5. Аппаратные средства вывода графической информации в ЭВМ.

Техническое (аппаратное) обеспечение – охватывает большую номенклатуру устройств ввода/вывода, описывающую конфигурацию системы КГ, режимы работы устройствПримеры: чертёжные автоматы (графопостроители, плоттеры), принтеры,

дисплеи. Назначение устройств графического вывода состоит в отображении и регистрации изображения и геом. объектов

на 2х мерных плоскостях. Изображение в этих устройствах формируется из примитивов (например, точка, линия, прямые,

полутона, раскраска). Кроме того на проекции объекта возможно нанесение текстов в требуемых местах изображения, нанесения полутонов и раскраска изображения.

Способы внутреннего представления объектов: •совокупность точек, описывающих конкретный объект; •список точек с указанием связи между ними.

Внутреннее описание изображение может быть представлено одним из следующих способов (что определяется типом интерполятора линий для отрисовки геометрического объекта):

1.Либо в виде списка координат точек геометрического объекта, с указанием, как эти точки связаны междусобой; 2.Или в виде списка координат точек этого объекта.

По принципу работы устройства графического вывода информации различаются:

1.Электромеханические чертежные автоматы. 2. Электронные чертежные автоматы, построенные на ЭЛТ и последующих технологиях. 3. Растровые чертежные автоматы.

Интерполятор аналоговое или цифровое вычислительное устройство для определения координат точки, движущейся непрерывно по аналитически заданной кривой. Интерполятор применяют как управляющее устройство в системах с программным управлением.

Интерполяторы бывают: 1.кусочно-постоянные; 2.кусочно-линейные; 3.линейно-круговые; 4.параболические; 5.кривые высшего порядка. Обычно используются первые 4 типа.

Классификация средств вывода графической информации:

Устройства вывода можно классифицировать следующим образом:

1. По принципам записи (обновления) изображения:

·с произвольным сканированием луча, при котором изображение формируется при перемещении луча по экрану в соответствии с координатами строящихся элементов изображения (каллиграфические, штриховые устройства);

·с растровым сканированием луча, при котором изображение представляется в виде матрицы точек. Изображение на экране формируется при перемещении луча в соответствии с разверткой слева-направо по строке и сверху-вниз по строкам с подсветкой требуемых точек.

2. По принципам отображения:

·периодическая регенерация информации на экране из неотображающей памяти;

·использование отображающего устройства сохранения изображения.

3. По технологическим способам вывода(свечение люминофора, вычерчивание пишущим узлом, перенос красителя и т.п.).

Основные характеристики электромеханических устройств (графопостроителей): •размер чертежного (рабочего) поля;

Электронные чертежные автоматы В качестве поля отображения используется экран ЭЛТ. Блок управления состоит из дисплейного процессора и устройства управления ЭЛТ с помощью ЦАП. Блок управления строит линии и символы с помощью ЦАП, которые преобразуются в электрические сигналы, посылаемые на ЭЛТ, которые управляют координатами и яркостью электронного луча. Дисплейный процессор решает задачи: поочередная выборка команд воспроизводимого изображения и их выполнения. Устройство управления содержит способы стабилизации и набор функций.

Способы стабилизации изображения: •Использование специальных конструкций ЭЛТ; •Регенерация изображения. Характеристики электронных устройств вывода: • Размер экрана (диагональ); • Разрешающая способность; • Размер пикселя; •Допустимая глубина цветности; •Частота развертки.

Жидко-кристаллические (ЖК)-модули являются одними из основных средств вывода информации для современных цифровых систем. Представляют собой недорогое и удобное решение, позволяющее сэкономить время и ресурсы при разработке новых изделий. Обеспечивают отображение большого объема информации при хорошей различимости и низком энергопотреблении, благодаря чему широко используются в измерительных приборах, медицинском оборудовании, промышленном оборудовании, информационных системах, аппаратуре с автономным питанием.

6. Структура и назначение основных функциональных узлов чертёжного автомата

Электрический чертёжный автомат (на ЭЛТ): Блок управления:

дисплейный процессор и устройство управления ЭЛТ с помощью ЦАП. Блок управления состоит из начертательных символов, которые преобразуются из аналогового преобразователя в сигналы, управления яркостью и положением электромагнитного луча трубки.Дисплейный

процессор поочерёдно выбирает команду и выполняет команды формирования линий и знаков. Управляющий блок стабилизирует изображение. 1) С использованием запоминающего ЭЛТ (до нескольких часов); 2) с использованием регенерации изображения на экране.

Основные характеристики: 1) диагональ экрана; 2) разрешение.

По принципу работы различают три вида чертёжных автоматов:- электромеханические; - электронные (на ЭЛТ); - растровые.

Пишущий узел – место фиксации перьев.

Положение устройства – чертёжный стол графопостроителя.

Барабан устройства – барабан (как в принтере).

Задачи Блока управления: 1) интерполяция линий (дискр., непрерывные); 2) Генерация знаков

Электромеханические БУ: Достоинства 1) высокое разрешение; 2) высокое качество символов; 3) простое техническое воспроизведение линий;

4) получение качественных изображений. Недостатки 1) медленная скорость построения; 2) большая инерциальность; 3) невозможность исправления сбоев в процессе вычерчивания; 4) высокая стоимость и сложность обслуживания.

Электрические БУ: Достоинства: 1) высокая скорость; 2) нет инерциальности; 3) возможность редактирвания; 4) возможность получения цветных изображений; 5) невысокая стоимость. Недостатки: 1) невысокое качество и разрешение; 2) Неоднородное изображение по центру и краям.

Растровые: 1) скорость между электрическим и электромеханической; 2) время вывода фиксированное; 3) невысокая точность и разрешение; 4) невозможность исправления сбоев; 5) сложность конструкции; 6) специальные типы носителей.

7. Структура и основные характеристики растрового дисплея.

Формирование изображения на ЭЛТ:

Расположение пушек: пушки

апертурная

решётка

люминофор

1. Растровая графика на базе ЭЛТ – с помощью развернутых систем формирует перемещение луча построчно, получаем точечное изображение. Время вывода не зависит от изображения, от его насыщенности, t BЫB=const. Этот способ наиболее распространен.

Графический дисплей может работать в 2 режимах текстовом режиме (символьном) и графическом. Информация находится в дисплейном файле в виде

ASCII.

Основные характеристики: разрешение, цветность, зерно и т.п.

8. Моделирование как средство представления графического объекта (ГО). Типы моделей в компьютерной графике (КГ).

Моделирование предусматривает замену исследуемого объекта (оригинала) некоторым другим объектом модели. Модель – это объект любой природы, способный заменить исследуемый объект, так что его изучение дает новую

информацию об исследуемом объекте. Она приближенно отражает истинные свойства и характеристики оригинала.

Цель исследования определяет вид и содержание модели, одна и та же модель может отображать несколько функций реального объекта и характеристик, но не все. Математическое моделирование – совокупность (предмет) математической природы с указанием, связи и отношения между которыми выражаются математическими соотношениями или формулами зависимости.

Классификация математических моделей:

1.Логико-предметные

1)Модели описания (уравнение поверхности второго порядка);

2)Модели-интерпретаторы (применяется проекция 3-мерного объекта на плоскость);

3)Модели-аналоги (интерполяционный полином для описания гладких кривых).

структурные

функциональные

2.Знаково-предметные

1)Прямой аналогии

2)Непрямой аналогии

Наиболее общие – это модели описания.

Классификация по отношению характера восприятия свойств оригинала рассматривает структуру математической модели или функциональные математические модели. Структурные имитируют структуру оригинала, то есть, из каких частей состоит, и как они взаимодействуют. Функциональные имитируют только функции оригинала.

Машинная графика работает:

1.со статическими;

2.со структурными;

3.с логико-математическими моделями описания объекта.

Задача проектирования – создать множества моделей, определяющих описание требований к модели, её характеристикам и функциям.