PHIGS (Programmer's Hierarchical Interactive Graphics System)

Во многих приложениях возникает необходимость геометрического моделирования

трехмерных тел (САПР машиностроительного, строительного, архитектурного и других направлений, системы автоматизации научных исследований, системы визуализации и т.д.).

Использование  GKS  или  GKS-3D  для  отображения  результатов  моделирования

предполагает, что моделирование целиком должна выполнять прикладная программа, так как эти системы ориентированы на прямой ввод/вывод и в них не предусмотрено иного манипулирования графическими данными кроме накопления в сегментах.

PHIGS же комбинирует графику с техникой моделирования и представляет собой

набор функций программирования графики с поддержкой быстрой модификации графических данных, описывающих геометрические соотношения объектов.

Набор примитивов вывода и их атрибутов в PHIGS тот же самый, что и в GKS-3D с добавлением примитива "annotation text relative" для пометки объектов.

Принципиальное отличие PHIGS от GKS состоит в том, что в PHIGS создание и отображение                     изображения разделены на две независимых фазы - занесения в

централизованную структурную память (CSS - Centralized Structure Store) и отображения заданной структуры на требуемую рабочую станцию.

Структура состоит из графических и неграфических элементов. Поддерживаются

возможности создания и редактирования структур в CSS. Структура может вызывать другие структуры за счет чего создаются иерархии. Предусмотрено 9 классов структурных элементов:

Таблица 10.1. Классы структурных элементов в CSS

примитивы вывода;	спецификация атрибута;
локальное преобразование моделирования;	редактирование;
обобщенный структурный элемент;	прикладные данные;
глобальное преобразование моделирования;	управление;
отсечение.

Графический вывод задается в т.н. модельных координатах. Элемент "локальное

преобразование моделирования" задает преобразование, которое применяется к последующим примитивам вывода.

Элемент "редактирование" определяет метку, используемую при редактировании и несущественную  при  отображении.  Предоставлены  возможности  поиска  метки  и

установки на нее указателя.

"Обобщенный структурный элемент" позволяет определить нестандартные

действия.

Элемент "прикладные данные" несущественен при отображении. Обычно

представляет собой указатель на прикладную базу данных.

Основное  отличие  между системами  PHIGS  и  GKS-3D  заключается  в  наличии

элемента "Исполнить структуру" (Execute Structure), позволяющего при отображении исполнить структуру как часть другой. Когда такой элемент принимается интерпретатором, то текущее состояние упрятывается и управление переключается на структуру, заданную в элементе. После завершения интерпретации вызванной структуры восстанавливается исходное состояние и интерпретация продолжается с элемента, следующего за элементом "Исполнить структуру".

При вызове структуры она наследует глобальное модельное преобразование вызвавшей структуры. Даже если при исполнении вызванной структуры глобальное модельное преобразование будет изменено с помощью соответствующих функций, тем не менее по возврату исходное глобальное преобразование будет восстановлено.

Локальное модельное преобразование, комбинируясь с глобальным, формирует текущее модельное преобразование.

В PHIGS может быть отредактирован отдельный графический элемент структуры, что обеспечивает большую скорость модификации изображения по сравнению с GKS, в

которой, как минимум, требуется перегенерация сегмента, содержащего изменяемый примитив.

PHIGS+

PHIGS+ - расширение PHIGS, имеющее дополнительные функциональные возможности для приложений, требующих учета освещенности, раскраски (интерполяции

цветов по поверхности), а также дополнительные возможности по управлению отображением и новые примитивы для поддержки эффективного описания сложных поверхностей. Эти расширения были сформулированы как поправка к существующим частям 1-3 стандарта PHIGS и введением новой части 4 стандарта.

Поддержка освещенности и раскраски основана на предоставлении средств задания позиции источника света и наличии примитивов "с данными", задающими вектора нормалей и цвета вершин.

Предоставлена возможность задания в структуре "ограничивающего бокса". Когда он обрабатывается, то устанавливаются флаги отсечения (если ограничивающий бокс полностью вне области вывода) и отбраковки (если ограничивающий бокс меньше заданного размера). Этот дополнительный элемент структуры предназначен для управления пропуском исполнения структуры, образ котрой находится вне области вывода, и позволяет повысить скорость отображения.

CGI (Computer Graphics Interface)

Это стандарт ISO на интерфейс между аппаратно-независимой частью

графического программного обеспечения (базисной графической системой) и аппаратно- зависимой (драйверами). Этот интерфейс ранее (в рамках ANSI) назывался интерфейсом виртуального устройства.

Для эффективного использования аппаратных возможностей современных

графических устройств набор функций CGI перекрывает аппаратно-реализуемые возможности и включает в себя следующие функции:

управление устройством,

вывод графических примитивов,

изменение графических атрибутов, сегментация изображений, графический ввод,

растровые операции.

Отличительными особенностями CGI (по сравнению со стандартами на интерфейс базисной графической системы) являются следующие: расширенный набор графических примитивов, одноступенчатое преобразование координат, увеличенное количество логических устройств ввода, наличие растровых операций. В целом набор функций CGI достаточно удобен для создания надстроенного над ним графического программного обеспечения. Последнее позволяет эффективно создавать на основе CGI различные базисные графические системы.

Следует отметить, что стандарт на интерфейс виртуального устройства

ориентирован в первую очередь на унификацию способа взаимодействия с различными графическими устройствами и предназначен для системных, но не прикладных программистов. Он был утвержден после появления множества проектов по стандартизации программных интерфейсов базисной графической системы.

Графические протоколы

Анализ применяемых в настоящее время графических протоколов и проектов по их стандартизации позволяет выделить протоколы следующих типов:

устройств,

-независимые графические протоколы или метафайлы,

лы,