Федорков Е.Д., Скрипченко Ю.С., Кольцов А.С. Компьютерная графика (учебное пособие с грифом УМО) - файл n1.doc

приобрести
Федорков Е.Д., Скрипченко Ю.С., Кольцов А.С. Компьютерная графика (учебное пособие с грифом УМО)
скачать (2053 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc2053kb.07.07.2012 01:24скачать

n1.doc

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12
5. Графические языки, метафайлы.
Графические языки высокого уровня

Имеется два подхода к построению систем программирования с языками машинной геометрии и графики высокого уровня. Первый подход состоит в создании автономного языка, второй - в необходимой модификации того или иного исходного алгоритмического языка.

Первый подход позволяет создать язык, наиболее соответствующий специфике работы с графической и геометрической информацией, но только в том классе приложений, для которых предназначался язык. Исторически основная область приложений таких языков - автоматизация программирования для оборудования с ЧПУ; системы автоматизации проектно-конструкторских работ, требующие средств работы с данными, отсутствующих в широко распространенных алгоритмических языках; системы геометрического моделирования.

Одним из первых проблемно-ориентированных языков, имеющих средства для описания геометрической информации, явился язык АРТ (AUTOMATED PROGRAMMING TOOLS). Этот язык послужил основой для разработки разнообразных систем автоматизации программирования для станков с ЧПУ.

В качестве примеров систем с автономным языком высокого уровня могут также служить системы геометрического моделирования трехмерных тел - COMPAC и СИМАК-Д.

Система COMPAC (COMPUTER ORIENTED PART CODING) предназначена для формирования описания объемных тел из объемных элементов формы - (метод конструктивной геометрии). Кроме трех базовых объемных элементов (кубы, цилиндры, конусы), могут использоваться профилированные детали, получаемые перемещением замкнутого контура вдоль прямой или дуги, а также тела вращения, получаемые вращением замкнутого контура вокруг оси. Элементы задаются, позиционируются и оразмериваются языковыми конструкциями, напоминающими АРТ. Составление детали из объемных элементов производится с помощью операций объединения, вычитания и отсечения.

Отличия СИМАК-Д от COMPAC состоят в несколько ином входном языке и ином наборе базовых элементов формы, включающем в себя точку, плоскость, прямоугольный параллелепипед, круговые цилиндры и конус.

Ясно, что автономные графические языки, как всякая специализированная разработка, обладают высокой эффективностью в своей области приложений, однако разработка и использование таких языков сопряжена с рядом проблем:

  1. довольно значительные затраты на создание языка и транслятора с него, так, например, трудозатраты на систему COMPAC составили около 40 ч/лет;

  2. затраты на внедрение, на включение языка в работающую систему программирования и на обучение пользователей, которые не всегда охотно берутся за изучение еще одного языка, а предпочитают пользоваться процедурными расширениями известных им алгоритмических языков: ALGOL, FORTRAN, PL-1, PASCAL и т.д.;

  3. трудности с последующим расширением языка;

  4. известные в настоящее время языки машинной геометрии и графики, в отличие от процедурных расширений, как правило, не обеспечивают интерактивного режима, а предназначены для написания пассивных программ;

  5. затруднено объединение в рамках одной прикладной программы графических и геометрических действий и обычных вычислений, которое легко реализуется в случае процедурных расширений.


Синтаксические расширения алгоритмических языков

Ряд из отмеченных выше затруднений снимается при реализации второго подхода - синтаксическом расширении некоторого исходного алгоритмического языка. Удобство этого подхода заключается в том, что пользователю требуется лишь "доучиться" в уже известном ему языке. Расширение заключается в разработке дополнительных конструкций языка для описания и манипулирования графическими и геометрическими объектами. Возможны несколько способов реализации такого расширенного языка:

  1. · модификация существующего транслятора;

  2. · использование препроцессора, либо макропроцессора, обрабатывающего программу на расширенном языке и превращающего его в программу на исходном языке;

  3. · использование алгоритмического языка, предусматривающего расширение его набора типов данных и операций над ними самим пользователем.

Несмотря на всю неприспособленность FORTRANa для эффективной обработки сложноструктурированных данных, неудобство его структур управления и средств сегментирования программ, большинство реализаций синтаксических расширений было связано именно с FORTRANом из-за его популярности в то время у пользователей.

Одна из первых реализаций графического расширения FORTRANа система GRAF (GRAPHIC ADDITIONS TO FORTRAN). Расширение основывается на введении нового типа переменных DISPLAY, значениями которых являются последовательности графических команд устройства. Имеются встроенные и пользовательские DISPLAY-функции. Из DISPLAY-переменных и функций строятся выражения этого типа. Оператор DISPLAY-присваивания присваивает вычисленное значение переменной соответствующего типа. Предусмотрены средства стирания и вывода на оконечные устройства дисплейных переменных, чтения/записи дисплейного файла, опроса наличия сигналов внимания с графических устройств ввода.

В качестве более мощного (и позднего) графического расширения FORTRANа можно упомянуть систему GALA. Также вводится новый тип данных - BILD. Значениями этого типа могут обладать переменные и константы. В качестве системных констант этого типа имеются элементарные изображения (в том числе пустое). Над данными этого типа определены операторы преобразований. Для построения сложных изображений используется, так называемый, оператор совмещения. Над изображением определены операторы манипулирования и опроса. Изображения могут проверяться в условных операторах. Имеются операторы вывода изображений с назначением преобразований и окна отсечения. Средства ввода обеспечивают ожидание и получение данных, разрешение и запрет прерываний. GALA-программа может структурироваться на поименованные сегменты с параметрами или без.

В качестве одной из отечественных разработок по графическому расширению FORTRANа можно назвать "AВТОКОД для работы с графическим дисплеем EC-7064", при использовании которого обеспечивается пакетный режим работы, когда информация только выводится на дисплей. Операторы АВТОКОДа вставляются в текст на FORTRANе и помечаются в первой позиции буквой A. Предусмотрено 6 групп операторов: резервирования памяти и увязывания с массивами FORTRANа; описания точек и процедур; построения совокупностей точек, ломаных, текстов, вызовов процедур; ветвления; гнездования операторов; фрагментирования изображения на кадры и рисунки.

Наряду с FORTRANом в качестве языка для графического расширения использовался ALGOL. Так описана система DIGOS, которая состоит из геометрически ориентированного языка, его интерпретатора и трехуровневой структуры данных (PDS - параметрической кольцевой структуры, элементы которой формируются операторами геометрически-ориентированного языка; DDSR3 - структуры данных 3D представления, формируемой из PDS при активации вывода; DDSR2 - структуры данных 2D представления, формируемой из DDSR3 при выполнении преобразований, проецирования и отображения). В языке предусмотрены 2 группы геометрических операндов - простые геометрические элементы (точки, прямые, плоскости, последовательности точек, поверхности, тела) и составные геометрические элементы, образованные либо из элементов одного, либо разных типов. Над геометрическими операндами определены геометрические операции. Графические логические операции служат для проверки значения геометрического операнда и проверки, содержится ли геометрический операнд в некотором другом. Имеются графические операции ввода/вывода и увязывания физико-технических данных с геометрическими операндами.

В качестве примера графического расширения PL-1 можно привести GPL/1, где PL-1 расширен на векторные, двух и трехмерные типы данных и векторные операции. Введены переменные типа IMAGE, которые могут принимать значения, определяемые комбинациями элементов данных изображения вектора, строки, функциями изображения и др. Значения переменных типа IMAGE состоит из двух частей - атрибутной и собственно изображения. Над изображениями определены операции присоединения, объединения, позиционирования, масштабирования, вращения. Введен тип данных GRAPHIC и совокупность атрибутов, описывающих данные этого типа.

Предусмотрено три разновидности элементов данных типа GRAPHIC: DESIGN, из которых строится изображение, все или некоторые элементы которого могут меняться (пример - вывод на дисплей); DISPLAY - аналогично DESIGN, но не может быть изменений (пример - вывод на графопостроитель); STORAGE - для запоминания и последующего воспроизведения изображений.

Оператор GET используется для извлечения изображения из элемента данных, оператор ERASE - для выборочного либо полного стирания. Предусмотрены также средства для ведения очереди ввода и манипулирования ею.
Анализ вышеприведенных, а также других синтаксических расширений алгоритмических языков показывает, что:

  1. · вводятся данные графических типов;

  2. · определяются операции над ними;

  3. · разрабатываются средства для структуризации, сохранения, манипулирования и отображения изображений;

  4. · устанавливаются правила ведения интерактивной работы.

В целом следует отметить, что подход, основанный на синтаксическом расширении того или иного алгоритмического языка, был характерен для раннего, скорее исследовательского, периода развития машинной графики и имеет следующие основные недостатки:

  1. · требуются значительные затраты труда высококвалифицированных системных программистов как на этапе первоначальной разработки, так и при необходимости расширений;

  2. · из-за использования в определенной мере экзотического языка безусловно нарушается переносимость прикладных программ;

  3. · вводимые в язык графические конструкции не имеют сколько-нибудь серьезных преимуществ перед операторами вызова функций или подпрограмм;

  4. · практически все графические операторы требуют интерпретации, так как они, как правило, программируются как вызовы некоторых библиотечных подпрограмм.

Выше отмеченные недостатки систем с графическим языком высокого уровня привели к тому, что в настоящее время наибольшее применение получили процедурные графические расширения алгоритмических языков, так называемые процедурные языки.
Процедурные графические языки

Процедурные языки - это пакеты графических подпрограмм (графпакеты), доступные из программ на самых различных языках. Процедурные языки особенно удобны для тех приложений, в которых некоторой функции можно поставить в соответствие семантическую подпрограмму. Именно таким приложением и является изобразительная машинная графика, объектами которой являются искусственно созданные изображения. Тесно к этой области приложений прилегает и перцептивная машинная графика, объектами которой являются либо искусственно созданные изображения, либо изображения, выделенные из того или иного представления окружающего мира. Функционально генерацию изображений и манипуляцию с ними естественно представить в виде исполнения команд, использующих имена, координатные и иные данные, характеризующие объект манипулирования. Для выполнения таких действий нет необходимости в наличии графических типов данных, а сами действия удобно представить в соответствующих подпрограммах. Подпрограммы при этом фактически представляют собой мощное и легко модифицируемое семантическое расширение языка. Именно поэтому графические расширения языков за счет создания пакетов графических подпрограмм нашли самую широкую поддержку как со стороны разработчиков системного обеспечения, так и со стороны пользователей. Обрабатывающую систему можно представить как состоящую из базовой графической системы, осуществляющую чисто графические функции и прикладной программы, осуществляющей необходимые вычисления и управление. Концептуальная модель интерактивной системы при таком подходе представлена на рис.13.




Рис.13: Концептуальная модель интерактивной системы машинной графики с явным выделением графической компоненты

Назначение графической системы в такой модели состоит в преобразовании двух или трехмерной модели объекта, формируемой прикладной программой, в графические команды и данные, либо передаваемые на устройства, либо запоминаемые в той или иной графической структуре данных.

На пути использования пакетов графических подпрограмм достигнуты наиболее впечатляющие успехи в использовании и развитии средств машинной графики в том числе связанные с:

· обеспечением аппаратной независимости прикладных программ, т.е. независимости от конкретных используемых графических устройств при условии приблизительного соответствия их возможностей;

· обеспечением адаптируемости прикладных программ, т.е. легкости приспособления к новым функциональным требованиям;

· обеспечением мобильности прикладных программ, т.е. легкости их переноса в иное окружение.

Аппаратная независимость средств отображения обеспечивается их построением по иерархическому принципу в виде некоторого набора логических уровней. Одна из разновидностей иерархического принципа - принцип перевернутой пирамиды. При этом подходе на нижнем уровне располагается аппаратно-зависимый драйвер с минимально допустимым набором возможностей, например, позиционирование, построение отрезка, дуги окружности и т.д. При необходимости использования другого устройства достаточно заменить драйвер. Системы, построенные по принципу перевернутой пирамиды, например, GINO-3D, ГРАФОР, как правило, ориентированы на работу с несложными устройствами. Использование устройств с более богатыми возможностями влечет за собой либо их неэффективное использование, либо переделку графической системы, т.е. в сущности тормозится развитие средств вывода. В этом заключается основной недостаток таких систем.

Более гибкое и мощное использование иерархического принципа заключается в разбиении средств вывода графпакета на три логических уровня с четкой фиксацией уровней и соблюдением интерфейсов между ними. Каждый уровень является для последующего некоторым виртуальным графическим устройством. Такой подход позволяет безболезненно модифицировать (улучшать) отдельные уровни, легко распределять программное обеспечение между различными ЭВМ, стыковать графическую систему с другими компонентами программного обеспечения.

На первом - нижнем уровне находятся аппаратно-зависимые драйверы устройств (иногда организованные в виде самостоятельных графпакетов), обладающие достаточным набором типичных элементарных функций. Назначение этого уровня - формирование файлов вывода на графические устройства.

На втором - среднем уровне находится аппаратно-независимый графпакет общего назначения.

На третьем - верхнем уровне находятся проблемно-ориентированные графпакеты.

По иерархическому принципу организовано большинство графических систем, наряду с упомянутыми GIND-3D и ГРАФОРом можно назвать, например, СМОГ, АТОМ, ДИГРАФ, ГРАФСМ, АНЕГРАФ, АТЛАНТ, УНИГРАФ, ГРАС и целый ряд других.

Адаптируемость прикладных программ в части средств вывода естественным образом обеспечивается последовательным использованием иерархического принципа, т.е. либо заменой требуемого уровня, либо надстройкой необходимых уровней.

Мобильность прикладных программ по отношению к изменению технических средств обеспечивается возможностью использования соответствующих драйверов устройств. Мобильность относительно ЭВМ обеспечивается реализацией функционально идентичных графпакетов для ЭВМ различных типов. Основные преимущества подхода с использованием графпакетов состоят в следующем:

  1. Легкая обучаемость, так как пользователь пакета не выходит за рамки удобного либо привычного ему языка.

  2. Легкая расширяемость за счет написания самим пользователем подпрограмм, необходимых для его приложения. Задача системных программистов состоит в том, чтобы дать "базисный" пакет, пригодный для многих пользователей и многих приложений.

  3. Легкая переносимость прикладной программы на другие ЭВМ.

  4. Легкая адаптируемость к новым требованиям либо аппаратным возможностям.

  5. Легкое обеспечение многоязыковости либо за счет наличия функционально идентичного пакета для другого языка, либо за счет использования одной и той же библиотеки в рамках многоязыковой системы программирования, либо за счет единого исполнительного модуля, доступного с помощью пакетов процедур связи из различных систем программирования.

Очевидными недостатками такого подхода являются:

  1. Недостаточная гибкость, связанная с тем, что заранее фиксированный выбор "базисного пакета" со сравнительно ограниченными средствами может значительно усложнить прикладную программу, требующую функций, выходящих за рамки "базисных".

  2. Громоздкость, связанная с тем, что простота расширений в сочетании с недостаточной гибкостью провоцирует либо на создание множества подпрограмм по разному выполняющих схожие функции, либо на создание универсальных подпрограмм с большим числом разного рода дополнительных параметров для преодоления ограничений или неэффективностей.

Несмотря на отмеченные недостатки, можно уверенно утверждать, что создание пакетов графических подпрограмм является основным средством разработки графического программного обеспечения.

Языки диалога

Язык диалога, наряду с прочими атрибутами, такими как полнота, точность и скорость решения задачи, является одной из важнейших компонент прикладной интерактивной системы.

Обычно предполагается, что конечным пользователем интерактивной системы является специалист в некоторой предметной области, решающий с помощью ЭВМ требуемую задачу и взаимодействующий с ЭВМ на языке предметной области (входном языке).

Входные языки существенно отличаются от алгоритмических языков как внешне, так и по применению. Фразами такого языка являются изображения и действия. Применение такого языка отличается тем, что входные команды интерпретируются и исполняются по мере их поступления от пользователя, а не транслируются в объектный код и лишь затем исполняются. Наибольшее распространение получили два типа диалога - диалог инициируемый ЭВМ и диалог инициируемый пользователем. Диалог в этих случаях ведется в форме "запрос-ответ". При диалоге 1-го типа пользователь либо заполняет форму, выдаваемую на экран, либо выбирает одну из альтернативных возможностей (команд). При диалоге 2-го типа пользователь подает те или иные допустимые в данный момент времени директивы. Альтернативные языки более просты в обучении и использовании, поскольку не требуют знаний форматов и символики различных директив, действия более просты, так как нет необходимости полностью вводить фразу или директиву и не надо помещать выбранный элемент данных в определенную позицию формата.

Различные аспекты проблемы взаимодействия человек-ЭВМ освещаются во многих работах. Так, например, сформулированы требования, которым должен удовлетворять диалоговый входной язык:

  1. · эффективность, полнота, естественность;

  2. · расширяемость;

  3. · обеспечение обратной связи;

  4. · устойчивость к ошибкам;

  5. · адаптируемость к пользователю.

В сущности входной язык состоит из двух компонент:

  1. · язык формулирования пользователем команд и входных данных для ЭВМ (реплики человека);

  2. · язык ответов пользователю (реплики ЭВМ).

Реплики человека выражаются в действиях с различными диалоговыми устройствами. Реплики ЭВМ выражаются в графических образах, либо звуковых сообщениях.

Как уже отмечалось, к числу существенных характеристик прикладных программ относятся аппаратная независимость от используемых графических устройств и мобильность - легкость переноса в иное окружение. Эти характеристики в части средств вывода - исполнения реплик ЭВМ обеспечиваются использованием виртуальных устройств отображения. Достижение аппаратной независимости при вводе реплик человека также обеспечивается введением понятий виртуальных устройств ввода, являющихся абстракциями реальных физических устройств. Программная поддержка средств ввода строится по иерархическому принципу и организуется в виде пакета подпрограмм. На нижнем уровне находятся драйверы устройств. На верхнем - виртуальные устройства ввода. При этом одно виртуальное устройство ввода может быть реализовано с использованием нескольких физических и наоборот.

В настоящее время общепринятым считается выделение шести классов виртуальных устройств ввода:

ЛОКАТОР для ввода позиции;

ШТРИХ для ввода последовательности позиций;

ДАТЧИК для ввода скалярного значения (числа);

 ВЫБОР для выбора одной из альтернативных возможностей;

 УКАЗКА для указания объекта на изображении;

 КЛАВИАТУРА для ввода строки символов.

В стандарте CGI, определяющем интерфейс между аппаратно-независимой и аппаратно-зависимой частями графической системы, дополнительно к перечисленным предлагаются еще два класса виртуальных устройств:

 РАСТР (AREA) для ввода растровых картин;

 ОБЩЕЕ (GENERAL) для ввода иных данных, например, ввод голоса.

Мобильность прикладных программ по отношению к изменению технических средств обеспечивается последовательным использованием только виртуальных устройств. Мобильность по отношению к ЭВМ обеспечивается реализацией функционально идентичных пакетов подпрограмм для ЭВМ различных типов.
Метафайлы

Графический метафайл представляет независимый как от устройств, так и от приложений механизм для передачи и хранения графических данных. Дополнительно были разъяснены базовые принципы, на которые опирается разработка графических метафайлов:

Метафайл GKSM

Ядро графической системы предоставляет прикладной программе интерфейс с графическим метафайлом, получившим название GKS-метафайл (GKSM), и как часть стандарта официальный документ содержит описание функции этого интерфейса.

Формат и Содержание записей метафайла находится в приложении, которое не входит в стандарт. Это разделение вызвано необходимостью обеспечить независимость стандартизации метафайла от конкретных систем или устройств.

Содержание метафайла

Метафайл GKSM описывает плоские изображения, представленные последовательностью записей данных (items), сгенерированных в результате вызова функций ЯГС. Как известно, функции ЯГС сгруппированы по возрастанию функциональных возможностей на совместимые снизу вверх уровни. Хотя на этом и не заостряется внимание, уровни ЯГС полностью определяют соответствующие уровни метафайла GKSM. Таким образом, в простейшем случае в метафайл входит всего двенадцать типов записей, представляющих ломаную, полимаркер, текст, простые атрибуты, а также записи заголовка файла, заголовка изображения и конечную запись. На более высоких уровнях содержатся записи функций задания прочих атрибутов (цвета, толщины линии, шрифта и т. д.), растровых примитивов и операций над сегментами. Дополнительно к графическим записям в метафайл может входить и произвольная, зависящая от приложений, информация.

Формат записей метафайла

Метафайл GKSM строится как последовательность логических записей переменной длины. Каждая запись начинается с поля ключа, определяющего его тип. Затем для облегчения пропуска интерпретатором ненужных записей следует длина данных в записи. Длина ключа колеблется от одного до восьми байтов; внутреннее представление вещественных и целых чисел выбирается в достаточно широких пределах. Возможны форматы данных как двоичный, так и в коде ASCII. Используемый текущий формат представления указывается в заголовке файла, который предшествует все прочим записям любого метафайла. Логические записи последовательно отображаются на физические записи, имеющие образ перфокарт.
Уровни метафайлов

Первая версия метафайла, разрабатываемого группой WG2 для стандартизации на международном уровне, обязана включать только функции графики.

Тем не менее, существует и настоятельная потребность в интеграции как графической, так и прикладной информации в единый метафайл с распределенными по возрастающим снизу вверх уровням возможностями. На самом высоком уровне графические составляющие таких ориентированных на приложениях файлов, как IGES, могут быть совмещены с соответствующими форматами графического метафайла. Один из путей достижения расширенной функциональности без потери общности, свойственной простым графическим метафайлам, заключается во введении дополнительных уровней метафайла подобно многоуровневой структуре ЯГС. И если три нижних уровня на этом рисунке построены по принципу возрастания графических возможностей, то верхний уровень уже зависит от приложения. Можно разработать специальный интерпретатор, который на основе графического содержимого будет генерировать.

В заключение следует сказать о связи между метафайлами CGM и GKSM. Первый следует рассматривать скорее как метафайл описания статических изображений, в который не включены никакие функции изменения (например, сегментации), а второй - это скорее протокол работы ЯГС. Если уровень вывода 0, то эти два метафайла функционально эквивалентны. Простым перекодированием можно перевести данные из формата одного метафайла в формат другого; на более высоких уровнях GKSM содержит функции сегментации, поэтому ЯГС должно обработать все эти функции и только после создания окончательного изображения занести его в CGM.

Подобная несовместимость может быть преодолена либо путем развития функций CGM, либо принятием описания GKSM как стандарта ISO. Но все-таки желательно, чтобы оба они являлись стандартами, оба служили для хранения изображений на уровне 0 и оба представляли собой файлы-протоколы на уровне 1.


Уровень


Содержание


L3 — прикладной слой


L2 + проблемно-ориентированные данные (объекты САПР, их геометрия и свойства)

L2 — механизмы описания

L1 + описания и ссылки на символы, макросы и штифты

L1 -структурированное изображение

LO + сегментация изображения: преобразование частей изображения и идентификация

LO — изображение

Графические примитивы и атрибуты


Рисунок 13 Многоуровневая структура графических метафайлов

Вопросы для самоконтроля

  1. Дайте определение метафайлу?

  2. Что такое графические языки?

  3. перечислите особенности графических языков высокого уровня.

  4. Перечислите основные проблемы разработки и использование графических языков.

  5. В каких ситуациях используют процедурные графические языки?

  6. Перечислите преимущества и недостатки использования графпакетов.

  7. Что содержит метафайл?

  8. Как строится метафайл?

  9. Что описывает метафайл GKSM?

Дайте определение понятию уровня метафайла.

6. Архитектура графических терминалов и графических рабочих станций.

Графические рабочие станции представляют собой компьютеры, позволяющие выполнять программы обработки графики с высоким разрешением, сильно нагружающие центральный процессор (ЦП) и графические наборы микросхем. К числу таких специализированных приложений относятся САПР/АСУП (автоматизированные системы проектирования/ автоматизированные системы управления производством), системы визуализации данных, автоматизированные системы разработки программного обеспечения (CASE) и почти все программы анимации такого типа, как использовались при съемке Парка юрского периода. В большинстве этих программ реализуется трехмерная графика, поэтому для их выполнения требуются соответствующие аппаратные средства.

В прошлом персональные компьютеры класса PC плохо справлялись с ролью графических станций. В мире графики правили бал рабочие станции Unix таких фирм, как Digital Equipment Corp., Hewlett-Packard Co., SGI и Sun. Каждая из этих рабочих станций работала под управлением собственной версии UNIX, а цена таких станций в пять - семь раз превышала цену, которую мы в то время платили за ПК. Хотя ПК могли решать фундаментальные задачи графики, они не обеспечивали достаточной производительности и разрешения для графических задач высокой сложности. И во многих случаях профессиональные графические программы, например пакеты для проектирования, на ПК не устанавливались.

Но ситуация быстро меняется. ПК приобрели широкую популярность, а их отставание от рабочих станций по производительности и функциональным возможностям уменьшилось. Поскольку ПК функционально представляют собой всего лишь набор компонентов, изготовители нашли способы модифицировать технологию, которая в то время лежала в основе высокопроизводительных рабочих станций. Безусловно, возросла вычислительная мощность процессоров. Но еще важнее то, что ПК превратились в высокопроизводительные многопроцессорные системы, работающие под управлением таких операционных систем, как Windows NT, чтобы полностью использовать вновь обретенные возможности. Можно сказать, что изготовители ПК рассматривали технологию существующих графических рабочих станций в качестве цели, а не конкурента. В большинстве случаев профессиональные рабочие станции высокого класса пока еще обеспечивают лучшую производительность при работе с графикой, но ПК очень быстро их догоняют.

И если ПК прокладывают себе путь наверх, чтобы достичь производительности машин класса рабочих станций, то изготовители рабочих станций работают над созданием станций более низкого класса. Поскольку ПК обладают лучшим соотношением стоимость/производительность, они захватывают у рабочих станций рынки сбыта. Чтобы противостоять этому, изготовители рабочих станций предлагают менее дорогие варианты своих изделий.

Суперстанции

Суперстанция (superworkstation) - это соединение в одной системе возможностей рабочей станции (3D графика, интегрированность) и суперкомпьютера (быстрый ввод/вывод, векторизация вычислений). В настоящее время на западном рынке представлено около 120-ти моделей рабочих станций и 20-ти моделей Х-терминалов. Среди них около 20-ти можно считать суперстанциями, отобранными, например, по производительности при работе с 3D графикой.

Типичную суперстанцию можно описать, как организованную эффективным образом систему из следующих компонент:


Ближайшие перспективы

Рабочие станции развиваются более динамично, чем другие классы компьютеров: рост рынка, снижение цен, рост производительности. Современные достижения в областях: ЦПУ, шины, графика, ОС, диски, могут быть использованы в рабочих станциях.

Указанные процессы приведут к тому, что:

Компоненты современных растровых дисплейных систем

Анализируя тенденции развития архитектур растровых графических рабочих станций (ГРС), ориентированных на интерактивную графику можно отметить, что за последние годы сформировалась и стала традиционной архитектура, включающая центральный процессор и растровую графическую дисплейную систему. Центральный процессор выполняет функции обмена информацией между ГРС и внешним миром (базовой ЭВМ или вычислительной сетью), диспетчеризации потоков данных между компонентами рабочей станции и предварительной обработки данных. Растровая графическая дисплейная система осуществляет функции формирования и модификации наборов данных в памяти изображения (видеопамяти) и управляет режимами вывода графической информации на растровый монитор.

Растровая графическая система современной архитектуры состоит из следующих функциональных компонент:

  1. Видеопамять служит для хранения графических данных в растровой форме.

  2. Графический процессор (либо несколько таких процессоров и, возможно, геометрический процессор) реализует основные функции по формированию изображений в видеопамяти. В современных 2D системах графические процессоры, как правило, выполняют два класса операций: преобразование графических примитивов в растровую форму (функционально-растровые преобразования) и копирование прямоугольных блоков видеопамяти (растровые операции - Raster Op).

  3. Видеоконтроллер формирует управляющие сигналы для организации доступа к видеопамяти со стороны графических процессоров (возможно, и со стороны центрального процессора), а также обеспечивает регенерацию экранного буфера видеопамяти - части видеопамяти, отображаемой на экран монитора. Кроме этого в состав видеоконтроллера, как правило, входит аппаратура управления графическим монитором, схемы таблицы цветности для управления оттенками цветов и градациями яркости изображения и, возможно, средства поддержки ряда атрибутов изображения таких ка, например, мерцание, подсветка, наложение и т.п.

Видеопамять

В растровых дисплейных системах видеопамять организована в виде прямоугольного массива точек. Элемент видеопамяти, стоящий на пересечении конкретных строки и столбца видеопамяти, хранит значение яркости и/или цвета соответствующей точки. Отображаемая на экране часть видеопамяти называется экранным буфером (буфером регенерации или экранной битовой картой). Регенерация изображения осуществляется последовательным построчным сканированием экранного буфера.

Так как каждый элемент видеопамяти определяет один элемент отображения размером в точку на экране монитора, то каждая точка экран (и соответствующий ей элемент видеопамяти) обозначаются термином пиксел (pixel - picture element).

Регенерация видеопамяти

Задача системы вывода изображений (видеоконтроллера) состоит в циклическом построчном просмотре экранного буфера от 25 до 100 раз в секунду. Адреса видеопамяти генерируются синхронно с координатами растра и содержимое выбранных пикселов используется для управления цветом и интенсивностью луча.

Генератор растровой развертки формирует сигналы отклонения и управляет адресными X и Y регистрами, определяющими следующий элемент буфера регенерации.

В идеальном случае время, требуемое для регенерации экранного буфера, должно быть много меньше, чем время, необходимое для манипуляций с данными, что позволит быстро обновлять или двигать изображение. Это означает, что усилители отклонения и усилитель, управляющий интенсивностью луча, должны быть очень широкополосными, чтобы обеспечить требуемую скорость передачи данных между экранным буфером и системой вывода изображения.

Модификация данных в видеопамяти

Рассмотрим архитектуры видеопамяти с точки зрения манипуляции/обновления данных. Вопросы, относящиеся к выборке и обработке данных в видеопамяти графическим и/или центральным процессором, оказывают существенное влияние как на организацию самой видеопамяти, так и на внутреннюю архитектуру технических средств формирования изображений.

Каждый пиксел, выводимый на экран монитора, состоит из отдельных битов видеопамяти, находящихся внутри куба.

Соотношение между значением пиксела, отображаемого из экранного буфера видеопамяти, и цветом на экране монитора устанавливается с помощью таблицы цветности видеоконтроллера. Доступ к данным, хранящимся внутри куба, необходим для их модификации и манипуляций с ними, регенерации экранного буфера и его обновления. В основном имеются 3 конфигурации: организация видеопамяти "в глубину", ориентированная на обработку элементов отображения - ЭО (пикселов), организация видеопамяти в виде битовых слоев (разрядных матриц) и "смешанная" архитектура.

Архитектура "в глубину"

При такой организации видеопамяти обрабатываемые в каждый момент данные есть пиксел. В этом случае для многих слоев видеопамяти, генерируемый адрес вызывает слово данных, представляющих композицию битов "сквозь" слои, составляющие видеопамять (отсюда появился термин "глубина пиксела" - "pixel depth"). Такая архитектура применяется в системах высокого разрешения, предназначенных для обработки цветной трехмерной графической информации, например, в обработке изображений и моделировании структур твердых тел, т.е. там где значения каждого пиксела подвергаются интенсивным вычислениям. Эти применения, как правило, требуют "глубины пиксела" от 8 до 22-24 бит. В архитектуре "в глубину" данные в видеопамяти обрабатываются поэлементно. В случае использования для воспроизведения изображений, состоящих из нескольких цветовых плоскостей, адрес, направляемый в экранный буфер, генерирует слово данных, составленное из битов, представляющих собой одноименные разряды требуемых разрядных матриц.

"Слойная" архитектура

В "слойной" ("plane") архитектуре данные видеопамяти обрабатываются как одно слово (обычно 16 бит) в каждый момент времени (пословная обработка) и отдельно для каждого слоя (разрядной матрицы).

Чтобы изменить один разряд слова видеопамяти, вместе с ним необходимо передать и оставшиеся 15 разрядов. Кроме того, для того чтобы обеспечить позиционирование и перемещение изображения с точностью до бита и с удовлетворительной скоростью, требуется специализированная аппаратура, осуществляющая быстрые сдвиги и "слияния" цепочек битов видеопамяти ("barrell shifter"). Однако, несмотря на это условие, "слойные" архитектуры видеопамяти являются наиболее популярными в интерактивных 2D системах, так как требуют менее интенсивных вычислений значений пикселов (по сравнению с архитектурой "в глубину"), но более интенсивных вычислений при создании и перемещении изображения. Такие архитектуры видеопамяти часто находят применение в системах обработки инженерной и экономической информации, поскольку для них характерен значительный объем операций, связанных с манипуляциями данными и перемещении изображения.

Кроме того, достоинством такой архитектуры является возможность пословного доступа к видеопамяти со стороны центрального процессора (при соответствующей организации такая видеопамять для центрального процессора ничем не отличается от обычной оперативной памяти). Пословный доступ при достаточной разрядности слова (16-32 бит) и ограниченных требованиях к цвету (до 16 цветов, что требует четырех слоев видеопамяти) и при наличии аппаратных средств быстрого сдвига дают выигрыш в скорости, так как за один цикл памяти считывается сразу 16-32 битов данных, подлежащих модификации.

"Смешанная" архитектура

В этой архитектуре доступ к данным видеопамяти может производиться как по "глубине" пиксела, так и в "ширину", реализуя лучшие возможности обеих архитектур.

Следует отметить, что такие архитектуры в последнее время применяются в дисплейных системах наиболее дорогих рабочих станций, поскольку требуют значительных аппаратных затрат на их реализацию.
Технические средства формирования изображений

В основе архитектуры современных рабочих станций лежат многопроцессорность и конвейерная обработка. Такой подход позволяет разделить процессы модельных, видовых и функционально-растровых преобразований и дает возможность каждому из них выполняться на выделенном, как правило, специализированном устройстве со своей собственной скоростью. (Модельные преобразования - преобразования, используемые для построения модели объекта в системе координат пользователя. Видовые преобразования - преобразования, используемые после модельных при выполнении отображения в поле вывода. Математически модельные и видовые преобразования имеют одинаковую форму, но применяются в различное время и относятся к разным подсистемам графического конвейера. Функционально-растровые преобразования - преобразование примитивов вывода в растровую форму).

Из вышеперечисленных наиболее длительным и обрабатывающим большие объемы данных является процесс функционально-растровых преобразований.

Ускорение этого процесса достигается за счет усложнения архитектур дисплейных систем, в состав которых вводятся дополнительные вычислительные мощности - от высокопроизводительных процессоров общего назначения и/или специально разрабатываемых процессоров до специализированных графических СБИС, берущих на себя основные функции по формированию изображений в растровой форме и управлению видеопамятью.

Высокоскоростные графические системы

Требования к высокоскоростным графическим системам

В дополнение к задачам растеризации, высокоскоростные графические машины требуют сбалансированной обработки моделирования, геометрических вычислений, освещенности и свойств материала. Эти требования необходимы для:

Графические рабочие станции от фирмы SILICON GRAPHICS

Суперкомпьютеры компании Silicon Graphics хорошо известны среди специалистов по компьютерной графике, но работать на них доводилось, увы, немногим. Эти машины далеко недешевы, соответственно, не всякая компания может их себе позволить. И вот, наконец, на пороге третьего тысячелетия на рынке графических станций появились новые недорогие компьютеры Silicon Graphics 320 и 540 на базе процессоров Intel Pentium II, III, работающие под управлением операционной системы Windows NT. Эти станции по заявлению компании разработчика открывают массовому пользователю графические и мультимедийные возможности высочайшего клас- са, идеально сочетая мощную 3D графику, видео, мультимедиа с высокой производительностью и доступной ценой персонального компьютера. В этих станциях удачно объединяются достижения компаний Silicon Graphics, Intel, Microsoft.

Эти новые модели, названные Visual Workstation (визуальная рабочая станция), имеют уникальную архитектуру интегрированной визуальной обработки (Integrated Visual Computin, IVC). Для реализации этой архитектуры потребовалась разработка новых микросхем Cobalt, обслуживающих работу процессора и памяти, которые и стали "сердцем" архитектуры IVC. Набор этих микросхем, используя ускорение на аппаратном уровне, позволяет манипулировать с двухмерными и трехмерными графическими изображениями, выполнять затенение, освещенность, прорисовку деталей на экране компьютерного монитора. За счет высокоскоростных соединений возможен обмен графическими данными с памятью со скоростью 3.2 ГБ/с и ввод/вывод со скоростью 1.6 ГБ/с. Пропускная способность системы расширена за счет использования двух независимых 64-разрядных шин PCI и позволяет поддерживать одновременно сложные графические модели и потоки несжатого видео в стандартах PAL или NTSC. Система может работать с несжатым видео в реальном времени. Архитектура с разделяемой памятью позволяет присоединять видео как графический компонент, растровое видео как текстуру или захватывать и воспроизводить многочисленные потоки видео.

Конфигурация рабочей станции Silicon Graphics 320 включает до двух процессоров Pentium II (частота 350, 400, 450 МГц) и Pentium III (частота до 500 МГц), синхронное динамическое ОЗУ (ECC SDRAM) емкостью от 128 МБ до 1 ГБ, работающее на частоте 100 МГц (с циклом 50 нс), шину памяти 256 бит. Silicon Graphics 320 стандартно поставляется с тремя слотами расширения PCI (один слот (PCI-32) - 32 бита и два слота (PCI-64) - 64 бита), двумя отсеками для дисководов, встроенным флоппи-дисководом, 32-скоростным CD-ROM. Экранное разрешение до 1920х1200 при частоте вертикальной развертки 66 Гц, 32-битная палитра RGBA (24-битный цвет плюс 8 бит для альфа-канала). Пользователь может выбрать жесткий диск до 14.4 ГБ с интерфейсом Ultra ATA/33 или 9.1 ГБ с интерфейсом Ultra2 SCSI. Система имеет композитный вход (NTSC или PAL), выход (разъем RCA) и S-Video вход/выход, 2 цифровых интерфейса IEEE-1394 (400 МБ/с), интегрированный порт Fast Ethernet 10/100 Base-T. Пропускная способность системы позволяет поддерживать 2 потока несжатой видеоинформации (с использованием дополнительных опций).

На основной плате более мощной рабочей станции Silicon Graphics 540 можно разместить до четырех процессоров Pentium III Xeon (частота до 550 МГц) и память емкостью от 128 МБ до 2 ГБ. Рабочая станция оснащается шестью слотами расширения PCI (PCI-64), тремя отсеками для дисководов, встроенным флоппи-дисководом, 32-скоростным CD-ROM. Пользователь может выбрать жесткие диски емкостью 9.1 ГБ со скоростью вращения 7200 об./мин, 9.1 ГБ/10000 об./мин или 18.2 ГБ/10000 об./мин с интерфейсом Ultra2 SCSI SCA. Система оснащена двумя разъемами IEEE-1394 (400 МБ/с), композитным и S-Video входом/выходом. Пропускная способность позволяет поддерживать 2 потока несжатого видео. При работе с графикой поддерживается разрешение до 1920х1200.

Обе рабочие станции совместимы с недавно выпущенным цифровым монитором с плоской панелью Silicon Graphics 1600SW, который обладает 17.3-дюймовым экраном SuperWide и характеризуется высоким разрешением 1600х1024.

Новые рабочие станции Hewlett-Packard

Стремясь захватить лидерство в использовании новых технологий EM64T и PCI Express, компания HP выпустила три новые графические рабочие станции. Системы xw8200 и xw6200 опираются на новый чипсет Intel E7525 и один или два процессора Xeon с технологией EM64T. Рабочая станция xw6200 поддерживает до 8 Gb оперативной памяти, а xw8200 сможет вместить до 16 Gb памяти, как только станут доступны DIMM объемом 2 Gb. Модель HP xw4200 использует набор логики Intel 925X и один процессор Pentium 4. Эта система позволяет установить до 4 Gb оперативной памяти и сможет поддерживать технологию EM64T как только Intel выпустит процессор Prescott.

Все три рабочие станции имеют системную шину с частотой 800 MHz и интегрированный контроллер жесткого диска Serial ATA с поддержкой RAID. Каждая из станций включает в комплект один графический слот PCI Express и один (или более) слот расширения PCI Express, а также традиционные слоты PCI. В дальнейшем HP планирует предлагать ряд графических карт под PCI Express от NVIDIA и ATI, ну а в качестве ультраопции – новую карту 3Dlabs Wildcat Realizm 800.

Первоначально в комплектации будут процессоры с максимальной частотой 3.4 GHz. По мере снижения цен на процессоры HP перейдет на 3.8 GHz. Процессоры с частотой 4.0 GHz ожидаются к концу года.

Все три модели работают с операционными системами Windows XP Professional и Red Hat Enterprise Linux WS 3.0. Ориентировочная розничная цена этих рабочих станций в США примерно такая: xw6200 – 1 400 долл.; xw8200 – 1 800 долл.; xw4200 – 850 долларов.
Графические системы для профессиональных издателей

Наряду с бурным развитием элементной базы настольных издательских систем, предоставляющих возможность индивидуальной работы в области полиграфии и дизайна, наблюдается прогресс и в области профессиональной издательской деятельности. Основную базу последней составляют графические рабочие станции, при этом прослеживается тенденция увеличения их мощности при одновременном снижении стоимости. По данным западных экспертов, дешевеют даже рабочие станции высшего класса на платформе Unix. Одновременно с этим системы на платформе Intel под управлением Windows NT начинают вторгаться на территорию Unix.

Это приводит к очень жесткой конкуренции среди производителей графических станций. Конечно, выбор аппаратного обеспечения зависит от используемого программного обеспечения и типов задач, которые решаются с помощью этих приложений. Однако независимо от технических деталей важно понимать, что внутреннее устройство компьютеров эволюционирует быстрее чем когда-либо, причем новые технологии очень сложны. Высочайшая производительность достигается за счет интеграции различных внутренних усовершенствований в конструкции компьютера. В то же время эти изменения могут приводить к несовместимости отдельных блоков, что в конечном итоге приводит к сбоям в работе и потере информации. Для предотвращения этого все основные поставщики графических рабочих станций тесно сотрудничают с разработчиками программ, такими как Adobe, Corel и Quark, стараясь добиться устойчивого взаимодействия системных компонентов и программных драйверов с различными приложениями.

Именно поэтому между рабочей станцией, сконструированной для обработки графики, и обычным, высокопроизводительным компьютером с дополнительной оперативной памятью или скоростной видеоплатой может быть существенная разница.

Давайте рассмотрим характеристики рабочих станций ряда ведущих производителей: Apple, Compaq, IBM, Intergraph и SGI. И хотя спецификации и компоненты этих машин, а также цены на них, постоянно меняются, вы по крайней мере сможете расширить полученные в предыдущих разделах (где упор был сделан на ПК, оснащенные процессорами Intel) представления о современной элементной базе. Наряду с этим вы составите общее представление о том, чего ждать и на что ориентироваться в мире графики. Тем более что темпы развития в этой области чрезвычайно динамичны — сегодня это параметры рабочей станции, а через год — характеристики типового компьютера.

Apple

Когда компания Apple выпустила компьютер Power Mac G4, она объявила, что эта система, согласно тестам собственной библиотеки спецификаций Intel для измерения производительности процессоров (Signal Processing Library Specifications), на 50-100% опережает Intel Pentium 800 МГц. Поэтому он был квалифицирован как «суперкомпьютер» и попал под государственные ограничения на экспорт.

Частично это было достигнуто За счет реализованного в процессоре G4 модуля Velocity Engine, который ускоряет определенные типы вычислений, наиболее часто выполняемые в программах обработки графики (подобных Photoshop). Системы поставляются с процессорами 400,450 и 500 МГц, оперативной памятью объемом до 256 Мбайт и поддерживают до 1,5 Гбайт памяти PC 100 SDRAM.

В процессоре G4 сочетаются великолепные компоненты и возможности подключения периферии. Слот 2xAGP поддерживает видеоплату ATI RAGE 128 Pro с 16 Мбайт оперативной памяти для улучшения производительности при обработке двухмерной и трехмерной графики. Система содержит один внутренний и два внешних порта Fire Wire, два порта USB, интерфейс 10/100 Base-T Ethernet; при необходимости может быть установлена плата беспроводного Ethernet. Интерфейс SCSI больше не входит в стандартную конфигурацию, но в качестве опции можно заказать плату Adaptec SCSI.

Стандарт FireWire (IEEE 1394) — это интерфейс последовательной шины, разработанный совместно компаниями Apple Computer и Texas Instruments еще в начале 90-х годов и адаптированный как стандарт IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers — Институт инженеров электронной техники) в 1995 году. Он быстрее и проще в использовании, чем SCSI. Подобно USB, FireWire поддерживает «горячую замену» — это значит, что вы можете подключать и отключать сканер FireWire без выключения компьютера. Обеспечивает производительность от 12,5 до 50 Мбайт/с.

Компания Apple позиционирует G4 как идеальную платформу для видеомонтажа и вместо CD-ROM включает в нее дисковод DVD-ROM с моделями 400 и 450 МГц (с моделями 500 МГц поставляется DVD-RAM). Стоимость систем G4 колеблется в диапазоне от $1600 до $3500.

Compaq

Компания Compaq продает рабочие станции с процессорами Intel Pentium III, работающие под управлением Windows NT и включающие большее количество опций и конфигураций, чем предлагается большинством других производителей. Графические возможности обеспечиваются различными видеоплатами компании Matrox, часть из которых поддерживает подключение двух мониторов. Жесткие диски - АТА или SCSI.

Для примера: машина младшего класса АР200 включает один процессор вплоть до Pentium III 733 МГц, оперативную память 64 или 128 Мбайт РС100 SDRAM и построена на основе набора микросхем Intel 440BX AGP.

Машины АР550 на базе Intel 840 поддерживают два процессора Pentium III 733 с системной шиной на частоте 133 МГц и 128 Мбайт 600 МГц ЕСС RDRAM, расширяемой до 1 Гбайт. В системы встроены как контроллер жесткого диска UltraS SCSI, так и Ultra ATA/66, поддерживающие дисковые накопители общей емкостью до 72 Гбайт. Стоимость систем составляет от $2400 до $6000 в зависимости от выбранной в обширном меню опций конфигурации.

IBM

Компания IBM, являющаяся пионером в разработке персональных компьютеров, предлагает графические рабочие станции с широким спектром характеристик. Ее рабочие станции высшего класса поддерживают мощные системы САПР, приложения моделирования SD-графики, финансового и научного анализа. В то же время машины младшего и среднего классов также вполне конкурентоспособны и ориентированы на дизайнеров и бюро допечатной подготовки.

У IBM традиционно высок уровень сервисной поддержки наряду с легкостью установки. Благодаря сотрудничеству с разработчиками программных продуктов достигается совместимость с большинством графических приложений, это позволяет IBM разрабатывать для своих аппаратных платформ оптимизированные драйверы приложений. Эти рабочие станции могут функционировать под управлением Windows NT и Linux — включая версию Linux от Corel с улучшенной поддержкой графики.

Настольные системы младшего класса IntelliStation E Pro поддерживают один процессор Pentium III с оперативной памятью Rambus объемом от 128 до 512 Мбайт и построены на основе набора микросхем Intel 820. Линия М Pro с набором Intel 840 и оперативной памятью Rambus от 512 до 2 Гбайт поддерживает два процессора Pentium III. Семи свободных отсеков вполне достаточно для всех видов периферийных накопителей, включая массив RAID.

Цены варьируются от $1700 до $7000.

Integraph

Большинство производителей рабочих станций изначально используют наборы стандартных для отрасли компонентов, например процессоры Intel. Но компания Intergraph разработала собственную системную архитектуру Wahoo, обеспечивающую повышенную пропускную способность системной шины и производительность при обработке графики. Результаты проведенных самой фирмой оценочных тестов показывают увеличение производительности на 10-30% по сравнению с системами на основе двух широко распространенных наборов микросхем Intel.

Проанализируем причины этого результата на примере графической станции Z х 10 ViZual Windows NT Workstation.

В ней устанавливается один или два процессора Pentium III 733 или 750 МГц.

Уникальной особенностью этой технологии является поддержка до 8 Гбайт памяти РС100 или РС133 SDRAM. Большинство других рабочих станций могут поддерживать максимум от 1 до 2 Гбайт оперативной памяти.

Еще одна интересная возможность — 64-разрядные слоты PCI, обеспечивающие удвоенную пропускную способность для новых технологий, которые смогут ею воспользоваться.

Порт 4 х AGP поддерживает различные графические платы IntenseSD Wildcat для достижения максимальной производительности при обработке рафики, но к моменту написания этой книги единственной платой, которую можно было установить в эту рабочую станцию, была Wildcat 4110 VIO 3D.

Благодаря усовершенствованиям в архитектуре система сможет поддерживать технологии, которые еще только появятся в ближайшем будущем, не снижая при этом производительности и используя современные стандартные компоненты. Разработчики Intergraph даже изменили конструкцию корпуса, оставив место для установки семи накопителей и усовершенствовав вентиляцию. Машины Z х 4 младшего класса стоят около $2000, в то время как начальная цена для Z x 10 составляет около $4000.

SGI

Silicon Graphics производит суперкомпьютеры Cray и различные рабочие станции Unix высшего класса, которые применяются для создания трехмерной анимации и сложных научных расчетов. Теперь компания выпускает и системы Windows NT/ Linux, которые позаимствовали часть возможностей по обработке графики у своих старших «братьев». В рабочих станциях реализована аппаратная поддержка ускорения таких функций, как расчет освещенности и наложения текстур через порт 4 х AGP с помощью собственного набора микросхем SGI. По заверениям разработчиков, эти станции обладают более высокой производительностью при обработке графики, чем любые другие системы на платформе Windows NT.

Модель SI 230 поддерживает один процессор Pentium III, в то время как модели 330 и 550 могут поддерживать два процессора. Во всех системах установлены быстрые жесткие диски Ultra DMA/66 или Ultra SCSI, оперативная память PC 133 МГц SDRAM или RDRAM, а также высокопроизводительные графические ускорители SGI, плюс несколько различных опций на выбор заказчика. Диапазон цен — от $3000 до $5000.
Вопросы для самоконтроля

  1. Что такое графические рабочие станции?

  2. Дайте определение суперстанции.

  3. Перечислите основные компоненты суперстанций и их характеристики.

  4. Перечислите основные компоненты графических систем.

  5. Какие существуют технические средства формирования изображений?

  6. Назовите требования к высокоскоростным графическим системам

  7. Поясните понятие «смешанная архитектура» графической станции.

  8. Приведите основные характеристики графических рабочих станций от фирмы SILICON.

  9. В чем особенность новые рабочие станции Hewlett-Packard?

  10. Какие существуют перспективы развития графических систем?

7. Реализация аппаратных модулей графической системы.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12


5. Графические языки, метафайлы
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации