Сделай Сам Свою Работу на 5

Схема системы вывода изображения на экран





См вопр. 6

14. Фрактальная графика

См вопр 9

15. Трехмерная графика

См вопр 9.

16. Понятие разрешения в КГ

Качество компьютерного изображения определяется многими факторами. Одним из ключевых является понятие разрешения.

Вне зависимости от того, сохраняете ли вы изображение на жестком диске, про­сматриваете на мониторе или выводите на печать, изображение формируется из крошечных элементов. Как вы уже знаете из предыдущих глав, они называются пикселами. Именно количество пикселов в изображении и обозначают термином разрешение (иногда под разрешением понимают расстояние между пикселами, что, впрочем, одно и то же).

Т ермин разрешение тесно связан с другим термином — размер изображения,кото­рый определяет физическую длину и ширину изображения. Преимущество использования пикселов в качестве единицы измерения размера изображения состоит в том, что в данном случае размер изображения получается как бы зафиксированным.

Например, когда мы говорим о фотографии размером 900 х 600 пикселов, вы мо­жете представить себе, насколько она велика. В случае использования других еди­ниц измерения реальный размер изображения будет зависеть от его разрешения. Так, если вам дадут цифровую фотографию размером 3x2 дюйма, то вы вынужде­ны будете уточнить: «При каком разрешении?»



Однако в реальной жизни связанная с разрешением терминология не так одно­значна, как может показаться на первый взгляд. В зависимости от устройства, на котором выводится изображение, возможно использование следующих единиц измерения разрешения:

spi(sample per inch) — элементов на дюйм;

dpi(dot per inch) — точек на дюйм;

ppi(pixel per inch) — пикселов на дюйм;

lpi(line per inch) — линий на дюйм.

И все же, несмотря на то, что пикселы, точки и элементы характеризуют разные аспекты изображения, между ними много общего. Пиксел является основным эле­ментом (кирпичиком) растровых изображений. Это единица измерения, приня­тая в компьютерной графике, аналогичная привычным для нас сантиметру или литру в повседневной жизни.

Время от времени вы встречаетесь с упоминанием других терминов компьютерной графики: точки и элементы. И пикселы, и точки, и элементы используются для измерения объема работы, выполняемой на различных этапах создания цифрово­го изображения. По этой причине, а также из-за некорректного использования их профессионалами пользователь часто воспринимает эти понятия как одно и то же.



Терминологическая путаница в этом вопросе усугубляется еще тем, что часто в ка­честве универсальной единицы измерения используется единица dpi.Результат — еще меньше определенности. Так, сочетание 300 dpi может характеризовать мо­дель сканера и лазерного принтера. Для одних величина 2400 dpi ассоциируется со сканером, а для других — с фотонаборным автоматом. Значение 72 dpi может быть связано с разрешением монитора, но может быть и частотой растра в газете.

Для устранения этих заблуждений мы попытаемся далее установить различие меж­ду пикселами, точками и элементами. Но прежде, чем это сделать, вначале коснем­ся основных этапов обработки изображения. Это необходимо прежде всего для понимания физических процессов, лежащих в основе формирования понятий раз­личных типов разрешения.

17. Графические объекты, примитивы и их атрибуты

Графических объектов не так уж и много:

· Точка. Изображение можно рисовать точками. Наиболее простой метод, так как для него достаточно вызова лиш одной функции SetPixel() (ровно как и для чтения GetPixel()). В принципе, точка не является графическим объектом, так как она не существует как объект и рассматривается здесь лишь как одна из возможностей получения изображения.

· Перо. Изображение можно рисовать перьями (как корандашом на листе бумаги). Перо обладает толщиной, цветом и типом линии (сплошная, прерывистая, точечная и т. п.). Перед использованием перо создается как объект.



· Кисть. Предопределенный системой или созданный программистом набор пикселов, который, как единое целое, может быть отображен на экране монитора.
Кисти используются в функциях для заполнения внутренних областей замкнутых фигур и фонов окон (аналогично сплошной закраске). Перед использованием кисть создается как объект.

· Растровые изображения. Набор байт, содержащий значения цветов и информацию о координатах для отображения на экране пикселов, в совокупности составляющих изображение. Это картинки, фоны, графические элементы (кнопки, меню, иконки) и т. п. Перед использованием растровые изображения могут быть созданы программно или использоваться как заранее созданные и хранящиеся в файлах, ресурсах и т.д.

· Шрифты. Это либо набор пикселов (растровое изображение) для матричных шрифтов, либо набор кривых, описывающих контур отображаемых букв для векторных шрифтов (например шрифты True Type). Перед использованием шрифты могут быть созданы программно или используются заранее подготовленные и установленные в системе шрифты.

 

Под графическими примитивами понимаются минимальные графические объекты, которые составляют векторный рисунок. К графическим примитивам в OpenDraw относятся: линии и стрелки; прямоугольники; окружности, эллипсы, дуги, сегменты и секторы; кривые; соединительные линии; трёхмерные объекты (куб, шар, цилиндр и т. д.); текст. Из графических примитивов могут быть составлены более сложные объекты при помощи функции комбинирования и логических операций над формами. Атрибуты примитивов – это их свойства, а т.е. толщина линий, цвет, длина..

18. Представление видеоинформации и её машинная генерация

 

При растровой графике изображение представляется с помощью набора пикселей, имеющих различные характеристики. Пиксель – это наименьший и неделимый элемент изображения, как правило имеющий форму квадрата. Каждый пиксель имеет своё значение определённого цвета, яркости и прозрачности. Растровое изображение как мозаика формируется из этих маленьких кубиков, каждый из которых вносит свой маленьких вклад в общее изображение, задавая его форму и цвет. Поскольку пиксели очень маленькие, мы их не замечаем, воспринимая всё изображение в целом. Но если увеличить и присмотреться, то мы увидим, что даже плавные линии и округления состоят из совокупности квадратиков с прямыми углами, каждый из которых на чуть-чуть выступает из общей дуги, формируемой множеством пикселов.

 

При использовании векторной графики изображение формируется из совокупности отдельных простеньких геометрических фигур – геометрических примитивов -- каждый из которых задаётся с помощью соответствующего ему математического описания. Такими примитивами может быть точка, прямая, прямоугольник, окружность или фигура некоторого вида, называемая сплайном. У каждого примитива (геометрической фигуры) есть свои параметры, называемые атрибутами, например, толщина линии или цвет заполнения. У окружности этими параметрами являются:

Радиус окружности

Координаты центра окружности

Цвет и толщина контура окружности

Цвет самой окружности

 

Таким образом, все графические примитивы описываются с помощью математических выражений, которые при работе с векторным изображением или при его выводе на экран рассчитывает сам компьютер. Сам графический файл содержит набор координат и параметры каждого графического примитива в отдельности

 

Представление видеоинформации – способ кодирования изображения, принятый в технических устройствах отображения информации. Форма сигнала, описывающая изображение, интерпретируемая техническими средствами в изображение.

Машинная генерация видеоинформации – формально-логические способы преобразования и синтеза видеоинформации , осуществляемые техническими средствами.

19. Графические языки

Графический язык является синтетическим, поскольку сочетаeт в себе различные системы записи информации: изобразительную и знаковую. С его помощью можно не только сохранять, но и читать информацию об изделии.

Под изобразительной системой графического языка понимается единство и взаимодействие трех ее составляющих: 1) метода изобразительной системы — метода проецирования; 2) правил использования элементов изобразительной системы графического языка (точек, линий, контуров); 3) изображения объекта (проек­ции объекта на плоскости).

Примерами изобразительных систем могут служить: а) линейная перспектива (рис. 20, а), используемая для по­лучения и чтения изображений архитектурных сооружений (основные ее законы и правила вы изучали и использовали на уроках изобразительного искусства, строя перспективу улиц, изо­бражая предметы с натуры н т. д.д.); б) купольная и панорамная пер­спективы, которые используют художники для росписи куполов храмов и создания панорам (например, Бородинская панорама в Москве); в) параллельное проецирование на одну плоскость (рис. 20, в, г) и не­сколько взаимно перпендикулярных плоскостей проекций (рис. 20, б), позволяющих выполнять и читать чертежи технических, дизайнерских, архитектурных проектов, аксонометрических проекций и др.; г) изобра­жения с числовыми отменами, используемые для создания топографи­ческих карт.

Знаковая система графического языка представляет собой со­вокупность условных знаков, цифр, букв, текстов, позволяющих уточнять геометрическую форму изображаемого объекта и мет­рическую информацию о нем (рис. 21). Кроме того, знаковая сис­тема несет в себе самостоятельную информацию технического и технологического характера, необходимую для изготовления и сборки изделия на производстве.

Изобразительную и знаковую системы графического языка вы будете изучать на уроках черчения.

Графический язык можно назвать языком делового, меж­дународного общения, так как его изобразительную систему составляют графические образы, получаемые методом про­ецирования, понятные без слов. а знаковая система языка общепринята.

С помощью графического языка можно мысленно создавать пространственные образы формы объектов и оперировать ими, отображать новые конструкторские, дизайнерские идеи, архитек­турные замыслы, а также необходимые данные для их воплоще­ния. Информацию об изделии, записанную с помощью графиче­ского языка, можно сохранять на дубликатах чертежей, электро-магнитных дисках и т. п. При необходимости они могут переда­ваться в различные отечественные и зарубежные организации.

Графический язык используется в науке, производстве, строи­тельстве, архитектуре, дизайне. Его называют языком техники.

Языки: COMPAC, СИМАК-Д, АРТ

20. Кодирование графической информации

Изображение передают сигналы, имеющие аналоговую, непрерывную форму. Поэтому они преобразуются в дискретную форму путем дискретизации, т.е. разбиения непрерывного графического изображения на отдельные элементы.

В процессе дискретизации производится кодирование, т.е. присвоение каждому элементу конкретного значения в форме двоичного кода.

Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно двумя способами - как растровое и векторное изображение. Для каждого типа изображения используется свой способ кодирования.

Растровое изображение состоит из отдельных точек (пикселей - от англ. pixel - элемент изображения). На изображение накладывается прямоугольная сетка - растр, которая позволяет разбить рисунок на конечное количество элементов - пикселей.

Каждая такая точка изображения имеет свой цвет, который кодируется двоичным кодом.

Векторное изображение - это графический объект, состоящий из элементарных отрезков и дуг. Базовым элементом изоражения является линия. Как и любой объект, она обладает свойствами: формой (прямая, кривая), толщиной., цветом, начертанием (пунктирная, сплошная). Замкнутые линии имеют свойство заполнения (или другими объектами, или выбранным цветом). Все прочие объекты векторной графики составляются из линий. Так как линия описывается математически как единый объект, то и объем данных для отображения объекта средствами векторной графики значительно меньше, чем в растровой графике. Информация о векторном изображении кодируется как обычная буквенно-цифровая и обрабатывается специальными программами.

В видеопамяти любое изображение представляется в растровом виде. Экран монитора разбит на фиксированное число пикселей.

Разрешающая способность экрана монитора - размер растра, задаваемого в виде произведения MxN, где М - количество точек по горизонтали, N - количество точек по вертикали (число строк).

Количество цветов, воспроизводимых на экране монитора (K), и число бит, отводимых в видеопамяти под каждый пиксель (i) (битовая глубина), связаны формулой:

К=2i .

Объем видеопамяти, необходимой для хранения одной страницы изображения:

V=i•M•N.

21. Цветовые модели RGB. CMY. YIQ. HSV и HLS

Цветовая модель RGB. В основе одной из наиболее распространенных цветовых моделей, называемой RGB моделью, лежит воспроизведение любого цвета путем сложения трех основных цветов: красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue). Каждый канал - R, G или B имеется свой отдельный параметр, указывающий на количество соответствующей компоненты в конечном цвете. Например: (255, 64, 23) – цвет, содержащий сильный красный компонент, немного зелёного и совсем немного синего. Естественно, что этот режим наиболее подходит для передачи богатства красок окружающей природы. Но он требует и больших расходов, так как глубина цвета тут наибольшая – 3 канала по 8 бит на каждый, что дает в общей сложности 24 бита.

Поскольку в RGB модели происходит сложение цветов, то она называется аддитивной (additive). Именно на такой модели построено воспроизведение цвета современными мониторами.

Цветовым пространством RGB модели является единичный куб.

 

 

Рис. 1.7. Цветовое пространство RGB модели

Модель CMY использует также три основных цвета: Cyan (голубой), Magenta (пурпурный, или малиновый) и Yellow (желтый). Эти цвета описывают отраженный от белой бумаги свет трех основных цветов RGB модели. Поэтому можно описать соотношения между RGB и CMY моделями следующим образом:

.

 

 

Модель CMY является субтрактивной (основанной на вычитании) цветовой моделью. Как уже говорилось, в CMY-модели описываются цвета на белом носителе, т. е. краситель, нанесенный на белую бумагу, вычитает часть спектра из падающего белого света. Например, на поверхность бумаги нанесли голубой (Cyan) краситель. Теперь красный свет, падающий на бумагу, полностью поглощается. Таким образом, голубой носитель вычитает красный свет из падающего белого.

Такая модель наиболее точно описывает цвета при выводе изображения на печать, т. е. в полиграфии.

Поскольку для воспроизведения черного цвета требуется нанесение трех красителей, а расходные материалы дороги, использование CMY-модели является не эффективным. Дополнительный фактор, не добавляющий привлекательности CMY-модели, – это появление нежелательных визуальных эффектов, возникающих за счет того, что при выводе точки три базовые цвета могут ложиться с небольшими отклонениями. Поэтому к базовым трем цветам CMY-модели добавляют черный (blacK) и получают новую цветовую модель CMYK.

Цветовые модели HSV и HLS. Рассмотренные модели ориентированы на работу с цветопередающей аппаратурой и для некоторых людей неудобны. Поэтому модели HSV, HLS опираются на интуитивные понятия тона насыщенности и яркости.

В цветовом пространстве модели HSV (Hue, Saturation, Value), иногда называемой HSB (Hue, Saturation, Brightness), используется цилиндрическая система координат, а множество допустимых цветов представляет собой шестигранный конус, поставленный на вершину.

Основание конуса представляет яркие цвета и соответствует V = 1. Однако цвета основания V = 1 не имеют одинаковой воспринимаемой интенсивности. Тон (H) измеряется углом, отсчитываемым вокруг вертикальной оси OV. При этом красному цвету соответствует угол 0°, зелёному – угол 120° и т. д. Цвета, взаимно дополняющие друг друга до белого, находятся напротив один другого, т. е. их тона отличаются на 180°. Величина S изменяется от 0 на оси OV до 1 на гранях конуса.

Конус имеет единичную высоту (V = 1) и основание, расположенное в начале координат. В основании конуса величины H и S смысла не имеют. Белому цвету соответствует пара S = 1, V = 1. Ось OV (S = 0) соответствует ахроматическим цветам (серым тонам).

Процесс добавления белого цвета к заданному можно представить как уменьшение насыщенности S, а процесс добавления чёрного цвета – как уменьшение яркости V. Основанию шестигранного конуса соответствует проекция RGB куба вдоль его главной диагонали.

 

Рис. 1.8. Цветовое пространство HSV модели

 

Еще одним примером системы, построенной на интуитивных понятиях тона насыщенности и яркости, является система HLS (Hue, Lightness, Saturation). Здесь множество всех цветов представляет собой два шестигранных конуса, поставленных друг на друга (основание к основанию).

 

Рис. 1.9. Цветовое пространство HLS-модели

YIQ — цветовая модель.
Цвет представляется как 3 компоненты — яркость (Y) и две искусственных цветоразностных (I и Q). Сигнал I называется синфазным, Q - квадратурным

Модель применяется в телевещании по стандартам M-NTSC и M-PAL, где полоса частот видеосигнала заметно меньше, чем в других телевизионных стандартах. Яркостная компонента содержит «черно-белое» (в оттенках серого) изображение, а оставшиеся две компоненты содержат информацию для восстановления требуемого цвета.

Использование модели YIQ было вынужденной мерой. Психофизиологические исследования выяснили, что разрешающая способность глаза в цвете меньше, чем в яркостной составляющей, и глаз, таким образом, мало чувствителен к цвету мелких деталей. За счёт этого при создании совместимой системы цветного телевидения удалось уменьшить полосу частот цветоразностных (не содержащих яркостной информации, в отличие от сигналов основных цветов R, G и B) в три-четыре раза. Чтобы уменьшить заметность помехи от цветоразностных сигналов на чёрно-белых телевизорах, она должна быть как можно более мелкой, что соответствует большей частоте поднесущей. Но при этом верхняя боковая полоса сигнала цветности подавлялась даже при уменьшении полосы пропускания вчетверо, что при квадратурной модуляции приводило к искажению цветовых оттенков.

Дальнейшие исследования установили, что к цветовым переходам разного рода глаз имеет разную чувствительность, что позволило сгруппировать т.наз. "тёплые" и "холодные" оттенки, и в одной группе уменьшить разрешающую способность ещё в три раза. Теперь для передачи одного из сигналов было достаточно полосы всего в 0,5 МГц, при этом верхняя и нижняя боковые полосы передавались без ограничений.

На фазовой плоскости (если представить R-Y как вертикальную ось, а B-Y, как горизонтальную) сигналы I и Q повёрнуты относительно них на 33 градуса.

22. Графические метафайлы (GKSM. Стандарт метафайла ISO н др.). Предложения по графическим метафайлам

Графический метафайл представляет собой описание изображения в функциях виртуального графического устройства (в терминах примитивов и атрибутов). Он обеспечивает возможность запоминать графическую информацию единым образом, передавать ее между различными системами и интерпретировать для вывода на различные устройства. Характеристики метафайла определяются его функциональными возможностями и способом кодирования информации.

Метафайл обычно разрабатывается как составная часть какой либо графической системы. При этом его функциональные возможности однозначно соответствуют возможностям этой системы. Способ кодирования выбирается в по с одному из следующих критериев:

- минимальность объема кодированной информации,

- минимальность времени для кодирования и декодирования,

- наглядность (возможность чтения и редактирования).

В зависимости от выбранного способа кодирования метафайл может использоваться в качестве средства хранения и передачи изображений, протокола взаимодействия отдельных подсистем, языка описания изображений.

Стандарт метафайла ISO призван стать описанием базового файла для хранения и передачи изображений, не зависящего от конкретных устройств и систем.

GKSM - стандарт de-facto на графический метафайл в рамках системы GKS (приложение "Е" к стандарту GKS). По функциональным возможностям GKSM полностью соответствует системе GKS, поэтому он легко интерпретируется в соответствующих стандарту системах GKS. Кодирование в GKSM текстовое, что позволяет просматривать и редактировать метафайл GKS.

CGM - стандарт ISO на графический метафайл. Функционально CGM соответствует стандарту CGI. В CGM предусмотрены три способа кодирования - символьное, двоичное и текстовое. Символьное кодирование наиболее компактно и предназначено для хранения и транспортировки информации. Двоичное кодирование требует минимальных усилий по кодированию/декодированию и предназначено для внутрисистемного использования. Текстовое кодирование наиболее наглядно и обеспечивает возможность визуального просмотра и редактирования графических файлов.

NAPLPS - стандарт на представление графических данных в сетях VIDEOTEX. Основными требованиями при разработке этого протокола были следующие: возможность передачи графической информации в потоке алфавитно-цифровых данных, минимальность объема передаваемых данных, минимальность усилий для интерпретации и возможность вывода изображений на простейшие устройства. Обеспечение этих требований привело к тому, что был разработан эффективный способ упаковки графической информации в семи- или восьмибитные коды ASCII. Эти же требования привели к ограничению функциональных возможностей протокола, что не позволяет получить высокое качество изображений при использовании. современных графических устройств.

HPG - стандарт компании Hewlett-Packard на протокол взаимодействия с графическими устройствами (в первую очередь графопостроителями), выпускаемыми этой фирмой. Он содержит небольшое количество графических функций, легко читается и интерпретируется. В некоторых графических системах на персональных компьютерах HPGL используется в качестве графического метафайла.

23. Архитектура графических рабочих станций

Рабочие станции (иногда называют "графические станции") появились в конце 70-х как результат сбалансированного объединения лучших технологий: построение процессоров, работа с графическими объектами и устройствами, организация ввода/вывода, организация связи - в одной системе, удобной для решения инженерных задач.

Многие идеи, появившиеся в 80-е годы, наложили свой отпечаток на рабочие станции, построенные, в основном, из стандартных компонент. Что, в свою очередь, отразилось на производстве компьютеров: увеличение роли ОС Unix, рождение концепции "открытых систем", разработка новых стратегий производителями компьютеров.

В начале 90-х производительность рабочих станций по многим параметрам приблизилась к большим машинам (mainframe). По закону Джой такой показатель как MIPS удваивается каждые два года с 1 MIPS в 1984 до 64 MIPS в 1990. Наибольшие отличия сегодня можно обнаружить в направлении наиболее быстрого развития - визуализации 3D объектов и росте интерактивных возможностей, - поднимающем производительность труда исследователей и инженеров.

В течении длительного времени было довольно трудно сравнивать производительность рабочих станций, особенно в области графики. Но сейчас ситуация изменилась. В связи с достижением согласия в области стандартов, таких как Unix, X Window, Phigs+ , стало гораздо легче разработать и применить процедуры для оценки производительности рабочих станций. А также, что не менее важно, одинаковым образом проинтерпретировать полученные результаты.

Суперстанции

Суперстанция (superworkstation) - это соединение в одной системе возможностей рабочей станции (3D графика, интегрированность) и суперкомпьютера (быстрый ввод/вывод, векторизация вычислений). В настоящее время на западном рынке представлено около 120-ти моделей рабочих станций и 20-ти моделей Х-терминалов. Среди них около 20-ти можно считать суперстанциями, отобранными, например, по производительности при работе с 3D графикой.

Типичную суперстанцию можно описать, как организованную эффективным образом систему из следующих компонент:

· одно или несколько 32/64-битных ЦПУ с кэш-памятью;

· сопроцессоры с плавающей запятой и/или векторный;

· графическая подсистема с процессором, кадровым буфером и Z-буфером;

· не менее чем 32-битная внутренняя шина;

· сетевой контроллер (FDDI, Ethernet Token Ring);

· быстрый дисковый контроллер (IPI, SCSI ...);

· от 16 до 256 мегабайт внутренней памяти;

· стандартная шина ввода/вывода (VME, EISA, MCA ...) для подключения периферийных устройств (диска, магнитофона ...);

· один или несколько асинхронных портов;

· монитор, клавиатура, мышь;

· Unix, X Window, NFS, PHIGS, GKS, C, Fortran, TCP-IP, NCS, эмуляторы графических терминалов, средства отладки ...

Технические характеристики некоторых суперстанций приведены в таблицах 1-4 раздела 6.

Ближайшие перспективы

Рабочие станции развиваются более динамично, чем другие классы компьютеров: рост рынка, снижение цен, рост производительности. Современные достижения в областях: ЦПУ, шины, графика, ОС, диски, ¼ могут быть использованы в рабочих станциях.

Указанные процессы приведут к тому, что:
· возрастет общая производительность рабочих станций;
· увеличатся периферийные возможности;
· улучшится программное обеспечение;
· улучшатся эргономические характеристики рабочих станций.

Анализируя тенденции развития архитектур растровых графических рабочих станций (ГРС), ориентированных на интерактивную графику можно отметить, что за последние годы сформировалась и стала традиционной архитектура, включающая центральный процессор и растровую графическую дисплейную систему. Центральный процессор выполняет функции обмена информацией между ГРС и внешним миром (базовой ЭВМ или вычислительной сетью), диспетчеризации потоков данных между компонентами рабочей станции и предварительной обработки данных. Растровая графическая дисплейная система осуществляет функции формирования и модификации наборов данных в памяти изображения (видеопамяти) и управляет режимами вывода графической информации на растровый монитор.

Растровая графическая система современной архитектуры состоит из следующих функциональных компонент:

  1. Видеопамять служит для хранения графических данных в растровой форме.
  2. Графический процессор (либо несколько таких процессоров и, возможно, геометрический процессор) реализует основные функции по формированию изображений в видеопамяти. В современных 2D системах графические процессоры, как правило, выполняют два класса операций: преобразование графических примитивов в растровую форму (функционально-растровые преобразования) и копирование прямоугольных блоков видеопамяти (растровые операции - Raster Op [79]).
  3. Видеоконтроллер формирует управляющие сигналы для организации доступа к видеопамяти со стороны графических процессоров (возможно, и со стороны центрального процессора), а также обеспечивает регенерацию экранного буфера видеопамяти - части видеопамяти, отображаемой на экран монитора. Кроме этого в состав видеоконтроллера, как правило, входит аппаратура управления графическим монитором, схемы таблицы цветности для управления оттенками цветов и градациями яркости изображения и, возможно, средства поддержки ряда атрибутов изображения таких ка, например, мерцание, подсветка, наложение и т.п.

В растровых дисплейных системах видеопамять организована в виде прямоугольного массива точек. Элемент видеопамяти, стоящий на пересечении конкретных строки и столбца видеопамяти, хранит значение яркости и/или цвета соответствующей точки. Отображаемая на экране часть видеопамяти называется экранным буфером (буфером регенерации или экранной битовой картой). Регенерация изображения осуществляется последовательным построчным сканированием экранного буфера.

Так как каждый элемент видеопамяти определяет один элемент отображения размером в точку на экране монитора, то каждая точка экран (и соответствующий ей элемент видеопамяти) обозначаются термином пиксел (pixel - picture element).

Регенерация видеопамяти

Задача системы вывода изображений (видеоконтроллера) состоит в циклическом построчном просмотре экранного буфера от 25 до 100 раз в секунду. Адреса видеопамяти генерируются синхронно с координатами растра и содержимое выбранных пикселов используется для управления цветом и интенсивностью луча.

В идеальном случае время, требуемое для регенерации экранного буфера, должно быть много меньше, чем время, необходимое для манипуляций с данными, что позволит быстро обновлять или двигать изображение. Это означает, что усилители отклонения и усилитель, управляющий интенсивностью луча, должны быть очень широкополосными, чтобы обеспечить требуемую скорость передачи данных между экранным буфером и системой вывода изображения.

 

В основе архитектуры современных рабочих станций лежат многопроцессорность и конвейерная обработка. Такой подход позволяет разделить процессы модельных, видовых и функционально-растровых преобразований и дает возможность каждому из них выполняться на выделенном, как правило, специализированном устройстве со своей собственной скоростью.

 

Выполняет команды, размещенные в системной памяти и формирует изображения в битовых картах видеопамяти для дисплейного процессора во взаимодействии с контроллером видеопамяти и интерфейсным устройством шины. Процессор оптимизирован для отработки современных графических стандартов (GKS, CGI, Microsoft Windows). Все команды, выполняемые графическим процессором, включая BitBlt операции, сопровождаются богатым набором атрибутов отрисовки, наиболее часто используемых в стандартных графических пакетах. Графический процессор обладает развитыми аппаратными возможностями, позволяющими снизить до минимума число параметров в командах для формирования примитивов в растровой форме. Список графических команд и параметров создается центральным процессором и хранится в системной памяти. Графические команды выбираются из связанного списка графических команд при обращении к системной памяти через логику шинного интерфейса и обрабатываются графическим сопроцессором.

 

24. Технические средства в компьютерной графике. Классификация методов печати

 

Схема системы вывода изображения на экран

Схема показывает, что монитор (дисплей) и видеоадаптер через информационную магистраль связан с центральным процессором и оперативной памятью.

Видеоадаптер – устройство, управляющее работой дисплея.

Видеоадаптер состоит из двух частей:

Видеопамять – предназначена для хранения двоичного кода изображения, выводимого на экран;

Дисплейный процессор – читает содержимое видеопамяти и в соответствии с ней управляет работой дисплея.

Видеокарта располагается в системном блоке и представляет собой маленький графический компьютер со своими процессором и памятью.

Видеока́рта — устройство, преобразующее графический образ, хранящийся, как содержимое памяти компьютера или самого адаптера, в иную форму, предназначенную для дальнейшего вывода на экран монитора. В настоящее время эта функция утратила основное значение, и в первую очередь под графическим адаптером понимают устройство с графическим процессором - графический ускоритель, который и занимается формированием самого графического образа.

Видеопамять — часть оперативной памяти, отведённая для хранения данных, которые используются для формирования изображения на экране монитора.

Дисплейный процессор читает содержимое видеопамяти и в соответствии с ним управляет работой дисплея.
Таким образом, к видеопамяти имеют доступ два процессора: центральный и дисплейный. Центральный процессор записывает видеоинформацию, а дисплейный — периодически читает ее (50—60 раз в секунду) и передает на дисплей

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.