Graphische Datenverarbeitung:
Gespeichert in:
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|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Wien [u.a.]
Springer
1986
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| Ausgabe: | 2., verb. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Springers angewandte Informatik
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| Umfang: | XI, 201 S. graph. Darst. |
| ISBN: | 3211819541 0387819541 |
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| adam_text | Titel: Graphische Datenverarbeitung
Autor: Purgathofer, Werner
Jahr: 1986
Inhalt
1. Einführung in die graphische Datenverarbeitung
1.1 Überblick................................... 1
1.2 Komponenten der graphischen Datenverarbeitung............ 3
1.2.1 Geräte der graphischen Datenverarbeitung............. 3
Graphische Ausgabegeräte.................... 3
Eingabegeräte für die graphische Datenverarbeitung..... 14
1.2.2 Graphische Dialogformen...................... 23
1.2.3 Graphischer Arbeitsplatz....................... 25
1.3 Einige Anwendungen der graphischen Datenverarbeitung ....... 27
1.3.1 Präsentationsgraphik......................... 27
1.3.2 Computer Aided Design (CAD)................... 31
1.3.3 Kartographie ............................. 35
1.3.4 Animation............................... 35
1.4 Ergonomische und soziale Aspekte .................... 38
1.4.1 Ergonomie............................... 38
Hardware-Ergonomie....................... 38
Software-Ergonomie....................... 39
1.4.2 Soziale Aspekte............................ 41
2. Graphische Programmierung
2.1 Steuerung der graphischen Geräte..................... 45
2.1.1 Plotter................................. 46
2.1.2 Bildschirme.............................. 47
2.1.3 Graphisches Tablett.......................... 52
2.1.4 Verwendung von Unterprogrammen ................ 53
2.2 Modelle für graphische Objekte...................... 53
2.2.1 2D-Modelle.............................. 54
Lineales Modell.......................... 55
Areales Modell .......................... 55
2.2.2 3D-Modelle.............................. 56
Drahtmodell............................ 56
Flächenmodell........................... 56
Volumenmodell.......................... 57
2.3 Datenstrukturen für graphische Objekte.................. 58
2.3.1 Organisation eines Bildwiederholspeichers............. 59
X Inhalt
2.3.2 Datenstrukturen in einem Programm................ 60
Lineare Liste............................
Linear verkettete Liste...................... 62
Verkettete Listen mit Querverkettung.............. 63
Bildbaum beim Volumenmodell................. 67
Quadtrees und Octrees...................... 67
2.3.3 Graphische Datenbanken ...................... 69
2.4 Graphische Unterprogrammsysteme.................... 70
2.4.1 Entwurfsregeln............................ 70
2.4.2 Systemstruktur............................. 71
2.4.3 Beispiel für ein graphisches Unterprogrammsystem........ 72
Graphische Primitive....................... 72
Fensterfunktionen......................... 73
Diverse Prozeduren........................ 74
Beispiele für die Verwendung von EGP............. 75
2.4.4 Segmente................................ 77
2.4.5 Transformationen........................... 79
2.4.6 Eingabefunktionen.......................... 81
2.5 Das Graphische Kernsystem........................ 82
Graphische Arbeitsplätze (Workstations)............ 83
Graphische Grundelemente (Primitive)............. 84
Segmente.............................. 85
Attribute.............................. 86
Koordinatensysteme und Transformationen.......... 86
Bilddateien (Metafiles)...................... 87
Graphische Eingabe ....................... 88
Zustandslisten und Abfragefunktionen............. 88
GKS-Leistungsstufen....................... 89
Sprachschalen........................... 89
2.6 Höhere graphische Programmiersprachen................. 90
2.6.1 GRAF — Eine FORTRAN-Erweiterung.............. 90
2.6.2 GPL/I — Eine PL/I-Erweiterung.................. 92
2.6.3 PASCAL/Graph — Eine PASCAL-Erweiterung.......... 93
Sprachelemente.......................... 93
Implementierung.........................103
3. Mathematische Grundlagen und Algorithmen
3.1 Transformationen..............................109
3.1.1 Window-Viewport-Transformationen................109
3.1.2 Geometrische Transformationen ..................111
Transformationsmatrizen..................... 112
Homogene Koordinaten..................... 113
Zusammensetzen von Transformationen............ 115
Dreidimensionale geometrische Transformationen...... 117
3.1.3 Abbildungen vom Raum auf eine Bildebene............ 118
Parallelprojektion.........................118
Perspektivische Projektion....................119
3.2 Clipping ...................................121
Inhalt XI
3.2.1 Clippen von Linien.......................... 122
Algorithmus von Cohen und Sutherland............ 123
Midpoint-Subdivision ...................... 125
Clippen von Schrift........................ 126
Clippen von Kreisen....................... 127
3.2.2 Clippen von Flächen......................... 128
Algorithmus von Hodgman und Sutherland.......... 129
3.3 Sichtbarkeit.................................. 130
Depth-Sort-Algorithmus..................... 131
Prioritätsverfahren ........................ 133
Z-Puffer-und Alpha-Puffer-Algorithmus............ 133
Scan-Line-Algorithmus...................... 134
Area-Subdivision-Algorithmus.................. 135
Sichtbarkeit durch Ray-Tracing................. 137
3.4 Kurven und Flächen............................. 138
3.4.1 Analytische Kurven und Flächen.................. 140
3.4.2 Interpolierende Kurven........................ 142
Interpolation durch Polynome.................. 143
Kubische Splines......................... 144
Akima-Interpolation....................... 145
Ebene Interpolation........................ 146
3.4.3 Approximierende Kurven ...................... 148
Bezier-Kurven........................... 148
B-Splines.............................. 151
3.4.4 Flächen................................. 153
Coons-Flächen .......................... 154
Bezier-Flächen .......................... 154
B-Spline-Flächen......................... 155
3.5 Raster- und Farbgraphik.......................... 155
3.5.1 Farben................................. 156
3.5.2 Raster-Konversion.......................... 159
Symmetrischer DDA....................... 160
Einfacher DDA.......................... 161
Algorithmus von Bresenham................... 161
Kreise und Kreisbögen...................... 163
3.5.3 Flächenfüllen............................. 163
(YX)-Algorithmus......................... 164
Y-X-Algorithmus......................... 165
Grenzen Ausfüllen ........................ 166
Sichtbarkeit von Flächen..................... 166
3.5.4 Schattierungen............................. 167
Ray-Tracing............................ 168
Schattierungsmodell ....................... 169
3.5.5 Anti-Aliasing ............................. 172
Anhang A. Vektor- und Matrizenrechnung................... 181
B. Glossar ................................ 185
Literatur........................................ 195
Sachverzeichnis.................................... 97
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