Глава 1 Графические системы и модели 1

Глава 1 Графические системы и модели

1. 1 Интерфейс прикладного программирования Интерфейс между прикладной программой и графическим интерфейсом- это множество функций, которые в совокупности образуют графическую библиотеку. Спецификация этих функций и есть то, что мы называем интерфейсом прикладного программирования (API – application programmer’s interface).

1. 1 Интерфейс прикладного программирования В составе API должны присутствовать функции, которые позволяли бы описывать: • • Объекты Наблюдателя Источники свет Свойства материалов объекта

1. 1 Интерфейс прикладного программирования В большинстве API в распоряжение пользователя предоставляют практически один и тот же набор примитивов. Типовой набор включает: • Точки • Отрезки прямых • Многоугольники • (иногда) Текст Фрагмент программного кода на Open. GL , построение многоугольника с тремя вершинами:

1. 1 Интерфейс прикладного программирования

1. 2 Парадигма «моделирование - тонирование» *Тонирование (rendering).

1. 3 Архитектура графических систем

1. 3. 1 Дисплейные процессоры Дисплейный процессор взял на себя задачу регенерации. В систему команд процессора были включены инструкции формирования графических примитивов.

1. 3. 2 Конвейерная архитектура СБИС – специализированные интегральные схемы сверхбольшой степени интеграции. a +(b*c)

1. 3. 2 Конвейерная архитектура Геометрические данные – множество типов примитивов и вершин. Растр — точечная структура графического изображения. 4 основные этапа формирования в буфере кадра описания растра: • Геометрическое преобразование • Отсечение • Проективное преобразование • Растровое преобразование

1. 3. 3 Геометрические преобразования Большинство этапов обработки графической информации можно представить в форме геометрических преобразований представления объектов сцены в разных системах координат. *Конкатенация (concatenation) – перемножение соответствующих матриц элементарных преобразований.

1. 3. 4 Отсечение (clipping) – вторая важная операция в графическом конвейере. Отсекающая прямоугольная рамка (clipping rectangle): объекты, проекции которых попадают во внутреннюю область отсекающей рамки, «участвуют» в формировании изображения.

1. 3. 5 Проективное преобразование Преобразование объектов из трехмерной формы в двухмерную. Некоторые из видов проективного преобразования позволяют использовать математический аппарат преобразований матриц 4 x 4 и могут быть реализованы в конвейере. 1. 3. 5 Растровое преобразование Преобразование описания двухмерных объектов в коды засветки пикселей в буфере кадра.

1. 3. 7 Производительность работы геометрического конвейера В рассматриваемой структуре обработки геометрической информации используются операции 2 х типов: 1) На начальных стадиях – операции со значениями координат вершин. 2) Операции с матрицами 4 x 4. *Время реакции - время, которое требуется системе или функциональной единице на то, чтобы отреагировать на данный ввод. Общая производительность системы определяется: 1) Скоростью перемещения геометрических примитивов по конвейеру 2) Количеством пикселей, которые могут быть Изменены в буфере кадра за определенное время.