Компютърна графика Графични устройства и техните функции

1. Гл.ас. М.Иванова Компютърна графикаГрафични устройства и техните функции Технически университет - София

2. Видове графика • Според метода за създаване на графичното изображение се различават: • Векторна графика • Растерна графика

3. Векторна графика • Векторна графикае метод за представяне на графични изображения чрез геометрични примитиви, като точки, линии, криви, запълнени области или многоъгълници, които се дефинират от обекти, наречени вектори.

4. Векторна графика • Изображението е последователност от вектори (отсечки) • Отсечките се задават чрез координатите на крайните им точки • Координатите на крайните точки могат да бъдат: • Абсолютни – спрямо началото на координатната система • Относителни – спрямо коя да е реперна точка • Инкрементални – за реперна точка се избира предишната адресирана точка

5. Векторна графика • Координатите на точките се изчисляват: y = mx + b • Лесно мащабиране на отсечките

6. Векторна графика • Векторната графика, генерираща се чрез устройства с електронно-лъчева тръба (CRT технология)

7. Векторни монитори • Два типа: • С регенерация на дисплейната картина • Със запомняща тръба • Електронният лъч се отклонява само по права линия • Дъги и окръжности се изобразяват чрез малки отсечки

8. Векторни монитори • Дисплеен файл – съдържа код: • описващ геометричния модел на обекта и • инструкции за дисплейния процесор • Дисплеен процесор – апаратен интерпретатор на дисплейния файл: • Интерпретира инструкциите на дисплейния файл • Управлява и синхронизира дисплейния генератор • Обработва състоянията на цялата подсистема • Обработва прекъсванията от дисплейния пулт Транслатор на дисплеен файл Графична приложна програма Дисплеен файл Дисплеен процесор

9. Векторна графика • Предимствата пред растерните методи са: • малък обем на изходният файл • високо качество при различна степен на мащабиране • възможност за прилагане на неограничен брой деформации и трансформации - ротация, транслация, преобразуване и др. • Основен недостатък - невъзможността за пресъздаване на фотореалистични изображения.

10. Растерна графика • Растерното графично изображение е структура от данни, визуализирана най-често под формата на правоъгълна мрежа от пиксели или цветни точки, които се наблюдават върху монитор, хартия и др. носители.

11. Растерна графика • В цифровите изображения, пикселът е най-малката част, носеща информация. • Пикселитеобикновено са разположени в двумерна мрежа под формата на точки или квадрадчета. • Наситеността на всеки пиксел е променлива величина; в цветните системи, пикселът се характеризира с три или четири компонента: червен, зелен и син цвят или циан (синьо-зелен цвят), магента (пурпурен цвят), жълт цвят и черен.

12. Растерни монитори • Електронният лъч обхожда последователно всички точки ред по ред • Интензивността и цветът се управляват за всяка точка

13. Растерни монитори • Кадров буфер – памет, съхраняваща кодът за интензивността и цветът на всяка точка • За всяка точка се отделят от 1 до 24 бита – в зависимост от качеството на изображението (1024x1024 – типична разделителна способност) Приложна програма Команди Генериране на кадров буфер (растеризи-ране) Кадров буфер Дисплеен файл или Монитор (телевизионен)

14. Технологии за изграждане на растерни дисплеи • С електронно-лъчева тръба (CRT)

15. Технологии за изграждане на растерни монитори • Цветни монитори с електронно-лъчева тръба • Изискват точна геометрия • Метална маска • Три електронни пушки

16. Таблица на цветовете (16 цвята едновременно 4096 възможности) Индекс на цвета R G B 0000 0000 0000 0000 0001 1111 1111 1111 0010 0000 0000 0101 0011 0000 0000 0000 0100 0101 1111 0101 0101 0000 1111 1111 0110 0000 0101 1111 0111 1111 1111 1111 1000 0000 0000 0000 1001 1111 1111 1111 1010 0000 0000 0000 1011 0010 0010 0110 1100 0000 0000 0000 1101 0000 1111 0000 1110 0110 0110 0110 1111 0101 0101 0101 адрес данни Сканиран ред 1 Управление на лъчите Зелен лъч Син лъч Червен лъч 0 1 Битови плоскости в кадровия буфер 0 Сканиран пиксел

17. Технологии за изграждане на растерни дисплеи • Liquid Crystal Display (LCD) - дисплей с течни кристали

18. Технологии за изграждане на растерни дисплеи • Плазмен дисплей (PDP Plasma Display Panel)

19. Технологии за изграждане на растерни дисплеи • Field Emission Devices (FEDs)

20. Технологии за изграждане на растерни дисплеи • Digital Micromirror Devices (DMDs)

21. Технологии за изграждане на растерни дисплеи • Органични светодиоди (OLED — Organic Light Emitting Diode)

22. Интерактивни средства • Изпълняват се следните действия върху изображенията: • Посочване на елемент • Позициониране • Изчертаване на фигури • Въвеждане на команди и данни

23. Интерактивни средства • Мишка • Механична • Оптична • Безжична • 3D мишка

24. Интерактивни средства • Координатна ръчка (Joy stick)

25. Интерактивни средства • Таблет (Tablet)

26. Интерактивни средства • Панел с допиране (touch panel)

27. Интерактивни средства • Светлинна писалка

28. Интерактивни средства • Интерактивна бяла дъска

29. Логически входни устройства • Шест стандартизирани типа: • Локатор (locator) • Устройство за въвеждане на последователност от позиции (stroke) • Устройство за въвеждане на символи (String) • Устройство за въвеждане на число скалар (valuator) • Устройство за избор на алтернатива (choice) • Устройство за улавяне (pick)

30. Изходни графични устройства • Плотери: • Векторни • Барабанни • Ролкови • Равнинни • Растерни • Матрични • Електростатични • Лазерни • Струйни

31. Изходни графични устройства • Векторни плотери – функции за построяване на изображение • Микропроцесорно управление: • интерпретиране на инструкциите • апроксимация • управление на движенията Инструкции: -параметри - графични примитиви - трансформации От процесора

32. Изходни графични устройства • Растерни плотери – функции за построяване на изображение Изображение с графични примитиви (векторно) Растеризиране на изображението Битова карта

33. Входни графични устройства • Векторни дигитайзери • Растерни сканиращи дигитайзери (скенери)

34. Устройства за създаване на Виртуална реалност • Сферичен компютърен екран (Computer Screen) • Шлем за виртуална реалност (Head-Mounted Display - HMD) • Бинокъло подобен монитор (BOUM) • Център за виртуална реалност с голям екран (Large Screen, Reality Center) • Виртуално работно място (Workbench) • Wedge • CAVE

35. Устройства за създаване на Виртуална реалност • Сферичен компютърен екран – (Computer Screen)

36. Устройства за създаване на Виртуална реалност • Шлем за виртуална реалност – Head-Mounted Display (HMD)

37. Устройства за създаване на Виртуална реалност • Бинокъло подобен монитор - BOOM - Binocular Omni-Orientation Monitor)

38. Устройства за създаване на Виртуална реалност • Център за виртуална реалност с голям екран (Large Screen, Reality Center)

39. Устройства за създаване на Виртуална реалност • Виртуално работно място (Workbench)

40. Устройства за създаване на Виртуална реалност • Wedge

41. Устройства за създаване на Виртуална реалност • CAVE (Cave Automatic Virtual Environment)