19. Растровые преобразования окружности и эллипса.

Существует несколько очень простых, но не эффективных способов преобразования окружностей в растровую форму. Например, рассмотрим для простоты окружность с центром в начале координат. Ее уравнение записывается какx2 + y2 = R2. Решая

Для упрощения алгоритма растровой развёртки стандартной окружности можно воспользоваться её симметрией относительно координатных осей и прямых y = ± x; в случае, когда центр окружности не совпадает с началом координат, эти прямые необходимо сдвинуть параллельно так, чтобы они прошли через центр окружности. Тем самым достаточно построить растровое представление для 1/8 части окружности, а все оставшиеся точки получить симметрией (см. рис. 2.5).

устанавливаться Si.

Опуская алгебраические преобразования, запишем di и di+1 для разных вариантов выбора точкиSi или Ti.

D1 = 3 – 2 R.

Если выбирается Si (когда di < 0), то di+1 = di + 4 xi-1 + 6.

Если выбирается Ti (когда di ≥ 0), то di+1 = di + 4 (xi-1 – yi-1) + 10. Существует модификация алгоритма Брезенхейма для эллипса.

20. Методы сглаживания пространственных кривых.

Построение гладкой кривой решают 2 задачи:

1.Интерполяция – кривая проходит точно (с минимальной погрешностью) через заданные точки. Модель имеет необходимый минимум точек. Полином n-ой степени проходит через n + 1 точек, следовательно уравнение полинома имеет n + 1 неизвестных. Чем больше степень полинома, тем выше вероятность “выброса” точки из общей последовательности.

2.Аппроксимация – поиск точек, которые наиболее приближены к точным значениям. Степень близости приближения кривой к точной определяется гладкостью кривой. Критерии гладкости:

•Функция не должна иметь разрывов

•Отсутствие изломов, т.е. первая производная функции в этой точке должна быть

непрерывна Эрмитова кривая: используются координаты двух соседних точек и первые производные. Этот метод

позволяет получить непрерывную функцию, в которой кривая проходит через заданные точки.

Форма Безье: используются координаты четырех соседних точек. Результирующая кривая проходит через первую и последнюю точки и максимально близко к промежуточным.

B-сплайн: используются координаты четырех соседних точек. Результирующая кривая приближенно проходит через все точки, сохраняя непрерывность

21. Характеристики основных компонентов систем КГ

Основные компоненты систем КГ

1.Техническое (аппаратное) обеспечение – охватывает большую номенклатуру устройств ввода/вывода, описывающую конфигурацию системы КГ, режимы работы устройств. Техническое обеспечение– аппаратные средства ввода/вывода графической информации; конфигурация системы КГ; режим работы систем КГ (персональный компьютер, т. е. индивидуальный режим). 2.Математическое обеспечение – модель описания геометрических объектов, т.е. представление реальных объектов окружающего мира в математическом виде. Состоит из различных геометрических аппаратных, моделейпреобразования геометрических объектов, вопросов программирования, описание графических систем и пакетов. Математическое обеспечение– набор моделей описания геометрических объектов (ГО); модели преобразования ГО (набор графических процедур:draw, edit (изменение или редактирование)); программное обеспечение ввода-вывода графической информации; графические языковые средства и пакеты прикладных программ (ППП); графические интерфейсы или графические оболочки ОС.

3.Информационное обеспечение – организация структуры графической информации, создание специальных архивов графической информации, использование БД общего пользования, разработка систем. Необходимость сжатие и восстановление информации. Информационное обеспечение – базы графических данных и систем управления базами данных (СУБД)– специализированные БД и БД общего назначения (содержат информацию как графическую, так и аналитическую).

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

•скорость вычерчивания (от 50 до 1500 мм\с); •тип интерполятора; • величина шага перемещения; • точность позиционирования пишущего узла; •число отрисовывающих узлов; •количество типов линий.

Характеристики электронных устройств вывода: •Размер экрана (диагональ); •Разрешающая способность; •Размер пикселя;

•Допустимая глубина цветности; •Частота развертки.

22. Дисплейные технологии

1.Векторные дисплеи на основе ЭЛТ (CRT);

2.Растровые дисплеи на основе ЭЛТ (CRT);

3.Газоразрядные приборы;

4.Жидкокристаллические дисплеи (LCD);

5.FED-технология;

6.LED-технология;

7.Люминесцентные приборы.

Векторные на основе ЭЛТ

Итак, основные виды работ ЗЭЛТ следующие:

1.Стирание изображения.

2.Запись изображения.

3.Воспроизведение запомненного изображения.

4.Отображение без запоминания.

Достоинства ЗЭЛТ:

·большое разрешение (до 4096×4096 при 19 дюймах),

·отсутствие мерцания,

·низкие требования к скорости отклоняющей системы,

·малая стоимость.

Недостатки ЗЭЛТ:

·обычно невозможно выборочное стирание,

·мал контраст изображения,

·обычно черно-белое изображение,

·небольшая скорость работы.

Растровые дисплеи на основе ЭЛТ.

Формирование изображения на ЭЛТ:

Расположение пушек: пушки

аппертурная

решётка

люминофор

Дисплеи с плазменный панелью - (Plasma Display Panels - PDP) используют явление свечения при разряде в газе. первые плазменные панели состояли из параллельных покрывающих прозрачных пластин, пространство между которыми заполнено газом (на основе неона) под атмосферным давлением. Между покрывающими пластинами находится стеклянная пластина с отверстиями (маска), разделяющая газ на растр из маленьких ячеек.

·большой угол наблюдения (до 160°), так как свет излучается во всех направлениях,

·изображение может запоминаться, выборочно стираться и строиться снова,

·поточечная адресация позволяет использовать как векторные, так и растровые принципы построения изображения,

·панель плоская, поэтому дисплей может иметь много меньшиеразмеры, чем дисплей на электронно-лучевой трубке,

·картинка, независимо от ее сложности и структуры полностью лишена мерцания,

·информация от внешних источников изображений, например, слайдов или фильмов может проецироваться сквозь этот дисплей, обеспечивая таким способом простое смешение с картинками, сформированными компьютером.

Дисплеи с жидкокристаллическим индикатором

Основные характеристики:

·толщина ~ 1/6 ЭЛТ,

·вес ~ 1/5 ЭЛТ,

·энергопотребление < 1/4 ЭЛТ,

·отсутствует мерцание,

·отсутствуют геометрические искажения,

·отсутствует паразитное излучение,

·цена ~ 3×ЭЛТ,

·небольшая контрастность изображения ~ 1:100),

·небольшая яркость ~ 200 cd/m2,

·малый угол просмотра ~ 50°,

·небольшая скорость работы,

·ограниченный температурный диапазон работы.Следует

Дисплеи с электролюминисцентным индикатором

В 1937 г. был открыт эффект электроминисценции, заключающийся в излучении света легированного марганцем ZnS под воздействием электрического поля высокой напряженности ( ~ 106 в/см).

Люминофор светится под воздействием переменного напряжения, прикладываемого к электродам строк и столбцов Люминофор, применяемый в электролюминисцентных индикаторах, требует довольно высокого напряжения (170-210 В), что требует применения более дорогостоящих микросхем управления, чем для жидкокристаллических индикаторов.

Дисплеи с эмиссией полем (FED)- плоские дисплеи, которые по принципуработы подобны обычным ЭЛТ. Но в отличие от обычной ЭЛТ, в которой имеется одна (три) электронных пушки, в данных дисплеях каждыйпиксел имеет собственный, независимо адресуемый источник электронов.

Электроны генерируются из холодных катодов, имеющих формуочень острых микроигл, которых на каждый пиксел может иметься до нескольких тысяч.

Дисплеи с эмиссией полем представляютсявесьма перспективными из-за небольших габаритов, широкого угла наблюдения (почти 180°), малого энергопотребления (несколько ватт для дисплея размером с записную книжку), хорошего воспроизведения цветов (люминофор ЭЛТ), высокой скорости работы (в принципе той же что и ЭЛТ).

Применение люминофоров ЭЛТ требует использования высокого ускоряющего напряжения, что заставляет электроны расходиться от прямой линии. При этом пикселы становятся менее точно определенными, т.е. изображение размывается. Для компенсации дефокуировки требуются дополнительные электроды, усложняющие конструкцию. Кроме этого, так как данный дисплей - вакуумное устройство, то наличие остаточных газов в сочетании с высоким напряжением вызывает разрушительную ионную бомбардировку микроигл катодов. По этим причинам в настоящее время среди разработчиков ведется дискуссия о целесообразности использования люминофоров ЭЛТ.

Для движущихся изображений хранятся 2-4 кадра. Т.е. в режиме 224 цветов и разрешение 1024х768 для движущегося изображения потребуется не менее 5~10 Мб видеопамяти.