Питання по курсу “Системи та технології комп'ютерної графіки” (стр. 8 )

ЕПТ (CRT)- монітори

Це монітори побудовані на звичайних по принципу дії, електронно променевих трубках. Ці трубки мають три прожектори, що керують кольором (червоний, зелений, синій) трьох елементів люмінофору, які створюють один елемент, що сприймає око людини.

LCD (Liquid Crystal Display)- рідиннокристалічні монітори

Ці монітори виготовлені із речовини, яка знаходиться в рідкому стані, але при цьому має деякі властивості, характерні кристалічним тілам. Фактично це рідини, що володіють оптичними властивостями. Рідкі кристали були відкриті давно, але спочатку вони використовувалися для інших цілей. Молекули рідких кристалів під впливом електрики можуть змінювати свою орієнтацію і внаслідок цього змінювати властивості променю світла, який проходить крізь них. Перше своє застосування рідкі кристали знайшли в дисплеях для калькуляторів і в кварцевих годинниках, а потім їх стали використовувати в моніторах для портативних комп’ютерів. До переваг LCD-моніторів можна віднести те, що вони плоскі, а зображення, що створюється на їх екранах відрізняється чіткістю і насиченістю кольорів. Відсутні спотворення зображень на екрані та ряд інших проблем, що властиві традиційним ЕПТ-моніторам. Додамо, що потужність яка споживається та розсіюється, у LCD-моніторів значно нижча, ніж у ЕПТ-моніторів.

Монітори FED

Одним із найкращих технологічних напрямів в області створення моніторів, що поєднує в собі особливості обох технологій наведних вище, є технологія FED (Field Emission Display). Монітори FED основані на процесі, який трохи подібний до того, що застосовується в ЕПТ-моніторах, тому що в обох методах застосовується люмінофор, який світиться під дією електронного променя. Головна різниця між ЕПТ і FED моніторами полягає в тому, що ЕПТ-монітори мають три прожектори, що випромінюють три електронні промені, які послідовно сканують панель, покриту люмінофорним шаром, а в FED-моніторі використовується велика кількість маленьких джерел електронів, розміщених за кожним елементом экрана, і всі вони знаходяться в просторі, за глибиною меншим, ніж необхідно для ЕПТ. Кожне джерело електронів керується окремим електронним елементом подібно до того, як це відбувається в LCD-моніторах, і кожен піксель потім випромінює світло завдяки дії електронів на люмінофорні елементи, як і в традиційних ЕПТ-моніторах. При цьому FED-монітори дуже тонкі.

Плазмені монітори

Ряд фірм почали виробництво плазменних моніторів з діагоналлю 40" і більше, причому деякі моделі вже готові для масового виробництва. Робота плазменних моніторів дуже подібна до роботи неонових ламп, які виговлені в вигляді трубки, заповненої інертним газом низького тиску. Всередині трубки є пара електродів, між якими створюється електричний розряд і виникає світло.

Як показують останні дослідження основним недоліком растрових моніторів є навантаження на зір і додаткове психологічне навантаження. Звичайно людина читає інформацію у відбитому світлі, а на моніторах світло, що створює зображення, є активним джерелом. Проводяться дослідження по створенню моніторів у яких зображення будуть формуватися у відбитому світлі. Але конфігурація комп’ютера та функції змінюються при його використанні в графічних робочих станціях. Перш за все це стосується процесора, звичайно графічні процесори мають апаратні реалізації основних графічних функцій, використовуються конвейєри введення та обробки графічної інформації. Так кеш першого рівня для команд та даних, використовуючи інтегрований кеш з асоціативним керуванням та конвеєрним процесором показує досить високу продуктивність.

Введення символьної інформації.

Безумовно, що основним засобом є абеткова клавіатура. Існують різні види її реалізації. Звичною є клавіатура персональних комп’ютерів. Крім введення символьної інформації клавіатура використовується і для альтернативного звернення до функцій системи і ця частина клавіатури має назву функційна клавіатура (це верхній рядок). У багатьох потужних система може бути окрема функційна клавіатура (наприклад у САТІА).

Клавіатура має різне виконання і вона може бути ударною чи сенсорною. Сучасні реалізації клавіатури мають багато різних функцій, наприклад, для спрощення роботи з InterNet чи з іншими системами.

Засоби введення графічної інформації.

Розглядаються засоби оперативного введення графічної інформації і засоби введення інформації з носія. Найбільш популярним засобом оперативного введення графічної інформації є миша але існують та використовуються ще куля і ручка для керування маркером та інші. Зараз миша має різне технічне та конструктивне виконання. В корпус миші часто вбудовуються різні додаткові пристрої, наприклад, телефонна клавіатура. Ширвжиткова миша має потенціометри для керування положенням вказівника та три чи дві клавіші. Але безумовно, що миша поганий засіб для точного введення інформації, ще й до цього він не досить зручний для користувача. Для точного введення використовуються приекранні планшети (робоче поле планшета “відповідає” робочому полю екрану) з багатофункційним олівцем для введення графічної інформації. Призначені ці прилади в основному для художників, які можуть малювати та робити оформлення у різних графічних редакторах.

Введення графічної інформації з носія звичайно виконується за допомогою сканерів. Як було позначено вище, ці прилади дають растровий опис зображень і він вільно використовується у системах, коли необхідно загальне уявлення про зображення, а не його структура та зміст окремих його частин. Широко використовується сканер для введення текстової інформації разом з програмами розпізнавання. Зараз розроблені та широко використовуються досить гарні програми, такі наприклад, як Fine Reader для розпізнавання текстів російською (українською) мовами.

Засоби позначення та звернення до функційних програм

Технічні засоби для безпосередніх звернень до функційних програм є клавіші верхньої частини клавіатури, а в деяких системах це спеціальна клавіатура, а через програми обробки у всіх сучасних системах це позначення меню, що робиться мишею чи приекранним планшетом, чи сенсорною панеллю.

Засоби документування

Сучасні засоби друку - принтери, забезпечують виведення растрових зображень різної якості. Так старі матричні принтери довговічні, але створюють шум, мають невелику швидкість та виводять зображення невисокої якості. Струйні принтери досить дешеві, але вимагають постійної і досить частої зміни кетріджів (блок в якому зберігаються чорнила), деякі види цих принтерів мають досить дорогі кетріджі, довговічність невелика, а якість друку середня. Лазерні принтери зараз популярні, досить висока швидкість і якість друку. Для кольорового високоякісного друку використовуються фотопринтери. При цьому якість зображень не нижча, ніж у звичайних фотозображень. Векторні зображення, наприклад креслення, виводяться за допомогою плотерів.

36.  Мови взаємодії

Це мови за допомогою яких користувач вирішує графічні задачі і загалом вирішує прикладні задачі.

Перше це введення в мову графічних підпрограм, звернення до яких призводить до виконання певних графічних функцій. Звичайно для реалізації графічних функцій в алгоритмічній мові використовувався оператор переходу до підпрограми і формат графічної команди для малювання лінії між точками 1 та 2 був такий - CALL(line(X1,Y1,X2,Y2)). Користувач повинен знати відповідну алгоритмічну мову, для завдання графічних функцій виконувати всі синтаксичні вимоги алгоритмічної мови. Звідси і недоліки - необхідне знання алгоритмічної мови та ще й всі функції підпрограм пишуть англійською мовою (це важко для звичайного користувача, а не для програміста), помилки виявляються наприкінці, тобто після трансляції мови (а виправлення вводяться в вихідний текст і знову робиться трансляція - шлях довгий та не ефективний);

Наступний крок - це створення спеціальних графічних мов. Уявити чи створити таку мову, якщо вона має мало функцій досить просто. Хай нам треба малювати подібне тому, що надано на малюнку нижче

При цьому наступний набір графічних команд буде достатній для побудови:

Лінія (Xп, Yп; Xз, Yз; П)

Коло (Xц, Yц; Р; П)

Точка (X, Y,П)

Текст (символи)

Де: Xп, Yп-координати X та Y початку, Xз, Yз-координати X та Y закінчення вектору, П - параметри вектору (колір, та інші характеристики); Xц, Yц - координати центру кола, Р - радіус кола.

При цьому опис малюнка створюється досить просто:

Точка

Текст (А)

Вектор 1 (від А до Е)

Вектор 2 (від Е до R)

Вектор

І далі аналогічно

Така мова, якщо вона нескладна, досить просто засвоюється, але складній задачі і мова ускладнюється. Таких мов було розроблено сотні, вони були різні по складнощі і по можливостям. Загальними недоліками таких мов є : необхідність знання цієї мови, важко шукати помилки у побудові графічних зображень, щоб мова працювала необхідно транслятор, помилка часто знаходиться не після трансляції, а після побудови зображення.

Лінгвістичне забезпечення має дві основні складові - Мови реалізації та Мови взаємодії.

Мови реалізації

Це мови на яких програмуються графічні системи. Якщо розглядати історію, то можна прослідкувати послідовність розвитку мов програмування, які використовувались на протязі існування комп'ютерів:

Двійкові та восьміркові коди (мови не було, її роль виконували послідовності кодів, які вводив в ЕОМ програміст). Щоб щось запрограмувати, необхідна була важка праця. Безумовно програми працювали дуже швидко, але написати програму була проблема.

З'явився ассемлер, тобто надавалися команди, які раніше вводились двійковими кодами за допомогою символьних виразів, наприклад, add додавання поточного числа, а sum - сума декількох чисел та інше. Писати програми стало трохи легше і працювали вони досить швидко, але працювати з такою мовою мав можливість спеціальний фахівець-програміст. Такі фахівці є і зараз, але створюють вони в основному операційні системи і спеціальні драйвери. Для широкого використання програмування, а така проблема була і є на протязі всього існування комп'ютерів, необхідна мова зрозуміла не тільки спеціально підготовленим людям, а й більш широкому контингенту. Мова повинна бути проста для засвоєння, мати широкі можливості, мати засоби розширення та інше.