Вопрос 30. Современные стандарты и интерфейсы программирования компьютерной графики. Стандарт gsk

Свойства:

• Имеет видовую поверхность прямоугольной формы

• Может выводить на эту поверхность графические примитивы, возможно интерпретируя по-своему их атрибуты

• Может иметь одно или несколько логических устройств ввода

• Хранит сегменты и выполняет операции над ними.

Содержит 6 примитивов:

• Ломаная линия, которая представляет собой плоскую ломаную линию с конечным числом узлов

• Полимаркер – множество точек, помеченное одним и тем же маркером х х х х

• Текст – строка текста, состоящая из букв одного и того же шрифта, размера, цвета

• Многоугольник – плоский многоугольник с конечным числом вершин, возможно заполненный цветом/штрихом

• Массив ячеек – прямоугольная решетка, часть ячеек которой может быть заполнена цветом

• Обобщенный графический примитив, который зависит от специализации рабочей станции (примитив разработчика)

3 системы координат GKS:

• Мировые координаты

• Нормализованные координаты

• Физические координаты (координаты принтера)

GSK 3D

Расширение GKS для поддержки базовых функций в 3D.

Усовершенствовали:

• Примитивы 3D графики вывода

• Новые атрибуты вывода (2 функции)

• Поддержка 3D преобразования (9 функций)

• Новые видовые преобразования (4 функции)

• Вывод с 3Д координатных устройств (10 функций)

• Утилиты работы с матрицей 3Д преобразований (2 функции)

PHIGS

PHIGS (Programmer's Hierarchical Interactive Graphics System) - набор базовых функций 3D графики аналогичный GKS-3D, но в отличие от GKS-3D, ориентированной на непосредственный вывод графических примитивов, группируемых в сегменты, графическая информация накапливается в иерархической структуре данных. В целом PHIGS ориентирован на приложения, требующие быстрой модификации графических данных, описывающих геометрию объектов.

Language bindings

Языковые интерфейсы (Language bindings) - представление функций и типов данных функциональных графических стандартов в стандартизованных языках программирования.

CGM

CGM (Computer Graphics Metafile) - аппаратно-независимый формат обмена графической информацией. Используется для передачи и запоминания информации, описывающей изображения.

Все графические элементы могут быть описаны в текстовом исходном файле, который может быть скомпилирован в бинарный файл или в одну из двух текстовых вариантов формата. CGM предоставляет средства обмена графикой для компьютеров, позволяя двумерную графику независимо от конкретной платформы, системы, приложения или устройства. Как метафайл, т.е. файл содержащий информацию описывающую другие файлы, формат CGM обладает соответствующим функционалом для отображения содержимого, включает поддержку большого количества видов графической информации и геометрических примитивов. Вместо того, чтобы определить ясный графический формат, CGM содержит инструкции и данные для реконструкции графических компонентов для рендера конечного изображения используя объектно-ориентированный подход.

CGI

CGI (Computer Graphics Interafce) - набор базовых элементов для управления и обмена данными между аппаратно-независимым и аппаратно-зависимым уровнями графической системы.

CGRM

CGRM (Computer Graphics Reference Model) - модель стандартов в машинной графике, которая определяет концепции и взаимосоотношения применительно к будущим стандартам в машинной графике.

OpenGL 

OpenGL (Open Graphics Library — открытая графическая библиотека, графическое API) — спецификация, определяющая независимый от языка программирования платформо независимый программный интерфейс для написания приложений, использующих двухмерную и трёхмерную компьютерную графику.

OpenGL является независимым к языку программирования.

Основные возможности opengl:

• Геометрические и растровые примитивы, на основе которых  строятся все объекты. Из геометрических примитивов библиотека  предоставляет: точки, линии, полигоны. Из растровых: битовый  массив (bitmap) и образ (image);

• Использование В-сплайнов для рисования кривых по опорным  точкам.

• Видовые и модельные преобразования, с помощью которых можно  располагать обьекты в пространстве, вращать их, изменять форму, а  также изменять положение камеры из которой ведётся наблюдение.

• Работа с цветом. opengl предоставляет программисту возможность  работы с цветом в режиме rgba (красный-зелёный-синий-альфа) или  используя индексный режим, где цвет выбирается из палитры.

• Удаление невидимых линий и поверхностей. z-буферизация.

• Двойная буферизация. opengl предоставляет как одинарную так и  двойную буферизацию.

• Наложение текстуры

• Сглаживание. Позволяет скрыть ступенчатость, что свойственна  растровым дисплеям.

• Прозрачность объектов.

• Использование списков изображений.

DirectX

DirectX (от англ. direct — прямой, непосредственный) — это набор API, разработанных для решения задач, связанных с программированием под Microsoft Windows. 

В целом, DirectX подразделяется на:

• DirectX Graphics, набор интерфейсов, ранее (до версии 8.0) делившихся на:

• DirectDraw : интерфейс вывода растровой графики. (Его разработка давно прекращена)

• Direct3D (D3D): интерфейс вывода трёхмерных примитивов.

• DirectInput: интерфейс, используемый для обработки данных, поступающих с клавиатуры, мыши, джойстика и пр. игровых контроллеров.

• DirectPlay: интерфейс сетевой коммуникации игр.

• DirectSound: интерфейс низкоуровневой работы со звуком (формата Wave)

• DirectMusic: интерфейс воспроизведения музыки в форматах Microsoft.

• DirectShow: интерфейс, используемый для ввода/вывода аудио и/или видео данных.

• DirectX Instruments — технология, позволяющая на основе мультимедийного API DirectX создавать и использовать программные синтезаторы. В отличие от DX-плагинов, такие программы могут полностью управляться по MIDI и служат главным образом не для обработки, а для синтеза звука. Технология DXi была популярна в 2001—2004 гг., особенно в программных продуктах Cakewalk, но со временем проиграла «войну форматов» технологии VST от Steinberg.

• DirectSetup: часть, ответственная за установку DirectX.

• DirectX Media Objects: реализует функциональную поддержку потоковых объектов (например, кодировщики/декодировщики)

• Direct2D : интерфейс вывода двухмерной графики