Системные аспекты в компьютерной графике

ПО делится на системное и прикладное. Системное ПО обеспечивает взаимодействие программ с аппаратурой ЭВМ, а также взаимодействие программ между собой. Примеры системного ПО – операционные системы, драйверы.

Существуют 2 пути написания программ.

Первый предполагает, что все без исключения функции, выполняемые программой, содержатся в ее собственной коде. Такая программа является независимой от ОС, может исполняться самостоятельно, но ее практически невозможно реализовать (написать) в чистом виде.

Второй способ предполагает использование так называемых общих компонент, примером которых может служить: драйверы, библиотечные функции, подпрограммы, системные процедуры и функции. Системные процедуры и функции являются принадлежностью ОС, учитывают ее специфику и являются общими для всех прикладных программ, исполняющихся под управлением ОС.

Для машинной линии IBM PC исторически первой ОС была MS DOS, она не являлась графической ОС, потому что в качестве общих компонент для графических приложений содержала ограниченный набор таких функций как управление видеорежимами монитора, которые позволяли переключать изображение между текстовыми и графическими режимами, а также:

· управление разрешением и количеством цветов,

· управление местоположением курсора в текстовом режиме,

· рисование на экране точки с заданными координатами и заданным цветов.

Указатель «мышь» средствами MS DOS не поддерживается, он включается в нее с помощью специального драйвера.

Таким образом, в рамках MS DOS возможно создание любых графических приложений, однако поскольку набор общих системных графических приложений ограничен, велика трудоемкость написания графических программ, велики размеры, сложна отладка, сопровождение версий, кроме того, в такой ОС нет возможности обеспечить стандартизацию графических интерфейсов, что делает сколько-нибудь сложную графическую программу уникальной и усложняет процедуру обучения.

Появление на платформе IBM PC операционной оболочки Windows 3.0 (в 1990 году) произвело переворот на рынке ОС. В настоящее время ОС Windows стала стандартом многозадачной графической ОС для платформы IBM PC. Она во многом определила процесс развития прикладных программ и стандарты в этой области. История Windows начинается с попытки создания в рамках DOS универсального набора графических процедур, который называется графический интерфейс компьютера (CGI). Общие цели создания такого интерфейса заключаются в следующем:

1) передача большого количества информации в единицу времени между пользователем и прикладными программами;

2) осуществляется более удобная и выразительная форма представления данных, чем текстовая;

3) создаются более удобные средства управления программой.

ПО графического интерфейса по своей сути представляет собой взаимодействие с реальным миром. С другой стороны прогресс в области создания прикладных программ, их внедрения во все сферы деятельности вызвал потребность в развитии средств графического интерфейса, упрощения и удешевления процесса создания прикладных программ и поддержание ее жизненного цикла.

Первоначально предполагалось, что интерфейс к компьютерам CGI будет поставляться с компиляторами, позволяя разработчикам программ использовать в своих программах различные графические процедуры, однако было принято решение создать графическую ОС.

В процессе работы над проектом CGI был переименован в CDI (интерфейс с графическими устройствами), он стал частью ОС, включив все графические процедуры обслуживания внешних устройств (мониторов и принтеров).

Достоинствами ОС Windows с точки зрения пользователя и разработки прикладных программ является:

1) Наличие универсальной графики, ключевая идея которой – полная независимость программы от аппаратуры;

При этом прикладная программа, манипулирующая графическим образом, передает его в некотором виде модулю CDI, который, сообразуясь с типом используемых графических устройств (принтер, монитор) и используя драйверы этих устройств, преобразует этот образ к виду, необходимому для вывода на конкретном устройстве.

2) Наличие единого интерфейса, как ОС, так и прикладных программ.

3) Наличие механизма обмена данными между приложениями ОС.

Windows является многозадачной ОС, это означает, что параллельно (в режиме разделения времени) могут использоваться несколько приложений, пользователь может переключаться между приложениями. Если он решает взаимосвязанные задачи в рамках переключаемых приложений, то весьма желательно наличие механизма перемещения данных между приложениями.

Windows обеспечивает несколько вариантов таких механизмов:

1) Сохранение данных в опосредованных файлах (одно приложение записывает данные, другое – открывает и читает). Обеспечивается невысокая скорость обмена, необходимость учета форматов данных, затрачивается внешняя память.

2) Использование буфера обмена clip-board.

Сlip-board представляет собой универсальный безадресный канал передачи данных (т.е. не нужно указывать источник и приемник данных) между функционирующими приложениями (которые используются в данный момент). Универсальность означает автоматический учет и преобразование типа перемещаемых данных в зависимости от типа приложения. Разные приложения обрабатывают данные различного формата (векторные, растровые, текстовые) и в общем случае механизм clip-board учитывает формат приложения назначения и преобразует их. Вместе с тем в графических работах, где требуется обеспечение полиграфического качества восприятия, управление цветом механизм clip-board следует использовать с осторожностью, осознавая возможные последствия. Этот механизм можно смело использовать при транспорте данных между различными окнами одного и того же приложения или между приложениями одного и того же семейства (Adobe, Corel и др.) Во всех остальных случаях необходимо убедиться в разрешении и цветовой модели результата передачи.

3) DDE (Dynamic Data Exchange Management Library - библиотека управления динамическим обменом данными) – прямой обмен данными. Позволяет установить связи между файлами одного приложения и файлами другого. Например, работа, сверстанная в Adobe Illustrator, может включать картинки, исполненные в Adobe PhotoShop.

Эти картинки могут быть подключены

1. Встраиванием (embedding).

Изображение непосредственно встраивается в итоговый файл.

2. Связыванием (linking).

В итоговый файл монтируется только ссылка на имя файла, содержащего изображение.

Плюсы встраивания – простота управления данными – все они размещены в единственном файле.

Минусы - большой объем итогового файла при использовании нескольких одинаковых копий встроенного изображения, сложности внесения изменений во встроенные изображения особенно, если их несколько одинаковых.

Плюсы связывания - это не 1 файл, а несколько. Любой связанный файл можно редактировать, необходимыми для него средствами при этом все внесенные изменения автоматически попадают во все его копии в итоговом изображении.

4) OLE (Object Linking and Embedding, произносится как oh-lay [олэй]) — технология связывания и внедрения объектов в другие документы и объекты - связывание и настраивание объектов).

Позволяет встраивать в обрабатываемые в текущем приложении данные компоненты данных, подготовленные в других приложениях вместе с механизмом их механического вызова функции их редактирования, не покидая исходное приложение. OLE является наиболее совершенным, но и наиболее медленно действующим.

К системным аспектам КГ можно отнести вопросы управления цветом, которые возникают из-за несоответствия светосинтезирующих параметров выводных устройств фиксируются на этапе их калибровки в специальных таблицах (кривых цветопередачи для каждого устройства формируется цветокорректирующие кривые, которые вносят корректирующие искажения в исходных данных для получения согласованного результата.) В ОС Масс для ПЭВМ Macintosh все эти функции встроены в ОС и отдельным приложениям не требуется выполнять дополнительную процедуру для работы с цветом, поэтому Макинтош является стандартом де-факто для работы с полноцветной графикой. ОС Windows не имеет встроенных средств цветокоррекции, она реализуется на уровне отдельных приложений.

Дата добавления: 2014-01-04