'47 Интерактивная машинная графика: Структуры данных алгоритмы, языки. Пер. с англ. —М.: Мир, 1981. —384 с., ил.
машинной графике и организации связи человека с ЭВМ. а также для студентов и аспирантов соответствующих специальностей.
ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА
В конце 40-х — начале 50-х годов считалось, что 3—5 крупных (по тем временам) ЭВМ могут удовлетворить все запросы на вычисления в любой промышленно развитой стране. Однако жизнь очень скоро опровергла эти предположения. Количественный и качественный рост парка ЭВМ позволил обратиться к тем задачам, о решении которых раньше и не помышляли.
В каждой новой сфере применения ЭВМ обычно довольно скоро начинают сказываться ограничения в их характеристиках (прежде всего в скорости вычислений и объеме памяти) и таким образом стимулируется следующий виток в развитии ЭВМ. В условиях стремительного развития вычислительных машин и быстрого расширения сферы их приложения в начале 60-х годов родилась новая область исследований — интерактивная машинная графика, предметом которой стали представление и преобразование графической информации. Говоря об интерактивной машинной графике, следует отметить два важных момента. Во-первых, быстро растут объемы перерабатываемой информации, а следовательно, и получаемых результатов. Так, при решении газодинамической задачи «ответ» состоит из Ю7 чисел, которые трудно «освоить» старыми способами, но, используя методы машинной графики, всю информацию можно уложить в пятиминутный фильм. Во-вторых, современные ЭВМ позволяют решать задачи, в которых обработка графической информации занимает значительное место, например можно моделировать поведение автомобиля в аварийных ситуациях или моделировать шагающий аппарат. Результат решения такой задачи невозможно воспринять без графического вывода. Стоит ли УДИВЛЯТЬСЯ, что многие системы автоматизации научных исследований и системы автоматизации проектирования немыслимы без использования средств машинной графики.
Выпуск промышленностью большого числа разнообразных графических устройств еще более усилил интерес к машинной графике. Показательно, что вышедшая несколько лет назад монография *• Ньюмена и Р. Спрулла «Основы интерактивной машинной графики» (М.: Мир, 1975) давно стала библиографической редкостью, Я не сомневаюсь, что советский читатель с интересом встретит и
настоящую книгу. В ней нашли отражение проблемы, которые стали особенно актуальными в последние годы, и среди них проблемы стандартизации в машинной графике. Правда, автор основывается на ранних разработках в этом направлении, и поэтому имеющийся в книге материал не всегда соответствует современному состоянию дел. Там, где отличия особенно существенны, мы дополняем текст подстрочными примечаниями.
Разумеется, в книге рассматриваются не только проблемы стандартизации. В ней имеются главы, посвященные, например, сплайн-аппроксимации, алгоритмам устранения невидимых поверхностей, языкам и системам графического программирования. Автор, однако, остается в рамках так называемой традиционной (или классической) графики, в основе которой лежит использование векторных дисплеев. В книгу не включены разделы, относящиеся к растровой и цветной графике, ставшей в последние годы чрезвычайно актуальной.
В книге освещен довольно широкий круг вопросов, но следует отметить, что не все они излагаются одинаково глубоко. Наиболее интересны главы, в которых нашли отражение исследования и опыт самого автора и его коллег, например главы, посвященные изображению непрозрачных геометрических тел, графическим языкам и системам. В гл. 2 приводится много определений и формализмов, которые затем в книге не используются. Автор рекомендует при чтении пропустить эту главу тем, кто не знаком с применяемым в ней математическим аппаратом. Поскольку круг читателей книги довольно широк и разнообразен, автор дает в своем предисловии необходимые рекомендации по работе с книгой, которые полезно учитывать.
Книга полезна всем, кто серьезно занимается машинной графикой, и особенно тем, кто только-только осваивает эту область. Несомненно, ее с интересом прочтут и специалисты, посвятившие себя автоматизации проектирования и автоматизации научных исследований.
Перевод книги выполнен канд. физ-мат. наук Лазутиным Ю. М. (предисловие, гл.1, 5, 8—10, приложение), Родинко О. Н.-(гл. 6, 7), Войтенко Л. Л. (гл. 2), Галактионовым В. А. (гл. 3), Ходуле-вым А. Б. (гл. 4).
Ю. М. Банковский
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие редактора перевода Предисловие
ЧАСТЬ I. Структуры данных и алгоритмы
Глава 1. ВВЕДЕНИЕ
.1. Что такое машинная графика?
.2. Причины повышенного интереса к интерактивной машинной графике
.3. Модель интерактивной графической системы
.4. Дисплейный файл
.5. Необходимость двойственного представления графических объектов
.6. Преобразования изображения
.7. Классификация дисплейных систем
.8. Автономные или сателлитные системы?
Глава 2. СТРУКТУРЫ ДАННЫХ, БАЗЫ ДАННЫХ, ОБРАБОТКА СПИСКОВ
2.1. Формальное определение структур данных
2.2. Представление структур данных в ЭВМ
2.3. Модели данных и организация баз данных
2.4. Обработка списков
Глава 3. СТРУКТУРА ИЗОБРАЖЕНИЯ
И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ
3.1. Структура изображения
3.2. Преобразования области
3.3. Геометрические преобразования
3.4. Перспективное изображение трехмерных объектов
3.5. Представление поворота, масштабирования, переноса и перспективы с помощью матрицы размером 4X4
3.6. Стандартная система преобразований
Глава 4. ИНТЕРПОЛЯЦИЯ И АППРОКСИМАЦИЯ КРИВЫХ И ПОВЕРХНОСТЕЙ
л 1 ЙПППНЫР замечания
4.3. Интерполяция методом В-сплайнов '•*•*
4.4. Аппроксимация кривых методом Безье 149
4.5. Общие принципы конструирования поверхностей 155
Глава 5. ИЗОБРАЖЕНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ
И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ТЕЛ 165
5.1. Проблема удаления невидимых поверхностей 165
5.2. Функции перехода 170
5.3. Четыре алгоритма удаления невидимых поверхностей 179
5.4. Сравнение алгоритмов 195
5.5. Сортировка ^ 200
ЧАСТЬ П. Языки и интерпретаторы 204
Глава 6. ОРГАНИЗАЦИЯ ИНТЕРАКТИВНОЙ РАБОТЫ 204
6.1. Интерактивные устройства ввода 204
6.2. Независимость программного обеспечения от устройств ввода 216
6.3. Обработка диалоговых прерываний 217
Глава 7. ДИСПЛЕЙНЫЙ ПРОЦЕССОР 229
7.1. Дисплейный пульт 229
7.2. Дисплейный генератор 232
7.3. Дисплейный контроллер 244
7.4. Высокопроизводительные дисплеи 257
7.5. Дешевые дисплейные системы 262
Глава 8. ОРГАНИЗАЦИЯ ДИСПЛЕЙНОГО ФАЙЛА
И ФАЙЛА ИЗОБРАЖЕНИЯ 279
8.1. База данных и дисплейный файл 279
8.2. Дисплейный файл без подкартинок 280
8.3. Дисплейный файл с вызовами подкартинок 284
8.4. Дисплейный файл и файл изображения 286
Глава 9. ИНТЕРАКТИВНАЯ МАШИННАЯ ГРАФИКА
И ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ 295
9.1. Языки графического программирования высокого уровня 295
9.2. Два примера графических языков высокого уровня 302
9.3. L* — промежуточный внутрисистемный язык, обеспечивающий независимость от конкретного графического устройства 309
Глава 10. РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ
ГРАФИЧЕСКОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ
НА ЯЗЫКЕ ВЫСОКОГО УРОВНЯ , 315
' 10.1. Функция пакета программ для графического программирования 315
[ 10.2. Языковые структуры 318
[. 10.3. Программы обработки диалоговых прерываний 321
| «10.4. GRIP (графические процедуры для учебных целей). 325
| 10.5. Момент создания объекта 334
10.6. Командные языки 335
10.7. Реализация идеологии GRIP в существующих языках высокого уровня 336
ПРИЛОЖЕНИЕ. Реализация идеологии GRIP 345
П.1. Общие вопросы 345
П.2. Графическое математическое обеспечение терминала
Цена: 150руб.
