Учебное пособие Воронеж 2005 А. С. Кольцов Е. Д. Федорков Геометрическое моделирование в сапр

14.3.3. МЕТОД БУЛЕВОЙ СУММЫ (поверхности Кунса)

В случае конструирования поверхности методом Кунса необходимо задать два семейства граничных кривых (в и направлениях). Уравнение поверхности Кунса имеет вид

Граничные кривые представляют собой рациональные кривые Безье, управляющие точки которых получены с помощью методов интерполяции исходных точек поверхности, внутренние точки порции поверхности вычисляются с помощью билинейной интерполяции в двух направлениях. Обобщением поверхностей Кунса являются поверхности, интерполирующие всю заданную криволинейную сетку (поверхности Гордона).
При моделировании поверхностей с помощью рассмотренных методов предполагается, что исходные данные в виде массивов точек, характерных линий поверхности или определяющих их функций получены в результате физических экспериментов, решения прикладных задач, сняты с натурных макетов или выполнены дизайнерами.
Для интерактивного конструирования и последующей модификации двумерных обводов наиболее приспособлены методы тензорного произведения, в которых в качестве базовых используются полиномы Бернштейна и связанные с ними методы построения характеристических сеток.
В заключение отметим, что в ряде случаев для геометрического моделирования сложных криволинейных двумерных обводов целесообразно использовать топологически непрямоугольные (в частности треугольные) порции поверхностей. В этом случае математическое задание обводов производится с помощью обобщенных полиномов Бернштейна.
15. СТАНДАРТЫ В ГРАФИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ САПР И СОВРЕМЕННЫЕ РАСТРОВЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ ФАЙЛЫ

В основе разработки графических стандартов лежит принцип виртуальных ресурсов, позволяющий разделить графическую систему на несколько слоев - прикладной, базисный и аппаратнозависимый. При этом каждый слой является виртуальным ресурсом для верхних слоев и может использовать возможности нижних слоев с помощью стандартизованных программных интерфейсов. Кроме того, графические системы могут обмениваться информацией с другими системами или подсистемами с помощью стандартизованных файлов или протоколов. В соответствий с этими соображениями первоначально были выделены три основных направления стандартизации - базисные графические системы, интерфейсы виртуального устройства, форматы обмена графическими данными.

Стандартизация базисных графических систем направлена на обеспечение мобильности прикладных программ и основана на концепции ядра, содержащего универсальный набор графических функций, общих для большинства применений. Наиболее известными проектами по стандартизации базисных систем являются Core System, GKS, GKS-3D, PHIGS, PHIGS+. Основное направление развития этих проектов заключалось в усилении изобразительных возможностей для визуализации геометрических объектов (2D, 3D, удаление скрытых линий и граней, полутоновая закраска, текстурирование и пр.). Стандарт на базисную графическую систему включает в себя функциональное описание и спецификации графических функций для различных языков программирования.
Концепция виртуального устройства начала разрабатываться с момента появления аппаратно-независимых графических систем. Интерфейс виртуального устройства разделяет аппаратно-зависимую и аппаратно-независимую части графической системы. Он обеспечивает заменяемость графических устройств (терминальную независимость), а также возможность работы с несколькими устройствами одновременно. Интерфейс виртуального устройства может существовать в форме программного интерфейса и/или протокола взаимодействия двух частей графической системы. Наиболее четко концепция виртуального устройства представлена в проекте CGI.
Развитие этой концепции совпало с активным перемещением графических средств на персональные компьютеры и графические станции. При этом основными интерактивными устройствами стали растровые дисплеи, а устройствами для получения твердых копий - растровые принтеры. Это привело к необходимости выделения отдельного набора растровых функций, позволяющих использовать функциональные возможности растровых устройств.
Дальнейшее развитие растровых функций связано с появлением многооконных графических систем X Window и MS Windows (а также NeWS и Display Postscript), обеспечивших удобные средства для манипулирования растровыми изображениями. Эти средства явились основой для развития систем обработки изображений и для организации эффективного многооконного пользовательского интерфейса с использованием меню, диалоговых панелей, полос просмотра и пр. Отметим, что традиционные средства вывода геометрических примитивов (линий, дуг, многоугольников) и текстов также имеются в этих системах.
Сегодня наиболее развитые проекты РЕХ и OpenGL неплохо совмещают основные достижения как геометрического, так и растрового направления.