4. Архитектура рабочих станций. Графический ускоритель. Арi.

Видеокарта предназначена для преобразования информации, хранящейся и обрабатываемой ПК в визуальную форму, пригодную для воспроизведения на мониторе. Комплект “видеокарта-монитор” – это интерфейс между человеком и ПК.

С ростом ОС Windows появилась острая потребность в аппаратных ускорителях двумерной графики, чтобы разгрузить центральный процессор системы, вынужденный обрабатывать дополнительные события. Т.к. на обработку графики требуется как можно больше ресурсов центрального процессора, производители добавили в свои продукты функции обработки двумерной графики. Так появился процессор, обеспечивающий ускорение VGA или GUI ускоритель, который стал обязательным элементом в современных компьютерах.

В настоящий момент в видеоакселерации можно выделить следующие направления:

1) 2D – ускорители (прорисовка окон при открытии и свертывании, аппаратный курсор, постоянно видимый при перемещении указателя, аппаратная поддержка примитивов линий, окружностей, шрифтов, закраска областей на экране, заливка градиентов и т.д.);

2) обработка видеопотоков (компрессия/декомпрессия в реальном времени);

3) 3D – ускорители.

API

Интерфейс между прикладной программой и графической системой – это множество функций, которые в совокупности образуют графическую библиотеку. Спецификация этих функций и есть то, что мы называем интерфейсом прикладного программирования (API –Appli cation programmer’s interface). Для программиста, занимающегося разработкой прикладной программы, существует только API, таким образом, он избавлен от необходимости вникать в подробности работы аппаратуры и программной реализации функций графической библиотеки. Программируемый интерфейс приложений (API) состоит из функций, управляющих 3D-конвейером на программном уровне, но при этом может использовать преимущества аппаратной реализации 3D при наличии этой возможности. Если имеется аппаратный ускоритель, API использует его преимущества, если нет, то API работает с оптимальными настройками, рассчитанными на самые обычные системы. Таким образом, благодаря применению API любое количество программных средств может поддерживаться любым количеством аппаратных 3D-ускорителей.

14. Аффинные преобразования в пространстве. Использование матричного представления. Составные аффинные преобразования в пространстве.

Поступая аналогично тому, как это было сделано в размерности два, заменим координатную тройку (х, у, z), задающую точку в про­странстве, на четверку чисел (x, y, z, 1) или, более обобщенно, на (hx, hy, hz), h0. Каждая точка пространства (кроме начальной точки О) может быть задана четверкой одновременно не равных нулю чисел; которая определена однозначно с точностью до общего мно­жителя. Предложенный переход к новому способу задания точек позволяет воспользоваться матричной записью и в более сложных, трехмерных задачах.

Любое аффинное преобразование в трехмерном пространстве мо­жет быть представлено в виде суперпозиции поворотов, растяжений, отражений и переносов.

1. Матрицы вращения в пространстве

вокруг оси абсцисс на угол :

вокруг оси ординат на угол :

2. Матрица растяжения (сжатия):

,	где, используются следующие коэффициенты растяжения(сжатия):  > 0 - вдоль оси абсцисс;  > 0 - вдоль оси ординат;  > 0 - вдоль оси аппликат.

3. Матрицы отражения

относительно плоскости ху ;

относительно плоскости уz ;

относительно плоскости zx .

4. Матрицы переноса (здесь ,, - координаты вектора переноса)

.

Билет 5