Глава 1 СТРУКТУРА И СОСТАВ СРЕДСТВ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ

В состав средств компьютерной графики входят различные компоненты, называемые видами обеспечения. Различают следующие основные виды обеспечения: математическое, лингвистическое, программное, техническое.

Математическое обеспечение средств компьютерной графики включает алгоритмы построения графических примитивов.

Графический примитив – это произвольный графический элемент (обычно, простейший), обладающий геометрическими свойствами (точка, отрезок прямой, дуга окружности, окружность, алфавитно-цифровые символы и т.д.). Из графических примитивов методами композиции строится изображение в целом.

Для создания и обработки графических примитивов применяются следующие алгоритмы:

-алгоритмы построения и преобразования изображений (такие, например, как удаление невидимых линий и поверхностей, закраска и затенение объектов

сучетом их освещенности и т.д.);

-алгоритмы моделирования геометрических образов;

-алгоритмы взаимодействия с периферийными устройствами (алгоритмы ввода/вывода);

-вычислительные алгоритмы и др.

К лингвистическому обеспечению относятся универсальные и специализированные языки для описания и обработки графической информации. Программное обеспечение включает:

-программы для реализации графических и геометрических преобразований и построений;

-базовые подпрограммы, осуществляющие ввод/вывод графической информации на периферийные устройства;

7

-графические базы данных для хранения графической информации;

-графические программные комплексы универсального и специального назначения.

Техническое обеспечение включает компьютерную систему, устройства ввода/вывода графической информации и другие устройства, обеспечивающие функционирование графических систем

Прикладная (информационная) модель объекта – это математическое описание объекта, позволяющее исследовать (моделировать) его текущее и прогнозируемое состояние на основе совокупности отдельных параметров.

Прикладное программное обеспечение выполняет следующие основ-

ные функции:

-производит обработку запросов оператора по выбору и модификацию прикладных моделей;

-формирует исходные данные для графического программного обеспечения, которые включают перечень графических объектов, соответствующих элементам формируемой модели;

-обеспечивает прием параметров объекта управления (например, в случае управления автоматизированными комплексами) и их обработку;

-управляет прикладной базой данных;

-осуществляет прием команд управления от оператора, их обработку и передачу системе управления.

Графическое программное обеспечение реализует следующие основ-

ные функции:

-выполняет геометрические и графические преобразования изображения;

-управляет графической базой данных;

-реализует графический диалог;

-формирует запросы к прикладному программному обеспечению в процессе графического диалога;

-управляет вводом/выводом графической информации.

8

Прикладная база данных обеспечивает хранение параметров и характеристик исследуемого объекта, необходимых для формирования требуемых информационных моделей и обеспечивает их выбор по запросам прикладного программного обеспечения.

База графических данных служит для хранения графических объектов, соответствующих элементам формируемых информационных моделей и обеспечивает их выбор по запросам графического программного обеспечения. Необходимо отметить, что в действительности указанные задачи обычно реализуются единой базой данных.

Устройства графического ввода/вывода обеспечивают поддержание графического диалога (интерактивного режима работы), выполняя в ряде случаев частичное графическое и геометрическое преобразование информации.

Устройства неграфического ввода обеспечивают передачу команд управления от оператора прикладному программному обеспечению.

Технические средства компьютерной графики

Из обширного арсенала технических средств компьютерной графики рассмотрим только электронные устройства и их узлы, непосредственно обеспечивающие графические режимы работы компьютерной системы, в том числе преобразование и вывод графической информации, оставляя в стороне общие вопросы, связанные с архитектурой и организацией работы ЭВМ, периферийных устройств и т.д.

В настоящий момент существует большое разнообразие технических средств компьютерной графики, ориентированных как на создание и ввод графической информации, так и на отображение и вывод. Рынок таких устройств постоянно расширяется за счет появления новых систем, работающих на различных принципах.

9

Электронные средства графических систем обычно выполняют следующие основные функции:

-реализацию элементарных графических построений и их редактирование на уровне графических примитивов либо сегментов изображения;

-ввод/вывод графической и алфавитно-цифровой информации;

-регенерацию изображения с использованием собственной оперативной памяти либо оперативного запоминающего устройства компьютерной системы;

-изменение масштаба изображения;

-изменение меню режимов и команд, вывод справок и подсказок, синтаксический анализ введенных команд, диагностика ошибок и т.д.).

Все эти функции реализуются при взаимодействии с другими узлами и блоками компьютерной системы.

Технические средства компьютерной графики классифицируются по различным принципам:

-по типу представляемой информации: квазиграфические (псевдографические), например, табло; условные графические образы; сложная графическая информация;

-по степени программируемости: непрограммируемые, с программными функциями, с программируемой обработкой информации;

-по характеру связи с оператором: информирующие; справочные; диало-

говые;

-по способу формирования изображения: проекционные; растровые; векторные;

-по физическим принципам реализации: на базе электронно-лучевых трубок: на запоминающих электронно-лучевых трубках, черно-белых элек- тронно-лучевых трубках, цветных электронно-лучевых трубках; на матричных экранах – активных (электролюминесцентных, газоразрядных, полупроводниковых) или пассивных (жидкокристаллических).

10