2. Системы компьютерной графики

Их будем рассматривать в той последовательности, в какой были выше названы восемь направлений компьютерной графики.

2.1. Системы деловой графики

Системы деловой графики существуют:

• как самостоятельные программные продукты. В качестве примера можно привести популярные в 90-х годах прошлого столетия российскую систему ДЕЛОГРАФ и американскую FOXGRAPH. Система FOXGRAPH позволяла создавать 15 типов 2-мерных графиков и диаграмм и 32 типа 3-мерных диаграмм, у основания которых могли быть самые разнообразные геометрические фигуры. Современная система MS VISIO дает возможность подготавливать блок-схемы, электротехнические и механические чертежи, карты, планы зданий и помещений, схемы подключения аппаратуры и вычислительной техники и другие документы;

• как встроенные приложения. Например, компоненты офисного пакета:

• MS GRAPH – позволяет строить 14 типов стандартных и 20 типов нестандартных диаграмм;

• FLOW CHART (организационная диаграмма), используемая для представления структуры организации, структуры программного продукта, хода какого-либо процесса и др.

Вид стандартных диаграмм MS GRAPH показан на рис. 1.

Рис.1. Стандартные диаграммы MS GRAPH

Гистограмма, линейчатая, график, с областями и объемные диаграммы –цилиндрическая, коническая, пирамидальная – используются для представления нескольких рядов данных; круговая, кольцевая, пузырьковая и поверхность – одного ряда данных. Точечная применяется для исследования влияния одного фактора на другой, лепестковая рекомендуется для определения сезонных колебаний определенных величин, биржевая – для слежения за изменениями курсов акций, валют.

В иды структурных диаграмм FLOW CHART приведены на рис. 2.

Рис. 2. Структурные диаграммы FLOW CHART

Базовые функции систем деловой графики:

• большое число типов графиков и диаграмм;

• многообразие оформительских элементов;

• текстовые комментарии;

• средства обеспечения наглядности и избирательности представления данных;

• редактирование;

• вывод на различные устройства.

2.2. Системы научной графики

Системы научной графики существуют:

• как самостоятельные программные продукты. Так, система Сhimera (разработана в Калифорнийском университете) предназначена для моделирования молекулярных систем в 3-х мерном пространстве. Обеспечивает стандартные типы представления молекул и атомов: ленточные, каркасные, сферические. Система Grapher (компании Golden Software) используется для графической обработки данных, описываемых функцией одной переменной, заданной таблично или аналитически;

• как встроенные компоненты пакетов для математической обработки данных MathCad, MatLab, Mathematika. Они позволяют подготавливать 2-х и 3-х мерные графики, в различных системах координат (декартовых, полярных, логарифмических и др.).

2.3. Когнитивная графика

Когнитивная графика — это совокупность приемов и методов образного представления условий задачи, которое позволяет либо сразу увидеть решение, либо получить подсказку для его нахождения. Так, нижеприведенную систему линейных алгебраических уравнений

м ожно решить без привлечения математического аппарата, геометрическим путем, построив графики функций y=4-x/2 (из 1-го уравнения) и y=3*x/2-16 (из 2-го уравнения) и определив точку их пересечения (см. рис.3).

Рис. 3. Решение системы уравнений геометрическим путем

Это точка с координатами x=10, y=-1.

Удачный график делает доступным, понятным не только известное решение, но и может подсказать принципиально новое – соображение, идею, гипотезу.

Методы когнитивной графики используются:

• в человеко-машинных системах:

• для решения сложных, плохо формализуемых задач. Например, российская система ДСТЧ (Диалоговая Система для исследования проблем аддитивной Теории Чисел);

• в системах ИИ при:

• превращении текстовых описаний задач в их образные представления;

• генерации текстовых описаний картин, возникающих во входных и выходных блоках этих систем.

Российские ученые А.А. Зенин и В.Н. Поспелов, занимающиеся исследованиями в области когнитивной графики, сформулировали три ее основные задачи:

1. создать такие модели представления знаний, в которых можно было образными средствами представлять как объекты, характерные для логического мышления, так и образы-картины, с которыми оперирует образное мышление;

2. визуализировать те человеческие знания, для которых пока невозможно подобрать текстовые описания;

3. перейти от наблюдаемых образов-картин к формулировке гипотезы о тех механизмах и процессах, которые скрыты за динамикой наблюдаемых картин.