Прикладное программное обеспечение

КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА

 

Компьютерная графика предполагает выполнение конструкторских документов в автоматизированном режиме на ЭВМ.

Конструкторскими документами называются графические (чертежи, схемы) и текстовые (спецификация, перечень элементов, технические условия и т.п.) документы, определяющие состав и устройство изделия и содержащие необходимые данные для его разработки, изготовления, контроля, приемки, эксплуатации и ремонта. Выполняются документы в соответствии с требованиями ЕСКД (единая система конструкторской документации).

Формально ЭВМ меняет инструментальную базу исполнителю документа, заменяя чертежные инструменты алфавитно-цифровой клавиатурой.

Следует при этом отметить, что ЭВМ предъявляет жесткие требования к профессиональной подготовке пользователя. Любой ответ в диалоге с ЭВМ должен соответствовать правилам выполнения чертежа и текущей задаче.

 

Технические средства компьютерной графики

 

Для получения качественного изображения на экране монитора требуется специальное оборудование. Компьютеры, представляющие ядро графической аппаратуры, оснащаются видеоадапторами или имеют специальную конфигурацию, что позволяет выполнять запись в видеопамять минуя центральный процессор, освобождая его для других операций.

Процессор должен обеспечивать проведение сложных расчетов и иметь развитые устройства для эффективного выполнения операций с плавающей точкой.

Видеоадаптор - специальный графический процессор, преобразующий координаты точек и линий в изображение. Он уменьшает нагрузку на магистраль и центральный процессор.

Графический монитор отображает информацию, хранящуюся в памяти компьютера. Они отличаются количеством воспроизводимых цветов и градацией яркости. Кроме палитры к важным характеристикам дисплеев относятся размер по диагонали и шаг точки.

Наряду с клавиатурой для ввода информации используются манипуляторы, которые предназначены для быстрого перемещения курсора по экрану дисплея, выбора пунктов меню и выделения фрагментов экрана.

 

 

Сканер позволяет вводить существующие на бумаге сложные изображения и тексты.

 

Прикладное программное обеспечение

 

Оно предназначено для выполнения на компьютере прикладным пользователем (инженером, ученым, студентом и т.д.) их профессиональных повседневных и перспективных задач. Прикладные расчетно-графические пакеты обслуживают ограниченные коллективы пользователей и направлены на решение конкретных задач.

Общение пользователя с прикладными программами осущеcтвляется через прикладной программный интерфейс. Он включает в себя диалоговые средства выбора программы из пакета, передачу данных в другие программы и на внешние устройства с изменением формата записи, выбор графических примитивов, геометрических и расчетных шаблонов, технологии изготовления изделия, базы данных и прикладных программ их создания и т.д.

В графические базы данных объединяются упорядоченные наборы записей с информацией о типе, параметрах, координатах, цвете, геометрических размерах плоских и объемных объектов, стандартах, условных обозначениях, взаимосвязях между объектами и т.д.

Учебное прикладное программное обеспечение должно соответствовать образовательному уровню пользователя и его желательно адаптировать к изучаемой дисциплине, включив в диалог пользователя ее понятия и термины, что стимулирует достаточную теоретическую подготовку обучаемого, например, по начертательной геометрии.

Cистемное программное обеспечение обеспечивает работоспособность прикладных программ, связывая их с аппаратурой вычислительной системы. Основой системного обеспечения является операционная система, представляющая собой единый комплект драйверов и утилит.

 

Компьютерная геометрия

 

Отличается от геометрии ручного исполнения чертежа тем, что любой элемент (точка, прямая, дуга, поверхности и т.д.) можно изобразить в графическом окне монитора после его математического и графического описаний. И то и другое будет соответствующей (математической, графической) моделью реального трехмерного пространства, которая выполняется по оговоренным правилам, например, прямоугольной системы координат (глава 1.1 стр. 3 и глава 2.7 стр. 56). Согласно рис. 3 положение объекта в пространстве определяется координатами базы и углами наклона внутренних осей к плоскостям проекций.

 

Геометрическое изображение проекции объекта на любую плоскость проекций зависит от положения базы и угла наклона к плоскости.

Изменением геометрического изображения проекции объекта можно изменять его положение в пространстве (управлять объектом). При этом будет автоматически изменяться геометрия изображения объекта на другие плоскости проекций. Следовательно, для управления объектом вместо пространственной геометрии можно использовать геометрию на плоскости.

В компьютерном исполнении чертежа для определения положения элементов по отношению к плоскостям проекций и друг к другу необходимы соответствующие операторы (программные примитивы), которые будут использоваться в качестве подпрограмм при разработке программы управления процессом или объектом. При этом конечный программный продукт будет содержать разработанные ранее операторы и обращения к ним.

Для обеспечения однозначности измерений одной и той же величины очередной оператор должен составляться на базе предыдущих. Оператор не должен включать в себя элементы выбора и анализа выходного параметра. В противном случае он может быть использован только в автоматизированной системе управления, предполагающей участие пользователя, и не может использоваться для создания другого оператора.

Исходными программными примитивами (операторами) для создания специализированной группы операторов являются операторы элементарной математики: сложение, вычитание, умножение, деление, извлечение корня, синус, косинус, арктангенс и т.д. Эти операторы есть в любом компьютере и составляют основу для программирования.

 

Длина отрезка

, где:

X1, Y1 - координаты начала отрезка, X2, Y2 - координаты конца отрезка.

Оператор: DlinaO(X1,Y1,X2,Y2,L).