Монитор


Одной из наиболее важных составных частей ПК является его видеосистема, состоящая из монитора и видеоадаптера. Мониторы можно охарактеризовать при помощи 1. режим отображения 2. тип экрана Режимы отображения.

Генерация сплошных областей. Методы. Растровая развертка многоугольников.


Генерация сплошных областей из простых описаний ребер или вершин называется — растровой разверткой сплошных областей (заполнением контура). Методы решения этой задачи можно разделить на 2 группы: а) растровую развертку; б) затравочное заполнение.

Заполнение многоугольников


Многие замкнутые контуры — многоугольники. Если контур в виде кривой линии, то его аппроксимируют подходящим многоугольником (многоугольниками). Простейший метод заполнения многоугольника состоит в проверке на принадлежность его внутренней области каждого пикселя растра. Однако, поскольку большинство пикселов находится вне растра — то на процедуру уходит много времени. Ускорить процесс можно путем вычисления для многоугольника оболочки — Читать далее

Ступенчатость изображения. Базовые методы устранения ступенчатости. Примеры.


Ступенчатость (лестничный эффект) — искажение графического изображения, получаемое на графическом растровом дисплее при увеличении. Основная причина — использование дискретного устройства (изображение строится из отдельных пикселов) для создания непрерывных объектов (линии, ребра, поверхности).

Использование свертки. Уравнение свертки. Пример.


Физический смысл свертки состоит в следующем. Для сигнала изображения и ядра (функции свертки) определяется свертка сигнала, а результат испоьзуется для определения результирующих атрибутов пиксела. Математически это можно представить так:

Применение аппроксимации для ликвидации ступенчатости. Приемы. Примеры.


Аппроксимация полутонами. Метод, позволяющий получить сглаживание граничного края с использованием соответствующих комбинаций минимального количества уровней интенсивности (Рис.5). Известен давно. Еще в 1880 г. Стефан Хаген изобрел современную полутоновую печать. Полутоновая печать — способ получения фотографических полутонов с использованием только дух уровней (черном на белом) по решеточному или клеточному принципу.

Свет в компьютерной графике. Отражение и преломление. Закон косинусов Ламберта.


Свет — физическое явление, обладающее дуализмом (поток частиц распространяющихся по прямолинейным траекториям и в то же время электромагнитные волны). Интенсивность света определяется амплитудой волны, цвет — частотой или длиной волны. Математически описывается уравнениями Максвелла.

Основы метода трассировки лучей и излучательности.


Рассмотрим сцену (Рис.1) состоящую из источника света и ряда объектов. Свет, распространяясь от источника по прямым линиям может изменять свое направление. При этом, в зависимости от типа объекта через который проходят лучи, свет может преломиться, уйти внутрь или отразиться. Процесс идет непрерывно, пока часть в конце концов не попадет в глаз наблюдателя, формируя изображение на Читать далее

Назначение и структура систем компьютерной графики. Пример.


Компьютерная графика — это способ представления информации об объектах, закономерностях и свойствах окружающего мира в виде графического изображения на экране монитора или других устройствах ввода-вывода. Машинная графика позволяет воспроизвести изображение (на выходе), посредством обработки исходной неграфической информации. Это нужно для графической визуализации результатов эксперимента, работы программ, в компьютерных играх, создания псевдореалистического изображения по разработанному описанию. Читать далее

Типы данных, используемых в компьютерной графике. Способы представления.


Компьютерная графика — это способ представления информации об объектах, закономерностях и свойствах окружающего мира в виде графического изображения на экране монитора или других устройствах ввода-вывода. Большинство алгоритмов машинной графики, описывающих изображения, в качестве геометрических данных использует многоугольники и ребра. Последние, в свою очередь, описываются линейными фрагментами, и более детально — точками.

Графические дисплеи на запоминающей электронно-лучевой трубке. Принцип работы. Достоинства и недостатки.


Графические дисплеи на запоминающей трубке с прямым копированием изображения устроена наиболее просто. Электронно-лучевая трубка (называемая иначе бистабильной запоминающей трубкой) покрыта люминофором с длительным периодом послесвечения. Линия или литера остаются видимыми на ней в течение длительного времени (до одного часа), прежде чем станут неразличимыми. Интенсивность луча для этого увеличивают до соответствующей степени, чтобы вызвать запоминание следа Читать далее

Растровые графические дисплеи с регенерацией изображения.


Векторные графические дисплеи с регенерацией изображения созданы на базе ЭЛТ, в которых люминофор имеет очень короткое время послесвечения. Такие дисплеи часто называются дисплеями с произвольным сканированием. Изображение за секунду должно многократно перерисовываться или регенерироваться. Минимальная скорость регенерации равна 30 (1/с), чем выше — тем предпочтительней (40, 50 и более кадр/с). Аналогия связана с просмотром кинофильма, Читать далее

Принцип работы дисплеев на ЖКЭ. Активные и пассивные матрицы. Достоинства и недостатки. Сфера применения.


Плоские дисплеи на жидкокристаллической матрице (ЖКЭ) обладают свойством оптической поляризации под действием электрического поля. Технология основана на использовании жидкофазной упорядоченной молекулярной структуры (жидких кристаллов), размещенных между двумя прозрачными электродами и способной отклонять световой поток. При отсутствии электр. поля кристаллы направляют свет через поляризующие фильтры и на экране виден естественный фон. При подаче напряжения световой поток Читать далее

Использование битовых плоскостей для повышения разрядности цвета. Пример.


Для создания градаций или работы с цветом необходимы дополнительные битовые плоскости. При этом для N цветов используются N битовых плоскостей. Интенсивность варьируется от 0 (темный экран) до 2N-1 (максимум). Число доступных уровней интенсивности можно увеличить расширив память и применив таблицу цветов. В таблице 2N элементов. Каждый содержит W бит (причем W может быть > N). Читать далее

Использование 3-х компонентов цвета для задания полноцветного буфера кадра.


Другой вариант можно реализовать через RGB цвета применив простой цветной буфер кадра с 3-мя битовыми плоскостями. Каждая плоскость управляет своей пушкой ЭЛТ и позволяет получить 8 цветов. Если для каждой цветовой пушки применить дополнительные битовые плоскости (по 8), то каждая группа цветов будет управлять 8 разрядным ЦАП и генерировать 28 (256) цветов. Их можно скомбинировать Читать далее

Наиболее важные параметры, определяющие выбор монитора.


Характеристики мониторов. При оценке качественных показателей и выборе (в конечном счете) монитора существует ряд параметров. Наиболее важные из них следующие: 1) размер экрана по диагонали (Size). Существует ряд типоразмеров (14, 15, 17, 19, 20, 21, 24, 29 дюймов), которые не отражают действительный размер светящейся зоны экрана. В действительности она меньше. Например, для 15’ — 13.7’, Читать далее

Логические типы устройств ввода-вывода. Назначение.


Изображение, создаваемое на экране монитора формируется в автономном или ручном режиме. Для выполнения корректировки и ввода данных применяют как диалоговые устройства (обладающие обратной связью), так и автономные средства. Основное назначение первых состоит в организации воздействия человека на изображение, создаваемое или редактируемое на экране монитора. К таким устройствам можно отнести:

Назначение и принцип работы кнопок, светового пера и клавиатуры. Функции клавиатуры.


К н о п к и (функциональные переключатели) являются переключателями рычажного или нажимного типа. Обычно процесс сопровожден световой индикацией. Кнопки могут функционально входить в другие устройства (мышь, световое перо и пр.)

Принцип работы и назначение трекбола, мыши и ручек. Особенности конструкции.


Ш а р ( т р е к б о л ) во многом аналогичен курсору. Был задуман, как альтернатива мыши. Одна из целей — повышение точности. Область применения — для управления курсором в ноутбуках, в системах управления воздушными перевозками. Шар может свободно вращаться во всех направлениях. В основании смонтированы два валюатора, которые улавливают поворот Читать далее

Сенсорная панель и рычаг. Назначение. Принцип работы.


С е н с о р н а я п а н е л ь похожа на планшет и относится к классу локаторов. На двух смежных сторонах расположены источники света, а на противоположных — светочувствительные элементы. Действие основано на том, что любой карандаш, перст или предмет, перекрывая ход ортогональных лучей выдает информацию в виде координат Читать далее

Планшеты. Назначение. Типы. Принципы работы.


П л а н ш е т (локатор). Конструктивно выполнен либо в виде отдельной доски (называется цифрователем) либо в комбинации с дисплеем на ЭЛТ. Состоит из плоской поверхности и карандаша (для указания точки на поверхности). Планшеты выдают координатную информацию в двух или трех измерениях. Обычное разрешение и точность от 0.25 до 0.025 мм. При создании Читать далее

Сканеры. Виды. Роликовые сканеры. Классификация по типу приемника.


Сканеры — устройства, предназначенные для считывания исходной текстово-графической информации (чертеж, рисунок, текст) и преобразования в электронный вид, с целью дальнейшей обработки и хранения. По конструктивному признаку сканеры делятся на: a) роликовые b) планшетные c) барабанные d) апертурные

Конструктивные особенности и принцип работы планшетных и барабанных сканеров.


П л а н ш е т н ы е сканеры работают на следующем принципе. Оригинал с изображением располагается неподвижно на рабочем столе сканера, а приемник изображения перемещается специальным механизмом. В качестве приемника — обычно камеры на базе ПЗС. Возможны два варианта сканирования — в отраженном (для непрозрачных оригиналов) и в проходящем свете (для прозрачных Читать далее

Апертурные сканеры. Характеристики, определяющие выбор сканера.


А п е р т у р н ы е — сканеры применяемые для обработки апартурных карт. Последняя представляет из себя карточку, в которую вставлен слайд с графическим материалом. Информация представлена в двух видах: текстовая сопроводительная — на бумаге, графическая — на слайде. На апертурных картах хранится до 20% чертежей в мире. Весьма распространены в Читать далее

Аппаратные средства трехмерной графики. Особенности ускорителей.


S3 968 — набор, поддерживающий двухпортовую видеопамять VRAM. Обладает сравнительно мощными средствами ускорения, что заключается в быстродействии. Довольно дешев. Несколько устарел и потому не лучший выбор для трехмерных игр. S3 Trio64V+ — недорогой однокристальный набор. Превосходит предыдущую модель по низкоуровневому быстродействию, но отстает по работе с 3D. Распространен. Надежен. Хорошо совместим с существующим ПО. Тип Читать далее

Графические ускорители. Назначение. Конфигурация. Шина AGP.


Среди множества графических подсистем можно порекомендовать профессиональные графические ускорители ЕLSА, а именно ЕLSА Wіппег 3000-1 для двухмерного моделирования, ЕLSА Glогіа-1, Glогіа — 1/МХ, Glогіа — XL для систем трёхмерного моделирования и визуализации. Графические процессоры, стоящие на платах ЕLSА, ничем не отличаются от того, что предлагают другие поставщики, но по результатам многочисленных тестов именно контроллеры ЕLSА Читать далее

Назначение и особенности применения графических станций. Классификация.


Графическая станция — это рабочая станция, представленная в лице мощного компьютера на основе специализированной фирменной архитектуры и высокопроизводительного RISC — процессора (нескольких процессоров), работающего под управлением одной из систем Unix (Windows NT), предназначенная для разработки и редактирования сложных графических изображений. Цена подобных систем зависит от конфигурации и колеблется от 4-5 тыс. $ и выше.