grafički sistemi - etf.ues.rs.baognjen/racunarska grafika/profesorka... · ef niš, računarstvo i...
Post on 14-Sep-2019
8 Views
Preview:
TRANSCRIPT
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
1Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
RaRaččunarstvounarstvo i i informatikainformatikaRaRaččunarskaunarska grafikagrafika
GrafiGrafiččkiki sistemisistemi
Prof. Dr Prof. Dr SlobodankaSlobodanka ĐorđeviĐorđevićć -- KajanKajanKatedraKatedra za za raraččunarstvounarstvoElektronskiElektronski fakultet fakultet NiNišš
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
2Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
CiljeviCiljevi
Upoznati grafički sistemUpoznati hardverske komponentePregled izlaznih i ulaznih uredjajaRazlika izmedju rasterske i vektorske
grafikePregled grafičkih standarda
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
3Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
GrafiGrafiččki sistem def 1ki sistem def 1Bilo koji skup hardvera i softvera projektovan
tako da korisnicima pojednostavi upotrebugrafičkog ulaza i izlaza
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
4Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
GrafiGrafiččki sistemki sistem ––korisnikkorisnik akterakter nana scenisceni
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
5Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
KorisnikKorisnikKako to nacrtati?Kako ažurirati promene na sceni?
Izbor programa i hardvera
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
6Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
DefinicijaDefinicija slikeslike –– grafigrafiččkiki pipelinepipeline Proces formiranja slike na displeju grafičkog uređaja se
izvodi kroz više koraka:1. Kreira se model scene
– Opisuje se scena korišćenjem koncepata visokog nivoa– Na slici su to objekti (šuma, šator, biciklista, trkač, klupa,
posetilac), njihova svojstva (dimenzije, boja) i njihovi odnosi(posetilac sedi na klupi, klupa je ispod stabla broj 1,...)
2. Kreira se opis modela - slika (picture), grafik– Model se opisuje konceptima koje razume grafički sistem uz
zadržavanje strukture originalne scene– Scena se predstavlja kolekcijom manjih objekata, njihovim
pozicijama i logičkim vezama3. Kreira se slika (image): grafička reprezentacija koju može
videti korisnik na displeju– Originalni model isčezava i zamenjuje se primitivama (linije,
ispunjena polja, markeri,...) i njihovim atributima (dužina, debljina i boja linije,…)
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
7Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
GrafiGrafiččki sistemki sistem ––programerprogramer izaiza scenescene
grafička oprema
Konceptualni okvir za interaktivnu računarsku grafiku
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
8Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
SoftverSoftver grafigrafiččkogkog okviraokviraIma tri komponente
– Aplikacioni program• prihvata ulaz od korisnika i šalje seriju komandi grafičkom
sistemu o tome šta treba da se prikaže na ekranu• kreira model aplikacije, memoriše ga ili ažurira
– Aplikacioni model• predstavlja podatke ili objekte koji treba da se prikažu na ekranu
– Grafički sistem• kreira sliku koja se vidi na ekranu na osnovu detaljnog opisa
koga dobija od aplikacionog programa• prenosi ulaz korisnika aplikacionom programu na obradu• predstavlja interfejs između aplikacionog programa i hardvera• Transformiše objekte iz aplikacionog modela u model pogleda,
kao i akcije korisnika u ulaz u aplikacioni program
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
9Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
ProgramerProgramerKreira i ažurira model aplikacije?Vrši opis objekata grafičkom sistemu?Pruža podršku interaktivnom radu?
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
10Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
NeutNeutrralnialni grafigrafiččki formatiki formatiPNG (Portable Network Graphics)JPEG (Joint Photographic Experts Group)TIFF (Tagged Image File Format)BMP (Bit Map Picture)GKSM (GKS Metafile, ISO7942)CGM (Computer Graphics Metafile, ISO8632)WMF (Windows Metafile)
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
11Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
GrafiGrafiččki sistem def 2ki sistem def 2Skup hardverskih i softverskih komponenti i
njihovih veza projektovan tako da zadovoljipotrebe odredjene aplikacije za grafičkimkomunikacijamaSnaga grafičkog sistema proizilazi iz
sveukupnog delovanja svih njegovih resursaza rad nad podacima, za njihovo čuvanje i prikazivanje u vidu brojeva, reči ili slika, kao i u mogućnosti čoveka da na vrlo prihvatljivnačin prepozna i interpretira grafičkiprikazane podatke, te da ih po potrebi menjai utiče na njihovo pojavljivanje
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
12Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
HardverskeHardverske komponenetekomponeneteServer
– Tipičnu kongiguraciju čine jedna ili više radnih stanica(RS) povezanih na server u lokalnoj mreži
Radna stanica (RS)– Skup grafičkih uređaja kojima se omogućuje potpuno
izvršenje zahteva neke aplikacije za grafikom Izlazni uređaji
– Kolor grafički terminal Neki od ulaznih uređaja za interaktivan rad
– Obično kombinacija tastature i još nekog od ulaznihuređaja
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
13Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
PrimeriPrimeri serveraservera i RSi RS
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
14Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
KlasifikacijaKlasifikacija hardverskihhardverskih uredjajauredjajaTehnologija
– Raster– Vektor
Tip ulaza/izlaza– Ulaz– Izlaz– Ulaz/izlaz
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
15Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
Izlazni uredjajiIzlazni uredjajiCRT – Cathode Ray TubeOsvežavanje bar 50 puta u sek
LCD – Liquid Crystal DisplayZavisno od tehnologije mora ili ne mora da se osvežava
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
16Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
GrafiGrafiččkiki terminaliterminaliRasterski ili vektorskiMonohromatski ili kolorTehnologija izrade ekranaCRT (Cathode Ray Tube, katodna cev) sa
osveženjemBez osveženja (DVST, Direct View Storage
Tube)Ravni ekrani u LCD (Liquid Crystal Display)
tehnologiji
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
17Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
CRTCRT
3, RGB
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
18Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
RealizacijaRealizacija bojeboje
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
19Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
BojeBoje
CRT sistemi koriste aditivnomešanje boja:– Red + Green = Yellow– Red + Blue = Magenta– Green + Blue = Cyan– Red + Green + Blue = White
Primer varijacijom intenziteta svake od 3 primarne bojeSvetlo narandžasta = 100% Red + 50% Green + 20% Blue
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
20Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
Vektorski terminaliVektorski terminali
Elektronski top direktno crta na ekranuKao crtanje olovkom
A
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
21Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
VektorskiVektorski terminalterminal
Osvežavanje bar 30 puta u sekundi
(30 Hz)
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
22Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
Prednosti i nedostatci vektorske grafikePrednosti i nedostatci vektorske grafikePrednosti: Visoka rezolucija, kontinualnostManji utrošak resursa Obično se lakše prenosi
Nedostatci Ograničenost boja Problemi sa punjenjem polja i senčenjem Pojava treptanja (flikera) sa povećanjem komleksnosti
slike Vektorski podaci se moraju prethodno obraditi (pre
prikazivanja) Isto vredi i kod preuzimanja Gubitak informacija u područjima koja se preklapaju,...
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
23Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
RasterskaRasterska grafikagrafika Slika se pravi od mnogo
malih ćelija (piksela, picture element)
Piksel najmanja adresibilna jedinica na raster uredjaju
Čuva se kao polje numeričkih vrednosti koje se zove pixelmapa ili bitmapa
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
24Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
Raster terminalRaster terminal
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
25Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
Frame baferFrame baferSlika se sprema u specijalnoj grafičkoj memoriji
koja se zove frame bafer (bitmapa)Svaka memorijska lokacija odgovara jednom
pikseluZa monohromatske sisteme 1 bit - 1 pikseluZa nijanse sivog (gray scale) 8 bita - 1 pikselu
omogućava 256 različitih intenziteta sive boje (od bele do crne)
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
26Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
CLUTCLUT (Color Look(Color Look--UUp p TTable)able)Video kontroler
raster displeja često uključuje CLUT
Vrenost piksela u baferu se koristi kao indeks CLUT-a
Vrednosti u CLUT-ukontrolišu boju piksela
Broj ulaza CLUT-a jednaka je broju mogućih vrednosti piksela
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
27Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
Potrebna memorijaPotrebna memorija((direktnodirektno adresiranjeadresiranje))
7.2M8224=16,7M24
3,6M4212=4K125,4M6218 =256K18
Potrebnamemorija
640 x 480 rez
Bitova poboji
Ukupno bojaBitova/pikselu
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
28Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
Potrebna memorijaPotrebna memorija((prekopreko CLUT)CLUT)
3,6M212=4096 boja12
1,2M26=64 boje6
2,4M28 =256 boja8
Potrebna memorija640 x 480 rez
Veličina CLUT-aBitova/pikselu
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
29Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
RasterizacijaRasterizacija
Geometrijske i matematičke strukture podataka su obično vektori i ne zavise od rezolucije
Mora da se izvrši konverzija iz kontinualne reprezentacije u diskretnu – to je rasterizacja
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
30Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
Poredjenje vektorske i rasterske Poredjenje vektorske i rasterske grafikegrafike
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
31Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
AntiAnti--aliasingaliasing
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
32Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
PredostiPredosti i i nedostacinedostaci raster raster grafikegrafikePrednosti:
– Mala cena (jeftini RAM-ovi za bitmape)– Brzina osveženja nezavisna od komleksnosti slike
(flicker-free)– Podržava ispune
Nedostatci– Modeli se moraju rasterizovati (skan-konvertovati)– Aliasing– Zahteva velike bafere za osveženje čak i u slučaju malih
slika– Kvalitet slika je ograničen odgovarajućom rezolucijom
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
33Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
CRTCRTPrednosti Brza reakcija Puni i prirodni kolor spektar Jeftina i zrela tehnologija Dobar kontrast i oštrina slike
Nedostatci Veliki i teški (tip. 70x70 cm, 15 kg) Velika potršnja (tip. 140W) Zračenje Geometrijske greške na krajevima
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
34Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
LCDLCDPrednostiMalo ležište (cca. 1/6 od CRT)Mala težina (tip. 1/5 od CRT)Mala potrošnja (tip. 1/4 od CRT) Potpuno ravan ekran – nema geometrijskih grešaka Nema zračenja (EMZ) Veliki zasloni (>20 inch) u desktop varijantiNedostatci Velika cena (cca. 3x CRT) Slab ugao pogleda (tip. +/- 50 stepeni) Slab kontrast,..
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
35Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
UlazniUlazni uredjajiuredjaji
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
36Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
Klase ulaznih uredjajaKlase ulaznih uredjaja Locator/ Pick
– Za indikaciju pozicije ili orijentacije– Za izbor prikazanog entiteta
Valuator– Za unos realnog broja
String– za unos znakovnog niza
Choice (Izbor)– Za izbor neke akcije iz ponudjenog skupa
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
37Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
UlazniUlazni uredjajiuredjajiTastatura: string/choice inputMiš: pick/locator sa relativnim pozicioniranjem i
indirektnim ulazomTableta: pick/locator uređaj sa absolutnim
pozicioniranjem i indirektnim ulazomJoystick/Trackball: locator/valuatorDugmići (npr. Kontrola volumena): valuator
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
38Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
Neki napredni ulazni uredjajiNeki napredni ulazni uredjaji
Praćenje oka
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
39Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
Neki napredni ulazni uredjajiNeki napredni ulazni uredjaji
Praćenje pokreta
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
40Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
Neki napredni ulazni uredjajiNeki napredni ulazni uredjaji
HMDHead-Mounted Device
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
41Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
HMDHMDHeadHead--Mounted DeviceMounted Device
Slušalice ili kaciga koja se koristi u svetuvirtuelne realnostiSadrži male ekrane gde se prikazuju
generisane slike tako da je moguće gledanjei kretanje u 3D virtuelnom svetuRačunar generiše simulirano okruženje
zavisno od kretanja nosioca kacigeHMD često sadrži i audio uređaje
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
42Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
StandardizovanStandardizovanaajezgrajezgra grafigrafiččkikih h sistemsistemaa
GKSGKS-3DPHIGSOpenGLGDI…
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
43Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
PHIGSPHIGS
EF Niš, Računarstvo i informatikaRG – Grafički sistemi
CG GIS L@b
44Prof. Dr Slobodanka Đorđević-Kajan 2009/2010
Kviz Kviz RRG2G2??1. U čemu je razlika
izmedju korisničkog i programerskog pogleda na grafički sistem?
2. Navedite bar 3 neutralna grafička formata
3. Navedite bar 3 izlazna uredjaja
4. Navedite bar 3 ulazna uredjaja
5. Šta je CLUT i čemu suži?6. Šta je to piksel? 7. Zašto se upotrebljava
frame bafer?
Trajanje kviza: 10 minuta
8. Koji uredjaj ima veću potrošnju, CRT ili LCD?
9. Šta je aliasing?10.U čemu je razlika između
rasterske i vektorske grafike?
11.Koji su nedostatci vektorske grafike?
12.Koji su nedostaci rasterske grafike?
13.Navedite bar 2 grafička standarda
Vrednuje se: 0.5 poena/pitanje
top related