7.4.4 Проблемно-ориентированные протоколы

Прикладные графические протоколы это объектно - ориентированные протоколы передачи данных между прикладными системами. Они наиболее компактны (вследствие высокой семантической насыщенности), допускают свободу в выборе различных способов графического представления, но требуют большей мощности локальной ЭВМ для интерпретации. Прикладные протоколы стандартизованы пока только для САПР машиностроения и электроники.

В качестве примеров можно привести следующие стандарты:

• STEP (STandard for the Exchange Product Model Data),

• MAP (Manufacturing Automation Protocol),

• VDAFS (Sculptured Surface Interface),

• EDIF (Electronic Design Interchange Format).

Основные трудности, связанные с разработкой протоколов этого уровня, состоят в том, что во многих областях применения до сих пор не унифицированы основные объекты (в том числе графические) и операции над ними. Для работы в этом направлении потребуются объединенные усилия проблемных специалистов, математиков и системных программистов в области баз данных, машинной графики, телекоммуникаций и т.д.

7.4.5 Растровые графические файлы

С появлением и широким распространением персональных ЭВМ, использующих растровые дисплеи и устройства документирования (лазерные и струйные принтеры и т.д.), для целей компактного хранения и транспортировки графической информации стали активно применяться различного рода растровые графические файлы. Используется более десятка различных типов растровых графических файлов. К наиболее известным относятся:

• TIFF (Tag Image File Format),

• GIF (Graphics Interchange Format),

• PIC,

• PCX,

• MAC (MacPaint),

• BMP (Bitmap).

ZSoft (PCX)

Формат распространен на IBM PC и используется в графических редакторах (Paintbrush, EgaPaint) и системах подготовки документации (Ventura Deck Top Publisher, First Publisher).

В PCX используется очень неэффективный метод кодирования, он дает низкий коэффициент сжатия. Однако время, используемое на кодирование/декодирование практически равно времени кодирования без всякой упаковки. Это дает преимущества при использовании этого формата в интерактивных системах с быстрой сменой изображений.

MacPaint (MAC)

Является основным форматом в системах подготовки документации и графических редакторах на персональных компьютерах фирмы Apple (Macintosh, Lisa).

X Window System

В отличие от большинства других предложений по стандартизации, таких как, например, GKS, система Х спроектирована и реализована небольшой группой разработчиков из Массачусетского технологического института в рамках проекта Athena, спонсорами которого были фирмы DEC и IBM.

Система Х - программное окружение для программистов и пользователей прикладного программного обеспечения инженерных рабочих станций и представляет собой целостную систему, в рамках которой синтезированы предложения по управлению окнами, функциональному и языковому интерфейсам, аппаратно-независимому протоколу и программному обеспечению рабочей станции.

Основой Х является "базовая оконная система". Полное Х-окружение надстроено над ней в виде уровней (рис.7.7).

Рис.7.7. Структура X

Базовая оконная система взаимодействует с окружающим миром только через сетевой интерфейс. Какого-либо специального привилегированного доступа к ней не предусмотрено.

Архитектура Х-системы базируется на модели клиент-сервер (рис.7.8.). Клиент - прикладная программа. Сервер - программа, вызванная на компьютере, к которому физически подключен дисплей. В ней сосредоточена вся аппаратная зависимость.

Рис.7.8. Архитектура Х-системы

Основные критерии, которыми руководствовались в разработке Х-системы:

• транспортабельность - система должна быть применима к различным дисплеям;

• аппаратная независимость приложений;

• сетевая прозрачность - приложения могут быть вызваны как локально, так и на удаленных ЭВМ без каких-либо их изменений и без необходимости информирования об отличиях. Должны быть поддержаны различные сетевые протоколы;

• конкурирующие приложения - дисплей может делиться между несколькими приложениями. Возможен вывод из нескольких приложений как в единственное, так и в несколько окон;

• интерфейсы с приложениями и управление окнами - Х не предписывает какого либо одного способа работы с окнами, например, только перекрывающимися;

• перекрытия окон - ввод/вывод должны быть возможны для полностью или частично затененных окон.

Форматы TIFF (Tag Image File Format), GIF (Graphics Interchange Format) и BitMap (BMP) будут подробно рассмотрены в следующей главе.

Сегодня в машинной графике широко распространилось понимание необходимости стандартизации, которая позволяет обеспечить переносимость пакетов прикладных программ, унифицировать графические методы работы, углубить их понимание и практического использования, ставить задачи перед разработчиками аппаратуры.

В настоящее время работы по стандартизации, в основном, сосредоточены на узком фронте специфицирования некоторого минимального набора "базисных" функций с одновременным стремлением к многофункциональности пакетов графических подпрограмм. Следует ожидать, что дальнейшее продвижение стандартизации будет идти по пути повышения ее функционального уровня в определенных, сформировавшихся областях приложений.

В целом, текущее состояние работ по стандартизации машинной графики - необходимый, но пока первый шаг в этой части создающейся на наших глазах индустрии программного обеспечения .

Наряду с положительными аспектами стандартизации следует отметить и определенные минусы, имеющие общий характер.

1. Стандартизация всегда означает затверждение некоторого определенного уровня достижений и понимания, тем самым в определенной степени тормозится развитие новых, нестандартных технических средств и программного обеспечения. Особенно, если учесть то, что первой строчкой наших стандартов является: "несоблюдение стандарта преследуется по закону".

2. Стремление покрыть широкий спектр применений, начиная от пассивного вывода до высокоинтерактивных приложений, несмотря на наличие уровней, все-таки приводит к громоздкости и набора средств, и структуры данных и, естественно, программного кода.

3. Стремление к легкой адаптируемости влечет за собой чрезвычайно большое количество средств запроса к обстановке (в GKS - 75 функций из общего числа 185, т.е. более 40%). Такое количество несомненно избыточно для многих конкретных приложений. Не случайно поэтому, например, еще в 1987 г. темой одной из дискуссий на Всесоюзной школе-семинаре по "Информатике и интерактивной компьютерной графике" (Цахкадзор, 16-20 марта 1987 г.) было: "Стандартизация - закон или методология, тормоз или ускорение".

Важно отметить, что в предложениях по стандартизации наряду со стремлением к многофункциональности пакетов очевидно и стремление к минимизации набора стандартизованных примитивных функций, что, вообще говоря, неверно для конкретной области приложений. В последнем случае повышение функционального уровня стандартизации обеспечит как легкость изучения, так и легкость адаптации, которая важна ведь не вообще, а в каждом случае в некотором конкретном классе приложений. Практика написания прикладных систем показывает, что для повышения эффективности прикладных программ требуется набор различных функциональных возможностей из различных, предлагаемых стандартами уровней.

В этой связи, интересным представляется решение, предложенное в , положенное в основу графпакета АТОМ. Система машинной графики представляется в виде совокупности пяти сравнительно слабо связанных подмножеств: средств формирования изображений; средств промежуточного хранения информации; средств ввода; средств преобразований изображений; средств управления графическими устройствами.

Требуемая конфигурация графической системы собирается из отдельных модулей, объединяемых в конвейер. Конвейер собирается либо статически - на этапе проектирования программы, либо динамически, в процессе ее исполнения. Передача данных в конвейере осуществляется через единый межмодульный интерфейс.