Разработка технологических систем машинной графики

• Автор: Дебелов, Виктор Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 260 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СИСТЕМЫ ГРАФИЧЕСКОГО ВЫВОДА.

1.1. Система математического обеспечения графопостроителей.

1.1.1. СМОГ, 1ый уровень

1.1.2. СМОГ, 2ой уровень

1.1.3. Заключение по первому периоду разработки СМОГ

1.2. Система управления графическим выводом

1.2.1. Виртуальное устройство графического вывода

1.2.2. Программные каналы графического вывода

1.2.2.1. Канал вывода на У МКФ КАРАТ.

1.2.2.2. Каналы непосредственного вывода на ГП, ФП и СОМ0.
1.2.2.3. Универсальный канал накопления УКН
1.2.3. Технология вывода из графического архива.
1.2.3.1. Графические архивы СУГВ.
1.2.3.2. Диалоговый модуль СЕРВГП
1.2.3.3. Диалоговый модуль
1.2.3.4. Дальнейшее развитие СУГВ
1.3. Заключение по главе.
ГЛАВА 2. МНОГОЦЕЛЕВАЯ СИСТЕМА МАШИННОЙ ГРАФИКИ СМОГ.
2.1. Общее описание системы СМОГ.
2.2. Пакет для управления внешней памятью и работы со структурой данных.
2.2.1. Виртуальная внешняя память
2.2.2. Иерархическая структура данных
2.3. Графический пакет.
2.4. Инструментальные средства программирования распределенных
программ для двухмашинного комплекса.
2.4.1. Опыт реализаций станций ГКС.
2.4.2. Система программного обеспечения графического диалога.
2.4.3. СПО ГД программное обеспечение графического диалога.
2.4.4. Программное обеспечение связи и протокол
2.5. Описание геометрических моделей плоских объектов и выпуск чертежей.
2.6. Геометрическое моделирование трехмерных тел.
2.7. Оформление документов на графических устройствах
2.7.1. Постановка задачи на разработку ПС ФОРТ.
2.7.2. Текстовый документ
Ж 2.7.3. Автоматизация подготовки описания документа.
2.7.4. Структура ПС ФОРТ
2.7.5. Краткая характеристика языка описания документа
2.7.5.1. Форматирование текста
2.7.5.2. Управление распечаткой.
2.7.5.3. Язык процессора формул.
2.7.5.4. Процессоры графики.
2.7.6. Заключение по разработке ПС ФОРТ.
2.8. Заключение по главе.
ГЛАВА 3. СИСТЕМЫ МАШИННОЙ ГРАФИКИ ДЛЯ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ЭВМ.
3.1. Инструментальная система для разработки графических диалоговых приложений
3.1.1. Операционная среда.
3.1.2. Модели экрана
3.1.3. Виртуальная клавиатура.
3.1.4. Базовые компоненты программного обеспечения
3.1.4.1. Вывод графической информации
3.1.4.2. Вывод, ввод и редактирование данных.
3.1.4.3. Управление маркером.
3.1.4.4. Протоколы.
3.1.5. Меню текстовых кнопок
3.1.6. Графические панели.
3.1.7. Редактор БММАКЕИ
3.1.8. Заключение по разработке технологии УАБ
3.2. Редактор графических меню 1ЛЕЛ1Т
3.3. Система авторской подготовки текстов ЛР
Ш 3.3.1. Экранные редакторы математических формул.
3.3.2. Описание редактора СЭРФ
3.4. Библиотека БЕЗЬЕ для конструирования плоских областей
3.4.1. Задание исходных данных
3.4.2. Разбиение плоскости
3.4.3. Ре1уляризованные теоретикомножественные операции.
3.4.4. Операция пересечения объектов с прямой.
3.4.5. Программный интерфейс
3.5. Заключение по главе.
ГЛАВА 4. СИСТЕМЫ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ТРЕХМЕРНЫХ СЦЕН
4.1. Мотивация разработок.
4.2. Объектноориентированная система БпЛХЗЛ
4.2.1. Общие сведения о библиотеке i3 i
4.2.2. Задача разработки системы X
4.2.3. Общее описание системы X.
4.2.4. Программный интерфейс X3.
4.2.5. Модуль x
4.2.6. Заключение по разработке X3
4.3. Синтез реалистических изображений трехмерных сцен методами декомпозиции.
4.4. Метод световых сеток
4.4.1. Обратная рекурсивная лучевая трассировка
4.4.2. Метод световых сеток. Введение
4.4.3. Задача
4.4.4. Идея метода световых сеток
4.4.5. Скалярное световое поле прямой освещенности.
4.4.6. Алгоритм метода световых сеток
4.4.7. Интерполяция
4.4.8. Мягкие тени.
4.4.9. Эксперименты
4.4 Заключение по методу световых сеток
4.5. Заключение по главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


В ВЦ СО АН СССР на М-0 необходимые технические решения были сделаны раньше, а на БЭСМ-6 требовалось разработать еще и программное обеспечение для операционной системы (тогда это была Д-). Другими словами, встала задача разработки математического обеспечения трафического вывода, впрочем, как и во всей стране. Почти такое же состояние было в то время и в ряде друг их организаций, например, ИПМ АН СССР и ВЦ АН СССР и др. В году в ВЦ СО АН СССР на ЭВМ М-0 был сдан в эксплуатацию 1-ый уровень системы СМОГ, разработанный коллективом под руководством А. Я. Куртукова [9], обеспечивающий вывод графической информации на ГП в режиме on-line. А.Я. Куртуковым было предложено оригинальное решение системной организации СМОГ, названное им swopping (взаимозамещение программ), когда в рабочей программе пользователя присутствовали только фантомы (заменители) процедур системы. Эти фантомы обеспечивали контроль входных параметров и контекстный контроль порядка обращений и складывали эти параметры на магнитный барабан. По накоплению очередной порции обращений вся память рабочей программы упрятывалась на барабан, а на ее месте размещалась собственно СМОГ - компонента ХУДОЖНИК (выполненная на языке АЛЬФА), которая обрабатывала все отложенные обращения и выводила соответствующие изображения на ГП. Затем рабочая программа снова вызывалась на место и копила новую порцию заданий для СМОГ. В связи с тем, что обслуживалось только одно УГВ, то драйверный уровень СМОГ М-0 (в компоненте ХУДОЖНИК) включал только одну процедуру БУФЕР(1Ус, Ndir), которая просто копировала язык обслуживаемого одноперьевого шагового ГП БЕНСОН-0. Здесь Nc - номер (идентификатор) команды, a Ndir - значение (например, указывающее направление движения). Одна из команд задавала движение пера по одному из 8 направлений на 1 шаг 0. Смена пера осуществлялась оператором вручную, о чем ему сообщала система СМОГ - программа останавливалась по известному адресу, а на регистре высвечивался номер требуемого пера. К этому времени на БЭСМ-6 Л. Ф. Васильева обеспечила программную возможность работы с ГП в режимах on-line и off-line []. В году на БЭСМ-6 автором был реализован прототип СМОГ-БЭСМ (получивший рабочее название СМОГ Б1) на системе БЭСМ-Алгол и автокоде ИТМиВТ АН СССР, разработанным М. Г. Чайковским. СМОГ Б1 эксплуатировался в течение некоторого времени. В связи с тем, что почти все пользователи БЭСМ-6 переходили на эту машину с М-0, то они все применяли уже БЭСМ-Алгол, поскольку на М-0 использовалась почти исключительно система АЛЬФА. На год аппаратная ситуация на БЭСМ-6 по сравнению с М-0 была более разнообразная: интерполирующий ГП с шагом 0. ФП) -в режиме off-line. Функциональная нагрузка на процедуру Буфер была значительно увеличена - теперь она скрывала от остальной части системы многие различия между УГВ, например, для управления движением пера необходимо было задавать отрезки в миллиметрах. Связь с операторами ЭВМ и УГВ была перенесена сюда же. Автором был также разработан "внешний" архив для системы БЭСМ-Алгол. В системе БЭСМ-Алгол отсутствовало понятие объектного модуля, как это общепринято в современных системах, но существовала библиотека стандартных процедур (БСП), которые включались в исходный код программы пользователя перед компиляцией (типа iiinclude в С). При отладке большой системы невозможно было использовать такой механизм, т. БСП было равносильно перегенерации компилятора. С другой стороны, неоднократное применение больших колод перфокарт приводило к сбоям при вводе в БЭСМ-6. Автор разработал внешний архив на магнитной ленте (диске), который мог содержать любые фрагменты текста. Был создан инструментарий, позволяющий редактировать содержимое этого архива, даже листовая распечатка. Вставка процедур системы СМОГ в алгол-программу пользователя осуществлялась при помощи "заплаты" в программе вызова транслятора. Это нововведение позволило сократить сроки разработки прототипа. В дальнейшем этот инструментарий был развит В. И. Дворжецом, который таким же образом организовал "заплату" для МАКРО-БЭМШ - основной инструмент разработки СМОГ-БЭСМ []. На основе опыта эксплуатации прототипа СМОГ-БЭСМ коллективом, включающим А. Я Куртукова, С. В. Горина, В.