13. Графические языки программирования изображений.

В течение последних пяти-семи лет одновременно с революционным развитием вычислительной базы наблюдалась стремительная эволюция в той части математического обеспечения, которая ответственна за визуализацию одномерных зависимостей (графиков), двумерных распределений (площадные карты), трехмерных поверхностей (картографические поверхности, параметрически заданные фигуры, трехмерные объекты, определенные численно в узлах пространственной сетки).

Существуют программы:

• ориентированных на обработку изображений (Corel, PhotoShop),

• проектирование конструкций (AutoCad, MicroStation),

• создание анимаций (3DStudio Max) .

• система графических программ EpiGraf.

Программа EpiGraf:

1. строит параметрически заданные трехмерные поверхности,

2. представляет площадные данные в виде полутоновых освещаемых поверхностей и трехмерных поверхностей.

3. Программа содержит ряд экзотичных приложений для графических представлений и не содержит никаких дополнительных функций их обработки.

4. Разработчиком предусмотрена возможность создания приложений к пакету.

SURFER - первая графическая программа, имеющая собственный язык программирования для создания приложений с графической визуализацией в среде SURFER. Для отображения площадных данных в виде карты изолиний (линий равных значений) под DOS написана первая версия SURFER: переводит произвольно расположенные по площади точки измерений некоторой величины в точки, расположенные в узлах регулярной сетки. Способы: сплайн-интерполяция, метод ближайшего соседа, метод наименьшей кривизны и т.д. - всего более 10 различных подходов.

Наиболее развитой интеллектуальной графической оболочкой является Origin, перекрывающий по своим функциям как MicroSoft Excel, так и WinGraph. К достоинствам этой программы относится

• наличие функции спектральной оценки,

• сплайн-интерполяция, п

• олиномиальная аппроксимация,

• одно- и двухфакторный дисперсионный анализ,

• расчет вероятностной функции распределения,

• коэффициента корреляции,

• взаимно корреляционной функции.

Origin предполагает возможность создания пользователем собственных приложений.

Существуют и более развитые картографические оболочки, такие как ArcInfo, ER Mapper, ГИС ПАРК и прочие, перекрывающие SURFER как по графическим функциям, так и по функциям анализа: осуществляют

• прогнозные оценки,

• распознавание образов.

Перечислим основные особенности последней версии ER Mapper :

• возможность представления любого площадного распределения не только в виде карты изолиний или трехмерной поверхности, но и в виде полутонового изображения, имитирующего фотоизображение.

• Имеется функция моделирования характера и направления освещения рассматриваемой поверхности. Подобная функция в системе DOS реализована программой EpiGraf;

• послойная организация композиционной карты с возможностью избирательного включения в изображение отдельных слоев и их редактирования;

• копирование карты изолиний через ClipBoard c сохранением всех функций ее редактирования (в ранних версиях скопированная карта становилась нередактируемым в оболочке SURFER-изображением);

• результат графических построений, сохраняемый на жестком диске, не требует при демонстрации и переносе с компьютера на компьютер дополнительных числовых массивов. В более ранних версиях наличие последних было обязательным, что катастрофически увеличивало размер копируемой информации;

Любопытной графической разработкой является программа 3D Grapher, ориентированная на построение аналитически заданных одно- и двумерных функций и параметрически заданных трехмерных замкнутых поверхностей. EpiGraf под DOS также выполнял подобные построения. Если поверхность представляет не только функцию радиус-вектора и двух углов ,а также и времени, то программа реализует функции анимации, сколь угодно детализируемые пользователем. Для любого момента времени пользователь может затормозить анимацию, активизировать функцию вращения и рассматривать геометрию трехмерной фигуры под разными азимутами.

В случае, если задаваемая функция в некоторых точках пространства становится комплексной, программа отображает это как разрыв в данных точках выводимой на экран поверхности. 3D Grapher также осуществляет построения в трех ортогональных системах координат: декартовой, цилиндрической и сферической. Причем, как статические построения, так и анимации могут быть и двумерными, и трехмерными. Пользователь может выводить на графическое поле несколько анимаций, прослеживая их взаимосвязь.