскости. Количество комбинаций (2⁸)³ = 256³ = 16777216 цветов. Сегодня появилось также несколько других принципиально отличных технологий отображения, например технология Trinitron.

2. Организация временных ресурсов в компьютерной графике. Вывод изображения.

Минимальная скорость вывода или изменения изображения - 25 кадров в секунду при условии,что минимальная скорость регенерации или воспроизведения в 2 раза больше. При демонстрации кинофильма показывается 24 кадр/с, но так как каждый кадр показывается дважды, то эффективная скорость воспроизведения получается 48 кадр/с. Такое воспроизведение обеспечивает непрерывность вывода изображения и мерцания незаметно. В телевидении и ПК используется черезстрочная развёртка, а именно:

При попытке осуществить переход на построчную развёртку резко падает скорость вывода изображения.

Система черезстрочной развёртки.

Сканирование начинается в верхнем левом углу экрана с нечетного поля. Каждая строка в поле сканируется или представляется слева направо. В то время, как электронный луч движется поперек экрана слева направо, он также перемещается вертикально вниз, но с намного меньшей скоростью. При достижении правого края экрана луч делают невидимым и быстро возвращают к левому краю. Такой горизонтальный возврат луча обычно занимает около 17% времени, отведенного для одной сканируемой строки. Затем этот процесс повторяется со следующей нечетной строкой. Время из конца в начало равно времени для вывода 21 строки. Реально из 525 строк видно 483. Нет 42 cтрок. В это время передаётся служебная информация. Время вывода одной строки: 63.5 17% = 10.8 мкс на перевод луча На видимую строчку остаётся 53 мкс Так как соотношение экрана 4:3 значит в строке 644 пикселя (Pcs) и вычисляется так: Время вывода одного пикселя = 53 / 644 = 82 нс Время выборки из оперативной памяти = 70 нс (память SIMM) Лучше 40 нс (память DIMM) Если 1024х1024, то время вывода пиксела = 25 нс (требуется очень быстрая память и ЦАП).