Modelo de presentaci n
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Modelo de Presentación. Contenidos. Arquitectura ‘frame-buffer’ Modelos de Output Representación de imágenes Sistemas de coordenadas Primitivas gráficas Textos ‘Clipping’ Colores. Frame- Buffer. Arquitectura ‘Frame-Buffer’. Arquitectura comunmente utilizada. Pantalla.

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Modelo de Presentación

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Presentation Transcript


Modelo de presentaci n

Modelo de Presentación


Contenidos

Contenidos

  • Arquitectura ‘frame-buffer’

  • Modelos de Output

    • Representación de imágenes

    • Sistemas de coordenadas

    • Primitivas gráficas

    • Textos

    • ‘Clipping’

    • Colores


Arquitectura frame buffer

Frame-

Buffer

Arquitectura ‘Frame-Buffer’

  • Arquitectura comunmente utilizada

Pantalla

Controlador

de Pantalla

CPU

Transforma cada pixel del

buffer en acciones físicas

sobre el hardware

gráfico (pantalla)

Sistema

gráfico

(Scan Conversion)

Repositorio de la

imagen presentada


Scan conversion

‘Scan conversion’

  • Proceso de conversión de una forma geométrica en un conjunto de pixels que la representen en el dispositivo de salida

    • Ej. conversión de una línea (x1,y1, x2,y2) en el conjunto de pixels correspondiente

  • Efectuado por el sistema gráfico

    • Transparente para el programador

    • Debe ser muy rápido


Double buffering

Frame-

Buffer

Buffer2

Buffer1

‘Double Buffering’

  • Guardado de una imagen adicional de la presentación

  • Beneficios:

    • Animaciones más “suaves”

    • Permite guardar las partes ocultas de las ventanas

  • Utiliza dos ‘buffers’ para efectos especiales

    • Actualización de presentaciones (‘refresh’) más rápidos

Pantalla

CPU

Controlador

de Pantalla


Modelo de output

Modelo de ‘Output’

  • Conjunto de procedimientos provistos por el WS, para efectuar presentaciones en los dispositivos de salida

    • Base para la interacción entre la aplicación y el WS

    • Provee procedimientos para construcción de presentaciones

  • La invocación de los procedimientos es interpretada como comandos al WS

    • Estos comandos son dirigidos a través del WS para poder ser ‘clipped’

WM

Presentación

Comandos

Output

Output

Input

WS


Modelo de output1

Modelo de ‘Output’

  • Primeros sistemas (SunTools): primitivas simples

    • Dibujo de rectángulos, texto

    • ‘BitBlt’ (o ‘RasterOp’)

    • Movimiento de regiones de la pantalla a memoria

    • Fáciles de implementar

  • Macintosh, X, etc.: sistemas más sofisticados

    • Polígonos rellenos, ‘splines’, colores, ‘clipping’

    • Objetos 2D

    • Imágenes más elaboradas

    • Más sencillo para la aplicación


Modelo de output2

Modelo de ‘Output’

  • En general, los modelos de output constan de:

    • Un modelo para la representación de imágenes

    • Técnicas para administrar las coordenadas

    • Un conjunto de primitivas gráficas para realizar las presentaciones

      • Figuras geométricas

      • Texto

      • Propiedades de los dibujos

      • Manipulación de ventanas

    • Un modelo para la representación de colores

    • Operaciones y control del ‘clipping’ de presentaciones


Modelos de im genes

Modelos de imágenes

  • Formas básicas de representar imágenes:

    • Primitivas ‘stroke’

      • ‘plotters’, primitivas gáficas

      • ej. Line ((4,5) (9,7) thick 1)

    • Modelos basados en pixels

      • operaciones para manipulación de regiones de pantalla (ej. scrolling)

      • ej. BitBlt

    • Modelos basados en regiones

      • Primitivas ‘stroke’, con interiores rellenos

      • ej. PostScript

  • Los sistemas gráficos combinan las características de estas formas básicas para ofrecer una mejor funcionalidad


Sistemas de coordenadas

Sistemas de Coordenadas

  • Definen la ubicación de los objetos

    • Coordenadas del dibujo en pantalla

    • Coordenadas de los objetos definidos en la aplicación

      • Ambos sistemas de coordenadas pueden ser diferentes

  • Se utilizan diversos sistemas de coordenadas

    • Coordenadas de dispositivo

    • Coordenadas físicas

    • Coordenadas de la aplicación

    • Coordenadas interactivas


Coordenadas de dispositivo

(0,0)

x

y

x

Titulo

y

x

Titulo

y

Coordenadas de dispositivo

  • Coordenas del dispositivo de dibujo

    • Area de la ventana utilizada por la aplicación para efectuar sus presentaciones

    • Generalmente expresadas en pixels

    • Pueden ser necesarias conversiones entre las coordenadas del dispositivo y las coordenadas de la pantalla

      • ej. ante eventos del mouse


Jerarqu as de ventanas

Jerarquías de Ventanas

  • La organización de las ventanas en una jerarquía permite expresar convenientemente algunas relaciones:

    • Restricciones en el layout

      • Las ventanas “hijas” (subventanas) son posicionadas en una forma relativa la posición de su ventana “padre”.

        • La localización de las subventanas es determinada de acuerdo a la posición de su ventana padre

        • Una ventana hija oculta la porción de la ventana padre en la cual reside

        • Las ventanas padre e hijas pueden ser desplazadas en forma conjunta

        • Los hijos pueden ser movidos libremente dentro de su padre

        • Una ventana hija es “cortada” (‘clipped’) por su ventana padre


Jerarqu as de ventanas1

Jerarquías de Ventanas

  • Propagación de eventos:

    • Los eventos del operador son enviados a la ventana activa.

      • Si la ventana activa no trata el evento, lo redirecciona a su ventana padre, y así sucesivamente.

  • El proceso cliente debiera ser responsable del mantenimiento y modificación de la jerarquía.

    • Las ventanas pertenecientes a una misma jerarquía debieran ser administradas por un mismo cliente


Coordenadas en jerarqu as de ventanas

x

y

x

Titulo

y

Titulo

Coordenadas en jerarquías de ventanas


Otros sistemas de coordenadas

Otros sistemas de coordenadas

  • Coordenadas físicas

    • Expresadas en términos de unidades físicas (centímetros, pulgadas)

    • Debe considerarse la resolución del hardware gráfico utilizado

  • Coordenadas de la aplicación

    • Expresadas en términos de los conceptos manejados por la aplicación

      • ej. diseños arquitectónicos: metros, pies, etc

    • Requiere una transformación de escalas entre las coordenadas de la aplicación y las coordenadas de dibujo

  • Coordenadas interactivas

    • Coordenadas de los eventos interactivos del usuario

      • ej. mouse


Primitivas gr ficas

Primitivas gráficas

  • Tipos

    • Objetos unidimensionales en un espacio 2D:

      • Líneas, círculos, elipses, arcos elípticos, ‘splines’

    • Formas “cerradas” rellenadas

      • Un borde define los límites de la región a dibujar

  • Parámetros de dibujo

    • Ventana en la que se dibuja

    • Posiciones de dibujo (X1, Y1, X2, Y2, ...)

    • Propiedades

      • ej. ancho y estilo de linea

    • Colores (‘background’, ‘foreground’, ...)

    • Máscaras de dibujo

    • ....


Modelos b sicos

Modelos básicos

  • 1. El paquete gráfico almacena el estado

    • Cada procedimiento de dibujo sólo especifica la información geométrica

    • Macintosh, Display PostScript, etc.

      SetColor(Red)

      MoveTo(70, 30)

      DrawTo(70, 200)

      • Menos parámetros en las invocaciones

      • No tienen que colocarse las propiedades que no interesan

      • Las interrupciones, multiprocesamiento, pueden producir configuraciones no deseadas

      • El programador debe ser muy cuidadoso para evitar propiedades no deseadas.


Modelos b sicos1

Modelos básicos

  • 2. Cada operación define completamente una forma geométrica

    DrawLine (70,30,70,200, Red, ......)

    • X utiliza un ‘graphics context’ para almacenar todos los parámetros

    • Amulet utiliza objetos Am_Style


Manipulaci n de ventanas

Manipulación de ventanas

  • Algunas operaciones sobre ventanas:

    • Creación

    • Redimensionamiento

    • Destrucción

    • Iconificación

    • Maximización


Textos

Textos

  • Uno de los aspectos más comunes y complejos de los sistemas gráficos

    • Gran variedad de representaciones textuales.

  • Fuentes (‘fonts’) : conjunto de caracteres tipográficos creados con un diseño consistente.

    • Caracteres con generalmente la misma apariencia general, independientemente de su tamaño y estilo

    • Identificadas por un nombre (ej. Geneva, Times).

    • Información para la selección

      • Familia (espaciado fijo o proporcional, serif)

      • Estilo (negrita, cursiva, subrayado)

      • Tamaño

      • otras características:

        • ej. ancho y alto de los caracteres


Textos1

Textos

  • Representaciones de fuentes

    • Basadas en pixels (‘bitmapped’)

      • Caracteres definidos como bitmaps o conjuntos de pixels

      • Eficiencia

      • Problemas con el redimensionamiento y el espacio requerido por las fuentes de tamaño grande

    • Basadas en formas (‘outlined’)

      • Caracteres definidos por figuras cerradas (curvas, líneas), luego convertidos a bitmaps.

        • ej. Fuentes PostScript, TrueType

      • Mayor portabilidad

      • Menor necesidad de espacio

      • Fácil redimensionamiento

      • Suele ser dificil leer los textos pequeños


Clipping

‘Clipping’

  • Limitación del espacio de dibujo a un región particular de la pantalla.

    • Caso más simple: región rectángular

    • Algunos sistemas de ventanas modernos permiten regiones rectilíneas

  • Permiten acelerar la performance de las presentaciones

    • Solamente se redibujan aquellas partes de la presentación que hayan sufrido modificaciones


Clipping regiones

‘Clipping’: Regiones

  • La complejidad del clipping depende del tipo de regiones manipuladas.

  • Tipos de regiones

    • Rectangulares

      • Muy simples

    • Rectilíneas

      • Simplicidad para calcular intersecciones

    • Polígonos arbitrarios

      • Aumenta mucho el costo de calcular intersecciones

    • Formas complejas

      • Requiere calculos significativos

    • Máscaras de pixels

      • Eficiencia y potencia, pero mucho consumo de espacio y dependencia de la resolución


Clipping operaciones sobre regiones

‘Clipping’: Operaciones sobre regiones

  • Operaciones requeridas sobre las regiones de clipping

    • Union

    • Intersección

    • Diferencia

    • Las operaciones deben ser cerradas sobre el conjunto determinado por el tipo de regiones (“Clausura”)

      • ej. las regiones rectangulares son cerradas bajo la intersección pero no lo son bajo la unión o diferencia.


Colores

Colores

  • Modelos para la representación de colores:

    • RGB (‘Red-Green-Blue’)

      • Colores “aditivos”

      • Coinciden con la tecnología actual

    • HSV (‘Hue-Saturation-Value’)

      • Permiten especificar más facilmente un color dado

    • CMY (‘Cyan-Magenta-Yellow’)

      • Colores “sustractivos”

      • Basados en la metáfora de pintores profesionales

  • El número de colores representable depende del número de bits utilizados

    • 24 bits: ‘true color’


Algunos modelos de output

Algunos modelos de output

  • Macintosh:

    • Quickdraw provee GrafPorts como abstracciones de dibujo (clase View, en MacApp)

  • PHIGS:

    • Presentación conformada por una colección jerárquica de estructuras.

  • MS Windows: ‘Graphical Device Interface’ (GDI)

    • Asocia los dispositivos gráficos con ‘device contexts’, que traducen los comandos de dibujo en la presentación apropiada.

  • NeWS, NeXT

    • Modelo PostScript


Ejemplos de modelos de output

Ejemplos de modelos de output

  • MS Windows

    • Creación de ventanas

      CreateWindow (windowclassName, displayName, style, x,

      y, width, height, parentWindow, menu,

      instanceHandle, data)

      • La clase establece distintas propiedades de la ventana (icono, cursor, procedimiento de tratamiento de eventos, colores, etc)

    • Primitivas gráficas

      LineTo(current-hDC, x, y)

      • Dibuja una línea desde la posición actual hasta (x,y), utilizando el lapiz (‘pen’) indicado en current-hDC

        selectObject (current-hDC, backgroudBrush)

        Rectangle (current-hDC, left, top, right, bottom)

      • asocia un estilo de dibujo para el fondo (‘backgroundBrush’), al ‘device context’, y luego dibuja un rectangulo con ese estilo


Ejemplos de modelos de output1

Ejemplos de modelos de output

  • Macintosh

    • ‘Clipping’

      SetPort(aWindow);

      SetRect(&r, x, y, w, h);

      ClipRect(&r)

      • asocia una región válida de dibujo con un ‘port’ dado.

    • Creación de ventanas

      GetNewWindow(resourceID, storagePointer, flag);

      • Crea una ventana, de acuerdo a la especificación dada por el recurso dado


Ejemplos de modelos de output2

Ejemplos de modelos de output

  • Macintosh

    • Texto

      SetPort(aWindow);

      FontInfo fi;

      GetFontInfo (&fi);

      • Recupera la fuente asociada actualmente con el ‘port’

        SetPort(aWindow);

        DrawString(string);

      • Dibuja el texto string, con la fuente asociada al ‘port’ actual.

        0systemFont (usually Chicago font)

        1applFont (usually Geneva font)

        3geneva

        4monaco

        5venice

        20times

        21helvetica

        SetFont(4)


Ejemplos de modelos de output3

Ejemplos de modelos de output

  • X Windows

    • Primitivas gráficas

      XDrawLine (Xdisplay,Xwindow,current-GC,x,y,dx,dy)

    • Texto

      XDrawString (Xdisplay,Xwindow,current-GC,x,y,str,len)

    • Funciones provistas por Xlib

      • disponibles en varios lenguajes


Modelos de output oo

Modelos de output OO

  • Generalmente provistos por una abstracción de una región de dibujo

    • Implementada como una clase abstracta que define un modelo uniforme para dibujos bidimensionales

      • ej. ‘Canvas’

    • Las subclases implementan los distintos tipos de dispositivos: ventanas, impresoras, imagenes en archivos, etc.

      • Cada tipo de dispositivo contiene sus propias características (tamaño, cantidad de colores)

    • La funcionalidad de dibujo está determinada por los métodos y propiedades provistas por el Canvas.


Ejemplo modelo de output oo

Ejemplo modelo de output OO

  • Clase abstracta ‘Canvas’

    • Dibujo de primitivas

      void Canvas::Rectangle(X1, Y1, X2, Y2)

    • Atributos de las primitivas

      void Canvas::SetLineWidth(lw)

      long Canvas::GetLineWidth()

      void Canvas::SetLineColor(lc)

    • Texto

      void Canvas::SetFont(family, style, size)

      void Canvas::Text(x, y, string)

    • Colores

      void Canvas::SetColor(long RGB)

      void Canvas::SetRGB(red, green, blue)

      long Canvas::GetRGB()


Ejemplo modelo de output oo1

Ejemplo modelo de output OO

  • ‘Clipping’

    Region Region::Union(Region)

    Region Region::Intersection(Region)

    Region Region::Bounds()

    Region Canvas::BoundingRegion()

    void Canvas::SetClipRegion(Region)

    Region Canvas::GetClipRegion()

    long Canvas::GetRGB()


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