Проектуючи програмні засоби графіки слід керуватися шістьма основними правилами:
1 Простота. Програмні засоби комп'ютерної графіки мають бути прості у використанні.
2 Несуперечність. З точки зору користувача програми пакету повинні функціонувати узгоджено та бути передбачуваними.
3 Повнота. У наборі графічних функцій не повинно бути істотних упущень.
4 Стійкість. Система графіки має бути стійкою до незначних помилок оператора.
5 Продуктивність. Програмні засоби повинні забезпечувати максимально можливу продуктивність у межах, накладених апаратними засобами. Програми графіки мають бути ефективними, а час реакції— малим у розумних межах.
6 Економічність. Програми графіки не повинні бути занадто великими та дорогими, бо це може зашкодити їх використанню.
Звичайно програмне забезпечення поділяють на два великих класи: системне програмне забезпечення та прикладне програмне забезпечення
Операційна система (ОС) є найважливішою складовою програмного забезпечення комп'ютерної графіки. Вона призначена для керування та організації комп'ютерних операцій.
У більшості випадків операційна система поділяється на дві частини; основна програма, яку називають ядром, та набір периферійних програм, які називають утилітами.
Функції ядра ОС такі:
· організація простору пам'яті на апаратних пристроях в структурні одиниці для зберігання та відновлення інформації. Ці структурні одиниці називають файлами;
· виконання вказівок та пошук існуючих файлів та утиліт;
· керування одночасним виконанням різних програм та забезпечення зв'язку між такими програмами;
· керування інтерфейсними операціями між програмами та зовнішньою апаратною периферією.
Найвідоміші операційні системи СР/М та МS/DOS фірми Місrоsоft. Часто використовується операційна система UNIX.
Прикладне програмне забезпечення — це пакет прикладних програм, які реалізовані на мові високого рівня.
У найбільш застосовуваних мовах програмування, таких як Сі++, Паскаль, Бейсік є набір функцій елементарної (базової) графіки. У цей набір входять функції креслення простих геометричних фігур, ліній прямокутників, багатокутників, кола, еліпсів, дуг тощо.
Крім того, набір доповнюється функціями зафарбовування, виведення рядків тексту, засобами креслення графіків та діаграм. Засоби елементарної (базової) графіки розраховані на ділову графіку, тобто на побудову на екрані різних графіків та діаграм, а також на показ простих рисунків, які підготовлені в графічних редакторах. Проте є цілий клас задач, в яких графіка не тільки використовується для показу на екрані результатів розрахунку або закінчених форм, а й е інтерфейсом комп'ютера з користувачем. На сучасному рівні комп'ютеризації властивість інтерактивності притаманна практично всім програмам персональних комп'ютерів (ПК) у текстовому режимі. Інтерактивність у графіці дає більш високий якісний рівень взаємодії з користувачем.
Обсяг інформації на одному екрані в графічному режимі може бути значно більшим, ніж на тому самому екрані в текстовому режимі.
Графічний інтерфейс складається з набору бібліотек функцій базової та інтерактивної графіки і графічного редактора. Бібліотеки, розроблені для мов програмування: Сі++, ТурбоПаскаль, Кліпер.
Графічний редактор та бібліотеки взаємопов'язані концептуально, тобто графічний редактор побудований з використанням бібліотек графічного інтерфейсу, а бібліотеки мають функції для роботи з графічними об'єктами, підготовленими за допомогою графічного редактора — слайдами, томами, фреймами.
Графічний інтерфейс оперує трьома типами графічних об'єктів:
слайд — растрова копія екрана. Зберігається у файлі в упакованому форматі. Створюється в графічному редакторі або імпортується з інших систем за допомогою резидентного копіювальника екрана. Слайд звичайно використовується як фоновий малюнок:
том — бібліотечний набір малюнків невеликого формату. Доступ до малюнків здійснюється за номером або іменем. Малюнки зберігаються в томі в упакованому форматі. Тома вигідні для зберігання примітивів (ісоns), елементів "меню", умовних позначень, фрагментів зображень, які часто використовуються;
фрейм — графічна база даних складається з упорядкованого набору записів і заголовка. Запис містить інформацію про координати, тип, колір та інші атрибути одного з графічних елементів.
Графічний елемент — це лінія, прямокутник, коло, багатокутник, зафарбовування, сплайн, текстовий рядок, малюнок з тома. У заголовку міститься інформація про слайд і том, які використовуються з цим фреймом. Запис може бути доповнений кодом, визначеним користувачем, тоді кожному елементу зображення відповідає код, що можна використовувати, наприклад, для зв'язку з базою даних та організації доступу до елементів зображення.
Пропонованого набору функцій графічного інтерфейсу достатньо для написання свою графічного редактора з потрібними властивостями.
Функції бібліотеки поділяються на дві групи:
· базової графіки;
· інтерактивної графіки.
Набір функцій базової графіки складається з стандартних наборів функцій креслення простих графічних елементів, функцій виведення роботи з вікнами, переведення сторінок, показу слайдів, виведення на принтер.
Набір функцій інтерактивної графіки дає змогу працювати з фреймами, слайдами і томами, а також з курсором за допомогою маніпулятора "миша" або клавіатури.
Функція роботи з фреймами включає:
· читання одного або кількох фреймів з пам'яті;
· актуалізацію одного з фреймів;
· показ усіх елементів фрейму на екрані;
· показ вибраного елемента фрейму на екрані;
· установлення першого або останнього елементи фрейму;
· послідовний перегляд елементів фрейму;
· зміна атрибутів елемента фрейму (координат. кольору);
· вибір елементів фрейму через зазначення його на екрані;
· приєднання додаткового коду до елемента фрейму;
· вибір елемента фрейму за кодом;
· запис фрейму, який змінився у файл:
· видалення фрейму з пам'яті. Функції роботи з томами полягають у:
· завантаженні змісту тома в пам'ять;
· завантаженні малюнка з тома за іменем або порядковим номером;
· показі малюнка на екрані у різних режимах.
Редактор підтримує векторний і растровий способи створення зображення Наявність шрифтів з алфавітом робить редактор зручним для вітчизняного користувача.
Графічний редактор дає змогу:
· зображувати лінії, причому лінії можуть бути досить складними (наприклад, хвилястими), а прості лінії можуть мати різну товщину;
· подавати зображення точками різного розміру.
Це растрове зображення призначене для коригування та створення слайдів. При цьому доступні режими зображення за допомогою точки, парних або непарних точок, а також зображення точкою із заданим шаблоном зафарбовування:
· заливати, перефарбовувати, обмінювати два кольори;
· зображати прямокутники, кола, замкнені багатокутники;
· подавати зображення сплайнів, дуг (гіпербол, парабол, еліпсів), ламаних ліній;
· вводити текстову інформацію різними шрифтами, вертикально або горизонтально з масштабуванням і тінями;
· подавати зображення в режимі збільшення;
· копіювати частини растрового екрана:
· повертати вибраний елемент або зону растрового екрана.
Реалізація і система параметрів
Комплекс засобів для обробки даних складається і компонентів апаратного й програмного забезпечення.
Технічне забезпечення включає комплекс технічних засобів, призначених для введення графічної інформації, формування та виведення результатів у вигляді графічної інформації, редагування зображень.
Функціонально будь-який комп'ютер виконує операції введення, зберігання, обробки, виведення графічної інформації і відповідно містить технічні засоби для їх виконання.
Технічні засоби — це всі електричні та механічні складові частини комплексу технічних засобів комп'ютера: центральний пристрій, пристрої введення, виведення та передавання даних.
Уся апаратура, яка не входить безпосередньо до складу центрального пристрою об'єднується загальним терміном "периферійні пристрої". На рис. 25.1 наведено існуючі елементи комплексів технічних засобів що дають змогу створювати погрібну конфігурацію комп'ютерів.
Центральні процесорні пристрої (ЦПП) розробляють на основі різних типів ЕОМ (рис. 1.28),
Критерій вибору ЕОМ зумовлений задачами, що розв'язуються. Наприклад, якщо потрібна висока точність обчислені, або якщо обробляються великі масиви даних, то доцільно використовувати супер-ЕОМ. Основним типом великих і супер-ЕОМ, які використовуються в сучасних САПР, є ЕОМ єдиної системи (ЄС ЕОМ).
Міні-ЕОМ та мікро-ЕОМ відкривають нові можливості для конструкторів і проектувальників, оскільки сучасні ЕОМ цих класів, об'єднані в мережі, наближаються до великих ЕОМ.
Комп'ютерна система керується центральним процесорним пристроєм, який е головним елементом комп'ютерної системи. Центральний процесорний пристрій (ЦПП — це пристрій, який розшифровує зміст команд у програмі й виконує (інтерпретує) їх. Іншими словами, ЦПП є засобом переробки графічної інформації, яка проходить етапи створення, обробки та зберігання моделей об'єктів.