Конспект лекций по компьютерной графике. Конспект лекций по дисциплине Компьютерная графика
 Скачать 16.3 Mb.
|
10.4 Графические протоколыАнализ применяемых в настоящее время графических протоколов и проектов по их стандартизации позволяет выделить протоколы следующих типов: аппаратно-зависимые графические протоколы или команды графических устройств, аппаратно-независимые графические протоколы или метафайлы, прикладные графические протоколы, растровые графические файлы. 10.4.1 Аппаратно-зависимые графические протоколыАппаратно-зависимые графические протоколы разрабатываются фирмами, производящими графическое оборудование. Они представляют собой последовательность команд для построения изображений на устройствах выпускаемых данной фирмой. Для интерпретации таких протоколов не требуется дополнительных ресурсов если используется соответствующее устройство. Поэтому, такие протоколы могут успешно применяться в распределенных системах при отсутствии локальной ЭВМ. Вопрос о поддержке тех или иных аппаратно-зависимых графических протоколов определяется составом используемого оборудования. Целесообразно, чтобы центральная ЭВМ обеспечивала возможность генерации команд для наиболее распространенных графических устройств. В настоящее время значительная часть производящейся в мире графической аппаратуры работает с протоколами TEKTRONIX, REGIS и HPGL. Поддержка этих протоколов обеспечивается также в наиболее распространенных зарубежных программных продуктах. Протокол TEKTRONIXРазработан одноименной фирмой, выпускающей графические дисплеи. Ввиду широкой распространенности устройств этой фирмы другие разработчики графической аппаратуры часто обеспечивают режим совместимости с TEKTRONIX'ом в своих устройствах. Поддержка этого протокола производится также в некоторых эмуляторах терминала (например, VTERM, ST240, TEEMTALK) работающих на персональных компьютерах типа IBM PC. Существуют две разновидности протокола TEKTRONIX, соответствующие дисплеям серии 4010/12/14 и дисплеям серий 41ХХ, 42ХХ, 43ХХ. Дисплеи 4010/12/14 это дисплеи на запоминающей трубке с минимальным набором графических команд. Протоколы серии TEKTRONIX 41XX и старше включают множество функций управления алфавитно-цифровым режимом, каналом передачи данных и дополнительными внешними устройствами (hardcopy, планшет, диск). Для представления команд используется символьное кодирование с использованием служебных символов в имени команды (чаще всего - символа Esc), что затрудняет чтение операторов человеком. Протокол REGISРазработан для дисплеев серии VT (240 и выше). С этим протоколом работают также персональные компьютеры фирмы LabTam и ряд графопостроителей различных фирм. Поддержка протокола REGIS обеспечивается в некоторых эмуляторах терминала на IBM PC (VTERM, ST240). По функциональным возможностям протокол REGIS заметно уступает протоколу TEKTRONIXа. В частности, в нем гораздо беднее набор растровых операций, задания атрибутов построений, средств графического ввода и управления плоскостями вывода, полностью отсутствуют возможности сегментации изображения, выполнения видовых преобразований, определения символов. Протокол HP-GLГрафический протокол HP-GL (язык описания данных Graphic Language) разработан фирмой Hewlett Packard в 1976 г. и поддерживается множеством других фирм, выпускающих графопостроители. В настоящее время используется версия HP-GL/2. Операторы языка содержат символьное имя команды и несколько параметров, также подготовленных в печатном текстовом виде. Всего в языке 88 операторов, разбитых на 9 функциональных групп. Ядро языка содержит 5 групп из 55 операторов, которые должны поддерживаться на всех устройствах. Оставшиеся 3 группы из 33 операторов являются специфичными для некоторых из устройств. В целом, благодаря использованию явного текстового представления, язык легко читается и интерпретируется. 10.4.2 Языки описания страницЛюбая страница может быть описана как просто пиксельный массив, но это практически неприемлемо. Язык описания страниц должен описывать любой текст и графику на высоком уровне в терминах абстрактных графических элементов. Выполнение вывода с использованием языка описания страниц идет в две стадии: 1. Приложение генерирует аппаратно-независимое описание на языке описания страниц. 2. Программа, управляющая некоторым растровым устройством вывода, интерпретирует описание и отображение его на устройство. Эти две стадии могут быть выполнены в разное время и в разных местах. Примитивы вывода выдаются на растровое устройство вывода процессом, называемым преобразованием сканирования (растеризация). Язык PostScriptОсобое место среди графических языков высокого уровня занимает интерпретируемый язык описания страниц PostScript , разработанный фирмой Adobe и используемый не только для описания и построения изображений, но и качестве высокоуровневого аппаратно-независимого протокола обмена между компонующей и отображающей системами. В первую очередь PostScript - это общий язык программирования с встроенными мощными графическими примитивами. С другой стороны, это язык описания страниц, который включает возможности языка программирования, и используется для связи с электронными печатающими устройствами. На PostScript'е можно описывать любые графические формы, двухуровневые изображения и печатаемые формы. Для построения изображений (в том числе и всевозможных шрифтов) в языке PostScript предоставляется возможность управления каждой точкой печатающего устройства. Естественно, что вследствие наглядности PostScript, как и другие языки программирования неоптимален в смысле минимальности кодирования информации. Поэтому его использование в качестве графического протокола представляется нецелесообразным. Однако он становится незаменим при передаче тексто-графических документов, предназначенных для воспроизведения на печатающих устройствах с высоким разрешением (например, лазерных принтерах). Аппаратная независимость достигается тем, что построение изображения ведется в пользовательской системе координат с помощью обычных графических примитивов и описание изображения не содержит никакой информации об устройстве отображения. В языке предусмотрен ряд типов данных - числа, строки, одномерные массивы, словари (таблицы, задающие соответствие между ключом и значением). Элементы массивов могут быть различных типов. Примитивы управления включают в себя условия, циклы и процедуры, которые могут вызываться рекурсивно. Операторы (арифметические, логические, графические и управления) записываются в постфиксной записи и манипулируют со стеком типа LIFO. В язык встроены следующие изобразительные возможности: изображения строятся из отрезков линий, дуг и кубических кривых; примитивы могут быть выведены линиями требуемого вида, закрашены любым цветом или использоваться для задания области отсечения для других графических элементов; текст полностью интегрирован с графикой, символы как стандартных шрифтов, так и определенных пользователем, рассматриваются как графические образы, которые обрабатываются графическими операторами языка; 2D общая координатная система поддерживает обычные линейные преобразования и их комбинации (сдвиг, поворот, масштабирование, отражение и т.д.); как построенные графическими операторами, так и естественные изображения, введенные, например, со сканера, могут иметь требуемые разрешение и динамический диапазон. PostScript стал стандартом "де-факто" и получил чрезвычайно широкое распространение как язык описания страниц для лазерных принтеров и других устройств с высоким разрешением, его интерпретаторы входят в состав контроллеров растровых принтеров многих типов. Языки описания страниц, близкие по возможностям к PostScript, разработаны также фирмами Xerox (язык Interpress) и Imagen (язык DDL). На основе расширения языка PostScript фирмой Sun Microsystems разработана система NEWS (the Network extensible Window System) для управления окнами в сети. Язык PCLНесколько версий языка описания страниц Printer Communication Language (PCL) было разработано фирмой Hewlett-Packard для вывода на лазерный принтер рисунков и текстов с использованием различных шрифтов. В версии PCL5 имеется 64 оператора, разбитых на 10 функциональных групп. Все операторы начинаются с символа Esc (шестнадцатиричный код 01BH) и содержат один или несколько последующих символов. Символьное кодирование, используемое в PCL, менее приспособлено для чтения человеком, чем явное текстовое кодирование, используемое в языке PostScript, но значительно компактнее последнего. |