Загальнi системи комп’ютерної графiки
РЕФЕРАТ
Тема:
"ЗАГАЛЬНІ СИСТЕМИ КОМП’ЮТЕРНОЇ ГРАФІКИ"
1. Класифiкацiя систем комп’ютерної графiки
Використання комп’ютерiв для виготовлення креслень почалося з 1980-х рокiв. Тi системи були незручними i дорогими. Досягнення у розробцi комп’ютерiв та математичного забезпечення протягом останнiх рокiв дали можливiсть створити бiльш надiйнi i дешевi системи.
Типи комп’ютерiв.
Є такi основнi типи комп’ютерiв:
б) мiнi-комп’ютери;
в) робочi станцiї;
г) персональнi комп’ютери.
Магiстральнi комп’ютери є дорогими, з великим обсягом пам’ятi для накопичення iнформацiї i необхiдних даних. Вони придатнi для одночасного виконання рiзноманiтних завдань з великою швидкiстю i можуть обслуговувати велику кiлькiсть термiналiв, якi спорядженi всiм необхiдним для сполучення з комп’ютерами.
Мiнi-комп’ютери є зменшеною версiєю магiстральних комп’ютерiв. Сучасна тенденцiя до мiнiтюаризацiї приводить до значного зростання обсягу їх пам’ятi, що дає змогу поступово замiнювати великi магiстральнi комп’ютери. Мiнi-комп’ютери можуть вирiшувати рiзноманiтнi комплекснi проблеми i здатнi вiдтворювати складнi тривимiрнi образи. Мiнi-комп’ютери теж можуть пiдтримувати декiлька термiналiв.
Робочi станцiї– самостiйнi одиницi, в якi входить мiкрокомп’ютер, звичайно малий i портабельний, зв’язаний з принтерами, плотерами i модемами для передачi даних на будь-яку вiдстань. Робочi станцiї можуть працювати незалежно вiд iнших пристроїв, вони мають велику пам’ять i допускають в певних межах виконання декiлькох завдань вiд рiзних користувачiв.
вартiсть i постiйно зростаюча швидкодiя i надiйнiсть зумовили велику популярнiсть їх для користувачiв. З їх допомогою звичайно є можливим виконувати декiлька задач i обслуговувати декiлька замовникiв.
графiка. Вони вiдрiзняються принципами формування зображення при вiдображеннi на екранi монiтору або при друкуваннi на паперi.
Растрову графiку використовують при розробцi електронних (мультимедiйних) та полiграфiчних видань. Ілюстрацiї, виконанi засобами растрової графiки, рiдко створюються вручну за допомогою комп’ютерних програм. Часто з цiєю метою використовують i сканують iлюстрацiї, пiдготовленi художником на паперi, чи фотографiї. На теперiшнiй час для введення у комп’ютер растрових зображень широко використовують цифровi фото – та вiдеокамери. Вiдповiдно, бiльшiсть графiчних редакторiв, призначених для роботи з растровими iлюстрацiями, орiєнтованi не стiльки на створення зображень, скiльки на їх обробку.
Програмнi засоби для роботи з векторною графiкою навпаки призначенi, в першу чергу, для створення iлюстрацiй i, меншою мiрою, для їх обробки (перетворення). Такi засоби широко використовують в рекламних агентствах, дизайнерських бюро, редакцiях та видавництвах. Оформлювальнi роботи, якi базуються на використаннi шрифтiв i простих геометричних елементiв, виконуються засобами векторної графiки набагато простiше. Можна назвати також багато прикладiв створення високохудожнiх творiв, якi реалiзованi засобами векторної графiки. Разом з тим, слiд зазначити, що пiдготовка й виконання таких зображень названою технiкою дуже складна справа.
автоматичної генерацiї зображень
шляхом математичних розрахункiв. Створення фрактальної художньої композицiї полягає не в малюваннi чи оформленнi, а в програмуваннi.
Фрактальну графiку рiдко застосовують для створення друкованих чи електронних документiв, зате частiше використовують при пiдготовцi розважальних програм.
Основним елементом растрового зображення є точка. Якщо зображення екранне, то така точка називається пiкселем.х
480, 800х
600, 1024х
768 та бiльше пiкселiв.
З розмiром зображення безпосередньо пов’язане його вирiшення. Цей параметр вимiрюється у точках на дюйм (dpi
х
24 см. Знаючи, що в одному дюймi 25,4 мм, можна вирахувати, що при роботi монiтора в режимi 800х
600 пiкселiв вирiшення екранного зображення дорiвнює 72 dpi
.
При друкуваннi вирiшення повинно бути значно бiльшим. Полiграфiчний друк повнокольорового зображення потребує вирiшення 200хdpi
.
х
Неважко також установити, що таке зображення буде мати 1,5 млн точок, а якщо зображення кольорове й на кодування однiєї точки використанi 3 байти, то звичайнiй кольоровiй фотографiї вiдповiдає масив даних розмiром бiльше 4 Мбайт.
Основнi недолiки растрової графiки:
1. Основна проблема при використаннi растрових зображень – великi об’єми даних. Для активних робiт з великорозмiрними iлюстрацiями типу журнальних потрiбнi комп’ютери з винятково великими розмiрами оперативної пам’ятi (128 Мбайт i бiльше). Зрозумiло також, що такi комп’ютери повиннi мати високопродуктивнi процесори.
2. Другий недолiк растрових зображень пов’язаний з неможливiстю їх збiльшення для розгляду деталей. Оскiльки зображення складається з точок, то збiльшення зображення приводить до того, що цi точки стають бiльшими. Нiяких додаткових деталей при збiльшеннi растрового зображення розглядiти не вдається. Бiльше того, збiльшення розмiрiв точок растра вiзуально спотворює iлюстрацiю i робить її грубою. Цей ефект називається пiкселiзацiєю.
Термiн CAD може означати два рiзнi поняття:
а) комп’ютерне креслення;
Комп’ютерне креслення – виробництво iнженерних креслень, якi ранiше виконувались на креслярськiй дошцi за допомогою рейсшини, кутникiв тощо.
Комп’ютерне конструювання охоплює процедуру використання комп’ютерiв у процесi проектування. Характернi риси, що роблять комп’ютер неоцiненною допомогою для конструктора – це можливiсть виконання розрахункiв, аналiзу варiантiв, їх оцiнки i моделювання. Для подальшої iнформацiї див. стор. 164–165.
Комбiнування процедури конструювання та виготовлення креслень прийнято тепер називати CADD.
Виробництво з допомогою комп’ютера (САМ) є системою, що використовує комп’ютери для керування процесами обробки i контролю деталей та iнструментiв для обробки.
Взаємодiя мiж CAD i САМ забезпечується створенням бази даних, в якiй мiститься iнформацiя, утворена пiд час конструювання i потрiбна для процесу виготовлення окремих деталей.
Термiн «система» стосується сукупностi рiзних складових частин комп’ютера, зв’язаних мiж собою для виконання потрiбних функцiй.
Усi комп’ютернi системи складаються з чотирьох елементiв:
а) пристрої вводу;
б) процесор;
в) пристрої пам’ятi;
г) пристрої виводу.
Головнi функцiї комп’ютерної системи визначаються властивостями окремих елементiв.
–
це сукупнiсть фiзичних елементiв, тобто процесор, монiтор, принтер, плотер, диски i т. п.
Програмне забезпечення складається з програм i правил їх застосування у комп’ютерi. Окремий комп’ютер може використовуватись у багатьох функцiях, i для кожної з них потрiбне вiдповiдне програмне забезпечення.
Для роботи комп’ютера потрiбна операцiйна система, тобто список iнструкцiй, який зберiгається у пам’ятi, наприклад DOS, UNIX, PRIMOS i т. д.
Ввiд.
Пристрої вводу використовуються для того, щоб зробити добiрку з меню, яке є схемою розмiщення рiзноманiтних команд i функцiй, необхiдних для експлуатацiї системи. Вводячи цi команди в комп’ютер, одержують закiнчене технiчне креслення. Меню може бути вiдтворене в рiзноманiтних формах на плоскiй поверхнi цифрового табло, яке сполучене з комп’ютером, або демонструватися на екранi комп’ютера.
Вибiр довiльних команд на меню, що висвiчується на екранi, робиться шляхом iндикацiї необхiдної позицiї за допомогою курсор-вiзира або шляхом набору потрiбної команди-коду.
Рух курсору на екранi може бути проконтрольований за допомогою пристроїв, показаних на рис. 13. 2:
а)
де розмiщенi клавiшi контролюють необхiдне перемiщення;
б) ОБЕРТОВИМ МАНІПУЛЯТОРОМ,
в) СВІТЛОВИМ ПЕРОМ,
г) ДЖОЙСТИКОМ
д)
– пристроєм, який у випадку притискання впоперек поверхнi контролює рухи в тому самому напрямку;
е) КУЛЬКОВИМ МАНІПУЛЯТОРОМ,
який, провертаючись в оправi, контролює рухи в будь-якому напрямку;
є) КООРДИНАТНИМ МАНІПУЛЯТОРОМ
або (ж) тощо i введення потрiбних команд.
ДИСПЛЕЙ.
ДИСПЛЕЙНІ ПРИСТРОЇ
використовуються для вiзуального вiдтворення iнформацiї. Є два основних типи комп’ютерних дисплейних зображень на екранi: растр i пiдновлення.
РАСТРОВА СКАНУЮЧА ТРУБКА,
яка подiбна до телевiзiйного екранного зображення, використовує сiтку пунктирiв, вiдому як пiкселi, для дисплейного зображення. Картинка поновлюється або сканується дуже швидко з постiйними горизонтальними пiдсиленнями (розгортками) для покриття суцiльної поверхнi екрану iз швидкiстю близько 50 сканувань на секунду з iнтенсивнiстю, яка змiнюється за необхiдностi для всiх точок, що утворюють зображення.
Така система досягає швидкого поновлення i високої якостi кольорiв та дозволяючої здатностi.
СИСТЕМА ТРУБКИ ПІДНОВЛЕННЯ
пiдтримується за допомогою регулярних перекреслень (з частотою 50 разiв на секунду) лiнiй, арок i кривих. Спочатку точки є локалiзованими, потiм необхiднi з’єднуючi лiнiї або кривi кресляться безпосередньо за допомогою електронного променя.
Введення нової iнформацiї є доволi швидким, але кольорова здатнiсть є обмеженою, i iснує тенденцiя до блимання зображення, якщо картинка стає бiльш складною.
ВИВІД.
Пристрої виводу приймають данi вiд комп’ютера i забезпечують вивiд, ретельне копiювання. Є два головних типи пристроїв виводу: принтери i плотери (графопобудовачi).
ПРИНТЕРИ
можуть бути ударними, де зображення формується за допомогою ударяючих дiй, або неударними.
а)
для репродукцiї креслень є точково-матричного типу i формують образ шляхом вiдповiдного вiдтворення точок з головки принтера;
б)
НЕУДАРНІ ПРИНТЕРИ
включають електростатичнi, струменевi i лазернi принтери:
(І) ЕЛЕКТРОСТАТИЧНІ ПРИНТЕРИ
утворюють зображення шляхом випалювання тонкого металiчного покриття на спецiальному принтерному паперi;
(ІІ) СТРУМЕНЕВІ ПРИНТЕРИ
використовують принтерну головку, яка направляє цiвку чорнила на папiр для утворення потрiбного зображення;
(ІІІ) ЛАЗЕРНІ ПРИНТЕРИ
використовують тонкий промiнь лазерного свiтла для утворення потрiбних образiв.
Плотери використовують для побудови графiкiв та iнженерного креслення за допомогою одного або декiлькох пер креслення на паперi. Існує два основних типи плотерiв – пласкi i барабаннi:
а) ПЛАСКІ ПЛОТЕРИ
мають рiвну площину, на якiй розмiщено папiр будь-якого типу i товщини з перами рiзної товщини i рiзним кольором чорнила, що вiльно рухаються в будь-якому напрямку;
б) БАРАБАННИЙ ГРАФОПОБУДОВАЧ
має барабан, поверх якого папiр може рухатись в двох напрямках, а рух пера є обмеженим тiльки впоперек барабана; таким чином комбiнацiя руху пера i обертання барабана забезпечує необхiдний хiд.
У порiвняннi з пласкими графопобудовачами, на барабанному плотерi одержуються креслення бiльшої довжини, проте iнодi меншої точностi.
| 
