Основы САПР (CAD,CAM,CAE) - (Кунву Ли)(2004) (Основы САПР (CAD,CAM,CAE) - (Кунву Ли) (2004)), страница 8

Возникнет эффект мерцания карптн',;:::.'ки в целом. Мерцание изображения и высокая стоимость — основные недостатки ;:,' устройств векторной графики. ,.-:„:;Ксгь у них и преимущества. Напряжения, подаваемые на вертикальные и гори.!:,:зонтальные отклоняющие пластины, можно контролировап с любой заданной "::::очностью, что обеспечивает любое желаемое разрешение. Поэтому дисплейное уетр(ис(тво'. мажа":'Ймегь' 'всысакйе райрещение (иацрйч»1ер;:4096ж4096)'„а'прямые ЛИИщт ПаяауййЮтбя.,"дсйеттэцтЕЛЬИО ПряМЫМИ, аийЕ'СтуПЕИЧатЫМИ.

К тОМу жЕ ВЕК- ториые устройства позволяют отображать динамическую анимацию. Динамика обеспечивается'благодаря измеиеиша содержимого дисплейного буфера по мере того, как дисплейиьгй процессор занимается обновлением. Содержимое буфера измеияетея графическими команлами, передаваемыми управляющим приложенИем, в данном случае — программой апимации.

2.1.2. Растровые граФические устройства Растровые графические устройства появились в середине 70-х гг. ХХ в, в результате широкого распространения телевизионных техиолопш. С тех пор оии стали осиовиым вгшом графических устройств благодаря высокому соотношению «качество — цена». Основные принципы пх функционирования коротко можно описать следующим образом. Дисплейный процессор принимает графические команды от приложения, преобразует их в точечное изображение, или растр, после чего сохраняет растр в разделе памяти, который называется буферач кадри Яагле ЬиЯег) (рпс. 2.6).

Получить наглядное представление о растровом изображении можно, если пододвинуться к телевизору вплотную. Размеры точек определяются устаиовлеипым разрешеиием. Растровые графические устройства должны хранить в своей памяти изображеиие в виде растра, в отличие от векториых, храпящих лишь дисплейные файлы. Поэтому требования к памяти у этих двух видов устройств отличаются, как и методы обновления изображения иа экране.

ет электронные пучки иа лисплей, воспроизводя иа ием картинку, хранящуюся, . в буфере. На внутренней поверхности электронно-лучевой трубки может быт~,"". столько точек люминофора, сколько точек описывается буфером кадра. Злектрои-': ": иый пучок направляется иа точки, соответствующие точкам растрового изаб)»а-. ', жеиия.

Время свечеиия лкжщнофара в растровых устройствах так же коротко,:' как и в векторных, поэтому необходимо регулярное обновление изображеиия'...'''='.', Едииствеииое отличие — порядок движения электронного пучка при обиовле'-"''.-'. иии.

Пучок пробегает по экрану слева направо, переходя са строки иа строку в'',':. иаправлеппи сверху впиз (рис. 2.7). Когда электроппый пучок направляется иа:,'' точку люминофора, соответствующую точке изображения, оп включается, возбу-: ' ждая свечение люминофора. Время обновления остается постоянным иезависи-' '::.

мо от сложпости воспроизводимого изображения. Время обновления определя'.-',"', ется, таким образом, временем сканирования всех строк развертки от верхней дс),'!! иижпей, и, как правило, составляет 1г30 с для обычных телевизоров или 1/60 о:! для качественных растровых графических устройств. Однако буфер кадра в рас-." тровых устройствах требует горазда больше памяти, чем дисплейный буфер в вектариых графических устройствах. Компьютер Грвфичвскив кома Данные ЭЛТ Рис. 2.6. Компоненты растрового графического устройства Когда дисплейный процессор генерирует растровое изображение и сохраняет его в буфере кадра, ои параллельно считывает содержимое этого буфера и иаправля- Рис.

2ли Развертка растрового изображения Растровое изображение в буфере кадра может содержать сведения о цвете, если.,',:"~ каждой точке (пикселу) будет соответствовать не одни бит, а несколько. Рас- 1( смотрим пример с тремя битами на каждый пнксел. Буфер кадра может быть-'-. представлен тремя плоскостями (рис. 2.8), каждая из которых содержит по одному биту лля кажлого пиксела. Говорят, что в таком случае буфер кадра содержит !.

3-битавьге плоскости. В с учае трехбптового пречютавлеиия цвета первый разряд -', может использоваться лля включения илп выключения красного, второй — зеле-.': ного, а третий — синего цвета. Так получается восемь цветов (табл. 2.1), которые- могут бьць одиовремепна выведены на экран графического устройства. ЦАПы,,' показанные ца Рис. 2.8, — это цифроаналоговые преобразователи, выдающие аца- ".: лаговый сигнал, управляющий электронной пушкой опрелелеииого цвета иа ос-' -': повании значений битов соответствукнцей плоскости.

11еиа иа микросхемы па-.' мяти палает, поэта»зу иа рынке в наспщщсе время доминируют графическССе:: устройства с 24-битовыми плоскостями (па восемь битов иа каждый из освод",;,: цых цветов). В таких устройствах каждьш цвет может иметь 256 ~ралаций (Я.' а всего возможно однавремсиио отобразить 16777216 (2м) цветов. Храиейие",'; коикретиога цвета в буфере кадра иллюстрирует рис. 2.9. 11АПы на рис. 2.9 РЕ: " „.

шают ту же задачу, что и иа рпс. 2.8, по работают с 8 разрядами вместо одгсаго-'-," . цлп Синяя ЦЛП Зеленая ЦАП красная Растр Зпт Рис. 2.8. Пример 3-битовых плоскостей Рис. 2.! О. Распределение точек люминофора Люминофор на стеклянном экране ЗЛТ Зеленый пучок Синий пучок Красный пучок буфер кадра ние лучеи )э; сз Рис. 2.11. Теневая маска Таблица 2.1. Набор цветов для 3-битовых плоскостей Рис. 2.9.

Задание цвета 24-битовыми плоскостями Точка монитора, соответствующая точке буфера кадра, будет светнтввя-'ощфф= ленным цветом, как в обычном цветном телевизоре. Формирование цвета прот(с'.,' ходит следующим образом. Внутренняя поверхность трубки монитора 1юкрьууа . люминофором трех разных типов. Люминофор первого типа светится.крастткьта~,:„, второго — синим, а третьего — зеленым. Точки люминофора расположены в в~'". шинах равносторонних треугольников (рпс.

2.10). Каждый треугольник соотвезй ствует одной точке в буфере кадров. Энергия электронного пучка, падающегркут41 люминофор из пушки соответствуюшего цвета, пропорциональна аналогрвщйу сигналу от ЦАП (см. рпс. 2.8 и 2.9). Следовательно, интенсивность излученпу(я; определенного цвета также пропорциональна сигналу от ЦЛП. Точки разнй)(: цветов расположены в вершинах треугольника, но для человека они сливайууумь' воедино и образуккт цвет, задаваемый значением, храняшпмся в буфере Кудрй'„...

Электронный пучок может попадать и на люминофор другого цвета. Напр)умер; пушка, предназначенная для красного люминофора, может попасть пучвщ(туй':. зеленый люминофор. Для предотвращения этого эффекта перед слоем люмийФ-: фора помешается теневая миска (йаг1ога тлай) (рпс. 2.11). Теневая маска гараитк тирует, что электронные пучки попадают только на люминофор соответствутп, щего цвета. Ж.~ 'Кой4йнгурациа аппаратнйх'оредста , Графические 'устройства,,описаниь>е в предыдущем разделе, редко используются поодиночке.

Чаще всего онц объединя>отса в кластер того пли ппоп> рода, рассчитанный на обслуживание множества пользователей. Су>цествует три основных варианта конфигурации такого кластера. , Первая конфигурация состоит из мейнфрейма (>па»г(тате) и множества графических устройств (рнс. 2.12).

Графические устройства подключаются к мейнфрейму точно так же, как алфавитно-цифровые терминалы в обычных вычислительных центрах. К нему жс подключаются и устройства вывода, такие как принтеры и плоттеры. Поскольку такая конфигурация лгожет рассматриваться как естественное расширение существу>ошей вычислительной среды, она с готовностью принималась большинством кругшых компаний, у которых уже были мейнфреймы. Этот подход до сих пор используется производителями автомо. билей и кораблей, у которых имея>тся огромные базы данных, обрабатываемые централизованно.

Однако он обладает некоторымп недостатками. Он требует больших начальных вложений в аппаратное и программное обеспечение, да и обслуживание эксплуатируемой шютемы тоже стоп>. недешево, Обслуживание мейнфрейма всегда включает в себя расшнре>ще системной памяти и жесткого . диска, что для мейнфрейма обхолится гораздо дороже, чем для небольших компьютеров. Более того, обновление операшюнной системы тоже оказывается непростой задачей. Программы СЛР/САМ/САЕ требуют довольно частой замены в связи с выходом новых, гораздо более мощпьгх версий н альтернатив, а также из-за оп>ибок при первичном выборе программного обеспечения. Программы САР/СЛМ/САГ для мейнфреймов стоят намного дороже. чем аналогичные .

программы для меньших компьютеров. Еше одним серьезным недостатком централизованных вычислений явлжтся нестабильность времени отклика системы. В конфшурации с мейнфреймом приложения пользователей, относящиеся к разным графическим устройствам. конкурируют друг с другом за вычислитель' ные ресурсы мейнфрейма. Поэтому время отклика для любого конкретного графического устройства зависит от того, какие задачп были запущены с другого устройства. Иногда время отклика может быть слишком большим для интерак. тивной работы с графикой, особенно когда другие пользователи решают сложные вычислительные задачи, например проводят анализ методом конечных элементов. Рис. 2.12, Меяифреям с графическими устройствами Вторая конфигурация состоит из автоматизированных рабочих мест,проектировщика (рабочих станшгй — иогкэпгггопэ), объединенных в сеть (рис.