接口与交互技术

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图形系统及其标准
硬件, 设备,系统软件, 硬件,图形 I/O 设备,系统软件,图形 软件。 软件。 图形软件:通用编程软件包, 图形软件:通用编程软件包,专用应用 软件包。 软件包。 通用类:提供一个可用于高级程序语言 通用类: 的图形功能扩展集(比如 比如, 的图形功能扩展集 比如,OpenGL). 基本功能:图元生成,属性设置( 基本功能:图元生成,属性设置(颜 色,….)选择观察及实施变换等。 )选择观察及实施变换等。 专用类:不关心图形操作过程(比如, 专用类:不关心图形操作过程(比如, CAD系统 。 系统)。 系统
产品模型数据转换标准STEP 产品模型数据转换标准
采用形状特征信息模型, 采用形状特征信息模型 , 强调产品模型的 完整表示, 模型信息分为应用层、 完整表示 , 模型信息分为应用层 、 逻辑 层和物理层;; 层和物理层 ; 概念模式包括形状模型、显示和绘图、 概念模式包括形状模型、显示和绘图、 形状特征和公差等; 形状特征和公差等; 3. STEP中的特征定义 中的特征定义 显式特征和隐式特征; 显式特征和隐式特征;
-- 作用:不同的 作用:不同的CAD/CAM系统之间交换数据。 系统之间交换数据。 系统之间交换数据
IGES(基本图形转换规范) (基本图形转换规范)
IGES基本单元 基本单元 几何实体:如点、 样条曲线、 几何实体:如点、线、B样条曲线、曲面等; 样条曲线 曲面等; 描述实体:尺寸标注、绘图说明等; 描述实体:尺寸标注、绘图说明等; 结构实体:组合项、图组、特性等; 结构实体:组合项、图组、特性等;
GKSM (图形核心系统元文件标准) 图形核心系统元文件标准)
--GKSM功能:在GKS中,用图段来存储 功能: 功能 中 GKS运行过程中的信息。在GKS关闭后, 运行过程中的信息。 关闭后, 运行过程中的信息 关闭后 图段不存在,信息自动丢失。 图段不存在,信息自动丢失。为了解决 此问题,我们采用GKS元文件 元文件GKSM— 此问题,我们采用 元文件 —保存信息的一种机制。 保存信息的一种机制。 保存信息的一种机制 -- GKS的实现系统在实现其接口的功能时, 的实现系统在实现其接口的功能时, 的实现系统在实现其接口的功能时 必须依赖于元文件的内容和格式。 必须依赖于元文件的内容和格式。
IGES(基本图形转换规范) (基本图形转换规范)
-- Initial Graphics Exchange Specification 为使不同CAD/CAM系统间的数据转换所定义 系统间的数据转换所定义 为使不同 的几何和非几何数据格式及相应的文件结构; 的几何和非几何数据格式及相应的文件结构; 工业标准, 标准; 工业标准,非ISO标准; 标准
GL(图形程序包 图形程序包) 图形程序包
图形程序库, 图形程序库, UNIX下运行, 下运行, 下运行 OpenGL—微机, 微 分类:基本图素;坐标变换; 分类:基本图素;坐标变换;设置属性 和显示方式; 处理;真实图形显示。 和显示方式;I/O 处理;真实图形显示。
GL(图形程序包 图形程序包) 图形程序包
CGI (计算机图形接口 计算机图形接口)
输入和应答功能集 : 输入象素阵列,并将输出结果应答在CGI虚拟 输入象素阵列,并将输出结果应答在 虚拟 设备上; 设备上; 光栅功能集 : 产生、检索、修改和显示象素数据的功能; 产生、检索、修改和显示象素数据的功能;
CGM(计算机图形元文件) (计算机图形元文件
产品模型数据转换标准STEP 产品模型数据转换标准
为了克服IGES的缺陷,扩大CAD/CAM 的缺陷,扩大 为了克服 的缺陷 中几何和拓扑数据的范围而开发的; 中几何和拓扑数据的范围而开发的; 1.STEP的产品模型数据 的产品模型数据 包括进行设计、分析、制造、测试, 包括进行设计 、 分析 、 制造 、 测试 , 检验 几何、 拓扑、 公差、 关系、 属性、 几何 、 拓扑 、 公差 、 关系 、 属性 、 性能 等数据; 等数据; 2. STEP的概念模型 的概念模型
PHIGS(ISO IS9592) ( )
-- GKS-3D和PHIGS的比较 和 的比较 其差别表现在: 其差别表现在: 数据结构,可修改性,属性存储, 数据结构,可修改性,属性存储,输出流水线等 五种坐标系: 五种坐标系: 造型坐标系,用户坐标系,观察坐标系, 造型坐标系,用户坐标系,观察坐标系,投影坐标 设备坐标系; 系,设备坐标系; -- PHIGS+ 包含了PHIGS的功能,增加了曲线、曲面、光源与光 的功能, 包含了 的功能 增加了曲线、曲面、 真实图形等功能; 线、真实图形等功能;
GKS(图形核心系统 图形核心系统) 图形核心系统
-- 提供了在应用程序和图形输入输出设备之间的 功能接口。 功能接口。 -- 与语言无关。 与语言无关。 -- GKS提供了一个称为元文件的顺序文件接口 提供了一个称为元文件的顺序文件接口 -- 应用程序的所有图形资源由 应用程序的所有图形资源由GKS控制(通过 控制( 控制 通过GKS 元文件-GKSM) 元文件 ) -- GKSM用于 用于: 用于 图形信息存档; 图形信息存档; 系统传送图形信息 在GKS应用程序间传送图形信息; 应用程序间传送图形信息; 应用程序间传送图形信息 与图形信息相关的非图形信息的存储和复用。 与图形信息相关的非图形信息的存储和复用。
-- 与设备无关的语义、词法定义的图形文件格式 包 与设备无关的语义、词法定义的图形文件格式,包 括功能规格说明和编码; 括功能规格说明和编码; -- 规定了生成、存储、传送图形信息的格式。 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。 面向系统和系统开发者, 配套提供。 配套提供 -- 通用性是其关键属性。 通用性是其关键属性。
CGM (计算机图形元文件 计算机图形元文件)
1.图形元文件 图形元文件 规定生成、存储、传送图形信息的格式, 规定生成、存储、传送图形信息的格式,包括图形 生成元文件和图段生成元文件两种; 生成元文件和图段生成元文件两种; 2.设计 设计CGM的目的 设计 的目的 提供图形存档的数据格式;图形协议; 提供图形存档的数据格式;图形协议;图形设备接 口标准化;查错;集成手段; 口标准化;查错;集成手段; 3. CGM的组成 的组成 功能描述、字符、二进制数、正文编码. 功能描述、字符、二进制数、正文编码
PHIGS(ISO IS9592) ( )
-- 向应用程序员提供的控制图形设备的图形系统接口; 向应用程序员提供的控制图形设备的图形系统接口; -- 图形数据按层次结构组织; 图形数据按层次结构组织; -- 提供动态修改和绘制显示图形数据的手段。是一个 提供动态修改和绘制显示图形数据的手段。 高度动态化和交互式图形系统。 高度动态化和交互式图形系统。
GKSM(图形核心系统元文件标准) 图形核心系统元文件标准)
-- GKSM生成:GKSM定义了一个明文编码 生成: 生成 定义了一个明文编码 方案, 方案,是可以被大多数系统和设备应用的与 系统无关的元文件。 系统无关的元文件。它提供了可向上兼容的 文件格式,其结构是一个逻辑数据项目的序 文件格式, 列。 --一个 一个GKSM的生成是在 的生成是在 运行中, 一个 的生成是在GKS运行中,通过一 运行中 输出工作站的“ 个GKSM输出工作站的“打开”—“启 输出工作站的 打开” “ 用”— 停用” “关闭”整个过程后实现的。 “停用”—“关闭”整个过程后实现的。
图形系统标准
图形标准: 图形标准:图形系统及其相关应用系统中 各界面之间进行数据传送和通信的接口标 准,以及供图形应用程序调用的子程序功 能及其格式标准,前者称为数据及文件格 能及其格式标准,前者称为数据及文件格 式标准,后者称为子程序界面标准 子程序界面标准。 式标准,后者称为子程序界面标准。
图形系统标准分类
功能分类: 功能分类: 1.基本图素:如点、线、多边形、三角形、 基本图素: 多边形、三角形、 基本图素 如点、 三角网格、 矩形、 圆和圆弧、 字符、 三角网格 、 矩形 、 圆和圆弧 、 字符 、 曲 曲面、读写象素等; 线、曲面、读写象素等; 2.坐标转换; 坐标转换; 坐标转换 3.属性和显示方式设置; 属性和显示方式设置; 属性和显示方式设置 4.输入输出; 输入输出; 输入输出 5.真实图形显示; 真实图形显示; 真实图形显示
CGI (计算机图形接口 计算机图形接口)
包括控制功能集、图形对象输出功能集、 包括控制功能集 、 图形对象输出功能集 、 图段 功能集、输入和应答功能集、光栅功能集等. 功能集、输入和应答功能集、光栅功能集等 虚拟设备管理、 控制功能集 : 虚拟设备管理、虚拟设备坐标系 和设备坐标系的坐标空间转换、出错控制、 和设备坐标系的坐标空间转换、出错控制、系 统控制、询问功能等; 统控制、询问功能等; 涉及图元、 输出功能集 :涉及图元、属性、对象构成及控 涉及图元 属性、 制和询问; 制和询问; 图形对象组合、 图段功能集 :图形对象组合、标志、产生、修 图形对象组合 标志、产生、 改和操纵等功能; 改和操纵等功能;
面向图形设备的接口标准: 面向Baidu Nhomakorabea形设备的接口标准:
计算机图形元文件(CGM),(CRT,Mouse,…) 计算机图形元文件 , 计算机图形接口(CGI).设备驱动程序。 设备驱动程序。 计算机图形接口 设备驱动程序
面向应用软件的标准: 面向应用软件的标准:
程序员层次交互式图形系统( 程序员层次交互式图形系统(PHIGS),GL (图形 ) 图形 程序包) 程序包 三维)图形核心系统( (三维)图形核心系统(3D-)GKS
DXF数据接口 数据接口
DXF是AutoCAD系统的图形数据文件 ; 是 系统的图形数据文件 DXF是具有专门格式的 是具有专门格式的ASCII码文本文 是具有专门格式的 码文本文 易于被其他程序处理, 件,易于被其他程序处理,主要用于高 级语言编写的程序与AutoCAD系统间的 级语言编写的程序与 系统间的 连接,或其他CAD系统与 系统与AutoCAD系统 连接,或其他 系统与 系统 间交换图形文件。 间交换图形文件。
IGES(基本图形转换规范) (基本图形转换规范)
文件结构 原则: 原则: 的定义可改变复杂结构及其关系; 是IGES的定义可改变复杂结构及其关系; 的定义可改变复杂结构及其关系 文件格式便于各CAD/CAM系统处理; 系统处理; 是IGES文件格式便于各 文件格式便于各 系统处理 文件格式: 文件格式: ASCII码,80个字符的顺序文件; 码 个字符的顺序文件; 个字符的顺序文件 实体信息存在目录入口( ) 和参数( ) 实体信息存在目录入口 ( DE) 和参数 ( PD) 中; 数据原始信息和文件本身信息存在整体节和 结束节中; 结束节中; 定义信息存在开始节; 定义信息存在开始节;
PHIGS(ISO IS9592) ( )
--特点:高效,快速; 特点:高效,快速; 特点 --PHIGS结构:通过层次调用发生关系, --PHIGS结构:通过层次调用发生关系,结构元素不 结构 能在结构之外存在,每个结构有一个给定的标示名; 能在结构之外存在,每个结构有一个给定的标示名; --结构编辑: 打开、关闭、查询、复制、执行、删除 结构编辑: 打开、关闭、查询、复制、执行、 结构编辑 元素和结构等结构编辑命令; 元素和结构等结构编辑命令;
面向图形应用系统中工程和产品数据模型及其 文件格式: 文件格式:
基本图形转换规范( 基本图形转换规范(IGES) ) 产品数据转换规范(STEP) 产品数据转换规范(
CGI(计算机图形接口) (计算机图形接口
-- 提供控制图形硬件的一种与设备无关的方法。 提供控制图形硬件的一种与设备无关的方法。 -- 也可看作图形设备驱动程序的一种标准。 也可看作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 在用户程序和虚拟设备之间, 设备的方式提供图形信息的描述和通信。 设备的方式提供图形信息的描述和通信
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