6.7. Графические стандарты
При автоматизированном проектировании возникает необходимость обмениваться графической информацией между подсистемами и различными САПР, которые могут быть реализованы на разной программно-аппаратной платформе. В связи с этим, выбираемый формат данных должен быть универсальным для обеспечения максимальной совместимости, а также сохранять точность модели изделия и иметь по возможности наименьший размер.
К
роме
известных общепринятых форматов (*.bmp,
*.cgm, *.eps,
*.hpgl, *.pcx,
*.pict, *.tiff,
*.wmf, *.gif,
*.jpg, *.png,
*.pdf) в САПР применяют
следующие специальные виды стандартов
представления графических данных.
IGES (International Graphical Exchange Standard) - формат представляет собой набор протоколов для передачи графических данных и вывода их на экран монитора. Первоначально применялся для поддержки удаленных терминалов, но в настоящее время используется в ряде CAD – приложений, оперирующих с трехмерными изображениями, для обеспечения связи между различными САПР. В этом стандарте данные классифицируются в терминах сущностей, принадлежащих к одной из трех категорий: геометрии (точки, отрезки, дуги, плоскости и т.п.), аннотации (размеры, осевые линии, стрелки и т.п.), структуры (геометрические группы, макроопределения и т.д.). Для применения IGES, САПР снабжается двумя программами - препроцессором и постпроцессором, для обеспечения двунаправленной связи. Постпроцессор преобразует данные из формата некоторой САПР в IGES, препроцессор, осуществляет обратное преобразование из формата IGES в формат данных, используемый системой.
DXF (Drawing eXchange (interchange) Format - формат обмена чертежами) – формат является векторным и поддерживается практически всеми САПР и графическими пакетами, включая AutoCAD. Изначально разрабатывался как универсальный для того, чтобы предоставить пользователям гибкость в управлении данными и преобразовании чертежей AutoCAD в форматы, используемые другими САПР. В силу популярности системы AutoCAD формат DXF стал де-факто стандартом обмена CAD-файлами для большинства САПР. Во многих CAD-системах имеется транслятор в формат DXF. Однако вследствие совершенствования и расширения формата DXF, он не является обратно совместимым, т.е. DXF-файл, созданный в более поздней версией AutoCAD, не поддерживается другими САПР, использующими старые версии формата DXF. В нем реализованы многие возможности, отсутствующие в других форматах, например хранение трехмерных объектов. Однако из-за сложности этого формата некоторые приложения позволяют только читать (просматривать) DXF-файлы, но не позволяют редактировать их, и не используют этот формат при сохранении изображений.
DXF-файл – это текстовый ASCII-файл, состоящий из пяти разделов: Header (Заголовок), Table (Таблица), Block (Блок), Entity (Элемент) и Terminate (Конец). В разделе Header описывается среда AutoCAD, в которой был создан DXF-файл. Table содержит информацию о типах линий, слоях, стилях текста и видах. Block включает список графических элементов, определенных как группа. Данные по каждому элементу хранятся в разделе Entity, следующем за разделом Block. Entity – главный раздел DXF-файла, описывающий все элементы, присутствующие на чертеже.
Международный стандарт GKS (Graphical Kernel System) – предназначен для обеспечения совместимости и взаимного обмена данными программных средств машинной графики (прикладными программами и графическими утилитами). Согласно этому стандарту, любое изображение строится из типовых базовых элементов – примитивов вывода. В GKS определено шесть основных примитивов вывода:
полимаркер - указание характерных точек на экране: яркие точки, кресты, квадраты и т.п.;
полилиния - набор отрезков прямых (ломаная);
текст - строка символов на указанной позиции;
заполнение области - многоугольник, заполненный штриховкой, узором, фоновой окраской;
массив пикселей задает цвет для каждой точки некоторой области;
обобщенный примитив вывода определяет сложные элементы.
К
аждый
из примитивов задается набором параметров
– атрибутов, определяющих его
геометрические и качественные свойства
(тип, цвет, толщина, масштаб и т.п.). GKS
позволяет разделить изображение на
отдельные сегменты, отображаемые и
обрабатываемые независимо. Предусмотрены
средства включения одного сегмента в
другой.
Иногда используется более ранний стандарт CORE, основные функции которого реализованы в GKS. Наиболее совершенным из стандартов этого класса является PHIGS (Programmers Hierarchical Interface for Graphics), описывающий сложные иерархические структуры графических данных, в т.ч. и трехмерные.
Ввод в GKS определяется как связь с одним из пяти допустимых логических устройств ввода:
ЛОКАТОР – выдает положение в глобальной системе координат;
ЗНАЧЕНИЕ – выдает значение числа;
ВЫБОР – выдает целое число, определяющее один из возможных вариантов ответа;
УКАЗАНИЕ – выдает имя сегмента и идентификатор примитива;
СТРОКА – обеспечивает ввод строки символов.
Ввод может происходить в одном из трех режимов: запрос, опрос, событие. Запрос аналогичен операции чтения обычных языков программирования: система ожидает события ввода, затем передает в программу соответствующее значение (некоторый аналог оператора INPUT). В любой момент времени допустимо наличие только одного запроса на ввод. Опрос применяется для ввода с устройств, на выходе которых постоянно существует какое-либо значение (например, положение указателя мыши). Событие используется для ввода от устройств, инициирующих прерывания. Эти прерывания запоминаются в очереди и обрабатываются в соответствии с принятой дисциплиной облуживания.
Для обеспечения связи между графическими утилитами и устройствами вывода применяют также стандарт VDI (Virtual Device Interface), известный также как CGI (Computer Graphics Interface).
STEP (STandard for Exchange of Product model data). В отличии от IGES и DXF, разработанных для обмена техническими данными, формат STEP подразумевает обмен данными, относящимися ко всему жизненному циклу продукта. Спецификации IGES и DXF описывают формат физического файла, хранящего все геометрические и другие данные. В STEP данные описываются на языке EXPRESS, а затем преобразуются в физический файл.