【计算机】graphics-ch2- cg标准

1、第二章 CG标准 图形标准的历史 见第一章 http:/accad.osu.edu/waynec/history/lessons.html ISO标准： GKS及其编译系统 CGM(计算机图元文件) CGI（计算机图形接口） IGES（基本图形转换规范） STEP（产品数据转换规范）OpenGL VRML http:/ 图形系统标准分类 面向图形设备的接口标准： 计算机图形元文件(CGM)，(CRT,Mouse,) 计算机图形接口(CGI).设备驱动程序。 面向应用软件的标准： 程序员层次交互式图形系统（PHIGS）,GL (图形程 序包) （三维）图形核心系统（3D-)GKS 面向图形应用系统中工程和产品数据模型及其 文件格式： 基本图形转换规范（IGES） 产品数据转换规范（STEP）Example :中国CAD系统标准共八部分B.1 计算机图形系统标准B.2 CAD数据的表达与交换标准B.3 零件库B.4 电子设计自动化描述语言B.5 技术制图 B.6 文件管理和光盘存档B.7 术语标准B.8 CAD系统汉字2.1 CGI 五种功能集合 控制功能集：5个方面 输出功能集：5类 图

2、段功能集 输入与应答功能集 光栅功能集ISO TC97ISO DP 9636ANSI VDI(1985) 提供控制图形硬件的一种与设备无关的 方法。 图形设备驱动程序的一种标准。 在用户程序和虚拟设备之间，以一种独 立于设备的方式提供图形信息的描述和 通信。CGI是设备级的计算机图形标准，它规定了一个CGI实现和CGI 用户之间的接口。一个CGI的实现叫做对象，对象既可以是硬 件设备也可以是一个程序。CGI的用户就是用CGI对象实现的 与设备无关的应用程序。CGI提供了一些功能来实现一个CGI 对象和一个CGI应用程序之间数据交换。对象和应用程序之间的接口由CGI引用模式来描述，基于 CGI对象和CGI应用程序的配置情况，引用模式提供了一个 概念上的框架说明CGI在一个计算机图形环境中如何使用 。CGI有三种引用模式：应用、对象和CGI产生器与解释器 配置。 为了使应用程序创建、保存、修改和显示图形，CGI提供了管道机 制。CGI的管道分为三种： （1）图形对象管道，说明应用程序如何使用CGI提供的功能来创建 图形； （2）光珊管道，说明图形对象管道及其相关的图形输出功能与光 珊虚拟设

3、备及光珊操作功能之间的联系； （3）输入管道，说明CGI虚拟设备如何支持交互式输入。1.CGI控制功能集 控制功能集包括CGI所涉及的虚拟设备和出错处理功能，用 以实现图形图像信息以及接口的图形与非图形部分的内部关 系的管理，这些功能分为七类： （1）虚拟设备管理，提供了对虚拟设备的控制，包括启动 和终止用户与CGI虚拟设备的对话期、管理虚拟设备上的画 面等； （2）数值精度要求； （3）坐标空间； （4）视点，如何使定义在虚拟设备坐标空间中的图形图像 显示在绘画面； （5）裁剪； （6）其它； （7）出错处理。2.CGI输出功能集 CGI输出功能集创建包含用户的画面的图形对象及 控制它们的显示，确定图形对象的几何和显示特性 。用户可以借助输出功能，使用标准绘图图元或广 义绘图图元来生成标准图形对象或非标准图形对象 。 CGI输出功能集包括以下四类功能： （1）图元功能，创建包含用户画面的图形对象； （2）属性功能，定义图形对象的属性； （3）属性控制功能，允许用户控制图形对象的； （4）输出查询功能，返回输出以及属性描述表和 状态表的有关信息。3.CGI图段功能集 CGI图段功能集定

4、义了图形对象组合到图段中的方 法，用唯一的图段标识符标识图形对象，产生、修 改和操纵图段的功能。 （1）图段操作，包括对图段的产生、关闭、删除 和操纵图段的功能； （2）图段属性，设置和修改图段属性； （3）图段查询，用以获取与图段描述表和状态表 有关的信息。4.输入和应答功能集 在CGI中，按返回数据的类型将逻辑输入设备分为八类， 即： 定位、笔划、取值、选择、拾取、字符串、光珊和其它输 入设备。 光珊类的输入设备用来输入象素阵列，相应的物理设备是 扫描仪、摄像机等。其它输入设备的逻辑输入设备用来输 入指定格式的数据记录，这种物理设备的例子如声音输入 设备等。每类逻辑设备有四种输入方式：请求、采样、事 件和应答。在应答方式下，允许将该逻辑输入设备的当前 值应答在相应的CGI虚拟设备上。光珊功能集 大多数计算机图形设备或是向量设备或是光珊设备，二者都可以绘 制直线、圆等图形对象。然而，向量设备和光珊设备所绘制的图形 对象是不同的。向量设备上显示的图形对象是光滑连续的，不一定 与设备坐标相交，独立于图形设备的分辨率。光珊设备以点的阵列 来显示图形，表示图形的点总是位于设备坐标上。因此，光

5、珊设备 所显示的图形没有向量设备所显示的图形光滑且显示的效果随设备 分辨率的不同而不同。在CGI输出设备描述表中显示类型一项指定 了图形设备的类型，其值可以是VECTOR（向量）、RASTER（ 光珊）或OTHER（其它）。 光珊设备支持一些向量设备所不支持的功能，这些功能称为光珊操 作功能集。CGI是支持光珊操作的第一个计算机图形标准。为了支 持光珊虚拟设备，除了图形对象管道外，还需要光珊管道。一个光 珊虚拟设备上的画面由许多象素组成，象素所占据的内存区域叫做 位图。画面由以象素阵列方式绘制的图形对象来生成，这些象素写 入位图，通过从位图中读象素并显示在光珊虚拟设备的绘画面上来 显示图形图像。 当图形对象以象素阵列方式显示后，作为一个图形对象的标识符就 丢失了。例如，当一个圆被以象素方式显示以后，一个圆被显示这 个事实就丢失了，只剩下一些毫无联系的象素而已。接下来被显示 的图形图像的修改只能用光珊操作功能通过拷贝、合并象素实现。CGI提供的光珊操作功能包括产生、检索、修改和显示象素数 据的功能：（1）光珊控制，在CGI在位图分为可显示位图和不可显示位 图，不可显示位图又分为全深度位图

6、和映象位图。全深度位 图是和显示器上每个象素用多少位来表示相匹配的；而映象 位图的每个象素只有一位。位图操作可以把虚拟设备空间（ VDC）中特定区域内的图像映射到当前的设备空间（DC）中来 。在VDC到DC的一系列变换中并不会改变已有位图中象素的数 量，只会影响位图在VDC中表示的区域。（2）光珊操作，包括象素阵列数据的检索和显示，各种形式 的位图运算以及位图区域的移动、合并和复制等。（3）光珊属性，用来设置源和目的位图之间进行象素操作的 绘图方式和填充位图区域功能。CGI中定义的位图绘制方式有 ：布尔运算型（与、或和非）、加运算型和比较运算型。此 外，CGI还提供了对光珊描述表、光珊状态表和位图状态表的 查询功能。2.2 CGM ANSI 1986标准 ISO 1987标准ISO编号为ISO IS8632 是一套与设备无关的语义词法定义的文 件格式，规定了生成、存储、传送图形信息的格式 ，面向系统和系统开发者，和CGI配套提供。 组成： 说明文件格式的规范 文件词法的三种编码形式 特点：通用性是其关键属性。http:/www.itl.nist.gov/fipspubs/fip128-

7、2.htm功能：The Computer Graphics Metafile (CGM) is the International Standard for storage and exchange of 2D graphical data.文件格式支持：raster and vector images.A metafile is a collection of elements. These elements may be the geometric components of the picture, such as polyline or polygon. They may be details of the appearance of these components, such as line colour. They may be information to the interpreter about how to interpret a particular metafile or a particular picture. The CGM standard speci

8、fies which elements are allowed to occur in which positions in a metafile.CGM also has profile rules and a Model Profile to attempt to solve the problem of flavours of standards. 4 Internationally Standardised Profiles (ISPs) have been developed for CGM. CGM has been accepted as a MIME data type. CGM历史 1987 - IS 8632: 1987 UK (by BSI) and the USA (by ANSI). IS 8632: 1992，adding naming, external symbol libraries, compound clipping paths, curve primitives and colour calibration support User :US De

9、partment of Defence ,etc Latest news: CGM is also being discussed by W3C as a standard for graphics on the WWW. Where vector diagrams are being sent across the netwerk, the use of CGM would result in lower file size, faster transfer and editable files when compared with raster formats such as GIF.RALCGM RAL-CGM is a program to interpret Computer Graphics MetafilesTranslate them to a different encoding (Binary, Character or Clear Text Display CGMs on screen using X-Windows, Silicon Graphics GL, VGA screen on PCs or Tektronix 4200 series graphics terminals) Send CGMs to a printer or plotter (PostScript or HPGL) It runs on Unix machines (X11 needed for display) and PCs, plus OpenVMS and VMRALCGM was written by staff at Rutherford Appleton Laboratory (RAL) in the UK,http:/www.agocg.ac.uk/train/cgm/ralcgm.htm2.3 GKS 提供app与图形I/O设备间

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