В схеме, приведенной на рис. 1.22, по одну сторону АР1 располагается прикладная программа, а по другую - комбинация программных и аппаратных средств, которая реализует функции, специфицированные в АР1, и формирует изображение на экране. В течение послед-
Рис. 1.25. Двухэтапный процесс "моделирование-тонирование"
1.8. Архитектура графических систем
1.8. Архитектура графических систем них 40 лет было предложено множество вариантов структурной организации средств, реализации функций графического АР1.
В первых графических системах использовались вычислительные машины общего назначения со стандартной архитектурой, предложенной еще фон Нейманом. В таких вычислительных машинах был один процессор, который в каждый момент времени "исполнял" одну инструкцию. В простейшем виде такая структура представлена на рис. 1.26. В качестве устройства отображения использовалась ЭЛТ с необходимым аппаратным обрамлением - все вместе это именовалось дисплеем. Дисплей формировал на экране отрезки прямых между двумя заданными точками или дуги по трем точкам. Главный (и единственный в такой системе) компьютер выполнял прикладную программу и вычислял координаты характеристических точек примитивов в системе координат экрана. Эта информация передавалась в дисплей с достаточно высокой скоростью, чтобы избежать мелькания изображения на экране. В те не столь уж далекие времена скорость вычислений была настолько низкой, что вывод на экран даже пары сотен отрезков требовал использования практически всех вычислительных ресурсов машины.
Рис. 1.26. Структура ранних графических систем
1.8.1. Дисплейные процессоры
Первые попытки создания специализированных графических систем в первую очередь преследовали цель освободить главный компьютер от рутинных операций регенерации изображения на экране дисплея. В состав дисплея включили "собственный" дисплейный процессор (рис. 1.27), который взял на себя задачу регенерации. Дисплейный процессор чаще всего имел ту же архитектуру, что и процессор общего назначения, но дополнительно в его систему команд были включены и инструкции формирования графических примитивов. Главное преимущество такой структурной организации всей системы состояло в том, что от главного компьютера требовалось только сформировать описание изображения и передать его в виде дисплейного файла в дисплейный процессор. Последний сохранял дисплейный файл в собственной памяти и считывал его с частотой регенерации, освобождая таким образом главный компьютер от рутинной работы. Этот вариант архитектуры в общих чертах воспроизведен в современных графических системах со звучным названием "клиент/сервер", которые рассмотрены в главе 3.