История развития методов вывода

Первые дисплейные устройства, которые были разработаны в 1960-х годах, назывались векторными.

Векторные дисплеи состоят из трех основных частей (рис. 1.1):

· дисплейный процессор (ДПц);

· буферная память;

· электронно-лучевая трубка (ЭЛТ).

Интерфейс для подключения к основной ЭВМ

Рис. 1.1. Устройство дисплея: а — векторного; б — запоминающего

Буфер служит для запоминания подготовленного дисплейного списка (или дисплейной программы). Дисплейная программа включает команды вывода точек, отрезков, символов. Эти команды интерпретируются дисплейным процессором, который преобразует цифровые значения в аналоговые напряжения, управляющие электронным лучом. Луч вычерчивает линии на люминофорном покрытии электронно-лучевой трубки. Полученное таким образом изображение не может храниться долго, так как светоотдача люминофора падает до нуля за несколько микросекунд. Поэтому изображение нужно обновлять. Данный процесс называется регенерацией. Частота регенерации должна быть не меньше 25 раз в секунду, чтобы глаз человека не наблюдал мерцание. В связи с этим буфер, в котором хранится дисплейная программа, называют буфером регенерации (см. рис. 1.1, а).

Команда перехода QMP) обеспечивает возврат к началу дисплейной программы с целью обеспечения циклической регенерации.

В 1960-х годах буферная память большого объема и быстрые дисплейные процессоры с частотой регенерации не меньше 30 Гц были очень дорогими. В связи с этим для обеспечения доступности компьютерной графики в конце 1960-х годов были созданы запоминающие электронно-лучевые трубки (ЗЭЛТ), которые позволили отказаться от буфера и регенерации (рис. 1.1,6).

В таких электронно-лучевых трубках изображение запоминается путем его однократной записи на запоминающую сетку с люминофором медленно движущимся электронным лучом. Запоминающие трубки применяются в тех случаях, когда нужно вывести большое количество отрезков и литер и когда нет необходимости в динамических операциях с изображением.

В середине 1970-х годов при интенсивном внедрении телевизионной техники была изобретена растровая графика, которая по своей стоимости была намного ниже графики, полученной на векторном дисплее. В растровых дисплеях примитивы хранятся в памяти для регенерации и виде совокупности образующих их точек, называемых пикселами. Значения пикселов хранятся в битовой карте, которая и является в данном случае дисплейной программой. Изображение, формируемое на растре, представляет собой совокупность горизонтальных растровых строк, каждая из которых состоит из отдельных пикселов.

Таким образом, растр — это матрица пикселов, покрывающая всю площадь экрана. Все изображение последовательно сканируется около 30 раз в секунду по отдельным строкам растра в направлении сверху вниз (рис. 1.2).

Растровые дисплеи обладают следующими достоинствами:

· растровая графика по сравнению с векторной легче закрашивает изображения. В векторных дисплеях необходимость закраски области сильно увеличивает размер дисплейной программы, так как закраска происходит векторами. В растровом же дисплее эта процедура не влияет на размер дисплейной программы, так как меняются лишь значения внутренних пикселов;

· процесс регенерации не зависит от сложности рисунка. Векторные же дисплеи часто начинают мерцать, когда количество примитивов в буфере становится таким большим, что его нельзя считать и обработать за время, отведенное на считывание одного кадра, в результате чего требуется больше времени, а это может понизить частоту регенерации изображения;

· дешевизна.

· При указанных выше достоинствах растровые дисплеи имеют и недостатки:

· необходимо больше памяти, так как полное изображение, состоящее из пикселов, должно храниться как битовая карта. В векторном дисплее вектор задается двумя точками, в растровом необходимо хранение и всех промежуточных;

· разрешающая способность растровых графических систем пока еще ниже, чем векторных (1280 х 1024 против 4096 х 4096 пикселов);

· для отображения примитивен необходимо больше времени, так как в век торных дисплеях задаются дне конечные точки (для отрезка), а в растровом нужно рассчитать еще и все промежуточные точки отрезка

Развитие методов ввода

Параллельно с совершенствованием методов вывода улучшались и методы ввода. Громоздкое и хрупкое световое перо вытесняется тонкой указкой, которую перемещают по электронному планшету, или же смонтированной на экране прозрачной сенсорной панелью, реагирующей на прикосновение. Кроме того, большие надежды возлагают на речевую связь, которая помогает вводить информацию без помощи рук и выводить ее в естественном виде.