Программный интерфейс
Самые первые ПК, появившиеся в начале 1980-х годов, работали исключительно в текстовом режиме. В этом режиме наименьшим примитивом при выводе на дисплей является символ целиком, а не отдельные пиксели. Хотя можно было управлять видом этих символов, загрузив соответствующие монохромные растры в специальную таблицу видеокарты.
Рисунок 2.8. Текстовый режим в ОС Linux.
Потом появились карты с графическими возможностями. В связи с малым размером адресного пространства (1 Мб) процессора Intel 8086 приходилось отображать только часть видеопамяти в адресное пространство процессора и специальными командами задавать, какая именно это часть. Такая технология получила название bank switching. Команды видеокарте посылались путем прерываний или записи информации непосредственно в ее аппаратный порт. Для использования дополнительных возможностей видеокарт разработчикам прикладных программ и игр приходилось самим реализовывать простейшие операции для каждого их типа, т.к. поддержка видеокарт со стороны ОС была минимальной.
С появлением ОС с графическим интерфейсом ситуация изменилась. Прослойка между прикладной программой и аппаратурой стала "толще". Непосредственно на низком уровне видеокартой управляет ее драйвер - программа, поставляемая, как правило, самой фирмой-разработчиком видеокарты. А прикладная программа обращается к нему через вызовы четко определенного общего для всех драйверов абстрактного интерфейса (англ. API - Application Programming Interface). Таким образом, появилась аппаратная независимость, что явилось важным шагом вперед, с учетом все более разраставшегося множества видеокарт с ограниченной совместимостью друг с другом.
Рисунок 2.9. Графический интерфейс ОС Windows XP.
Типичные функции такого интерфейса включают в себя как раз операции блиттинга и растеризации примитивов, а также работу с палитрами, хотя сейчас палитры уже почти не используются.
В UNIX-подобных ОС графический интерфейс предоставляется системой X Windows, работающей по принципу "клиент-сервер". Программа-клиент отправляет какой-либо запрос API по сети (хотя для самой программы это выглядит как просто вызов функции); получив этот запрос, программа-сервер отвечает за его исполнение. Хотя такая схема и является гибкой (можно, например, иметь несколько дисплеев у одного компьютера или, наоборот, много компьютеров, подключенных к одному дисплею), но в то же время она требует и дополнительных затрат на передачу данных по сетевому протоколу. На самом деле, в ПК не используется эта гибкость, а все запросы передаются в рамках одной системы (через разделяемую между процессами клиента и сервера память).
Рекомендации студентам по подготовке к лабораторной работе с указанием литературы
Шешунова Г. Г. Основы компьютерной графики: учеб. пособие / Г. Г. Шешунова. – Самара: Cамар. гос. техн. ун-т, 2009. -138 c.
Шешунова Г. Г. Компьютерная графика: Лаб. практикум / Г. Г. Шешунова; Cамар. гос. техн. ун-т. Cамара, 2007. 81 c.
Шешунова Г. Г. Компьютерная геометрия и графика: Учебное пособие. – Самара: СГАСУ, 2006. -76 с.
Описание экспериментальных установок (лабораторного оборудования)
Лабораторная работа проводится в компьютерном классе на IBM-совместимых персональных ЭВМ.
Краткое содержание работы, выполняемой студентами в ходе занятия. Порядок проведения эксперимента, постановки опыта, снятия замеров и обработки данных эксперимента