Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

Подписываем
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1. Класифікація систем компютерної графіки
Використання компютерів для виготовлення креслень почалося з 1980-х років. Ті системи були незручними і дорогими. Досягнення у розробці компютерів та математичного забезпечення протягом останніх років дали можливість створити більш надійні і дешеві системи.
Типи компютерів.
Є такі основні типи компютерів:
а) магістральні компютери
б) міні-компютери;
в) робочі станції;
г) персональні компютери.
Магістральні компютери є дорогими, з великим обсягом памяті для накопичення інформації і необхідних даних. Вони придатні для одночасного виконання різноманітних завдань з великою швидкістю і можуть обслуговувати велику кількість терміналів, які споряджені всім необхідним для сполучення з компютерами.
Міні-компютери є зменшеною версією магістральних компютерів. Сучасна тенденція до мінітюаризації приводить до значного зростання обсягу їх памяті, що дає змогу поступово замінювати великі магістральні компютери. Міні-компютери можуть вирішувати різноманітні комплексні проблеми і здатні відтворювати складні тривимірні образи. Міні-компютери теж можуть підтримувати декілька терміналів.
Робочі станції самостійні одиниці, в які входить мікрокомпютер, звичайно малий і портабельний, звязаний з принтерами, плотерами і модемами для передачі даних на будь-яку відстань. Робочі станції можуть працювати незалежно від інших пристроїв, вони мають велику память і допускають в певних межах виконання декількох завдань від різних користувачів.
Персональні компютери (РС), які є мікрокомпютерами, дедалі більше використовуються для компютерного креслення. Вони є незалежними системами і можуть працювати з більшістю програмного забезпечення. Мала вартість і постійно зростаюча швидкодія і надійність зумовили велику популярність їх для користувачів. З їх допомогою звичайно є можливим виконувати декілька задач і обслуговувати декілька замовників.
Незважаючи на те, що для роботи з компютерною графікою існує безліч класів програмного забезпечення, розрізнюють лише три види компютерної графіки. Це, зокрема: растрова графіка, векторна графіка і фрактальна графіка. Вони відрізняються принципами формування зображення при відображенні на екрані монітору або при друкуванні на папері.
2. Загальна структура і функції компютерної графіки
Растрову графіку використовують при розробці електронних (мультимедійних) та поліграфічних видань. Ілюстрації, виконані засобами растрової графіки, рідко створюються вручну за допомогою компютерних програм. Часто з цією метою використовують і сканують ілюстрації, підготовлені художником на папері, чи фотографії. На теперішній час для введення у компютер растрових зображень широко використовують цифрові фото та відеокамери. Відповідно, більшість графічних редакторів, призначених для роботи з растровими ілюстраціями, орієнтовані не стільки на створення зображень, скільки на їх обробку.
Програмні засоби для роботи з векторною графікою навпаки призначені, в першу чергу, для створення ілюстрацій і, меншою мірою, для їх обробки (перетворення). Такі засоби широко використовують в рекламних агентствах, дизайнерських бюро, редакціях та видавництвах. Оформлювальні роботи, які базуються на використанні шрифтів і простих геометричних елементів, виконуються засобами векторної графіки набагато простіше. Можна назвати також багато прикладів створення високохудожніх творів, які реалізовані засобами векторної графіки. Разом з тим, слід зазначити, що підготовка й виконання таких зображень названою технікою дуже складна справа.
Програмні засоби для роботи з фрактальною графікою призначені для автоматичної генерації зображень шляхом математичних розрахунків. Створення фрактальної художньої композиції полягає не в малюванні чи оформленні, а в програмуванні. Фрактальну графіку рідко застосовують для створення друкованих чи електронних документів, зате частіше використовують при підготовці розважальних програм.
3. Растрова графіка. Класифікація, призначення і функції прикладних систем растрової графіки
Основним елементом растрового зображення є точка. Якщо зображення екранне, то така точка називається пікселем. У залежності від того, на яке графічне вирішення екрану настроєна операційна система компютера, на екрані можуть поміщуватися зображення, які мають 640х480, 800х600, 1024х768 та більше пікселів.
З розміром зображення безпосередньо повязане його вирішення. Цей параметр вимірюється у точках на дюйм (dpi). У монітора з діагоналлю 15 дюймів розмір зображення на екрані становить приблизно 28х24 см. Знаючи, що в одному дюймі 25,4 мм, можна вирахувати, що при роботі монітора в режимі 800х600 пікселів вирішення екранного зображення дорівнює 72 dpi.
При друкуванні вирішення повинно бути значно більшим. Поліграфічний друк повнокольорового зображення потребує вирішення 200х300 dpi.
Стандартний фотознімок розміром 10х15 см повинен містити приблизно 1000х1500 пікселів.
Неважко також установити, що таке зображення буде мати 1,5 млн точок, а якщо зображення кольорове й на кодування однієї точки використані 3 байти, то звичайній кольоровій фотографії відповідає масив даних розміром більше 4 Мбайт.
Основні недоліки растрової графіки:
1. Основна проблема при використанні растрових зображень великі обєми даних. Для активних робіт з великорозмірними ілюстраціями типу журнальних потрібні компютери з винятково великими розмірами оперативної памяті (128 Мбайт і більше). Зрозуміло також, що такі компютери повинні мати високопродуктивні процесори.
2. Другий недолік растрових зображень повязаний з неможливістю їх збільшення для розгляду деталей. Оскільки зображення складається з точок, то збільшення зображення приводить до того, що ці точки стають більшими. Ніяких додаткових деталей при збільшенні растрового зображення розглядіти не вдається. Більше того, збільшення розмірів точок растра візуально спотворює ілюстрацію і робить її грубою. Цей ефект називається пікселізацією.
Термін CAD може означати два різні поняття:
а) компютерне креслення;
б) компютерне конструювання.
Компютерне креслення виробництво інженерних креслень, які раніше виконувались на креслярській дошці за допомогою рейсшини, кутників тощо.
Компютерне конструювання охоплює процедуру використання компютерів у процесі проектування. Характерні риси, що роблять компютер неоціненною допомогою для конструктора це можливість виконання розрахунків, аналізу варіантів, їх оцінки і моделювання. Для подальшої інформації див. стор. 164165.
Комбінування процедури конструювання та виготовлення креслень прийнято тепер називати CADD.
Виробництво з допомогою компютера (САМ) є системою, що використовує компютери для керування процесами обробки і контролю деталей та інструментів для обробки.
Взаємодія між CAD і САМ забезпечується створенням бази даних, в якій міститься інформація, утворена під час конструювання і потрібна для процесу виготовлення окремих деталей.
Термін «система» стосується сукупності різних складових частин компютера, звязаних між собою для виконання потрібних функцій.
Усі компютерні системи складаються з чотирьох елементів:
а) пристрої вводу;
б) процесор;
в) пристрої памяті;
г) пристрої виводу.
Головні функції компютерної системи визначаються властивостями окремих елементів.
Завдання, які виконує компютер, обумовлені комбінацією властивостей самого компютера та програмним забезпеченням.
Компютер це сукупність фізичних елементів, тобто процесор, монітор, принтер, плотер, диски і т.п.
Програмне забезпечення складається з програм і правил їх застосування у компютері. Окремий компютер може використовуватись у багатьох функціях, і для кожної з них потрібне відповідне програмне забезпечення.
Для роботи компютера потрібна операційна система, тобто список інструкцій, який зберігається у памяті, наприклад DOS, UNIX, PRIMOS і т.д.
Ввід. Пристрої вводу використовуються для того, щоб зробити добірку з меню, яке є схемою розміщення різноманітних команд і функцій, необхідних для експлуатації системи. Вводячи ці команди в компютер, одержують закінчене технічне креслення. Меню може бути відтворене в різноманітних формах на плоскій поверхні цифрового табло, яке сполучене з компютером, або демонструватися на екрані компютера.
Вибір довільних команд на меню, що висвічується на екрані, робиться шляхом індикації необхідної позиції за допомогою курсор-візира або шляхом набору потрібної команди-коду.
Рух курсору на екрані може бути проконтрольований за допомогою пристроїв, показаних на рис. 13.2:
а) КЛАВІАТУРОЮ, де розміщені клавіші контролюють необхідне переміщення;
б) ОБЕРТОВИМ МАНІПУЛЯТОРОМ, коли одне коліщатко контролює горизонтальне переміщення, в друге коліщатко контролює вертикальний рух;
в) СВІТЛОВИМ ПЕРОМ, де потрібна позиція вибирається шляхом висвічування пером безпосередньо на екрані;
г) ДЖОЙСТИКОМ пристроєм, що вмонтований в бокс і контролює рухи в будь-якому напрямку;
д) МАНІПУЛЯТОРОМ ТИПУ «МИША» пристроєм, який у випадку притискання впоперек поверхні контролює рухи в тому самому напрямку;
е) КУЛЬКОВИМ МАНІПУЛЯТОРОМ, який, провертаючись в оправі, контролює рухи в будь-якому напрямку;
є) КООРДИНАТНИМ МАНІПУЛЯТОРОМ або (ж) ПЕРОМ у поєднанні з цифровим табло, які можуть вводити закінчене креслення з ескізу або напівзакінченого креслення шляхом прикріплення їх до робочої поверхні й індикації вузлових точок на лініях, кривих тощо і введення потрібних команд.
ДИСПЛЕЙ.
ДИСПЛЕЙНІ ПРИСТРОЇ використовуються для візуального відтворення інформації. Є два основних типи компютерних дисплейних зображень на екрані: растр і підновлення.
РАСТРОВА СКАНУЮЧА ТРУБКА, яка подібна до телевізійного екранного зображення, використовує сітку пунктирів, відому як пікселі, для дисплейного зображення. Картинка поновлюється або сканується дуже швидко з постійними горизонтальними підсиленнями (розгортками) для покриття суцільної поверхні екрану із швидкістю близько 50 сканувань на секунду з інтенсивністю, яка змінюється за необхідності для всіх точок, що утворюють зображення.
Така система досягає швидкого поновлення і високої якості кольорів та дозволяючої здатності.
СИСТЕМА ТРУБКИ ПІДНОВЛЕННЯ підтримується за допомогою регулярних перекреслень (з частотою 50 разів на секунду) ліній, арок і кривих. Спочатку точки є локалізованими, потім необхідні зєднуючі лінії або криві кресляться безпосередньо за допомогою електронного променя.
Введення нової інформації є доволі швидким, але кольорова здатність є обмеженою, і існує тенденція до блимання зображення, якщо картинка стає більш складною.
ВИВІД.
Пристрої виводу приймають дані від компютера і забезпечують вивід, ретельне копіювання. Є два головних типи пристроїв виводу: принтери і плотери (графопобудовачі).
ПРИНТЕРИ можуть бути ударними, де зображення формується за допомогою ударяючих дій, або неударними.
а) УДАРНІ ПРИНТЕРИ для репродукції креслень є точково-матричного типу і формують образ шляхом відповідного відтворення точок з головки принтера;
б) НЕУДАРНІ ПРИНТЕРИ включають електростатичні, струменеві і лазерні принтери:
(І) ЕЛЕКТРОСТАТИЧНІ ПРИНТЕРИ утворюють зображення шляхом випалювання тонкого металічного покриття на спеціальному принтерному папері;
(ІІ) СТРУМЕНЕВІ ПРИНТЕРИ використовують принтерну головку, яка направляє цівку чорнила на папір для утворення потрібного зображення;
(ІІІ) ЛАЗЕРНІ ПРИНТЕРИ використовують тонкий промінь лазерного світла для утворення потрібних образів.
Плотери використовують для побудови графіків та інженерного креслення за допомогою одного або декількох пер креслення на папері. Існує два основних типи плотерів пласкі і барабанні:
а) ПЛАСКІ ПЛОТЕРИ мають рівну площину, на якій розміщено папір будь-якого типу і товщини з перами різної товщини і різним кольором чорнила, що вільно рухаються в будь-якому напрямку;
б) БАРАБАННИЙ ГРАФОПОБУДОВАЧ має барабан, поверх якого папір може рухатись в двох напрямках, а рух пера є обмеженим тільки впоперек барабана; таким чином комбінація руху пера і обертання барабана забезпечує необхідний хід.
У порівнянні з пласкими графопобудовачами, на барабанному плотері одержуються креслення більшої довжини, проте іноді меншої точності.