6. Понятие гладкости кривой. Сочленение сегментов кривых Безье. Типы опорных точек при сочленении.

Гладкие кривые.

Управляемая гладкость – одна из самых важных причин выбора кривых NURBS и Безье как основы векторной графики.

Гладкость: при моделировании на кривой не образуется петель, резких преломлений и разрывов.

В каждой точке кривой имеется касательная, например в сторону увеличения параметра t.

- Если касательная в соседних точках не меняет внезапно своего направления, такую кривую считают гладкой.

- Если на кривой имеется излом, то направление касательной в точке меняется практически мгновенно.

Изменение формы кривой достигается за счет изменения положения контрольных точек.

Соединение нескольких секторов.

Любой векторный контур соединенный из векторных сегментов, каждый из которых является отдельной кривой Безье. Между ними образовываются соединительные точки – узлы (nodes, anchor point – “якорные точки”) или опорные точки.

Типы опорных точек.

1. Соединяет два сегмента, обеспечивает независимость упругих точек по направлению и длине друг от друга – изгиб.

В программе CorelDraw – перегиб (cups), в других программах – угловая (corner).

2. Гладкая опорная точка (smooth).

Условием является управляющие линии, лежащие на одной прямой. У такой линии направление управляющих линий фиксировано относительно друг друга. При перемещении одной упругой линии другая так же синхронно движется, как рычаг.

Управляющие линии могут быть различны по длине.

В CorelDraw используется подвид гладкого сочленения – симметричный узел (symm) – управляющая линия фиксирована не только по направлению, но и по величине (длина направления всегда одинакова). Если изменить длину одной – синхронно изменится и вторая.

В программе FreeHand отдельно выделен случай гладкого сочленения прямолинейных и криволинейных сегментов – тангенциальная точка (connecter point) – для того, чтобы криволинейный сегмент гладко спрягался с прямой линией, касательная криволинейного сегмента должна совпадать с продолжением прямого сегмента. Поэтому управляющая точка криволинейного сегмента может двигаться только вдоль этой касательной.

В 3d – графике идея опорных точек аналогична. Имеются следующие виды:

Smooth (гладкая) – вершина, через которую кривая проходит “неуправляемо” гладко. Форма кривой определяется расстоянием между соседними вершинами.

Corner (угловая) – вершина, в которой кривая получает излом.

Bezier (Безье) – вершина Безье с управляющими рычагами, которые не равны по длине, но ориентированы строго в противоположном направлении. Форма кривой зависит и от направления касательной, и от длины рычагов.

Bezier Corner (угловая Безье) – все характеристики идентичны опорной точке Безье, но угол между управляющими рычагами может быть произвольным, т.е. допускается излом на кривой.

Видеосистема пк

1. CRT-мониторы: устройство, принципы формирования изображения.

Мониторы CRT, выполненные на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), получают сигнал от компьютера и преобразуют его в форму, воспринимаемую электронно-лучевой пушкой внутри трубки. Пушка излучает и придает ускорение частицам (электронным лучам), несущим R (красный), G (зеленый) и В (синий) сигналы к передней поверхности трубки. Отклоняющая система изменяет направление потока частиц таким образом, что они могут достичь углов экрана. Направленные нужным образом частицы (RGB сигнал) проходят через отверстия в теневой маске и, ударяясь о фосфорный экран, вызывают его свечение, видимое глазом.

Теневая маска  Электронный луч достигает экрана, пройдя через теневую маску, которая может иметь различную (точечную или линейную) структуру. Теневая маска, выполненная из тонкого сплава, направляет электронный луч на флуоресцирующий материал определенного цвета.

Отклоняющая система  С тыльной стороны монитора устанавливаются катушки горизонтального и вертикального отклонения луча, придающие при протекании по ним тока нужное направление лучу. Отклоняющие системы подразделяются на седловидно-тороидальные и седловидные. Последние предпочтительнее, поскольку создают пониженный уровень излучения.

 

Экран монитора  По достижении поверхности экрана луч взаимодействует с ним, при этом энергия электронов преобразуется в световую. Экран представляет собой обладающую особыми оптическими свойствами стеклянную поверхность, на которой распылен специальный фосфоресцирующий материал. Высокое качество изображения достигается правильным выбором материалов и технологии. Фосфоресцирующий материал должен обеспечивать требуемые энергетическую эффективность, разрешающую способность, долговечность, точную цветопередачу и послесвечение.

2. LCD-мониторы: устройство, принципы формирования изображения.

Жидкокристаллический дисплей (ЖК-дисплей, ЖКД, англ. Liquid crystal display, LCD), также жидкокристаллический монитор (ЖК-монитор) — плоский дисплей на основе жидких кристаллов, а также монитор на основе такого дисплея.

LCD TFT (англ. Thin film transistor — тонкоплёночный транзистор) — разновидность жидкокристаллического дисплея, в котором используется активная матрица, управляемая тонкоплёночными транзисторами. Усилитель для каждого субпикселя применяется для повышения быстродействия, контрастности и чёткости изображения дисплея.

Жидкокристаллические дисплеи были разработаны в 1963 году в исследовательском центре Дэвида Сарнова компании RCA (Принстон, штат Нью-Джерси).

Конструктивно дисплей состоит из ЖК-матрицы (стеклянной пластины, между слоями которой и располагаются жидкие кристаллы), источников света для подсветки, контактного жгута и обрамления (корпуса), чаще пластикового, с металлической рамкой жёсткости.

Каждый пиксель ЖК-матрицы состоит из слоя молекул между двумя прозрачными электродами, и двух поляризационных фильтров, плоскости поляризации которых (как правило) перпендикулярны. В отсутствие жидких кристаллов свет, пропускаемый первым фильтром, практически полностью блокируется вторым.

Поверхность электродов, контактирующая с жидкими кристаллами, специально обработана для изначальной ориентации молекул в одном направлении. В TN-матрице эти направления взаимно перпендикулярны, поэтому молекулы в отсутствие напряжения выстраиваются в винтовую структуру. Эта структура преломляет свет таким образом, что до второго фильтра плоскость его поляризации поворачивается и через него свет проходит уже без потерь. Если не считать поглощения первым фильтром половины неполяризованного света, ячейку можно считать прозрачной.

Если же к электродам приложено напряжение, то молекулы стремятся выстроиться в направлении электрического поля, что искажает винтовую структуру. При этом силы упругости противодействуют этому, и при отключении напряжения молекулы возвращаются в исходное положение. При достаточной величине поля практически все молекулы становятся параллельны, что приводит к непрозрачности структуры. Варьируя напряжение, можно управлять степенью прозрачности.

Если постоянное напряжение приложено в течение долгого времени, жидкокристаллическая структура может деградировать из-за миграции ионов. Для решения этой проблемы применяется переменный ток или изменение полярности поля при каждой адресации ячейки (так как изменение прозрачности происходит при включении тока, вне зависимости от его полярности).

Во всей матрице можно управлять каждой из ячеек индивидуально, но при увеличении их количества это становится трудновыполнимо, так как растёт число требуемых электродов. Поэтому практически везде применяется адресация по строкам и столбцам.

Проходящий через ячейки свет может быть естественным — отражённым от подложки (в ЖК-дисплеях без подсветки). Но чаще применяют искусственный источник света, кроме независимости от внешнего освещения это также стабилизирует свойства полученного изображения.

Таким образом, полноценный монитор с ЖК-дисплеем состоит из высокоточной электроники, обрабатывающей входной видеосигнал, ЖК-матрицы, модуля подсветки, блока питания и корпуса с элементами управления. Именно совокупность этих составляющих определяет свойства монитора в целом, хотя некоторые характеристики важнее других.