Graphische Datenverarbeitung

ISBN-13: 9783211819548 / Niemiecki / Miękka / 1986 / 201 str.

Werner Purgathofer

Opis

Computer bevOlkem zunehmend unseren Lebensraum - un seren Arbeitsplatz, unsere Schule, unsere Freizeit. Gleichzeitig wachst die Leistungsrahigkeit der Rechner, auch der kleinen, mit atemberaubendem Tempo, was immer mehr Menschen das Tor zum Computereinsatz offnet. Inmitten dieser rasanten Ent wicklung kann selbst der Fachmann seinen Uberblick kaum mehr bewahren und einen tatsachlichen Nutzen der Flut am Markt ange botener Produkte (Software wie Hardware) abschatzen. Hier will nun die Reihe "Springers Angewandte Informatik" un terstutzend eingreifen. Jeder Band widmet sich einem ausgewahlten und aktuellen Schwerpunktthema und prasentiert dazu den Stand der Technik in umfassender Weise, wobei in Frage kommende Pro dukte firmenneutral dargestellt und objektiv verglichen werden. Dadurch kann der professionelle Informatiker und EDV-An wender auf dem laufenden bleiben, der Student kann sein Basis wissen abrunden, der begeisterte Amateur wird viele anregende Tips find en, und der verunsicherte EDV-Aspirant wird klarer sehen, wel chen Gewinn die neue Technologie fUr ihn bereithalt und was er fUr sein Geld verlangen kann. Helmut Schauer Vorwort Die graphische Datenverarbeitung ist ein so weitHiufiges Gebiet, daB ein vollstandiges Nachschlagewerk den vielfachen Umfang dieses Bandes beanspruchen wiirde. In kleinerem Rahmen will ich daher lehrbuchartig eine griindliche Ubersicht uber die graphische Datenverarbeitung vermitteln und ihre wesentlichen Begriffe erlau tern. Dabei habe ich mich bemuht, den Stoff nicht komplizierter darzustellen, als er ist. Einfache Grundkenntnisse der allgemeinen Datenverarbeitung werden allerdings vorausgesetzt - der Leser soUte z. B. wissen, was eine Programmiersprache oder ein Speicher ist. Auf die Grundlagen der graphischen Datenverarbeitung hin gegen wird ausfUhrlich eingegangen.

Spis treści

1. Einführung in die graphische Datenverarbeitung.- 1.1 Überblick.- 1.2 Komponenten der graphischen Datenverarbeitung.- 1.2.1 Geräte der graphischen Datenverarbeitung.- Graphische Ausgabegeräte.- Eingabegeräte für die graphische Datenverarbeitung.- 1.2.2 Graphische Dialogformen.- 1.2.3 Graphischer Arbeitsplatz.- 1.3 Einige Anwendungen der graphischen Datenverarbeitung.- 1.3.1 Präsentationsgraphik.- 1.3.2 Computer Aided Design (CAD).- 1.3.3 Kartographie.- 1.3.4 Animation.- 1.4 Ergonomische und soziale Aspekte.- 1.4.1 Ergonomie.- Hardware-Ergonomie.- Software-Ergonomie.- 1.4.2 Soziale Aspekte.- 2. Graphische Programmierung.- 2.1 Steuerung der graphischen Geräte.- 2.1.1 Plotter.- 2.1.2 Bildschirme.- 2.1.3 Graphisches Tablett.- 2.1.4 Verwendung von Unterprogrammen.- 2.2 Modelle für graphische Objekte.- 2.2.1 2D-Modelle.- Lineales Modell.- Areales Modell.- 2.2.2 3D-Modelle.- Drahtmodell.- Flächenmodell.- Volumenmodell.- 2.3 Datenstrukturen für graphische Objekte.- 2.3.1 Organisation eines Bildwiederholspeichers.- 2.3.2 Datenstrukturen in einem Programm.- Lineare Liste.- Linear verkettete Liste.- Verkettete Listen mit Querverkettung.- Bildbaum beim Volumenmodell.- Quadtrees und Octrees.- 2.3.3 Graphische Datenbanken.- 2.4 Graphische Unterprogrammsysteme.- 2.4.1 Entwurfsregeln.- 2.4.2 Systemstruktur.- 2.4.3 Beispiel für ein graphisches Unterprogrammsystem.- Graphische Primitive.- Fensterfunktionen.- Diverse Prozeduren.- Beispiele für die Verwendung von EGP.- 2.4.4 Segmente.- 2.4.5 Transformationen.- 2.4.6 Eingabefunktionen.- 2.5 Das Graphische Kernsystem.- Graphische Arbeitsplätze (Workstations).- Graphische Grundelemente (Primitive).- Segmente.- Attribute.- Koordinatensysteme und Transformationen.- Bilddateien (Metafiles).- Graphische Eingabe.- Zustandslisten und Abfragefunktionen.- GKS-Leistungsstufen.- Sprachschalen.- 2.6 Höhere graphische Programmiersprachen.- 2.6.1 GRAF — Eine FORTRAN-Erweiterung.- 2.6.2 GPL/I — Eine PL/I-Erweiterung.- 2.6.3 PASCAL/Graph — Eine PASCAL-Erweiterung.- Sprachelemente.- Implementierung.- 3. Mathematische Grundlagen und Algorithmen.- 3.1 Transformationen.- 3.1.1 Window-Viewport-Transformationen.- 3.1.2 Geometrische Transformationen.- Transformationsmatrizen.- Homogene Koordinaten.- Zusammensetzen von Transformationen.- Dreidimensionale geometrische Transformationen.- 3.1.3 Abbildungen vom Raum auf eine Bildebene.- Parallelprojektion.- Perspektivische Projektion.- 3.2 Clipping.- 3.2.1 Clippen von Linien.- Algorithmus von Cohen und Sutherland.- Midpoint-Subdivision.- Clippen von Schrift.- Clippen von Kreisen.- 3.2.2 Clippen von Flächen.- Algorithmus von Hodgman und Sutherland.- 3.3 Sichtbarkeit.- Depth-Sort-Algorithmus.- Prioritätsverfahren.- Z-Puffer- und Alpha-Puffer-Algorithmus.- Scan-Line-Algorithmus.- Area-Subdivision-Algorithmus.- Sichtbarkeit durch Ray-Tracing.- 3.4 Kurven und Flächen.- 3.4.1 Analytische Kurven und Flächen.- 3.4.2 Interpolierende Kurven.- Interpolation durch Polynome.- Kubische Splines.- Akima-Interpolation.- Ebene Interpolation.- 3.4.3 Approximierende Kurven.- Bezier-Kurven.- B-Splines.- 3.4.4 Flächen.- Coons-Flächen.- Bezier-Flächen.- B-Spline-Flächen.- 3.5 Raster- und Farbgraphik.- 3.5.1 Farben.- 3.5.2 Raster-Konversion.- Symmetrischer DDA.- Einfacher DDA.- Algorithmus von Bresenham.- Kreise und Kreisbögen.- 3.5.3 Flächenfüllen.- (YX)-Algorithmus.- Y-X-Algorithmus.- Grenzen Ausfüllen.- Sichtbarkeit von Flächen.- 3.5.4 Schattierungen.- Ray-Tracing.- Schattierungsmodell.- 3.5.5 Anti-Aliasing.- Anhang A. Vektor- und Matrizenrechnung.- B. Glossar.- Literatur.