Иерархия графического программного обеспечения. Графические коммуникации. Графические системы

Среди многообразия возможностей, предоставляемых современными вычислительными средствами, компьютерная графика, ориентированная на пространственно - образное мышление человека, занимает особое место. Методы и средства компьютерной графики представляют собой эффективный инструмент при выполнении проектно - конструкторских, научно - исследовательских, оформительских работ, а также всех случаев визуализации различных объектов.

Многие трудности в развитии графического программного обеспечения были связаны с его примитивностью. Процесс совершенствования программного обес­печения был длительным и медленным. Был пройден путь от аппаратно-зависимых пакетов низкого уровня, поставляемых изготовителями вместе с конкретны­ми дисплеями, к аппаратно-независимым пакетам высокого уровня. Такие пакеты могут быть использованы для управления самыми разнообразными графически­ми устройствами. Основная цель аппаратно-независимого пакета - обеспечение мобильности прикладной программы при переходе от одного компьютера к дру­гому.

В словаре терминов по обработке данных Международной организации по стандартизации (ISO) термин "машинная графика" определен следующим образом - это совокупность методов и средств для преобразования данных в графическую форму представления и из графической формы представления с помощью ЭВМ.

Процессы проектирования в различных областях техники связаны с создани­ем и модификацией моделей объектов проектирования. Значительную часть этих моделей составляют данные о геометрических или графических характеристиках объектов.

Таким образом, компьютерная графика - это область деятельности, в которой компьютеры используются для создания, хранения и обработки моделей объектов и их изображений.

Графические системы служат для создания, поиска, хранения и модификации графических данных.

Графические системы могут быть пассивными и интерактивными:

– пассивные - обеспечивают только вывод графических изображений, но че­ловек при этом не имеет возможности прямого воздействия на графические преобразования.

– интерактивные (графические коммутации) - дают возможность пользователю динамически управ­лять содержимым изображения. В таких системах используются интерак­тивные дисплеи, позволяющие работать в диалоге с графическим изобра­жением.

Машинная (компьютерная) графика работает с графическими объектами, преобразует их и синтезирует на экране графического дисплея. В зависимости от направления, в котором преобразуются и передаются данные (по отношению к ЭВМ), способа их визуального представления и типа объектов визуализации, различают три области применения машинной графики:

1. Синтез изображения. Основной задачей, решаемой в этой области, является генерация изображения и вывод его на конкретное устройство графического вывода (дисплей, графопостроитель, принтер).

2. Анализ изображения. В этой области решается задача исследования изображения на предмет распознавания в нем элементарных объектов по их абстрактным обобщенным описаниям, включающим характерные особенности исследуемого объекта.

3. Обработка изображений. Предназначена для изменения визуального представления картины с целью улучшения ее качества или преобразования (векторный формат - растровый или в др.). Например, при анализе фотографического изображения или исследовании кардиограмм для более четкого выделения отдельных фрагментов.

Области применения графических систем представлены в табл. 10.1.

Таблица 10.1.Области применения графических систем

Область применения Синтез изображения Анализ изображения Обработка изображе­ния
Вход Формальное описание Визуальное представле­ние Визуальное представ­ление
Выход Визуальное представ­ление Формальное описание Визуальное представ­ление
Объект Линии, пикселы, объ­екты, текст Сгенерированное или ска­нируемое изображение Сканируемое изображение
Задачи Генерация, преобразо­вание изображения Распознавание образов, структурный анализ, ана­лиз сцен Повышение качества изображения

Синтез изображения позволяет получать на базе описания объекта пользова­телем его геометрическую модель с последующим ее отображением. Анализ изо­бражения выполняет обратную задачу - на базе уже имеющегося графического изображения, сгенерированного ранее с помощью графической системы или от­сканированного, дает формальное описание. Для этого необходимы специальные алгоритмы, выполняющие или распознавание образов, или структурный анализ, или анализ сцен в трехмерной графике.