Возможности графических систем. Работа с графикой требует точного определения и описания точек объектов, а значит проведения больших вычислений. Зависимость прямая. Так, для растровой картины — чем выше разрешение, тем более мелкие детали можно отобразить, тем больше должен быть объем памяти (оперативной особенно). Для векторной — чем больше векторов описывает рисунок, тем более реалистично он выглядит. Читать далее
Кроме рассмотренных устройств для работ связанных с созданием и обработкой графической информации используется широкий спектр периферии. Назовем некоторые из них:
Основное назначение видеоадаптеров — формировать сигналы, в соответствии с которыми монитор отображает информацию на экране. Конструктивно видеокарта состоит из набора микросхем, цифроаналогового преобразователя (нередко встроенного), ПЗУ (или BIOS видеоадаптера) и самой платы с клеммами и разъемами.
Основное назначение видеоадаптеров — формировать сигналы, в соответствии с которыми монитор отображает информацию на экране. Конструктивно видеокарта состоит из набора микросхем, цифроаналогового преобразователя (нередко встроенного), ПЗУ (или BIOS видеоадаптера) и самой платы с клеммами и разъемами.
Применение DRAM (Fast Page Mode DRAM) т.е. памяти c однопортовой архитектурой и низкой пропускной способностью является наиболее дешевым. Работа замедлена. Однако этого достаточно для VGA режима игр под управлением DOS. Микросхемы работают на частоте шины 25-30 Мгц и имеют пропускную способность 90 Мб/с.
Объем памяти для видеоадаптера зависит от разрешения и количества цветов. Для количественного определения размера видеобуфера необходимо умножить глубину цвета (количество бит для каждого пиксела) на разрешение (количество пикселов на экране). Наиболее часто используемые разрешения: 640 х 480, 800 х 600 или 1024 х 768. Цветовая гамма представлена параметрами: 8 бит (256 цветов)16 бит (65 536), Читать далее
Новые возможности — это RAMDAC 220 — 250 Мгц (высокочастотный конвертер), 32 битный TrueColor, возможности дополнительного расширения (два порта, более 4 Мб видеопамяти, аппаратная поддержка MPEG и возможность AVI-захвата), наличие 3D на аппаратном уровне, поддержка последних стандартов (VESA, DirectX, OpenGL). Причем обязательна поддержка не только Windows, но и DOS. Ценовой диапазон до 300$.
Обязательным элементом современных акселераторов является PCI-шина поддерживающая 32 битовую архитектуру. Сейчас многие новые платы оснащаются аппаратной поддержкой AGP, что позволяет улучшить и ускорить процесс обработки 3D-изображений, вывод сложной графики в динамическом режиме. Идет постепенная замена 32 битных графических микросхем 64 битными ( и даже 128 битовыми). Частота кадровой развертки должна быть (не менее 75 Гц) Читать далее
Основные вопросы всплывающие при выборе любой видеокарты : 1. Определение сферы применения графической компьютерной системы. Для применения с 8 или 16 битовой палитрой, при построении 2D объектов, работе с простыми мультимедиа-приложениями достаточно остановить выбор на S3 Trio64V+ , Number Nine, STB, Trident 9680 (Asicom), ARK Logic или ProMotion. Модели имеют цену до 100$. Достаточно лишь Читать далее
SCSI контроллеры стали применяться тогда, когда возможностей стандартных (IDE, EIDE и др.) стало нехватать для многих задач, требующих хорошей скорости и обработки больших объемов данных. Это имеет место при работе в локальных сетях и мультимедийных приложениях. Главная особенность этого интерфейса в том, что он гораздо больше нагружает контроллер, освобождая значительные ресурсы процессора. Поэтому требования к Читать далее
Работа с компьютерной графикой невозможна без соответствующего программного обеспечения (ПО). Программные средства, как набор универсальных и прикладных программ являются тем инструментом, что позволяет разработчику решать его задачи. Поскольку последние становятся все сложнее, справиться с ними возможно только применяя или адаптируя программный аппарат.
Математическое обеспечение — объединяет те разделы математики (аналитическую геометрию, дифференциальное и интегральное исчисление, алгебру логики и матричные преобразования), которые служат инструментом решения задач компьютерной графики. Применение аналитических приемов позволяет избежать рутинных вычислений, снизить нагрузку на процессор, повысить точность построений.
Каждому языку свойственна свои правила (символика, семантика и пр.). Для графических приложений используют алгоритмические языки Fortran, Pascal, Delphi, Visual Basic, C, C++, VisualC++ и др. Важным преимуществом последних четырех является наличие визуальной интегрированной среды. Каковы основные факторы, влияющие на качество программного средства? Это — скорость создания, скорость исполнения, возможность появления ошибок, особенности программы.
Среди авторских средств разработки мультимедиа хотелось бы выделить MacroMedia Director (r. 6), Apple Media Tool, mTropolis и Authorware. Наряду с явными достоинствами систем имеется ряд проблем, которые нельзя не выделить. Это: — невысокая скорость загрузки и исполнения программы (возможный выход — грамотная оптимизация диска и программы);
Каковы основные факторы, влияющие на качество программного средства? Это — скорость создания, скорость исполнения, возможность появления ошибок, особенности программы. Наличие удобной среды программирования позволяет отслеживать процессы отладки и выполнения, вовремя вносить коррективы, дополнения.
Алгоритмическое обеспечение — представляет из себя набор алгоритмов (схем решения) графических задач, описывающих функционирование программ, их взаимосвязи, ограничения, интрефейс. Алгоритмы построения и редактирования графических объектов известны давно. Еще в 60-70 годах в ряде стран (США, Франция, Германия и др.) проводились исследования в области построения графических моделей, синтеза объектов, анализа способов отсечения, закраски и пр. Однако Читать далее
Очень важно отметить, что успех и качество любого программного продукта (и графического в том числе) зависит от: — удобства работы; — наглядности; — простоты интерфейса;
Любое изображение на плоскости получается путем проектирования пучка прямых. Существует несколько способов проектирования. Наиболее употребительные на практике: параллельное и центральное. Принцип получения изображения заключается в нахождении точек пересечения проходящих через объект лучей ( их координат) с проективной плоскостью.
Р а с т р — совокупность цветов и оттенков в виде прямоугольной матрицы. Их количество, для конкретной графической системы, зависит от видеоадаптера, установленной палитры и др. факторов. Матрица может быть сеткой или целочисленной решеткой. Большинство графических библиотек обладают набором простейших алгоритмов (преобразование идеального объекта в растровый образ, обработка растра), однако этого недостаточно. Введем некоторые Читать далее
В качестве линии на растровой сетке выступает набор пикселов P1, P2, … Pn , где любые два Pi и Pi+1 — являются смежными. Поэтому наилучшее изображение линии будет для горизонтального, вертикального или наклонного (под 45) расположения. В остальных случаях будет проявляться “эффект ступенчатости”. Выполнение построения линий для других углов требует вычислений (нахождения), и потому идет Читать далее
Заключается в решении дифференциального уравнения, описывающего процесс разложения отрезка в растр. Где x1, y1, x2, y2 — концы разлагаемого отрезка, а yi — начальное значение для очередного шага (вдоль отрезка). Т.е. получаем рекуррентное соотношение для последовательности значений y. В простом ЦДА — большее из приращений (x или y) выбирается в качестве единицы растра. Алгоритм следующий: Читать далее
При построении растрового изображения отрезка всегда выбирается ближайший по вертикали пиксель. Алгоритм выбирает оптимальные растровые координаты для представления отрезка. Так если одна из координат в процессе работы изменяется на 1, то изменение другой может быть различным (0 или 1) и зависит от расстояния между действительным положением отрезка и ближайшими координатами сетки. Это расстояние называют ошибкой. Читать далее
Формирование растра. Растровая развертка в реальном времени. Методы группового и клеточного кодирования. Буфер кадра. Разложение в растр нелинейных фрагментов рассмотрим на примере окружности. Брезенхемом предложено одно из наиболее удачных решений. Процесс идет в два этапа: формирование сегмента и выполнение последовательных отражений для всего контура относительно заданных осей. Так, для октанта это прямая y = x, Читать далее
Преобразование, связанное с разложением растра изображения в шаблон дисплея называется — растровой разверткой. В отличие от дисплейного списка для векторного дисплея, который содержит информацию только об отрезках и литерах, в данном случае дисплейный список несет информацию о каждом пикселе. Эта информация организовывается и выводится со скоростью видеогенерации в порядке сканирования строк (сверху вниз и слева Читать далее
В основу метода положен принцип, утверждающий, что в изображении имеются достаточно большие однородные области, характеризующиеся одинаковой интенсивностью или цветом. При простейшем групповом кодировании определяется только интенсивность и количество последовательных пикселов этой интенсивности, находящиеся на текущей сканирующей строке. Кодируемые данные следует рассматривать группами по 2-м (4-м) значениям в виде схем:
Если в методе группового кодирования изображение рассматривалось, как линейная или одномерная совокупность пикселов, то при клеточном кодировании сделана попытка с помощью min информации представить целые области изображения, т.е. клетки.
Буфер кадра можно реализовать с помощью сдвиговых регистров. Сдвиговый регистр можно считать стеком FIFO (доступ в порядке очередности).
Будем считать, что пиксел в растре или буфере кадра имеет координаты (x, y). Но цифровая память организована в виде линейного списка адресатов. Отсюда следует, что необходимо преобразовать координатные представления в линейные. Исходя из предположения, что начальный адрес в памяти ? 0, получаем:
Попробуем использовать адресацию буфера кадра, в качестве дисплея на ЗЭЛТ. Предварительно буфер кадра очищается, либо устанавливается в фоновую интенсивность (или цвет). Вместо записи векторов прямо на экран дисплея для разложения в растр отрезка применим или алгоритм Брезенхема, или любой другой. Соответствующие пикселы будут записаны в буфер кадра. Когда процесс закончится (изображение помещено в буфер кадра), Читать далее
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.
