Реферат ядро графических систем

Обновлено: 02.07.2024

Введение…………………………………………………………………3
Основная часть………………………………………………………….4
Векторные и растровые графические редакторы…………………4-5
Виды графических редакторов……………………………………..5-7
Графические форматы………………………………………………7-9
Интерфейс графического редактора………………………………..9
Основные функции графических редакторов……………………………….9-10
Заключение………………………………………………………………. 11
Приложение………………………………………………………………..12
Список используемой литературы……………………………………….13

Файлы: 1 файл

РЕФЕРАТ ИНФОРМАТИКА.doc

Введение………………………………………………………… ………3

Основная часть………………………………………………………….4

Векторные и растровые графические редакторы…………………4-5
Виды графических редакторов……………………………………..5-7
Графические форматы………………………………………………7-9
Интерфейс графического редактора………………………………..9
Основные функции графических редакторов……………………………….9-10

Графический редактор-это программа, предназначенная для автоматизации процессов построения на экране дисплея графических изображений. Представляет возможности рисования линий, кривых, раскраски областей экрана, создания надписей различными шрифтами и т.д.

Большинство редакторов позволяют обрабатывать изображения, полученные с помощью сканеров, а также выводить картинки в таком виде, чтобы они могли быть включены в документ, подготовленный с помощью текстового редактора.

В середине пятидесятых годов было впервые реализовано представление данных на мониторе компьютера в графическом виде. Данное новшество сначала коснулось больших ЭВМ, используемых в научных и военных исследованиях. С тех пор графический способ отображения данных стал неотъемлемой частью большинства компьютерных систем, в особенности персональных.

Говоря о графическом редакторе, необходимо затронуть тему компьютерной графики. Итак, компьютерная графика-это специальная область информатики, изучающая методы и средства создания и обработки изображений с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов. Она охватывает все виды и формы представления изображений, доступных для восприятия человеком либо на экране монитора, либо в виде копии на внешнем носителе (бумага, киноплёнка, ткань и прочее). Наиболее широкое применение компьютерная графика получила с развитием всемирной сети Интернет. Понадобились сотни миллионов рисунков и других графических объектов. А как следствие этого, потребовались специалисты, способные рисовать изображения с помощью компьютера, в специально разработанных для этого дела редакторах компьютерной графики. Таких программ для рисования графики на сегодняшний день насчитывается великое множество. Рынок программного обеспечения переполнен различными программами и редакторами, и пользователю, не слишком хорошо понимающему особенности тех или иных программных средств, порой очень сложно разобраться в этом многообразии софта.

I I.Основная часть.

2.1 Графические редакторы делятся на векторные и растровые.

К векторным графическим редакторам относятся графический редактор, встроенный в текстовый редактор Word. Среди профессиональных векторных графических систем лидером является CorelDraw.

Векторные изображения формируются из объектов (точка, линия, окружность и т. д.), которые хранятся в памяти компьютера в виде графических примитивов и описывающих их математических формул.
Например, графический примитив точка задается своими координатами (X, У), линия — координатами начала (XI, У1) и конца (Х2, У2), окружность — координатами центра (X, У) и радиусом (R), прямоугольник — величиной сторон и координатами левого верхнего угла (XI, У1) и правого нижнего угла (Х2, У2) и т. д. Для каждого примитива назначается также цвет.

Рисовать картинки от руки в редакторах векторной графики существенно удобнее, чем в растровых. В частности, схемы и чертежи, а также рисунки типа плакатов (т. е. без плавных переходов цветов), несомненно, надо делать с помощью векторных редакторов. Однако они являются не очень хорошими помощниками при создании изображений с качеством фотографий или произведений живописи.

Достоинством векторной графики является то, что файлы, хранящие векторные графические изображения, имеют сравнительно небольшой объем. Важно также, что векторные графические изображения могут быть увеличены или уменьшены без потери качества.

Растровые графические редакторы являются наилучшим средством обработки фотографий и рисунков, поскольку растровые изображения обеспечивают высокую точность передачи градаций цветов и полутонов. Среди растровых графических редакторов есть простые, например стандартное приложение Paint, и мощные профессиональные графические системы, например Adobe Photoshop и CorelPhoto-Paint.

Растровое изображение хранится с помощью точек различного цвета (пикселей), которые образуют строки и столбцы. Любой пиксель имеет фиксированное положение и цвет. Хранение каждого пикселя требует некоторого количества бит информации, которое зависит от количества цветов в изображении.

Качество растрового изображения определяется размером изображения (числом пикселей по горизонтали и вертикали) и количества цветов, которые могут принимать пиксели.

2.2 Виды графических редакторов.

Одним из стандартных редакторов является Paint. Его удобно использовать для создания простых рисунков и редактирования изображений в среде Windows и включать их как OLE-объекты в другие приложения, например WordPad. Одна из ценных возможностей - отмена результатов последних операций. Она реализуется командой Отменить в позиции Правка Главного меню. Другая весьма ценная команда - возможность детального (с наблюдением каждого пикселя) просмотра рисунков. Для этого используется команда Масштаб в позиции Вид Главного меню. Команда Просмотреть рисунок позволяет наблюдать полноэкранное изображение.

Продукты семейства Adobe Photoshop – это отличные инструменты, которые помогают обрабатывать цифровые изображения, создавать выразительные художественные образы и находить новые необычные способы демонстрации готовых работ.

В основном работает с растровыми изображениями, однако имеет некоторые векторные инструменты. Продукт является лидером рынка в области коммерческих средств редактирования растровых изобр ажений, и наиболее известным продуктом фирмы Adobe. Часто эту программу называют просто Photoshop (Фотошоп). Несмотря на то, что изначально программа была разработана как редактор изображений для полиграфии , в данное время она широко используется и в веб-дизайне . Photoshop тесно связан с другими программами для обработки медиафайлов , анимации и другого творчества. Содержит множество фильтров для обработки фотографий (изменение яркости, контрастности и т.д.).

Ориентируясь на профессиональный сегмент рынка цифровых технологий, компания Corel последние несколько лет разрабатывала мощный пакет, предназначенный как для редактирования изображений, так и для чисто художественных задач. Программа Photo-Paint первоначально считалась растровым дополнением к векторной программе для рисования. Сейчас, с выходом версии Corel Photo-Paint 10. Этот программный продукт стал настолько зрелым, что о его скромном происхождении уже никто и не вспоминает. К несчастью для этой программы, она долго находилась в тени Adobe Photoshop, а это значит ,что многие фотографы до сих пор не знают о тех замечательных редакторских и художественных возможностях и функциях Corel Photo-Paint 10.

Вообще говоря, не совсем правильно напрямую сравнивать эту программу с другими программами для редактирования изображений. Хотя данный редактор имеет очень широкий инструментальный набор, это лишь половина дела. Эта программа лучше всего подходит для обработки и редактирования фотографий на профессиональном уровне, для создания растровых изображений профессионального качества, для домашнего офиса и для подготовки изображений для интернета и печати. Главное преимущество этой программы в том ,как она интегрирует функции для создания изображений с инструментами для их редактирования, что, впрочем, неудивительно ,учитывая её происхождение от векторного художественного пакета CorelDraw.

Векторный графический редактор CorelDraw предоставляет пользователям широкие возможности для реализации идей и создания эффектных изображений на любых носителях. Это универсальное программное обеспечение для графического дизайна сочетает средства создания иллюстраций, верстки страниц, редактирования фотографий, трассировки, подготовки веб-графики и анимации в одном интегрированном пакете. Повышенная скорость работы, точное управление цветом, улучшенные инструменты создания векторных изображений сделали этот пакет незаменимым для любого дизайнера. Расширенная совместимость с форматами файлов делает создание материалов и обмен ими простым и эффективным.

2.3 Графические форматы для хранения изображений.

Графический формат – это способ записи графической информации. Они предназначены для хранения изображений , таких как фотографии и рисунки. Графические форматы делятся на векторные и растровые. К векторным форматам относятся следующие форматы:

SVG -файлы SVG можно читать и редактировать, файлы обычно получаются меньше по размеру, чем сравнимые по качеству изображения в форматах JPEG или GIF , а также хорошо поддаются сжатию;
WMF, EMF-универсальные форматы векторных графических файлов для Windows приложений, используются для хранения коллекции графических изображений Microsoft Clip Gallery ;
CDR- данный формат файла разработан компанией Corel для использования в собственных программных продуктах;CDR-файлы не поддерживаются многими программами, предназначенными для редактирования изображений;
COLLADA-это формат, разработанный для обмена между 3D приложениями; был задуман как промежуточный формат для переноса файлов;
STL- формат файла , используемый для хранения трехмерных моделей объектов для использования в технологиях быстрого прототипирования ;
U3D — универсальный формат файла трёхмерной графики , использующий сжатие данных, облегчает визуализацию и обмен графической информацией;
VRML — это текстовый формат файлов, где, например, вершины и грани многогранников могут указываться вместе с цветом поверхности, текстура ми , блеском , прозрачностью ; стандартный формат файлов для демонстрации трёхмерной интерактивной векторной графики .

Как правило, файлы для хранения растровых графических изображений логически состоят из двух частей: заголовка и области данных. В заголовке указаны данные о формате файла, изображения по горизонтали, по вертикали: количество цветов, палитра и т.д. В области данных закладываются цвета пикселов. К растровым форматам относятся следующие форматы:

bmp (битовая карта) - формат распространен в Windows (Paint). В этом формате файл состоит из двух частей:

1- заголовок, в котором указывается разрешение изображения и количество бит, которыми кодируется цвет пикселя

2- область данных (битовая карта) в которой хранятся в виде последовательности бит цвета пикселов изображений;

ГОСТ 27817-88
(CT СЭВ 6177-88)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Системы обработки информации

Функциональное описание ядра графической системы

Information processing systems. Computer graphics. Functional description of graphical kernel system

Дата введения 1989-07-01

1. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 31.08.88 N 3090

2. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 6177-88

3. Стандарт соответствует международному стандарту ИСО 7942 и национальному стандарту США ANSI Х.3.1241 (1985)

4. Срок проверки - 1992 г., периодичность проверки - 5 лет.

5. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта, подпункта, перечисления, приложения

Настоящий стандарт распространяется на программные и технические средства машинной графики, реализующие и использующие ядро графической системы (ЯГС), и устанавливает общие положения, концепции ядра графической системы, структуру данных и функции ядра графической системы, используемые в системах автоматизированного проектирования (САПР), в автоматизированных системах управления (АСУ) и других областях, где применяются средства машинной графики.

Настоящий стандарт соответствует ИСО 7942, за исключением:

раздел 0 ИСО 7942 включен в стандарт как приложение 2;

раздел 2 ИСО 7942 включен в стандарт как приложение 1;

опущен раздел 4.12 ИСО 7942 и все примечания относительно "International Register of Graphikal Items ISO";

дополнительно к ИСО 7942 введен минимальный уровень реализации ЯГС - уровень М (в соответствии с документом ANSI Х3.124.1-1985).

1. СФЕРА ДЕЙСТВИЯ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Устанавливаемый настоящим стандартом набор функций ЯГС предназначен для использования в прикладных задачах, которые вырабатывают спроектированные с помощью ЭВМ двухмерные изображения для векторных и растровых графических устройств вывода.

1.2. ЯГС должно обеспечивать ввод данных и взаимодействие с оператором графических устройств при помощи графической информации и сегментации изображений и обеспечивать их запоминание и изменение.

1.3. ЯГС представляет собой набор функций, которые могут быть реализованы программно или аппаратно, и служит для обеспечения связи между прикладной программой и графическими устройствами ввода и вывода.

1.4. Одним из основных понятий ЯГС является понятие графической рабочей станции (далее - станция), состоящей из набора устройств ввода и одного устройства вывода. Несколько станций могут использоваться параллельно.

1.5. В ЯГС включены функции записи информации во внешний файл и чтения из него.

1.6. Функции ЯГС объединены в двенадцать совместимых между собой уровней от минимального уровня до уровня, обеспечивающего все возможности ЯГС. Описание уровней приведено в подразд.2.10. В реализацию ЯГС должны входить функции только одного уровня. Реализацию следует считать неправильной, если она находится между двумя определенными уровнями или вне уровней. В реализациях доступ ко всем возможностям графических станций, который может быть осуществлен посредством функций ЯГС, должен осуществляться только через ЯГС.

1.7. ЯГС не зависит от особенностей языков программирования. Для связи с языками программирования необходимо описать имена функций и типы данных в терминах конкретного языка программирования.

1.8. Реализация ЯГС дает возможность пользователям машинной графики разрабатывать прикладные программы, которые будут переноситься между различными вычислительными системами и различными графическими устройствами.

1.9. Понятия и пояснения, применяемые в настоящем стандарте, приведены в приложении 1.

2. ЯДРО ГРАФИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

2.1. Состав стандарта

2.1.1. Стандарт содержит 4 раздела и 9 приложений.

2.2. Введение в ЯГС

2.2.1. Ядро графической системы представляет собой функциональный интерфейс между прикладной программой и конфигурацией графических устройств ввода и вывода. Функциональный интерфейс содержит все основные функции для интерактивной и неинтерактивной графики и применим для широкого диапазона графического оборудования.

2.2.2. Этот интерфейс составлен таким образом, что позволяет прикладной программе не учитывать особенности аппаратуры. В результате получается интерфейс, представляющий единообразные для всех устройств примитивы вывода: ЛОМАНАЯ, ПОЛИМАРКЕР, ПОЛИГОНАЛЬНАЯ ОБЛАСТЬ, МАТРИЦА ЯЧЕЕК, ОБОБЩЕННЫЙ ПРИМИТИВ ВЫВОДА, и единообразные классы устройств ввода: ВВОД ПОЗИЦИИ, ВВОД ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ПОЗИЦИЙ, ВВОД ЧИСЛА, ВЫБОР, УКАЗАНИЕ, ВВОД СТРОКИ.

2.2.3. В подразд.2.3 рассматриваются основные концепции ввода и вывода. Вводится основное понятие ЯГС, реализующее независимость от устройств, - графическая станция.

2.2.4. Средства манипуляции и изменения изображений вводятся посредством сегментации, динамических атрибутов и преобразований. Общее описание этих методов приведено в п.2.5.3 с учетом принятой концепции станции.

2.2.5. Совокупность станций позволяет осуществлять одновременный обмен данными с различными устройствами отображения. ЯГС предоставляет с помощью специальных станций средства для хранения графических данных как вне, так и внутри ядра. В последнем случае эта специальная станция дает возможность передавать графические данные непосредственно из нее на другие станции.

2.2.6. Полный набор функций поддерживается не каждой реализацией ЯГС. Каждая реализация ЯГС включает функции одного уровня. Уровни совместимы снизу вверх.

2.2.7. ЯГС определяет только независимое от языков программирования ядро графической системы. Для объединения с языком программирования ЯГС следует встроить в зависимый от языка слой, содержащий языковые соглашения, например, параметры и имена.

2.2.8. Модель функционирования ЯГС в графической системе представлена на черт.1. Каждый уровень программ может вызывать функции примыкающих нижних уровней. В основном прикладная программа будет использовать проблемно-ориентированный и языково-зависимый уровни, а также другие зависящие от применения уровни и ресурсы операционной системы. Все возможности станции, к которым можно обращаться через ЯГС, следует использовать только через ЯГС. Связь с языками программирования описана в приложении 5.

Модель функционирования ЯГС в графической системе

2.3.1. Графический вывод, генерируемый ЯГС, строится на основе двух групп элементов - примитивов вывода и атрибутов примитивов. Примитивы вывода являются абстракцией основных действий, которые может выполнять устройство, например рисование линий и отображение строк литер.

Атрибуты управляют характеристиками примитивов вывода, например типом линий, цветом, высотой литер. Негеометрическими характеристиками, такими как цвет, управление осуществляется индивидуально для каждой станции, что позволяет полнее использовать ее возможности.

2.3.2. Графическая информация, вводимая от устройств, как результат действий оператора, преобразуется ЯГС в шесть классов ввода. Каждый класс ввода характеризуется типом вводимых данных. Представленное таким образом устройство называется логическим устройством ввода. Эффект действий по вводу отображается на носитель изображения в виде подсказки и эха индивидуально для каждого логического устройства ввода.

2.3.3. Две абстрактные концепции (абстрактный вывод и абстрактный ввод) являются основополагающими для определения так называемой абстрактной станции. Станция ЯГС содержит один (либо ни одного) носитель изображения и, возможно, несколько устройств ввода, таких, как, например, алфавитно-цифровая клавиатура, планшет и световое перо. Станция представляет эти устройства прикладной программе как конфигурацию абстрактных устройств, скрывая тем самым особенности аппаратуры.

2.3.4. Геометрическая информация (координаты), содержащаяся в примитивах вывода, атрибутах и значениях данных логического ввода (при вводе позиции или последовательности позиций) подвергается преобразованиям. Эти преобразования связывают следующие, принятые в ЯГС, системы координат:

1) мировые координаты (МК), используемые прикладным программистом;

2) нормированные координаты (НК), используемые для задания единой для всех станций системы координат;

3) координаты устройства (КУ): одна система координат на каждую станцию, в этой системе представляются координаты пространства изображения станции.

2.3.6. Примитивы вывода и атрибуты примитивов могут быть объединены в сегмент. Сегменты являются неделимыми единицами при манипуляциях и изменениях. Манипуляции включают в себя создание, удаление и переименование. Изменение включает в себя преобразование сегмента, изменение его видимости и выделение сегмента. Сегментация является также основной для оперативного и не зависящего от устройства способа хранения изображений. Такая область хранения, определяемая как особая станция (называемая общей памятью сегментов) позволяет вставлять сегменты в другие сегменты и передавать сегменты на другие станции.

2.3.7. Атрибуты, управляющие внешним видом компонентов изображения (примитивов вывода, сегментов, подсказок и эха устройств ввода) на носители изображения, организованы следующим образом. Две группы атрибутов влияют на внешний вид каждого примитива вывода: атрибуты примитивов, которые не зависят от станции, и атрибуты станции. Атрибуты примитивов задаются по мере необходимости и связываются с примитивом во время его создания. Атрибуты примитива определяют его геометрические характеристики, такие как, например, высота литеры для примитива ТЕКСТ и размер шаблона для примитива ПОЛИГОНАЛЬНАЯ ОБЛАСТЬ. Негеометрическими характеристиками примитивов атрибуты управляют одним из двух способов; либо все негеометрические характеристики примитива задаются одним атрибутом-индексом, указывающим на зависящее от станции представление (набор значений), либо каждая негеометрическая характеристика примитива задается отдельным, не зависящим от станции, атрибутом. Первый способ - задание связками, второй - индивидуальное задание.

2.3.8. Атрибуты станции включают связки негеометрических атрибутов примитивов, указываемые индексами. Связка ломаной, например, содержит значение типа линии, коэффициента масштабирования толщины линии и индекс цвета. Кроме того, атрибуты станции задают таблицу цвета, таблицу шаблонов и управляют задержкой изменения изображения. Атрибуты станции могут изменяться динамически.

2.3.9. Визуальное представление сегментов определяется атрибутами сегментов, включающими преобразование сегмента, видимость, выделение и чувствительность к указанию. Их также можно изменять динамически. Атрибуты сегмента могут служить основой для организации обратной связи во время манипуляции изображением (например при использовании выделения).

2.3.10. Атрибуты, управляющие работой логических устройств ввода, задаются либо во время инициализации, либо при подготовке устройств ввода. При инициализации могут быть определены начальные значения, тип подсказки и эха и область на экране, где они будут появляться. С помощью записи данных при инициализации можно задавать специфичные для данного устройства дополнительные атрибуты. Во время подготовки устройства ввода может быть выбран режим работы и включено или выключено эхо. Режимы работы логических устройств ввода определяют, кто (оператор или прикладная программа) имеет инициативу: данные ввода в режиме ОПРОС получаются непосредственно прикладной программой, данные ввода в режиме ЗАПРОС задаются оператором непосредственно в ответ на запрос прикладной программы, в режиме СОБЫТИЕ генерируются оператором асинхронно и накапливаются в очереди, доступной для обработки прикладной программой.

2.3.11. Во время работы ЯГС может находиться в пяти функциональных состояниях. Каждому состоянию соответствует набор функций, допустимых в этом состоянии, и набор переменных состояния. Концепция функционального состояния и переменные состояния позволяют четко определить параметры инициализации (например при обращении к функции ОТКРЫТЬ СТАНЦИЮ) и правильно интерпретировать действия различных функций, особенно для обеспечения независимости от устройств. Существует особый набор функций, называемых справочными функциями, который допускается во всех состояниях. Эти функции могут обращаться к таблицам состояния в режиме чтения. Ряд справочных функций имеет доступ в режиме чтения к описаниям станций, что дает возможность прикладной программе адаптироваться к конкретным возможностям станции. Справочные функции никогда не вызывают ошибок. Наоборот, полученная от них информация позволяет определить, правильно ли был сделан запрос.

2.3.12. В ЯГС предусмотрено запоминание графической информации с целью ее долговременного хранения и обмена между системами. Станция вывода в метафайл ЯГС выполняет запись графической информации в так называемый метафайл, станция ввода из метафайла ЯГС считывает данные из метафайла. Кроме обычных функций вывода ЯГС, станция вывода в метафайл может принимать записи, содержащие неграфическую информацию. Ввод из метафайла осуществляется при помощи операций чтения и интерпретации, которые приводят к тем же результатам, как и при обращении к соответствующим функциям непосредственно из прикладной программы.

2.4. Графический вывод

2.4.1. Примитивы вывода

2.4.1.1. Графическая информация, которая генерируется ЯГС и направляется на все активные станции, строится из основных элементов, называемых графическими примитивами вывода. В ЯГС имеется шесть видов примитивов вывода:

ЛОМАНАЯ - набор связанных между собой отрезков прямых линий, определяемых последовательностью точек;

ПОЛИМАРКЕР - графические символы одного типа, центрированные в заданных позициях;

ТЕКСТ - строка литер в заданной позиции;

ПОЛИГОНАЛЬНАЯ ОБЛАСТЬ - многоугольник, который может быть либо пуст, либо закрашен одним цветом, либо заполнен узором, либо заштрихован;

МАТРИЦА ЯЧЕЕК - матрица ячеек, каждая из которых имеет свой индивидуальный цвет;

ОБОБЩЕННЫЙ ПРИМИТИВ ВЫВОДА (ОПВ) - ЯГС обращается к специальным дополнительным возможностям геометрического вывода станции. Таким как, например, вычерчивание сплайновых кривых, дуг окружностей и эллипсов. Объекты вывода характеризуются идентификатором, набором точек и дополнительными данными. ЯГС применяет все преобразования к точкам, но оставляет их интерпретацию за станцией.

2.4.2. Атрибуты графических примитивов вывода

2.4.2.1. Каждый примитив вывода имеет три типа атрибутов: геометрический, негеометрический и идентификационный. Первые два типа атрибутов определяют точное представление примитива вывода, а третий тип атрибутов используется совместно с вводом. Значения атрибутов устанавливаются по мере необходимости и заносятся в таблицу состояния ЯГС. Предоставляются отдельные функции ЯГС для установки отдельно каждого из атрибутов примитива (за исключением флагов выборки атрибутов (ФВА), которые описаны ниже), что позволяет прикладной программе задавать значения атрибута, не обязательно задавая значения других атрибутов. Во время создания примитива вывода (а именно, когда вызывается одна из функций ЯГС для генерации примитива вывода) значения атрибутов связываются с примитивом и не могут впоследствии быть изменены.

2.4.2.2. Атрибуты первого типа управляют геометрическими характеристиками примитивов, которые влияют на форму и размер всего примитива (например ВЫСОТА ЛИТЕРЫ для примитивов ТЕКСТ). Атрибуты этого типа не зависят от станции. Они представляют координатные данные (точки или смещения) и задаются в мировых координатах, либо принимают одно из перечисленных значений. Геометрические атрибуты задаются отдельно для каждого из видов примитивов. Примитивы могут иметь один или несколько геометрических атрибутов или не иметь ни одного атрибута такого типа.

В данной работе рассматриваются тенденции построения современных графических систем: графическое ядро, приложение, инструментарий для написания приложений. Описана история развития графических систем и современные технологии для их создания. Рассматривается компьютерная графика в компьютерном моделировании. Так же приведены примеры их использования и представлены графические языки высокого уровня.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………. 3
1 История компьютерной графики………………………………………. 5
1.2 Приложения компьютерной графики………………………………….8
1.3 Компьютерная графика в компьютерном моделировании.…………. 9
2 ВИДЕОАДАПТЕРЫ……………………………………………………….…11
2.1 Мониторы. 11
2.2 Видеоадаптеры EGA/VGA……………………………………………..12
3 ИНТЕРАКТИВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ…………………………………. 14
3.1 Графические языки высокого уровня………………………………. 15
3.2 Синтаксические расширения алгоритмических языков……………..16
3.3 Процедурные графические языки……………………………………..20
3.4 Языки диалога…………………………………………………………..23
3.5 Стандартизация ИГС……………………………………………………25
3.6 Логическое и физическое представление изображений в ИГС. Операции над изображениями…………………………………………………………27
3.7 Основные элементы структуры ИГС. ……………………………….…..28
3.8 Проектирование ИГС……………………………………………………….29
3.9 Прикладная модель ИГС. Способы построения прикладной модели…31
3.10Интерфейс пользователя. Принципы разработки интерфейса пользователя……………………………………………………………………31
3.11 Выводы………………………………………………………………….32
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………. …..33
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………

Вложенные файлы: 1 файл

игс.docx

1 История компьютерной графики………………………………………. 5

1.2 Приложения компьютерной графики………………………………….8

1.3 Компьютерная графика в компьютерном моделировании.… ………. 9

2.1 Мониторы. . . . 11

3 ИНТЕРАКТИВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ…………………………………. 14

3.1 Графические языки высокого уровня………………………………. 15

3.2 Синтаксические расширения алгоритмических языков…………….. 16

3.3 Процедурные графические языки……………………………………..20

3.6 Логическое и физическое представление изображений в ИГС. Операции над изображениями…………………………………………… ……………27
3.7 Основные элементы структуры ИГС. ……………………………….…..28

3.9 Прикладная модель ИГС. Способы построения прикладной модели…31

3.10Интерфейс пользователя. Принципы разработки интерфейса пользователя……………………………………………… ……………………31

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………………..33

Развитие компьютерной графики, особенно на ее начальных этапах, в первую очередь связано с развитием технических средств и в особенности дисплеев. Рассмотрение начнем с истории развития технологий вывода (векторные, растровые и иные дисплеи), затем рассмотрим этапы развития методов и приложений.

Актуальность. Как уже отмечалось, компьютерная графика стала основным средством взаимодействия человека с ЭВМ. Ясно, что в настоящее время на всех этапах разработки в той или иной мере используются ЭВМ и, следовательно, компьютерная графика. На этапе исследований важную роль, кроме натурных экспериментов, играет компьютерное моделирование работы изделия и/или его компонент. Другая важная функция комплекса компьютерного моделирования, особенно при оснащении его средствами коллективного, управляемого просмотра машинных фильмов, показывающих процесс не отдельными картинками, а в динамике - унификация представлений о процессе у заинтересованных специалистов - исследователей, конструкторов, технологов, испытателей. Поэтому в данной работе рассматриваются тенденции построения современных графических систем: графическое ядро, приложение, инструментарий для написания приложений.

Задачи курсовой работы:

-раскрыть понятие компьютерная графика и интерактивная графическая система;

-понять принципы работы интерактивной графической системы и её задачи;

-охарактеризовать графические языки высокого уровня и языки диалога.
- рассмотреть основные элементы структуры ИГС

Объектом исследования данной курсовой работы является компьютерная графика в целом и в частности системы интерактивной машинной графики.

Предмет исследования – изучение основных понятий компьютерной графики и интерактивных систем машинной графики и её компонентов.

1. ИСТОРИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ

Развитие компьютерной графики, особенно на ее начальных этапах, в первую очередь связано с развитием технических средств и в особенности дисплеев. Рассмотрение начнем с истории развития технологий вывода (векторные, растровые и иные дисплеи), затем приведем краткую хронологию становления дисплейной техники у нас в стране и в заключение рассмотрим этапы развития методов и приложений.

История технологий вывода

Произвольное сканирование луча. Дисплейная графика появилась как попытка использовать электроннолучевые трубки (ЭЛТ) с произвольным сканированием луча для вывода изображения из ЭВМ. Как пишет Ньюмен "по-видимому, первой машиной, где ЭЛТ использовалась в качестве устройства вывода была ЭВМ Whirlwind-I (Ураган-I), изготовленная в 1950 г." в Массачусетском технологическом институте. С этого эксперимента начался этап развития векторных дисплеев (дисплеев с произвольным сканированием луча, каллиграфических дисплеев). На профессиональном жаргоне вектором называется отрезок прямой. Отсюда и происходит название "векторный дисплей".

При перемещении луча по экрану в точке, на которую попал луч, возбуждается свечение люминофора экрана. Это свечение достаточно быстро прекращается при перемещении луча в другую позицию (обычное время послесвечения - менее 0.1 с). Поэтому, для того чтобы изображение было постоянно видимым, приходится его перевыдавать (регенерировать изображение) 50 или 25 раз в секунду. Необходимость перевыдачи изображения требует сохранения его описания в специально выделенной памяти, называемой памятью регенерации. Само описание изображения называется дисплейным файлом. Понятно, что такой дисплей требует достаточно быстрого процессора для обработки дисплейного файла и управления перемещением луча по экрану.

Обычно серийные векторные дисплеи успевали 50 раз в секунду строить только около 3000-4000 отрезков. При большем числе отрезков изображение начинает мерцать, так как отрезки, построенные в начале очередного цикла, полностью погасают к тому моменту, когда будут строиться последние.

Другим недостатком векторных дисплеев является малое число градаций по яркости (обычно 2-4). Были разработаны, но не нашли широкого применения двух-трехцветные ЭЛТ, также обеспечивавшие несколько градаций яркости.

В векторных дисплеях легко стереть любой элемент изображения - достаточно при очередном цикле построения удалить стираемый элемент из дисплейного файла.

Текстовый диалог поддерживается с помощью алфавитно-цифровой клавиатуры. Косвенный графический диалог, как и во всех остальных дисплеях, осуществляется перемещением перекрестия (курсора) по экрану с помощью тех или иных средств управления перекрестием - координатных колес, управляющего рычага (джойстика), трекбола (шаровой рукоятки), планшета и т.д. Отличительной чертой векторных дисплеев является возможность непосредственного графического диалога, заключающаяся в простом указании с помощью светового пера объектов на экране (линий, символов и т.д.). Для этого достаточно с помощью фотодиода определить момент прорисовки (и следовательно начала свечения люминофора) любой части требуемого элемента.

Векторные дисплеи обычно подключаются к ЭВМ высокоскоростными каналами связи.

Первые серийные векторные дисплеи за рубежом появились в конце 60-х годов. В 1963 г. был разработан прототип дисплейной станции IBM 2250 (до осени 1964 г. работы были засекречены).

Растровое сканирование луча. Прогресс в технологии микроэлектроники привел к тому, с середины 70-х годов подавляющее распространение получили дисплеи с растровым сканированием луча.

Запоминающие трубки. В конце 60-х годов появилась запоминающая ЭЛТ, которая способна достаточно длительное время (до часа) прямо на экране хранить построенное изображение. Следовательно, не обязательна память регенерации и не нужен быстрый процессор для выполнения регенерации изображения. Стирание на таком дисплее возможно только для всей картинки в целом. Сложность изображения практически не ограничена. Разрешение, достигнутое на дисплеях на запоминающей трубке, такое же как и на векторных или выше - до 4096 точек.

Текстовый диалог поддерживается с помощью алфавитно-цифровой клавиатуры, косвенный графический диалог осуществляется перемещением перекрестия по экрану обычно с помощью координатных колес.

Такие дисплеи подключаются к ЭВМ низкоскоростными каналами связи (типа телефонных).

Появление таких дисплеев с одной стороны способствовало широкому распространению компьютерной графики, с другой стороны представляло собой определенный регресс, так как распространялась сравнительно низкокачественная и низкоскоростная, не слишком интерактивная графика.

Плазменная панель. В 1966 г. была изобретена плазменная панель, которую упрощенно можно представить как матрицу из маленьких разноцветных неоновых лампочек, каждая из которых включается независимо и может светиться с регулируемой яркостью. Ясно, что системы отклонения не нужно, не обязательна также и память регенерации, так как по напряжению на лампочке можно всегда определить горит она ли нет, т.е. есть или нет изображение в данной точке. В определенном смысле эти дисплеи объединяют в себе многие полезные свойства векторных и растровых устройств. К недостаткам следует отнести большую стоимость, недостаточно высокое разрешение и большое напряжение питания. В целом эти дисплеи не нашли широкого распространения.

Жидкокристаллические индикаторы. Дисплеи на жидкокристаллических индикаторах работают аналогично индикаторам в электронных часах, но, конечно, изображение состоит не из нескольких сегментов, а из большого числа отдельно управляемых точек. Эти дисплеи имеют наименьшие габариты и энергопотребление, поэтому широко используются в портативных компьютерах несмотря на меньшее разрешение, меньшую контрастность и заметно большую цену, чем для растровых дисплеев на ЭЛТ

Электролюминисцентные индикаторы. Наиболее высокие яркость, контрастность, рабочий температурный диапазон и прочность имеют дисплеи на электролюминисцентных индикаторах. Благодаря достижениям в технологии они стали доступны для применения не долько в дорогих высококлассных системах, но и в общепромышленных системах. Работа таких дисплеев основана на свечении люминофора под воздействием относительно высокого переменного напряжения, прикладываемого к взаимноперпендикулярным наборам электродов, между которыми находится люминофор.

Дисплеи с эмиссией полем. Дисплеи на электронно- лучевых трубках, несмотря на их относительную дешевизну и широкое распространение, механически непрочны, требуют высокого напряжения питания, потребляют большую мощность, имеют большие габариты и ограниченный срок службы, связанный с потерей эмиссии катодами. Одним из методов устранения указанных недостатков, является создание плоских дисплеев с эмиссией полем с холодных катодов в виде сильно заостренных микроигл.

1.2 Приложения компьютерной графики

Как уже отмечалось, компьютерная графика стала основным средством взаимодействия человека с ЭВМ. Важнейшими сформировавшимися областями приложений являются:

- компьютерное моделирование, которое явилось исторически первым широким приложением компьютерной графики,

- системы автоматизации научных исследований, системы автоматизации проектирования, системы автоматизации конструирования, системы автоматизации производства, автоматизированные системы управления технологическими процессами,

- средства массовой информации,

В настоящее время появилось новое, очень интересное приложение компьютерной графики - виртуальная реальность.

По телевидению часто можно видеть передачи иллюстрирующие приложения компьютерной графики в автоматизации проектирования (были передачи об автоматизированном проектировании самолетов, автомобилей), много передач об автоматизации производства с различными робототехническими системами.

Передачи о мире бизнеса практически не обходятся без показа различной дисплейной техники и ее использования.

Что касается искусства, то достаточно упомянуть, что один из самых крупных первых суперкомпьютерных центров мира находился на студии Уолта Диснея и использовался для подготовки мультфильмов.

Применение компьютерной графики в средствах массовой информации мы видим ежедневно, как в виде различных заставок и телеэффектов на экране, так и в виде газет, при подготовке многих из которых используется электронная верстка на компьютере.

С компьютерными играми, отнимающими не только время досуга, конечно же знаком каждый.

Поэтому здесь мы рассмотрим, в основном, приложения компьютерной графики в компьютерном моделировании, а также немного познакомимся с самым новым приложением - системами виртуальной реальности.

Изображение, созданное с использованием компьютерной программы — графического редактора. Область компьютерной графики, связанная с созданием интерактивных энциклопедий, справочных систем и пр. Наиболее распространенные программы создания 3D изображений.

Рубрика	Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид	презентация
Язык	русский
Дата добавления	12.02.2014
Размер файла	4,1 M

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

HTML-версии работы пока нет.
Cкачать архив работы можно перейдя по ссылке, которая находятся ниже.

Подобные документы

Возможности применения растровой, векторной и фрактальной компьютерной графики. История создания рекламы. Использование интерактивных графических систем в рекламе. Создания макета календаря с помощью векторного графического редактора Adobe Illustrator.

курсовая работа [1,6 M], добавлен 20.10.2014

Понятие компьютерной графики. Представление графической информации в компьютере. Графические форматы и редакторы. Характеристика программы, интерфейса. Возможности использования программы CorelDraw. Возможности создания сложных графических изображений.

дипломная работа [1,1 M], добавлен 04.01.2011

Компьютерная графика - область информатики, занимающаяся проблемами получения различных изображений. Виды компьютерной графики: растровая, векторная, фрактальная. Программы для создания компьютерной анимации, область применения, форматы хранения.

реферат [29,1 K], добавлен 16.03.2010

Сферы применения машинной графики. Виды компьютерной графики. Цветовое разрешение и цветовые модели. Программное обеспечение для создания, просмотра и обработки графической информации. Графические возможности текстовых процессоров, графические редакторы.

контрольная работа [21,9 K], добавлен 07.06.2010

Растровые и векторные графические редакторы. Форматы файлов, используемые для хранения графических изображений. Графические редакторы, используемые для создания изображений. Редакторы для создания трехмерных изображений. Создание графического редактора.

курсовая работа [306,5 K], добавлен 23.08.2013

Описание и изучение техники построения плоских и трехмерных изображений чертежей машиностроительных деталей средствами компьютерной графики: втулка, гайка, штуцер. Выполнение упрощенного теоретического чертежа судна на плоскости: бок, корпус, полуширота.

курсовая работа [832,6 K], добавлен 15.08.2012

Методы и средства создания и обработки изображений с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов. Основные понятия компьютерной графики. Особенности применения растровой, векторной и фрактальной графики. Обзор форматов графических данных.

Читайте также: