Введение...............................................................................................7
Назначение книги, принятый авторами метод изложения материала. Как следует читать книгу. 1'ри уровня: набор иллюстрированных программ, пакет программ или учебник. Содержательный пример того, какого типа изображения можно создавать по прочтении данной книги.
1. Графические команды ZX SPECTRUM.............................................9
Персональная ЭВМ SINCLAIR SPECTRUM. Как компьютер создает изображение на дисплее. Команды БЕЙСИКа для генерации изображения. Графика низкого и высокого разрешения. Простейшая графика, использующая символьные блоки и простейшие методы мультипликации. Видео игры.
2. От реальных координат к пикселям...............................................25
Подпрограммы отображения двумерного пространства в элемеоты изображения. Масштабный множитель, изменение положения начала координат, вычерчивание прямых и многоугольников, заданных действительными координатами. Наложение на плоскость "окошек". Вычерчивание узоров, как первый шаг в двумерной графике.
Ч
3. Геометрия декартовой плоскости..................................................38
Двумерная система координат - начало координат, оси, векторы, прямые, кривые и их свойства. Кадрирование. Функциональное представление и параметрическая форма. Многоугольники и выпуклые области: внутренность и внешность, ориентация.
4. Матричное представление преобразований двумерного пространства 50
Понятие матрицы. Перенос, вращение и растяжение (отражение) двумерной плоскости. Представление преобразования плоскости с помощью матриц 3x3. Использование матриц для преобразования точек. Обратное преобразование. Комбинация преобразований. Позиции. Построение и просмотр двумерных изображений.
5. Символьная графика ZX SPECTRUM............................................68
Символы, используемые в SPECTRUMe. Графические символы. Графика среднего разрешения. Символы, определяемые пользователем. Альтернативные наборы данных. Программа для создания и редактирования символов. Приложение к играм и т.д.
6. Диаграммы и графики....................................................................'84
Построение диаграмм. Курсоры. Метки. Нанесение осей. Гистограммы. Круговые диаграммы. Дискретные и непрерывные графики.
7. Трехмерная декартова геометрия.......................................... Ю5
Трехмерная система координат. Векторное представление точек прямых и плоскостей. Свойства этих объектов-пересечение плоскостей и прямых Представление поверхностей. Ориентация двумерных треугольников.
8. Матричное представление преобразования трехмерного пространства..................................................... I2Q
Представление преобразование переноса, вращения, растяжения (отражения) трехмерного пространства с помощью матриц 4x4. Обратное преобразование Композиция преобразований. Вращение вокруг произвольной оси.
9. Ортогональная проекция............................................................ 129
Построение (и занесение в память) простейших объектов-вершин талий поверхностей. Положение объекта (исходное, фактическое и видимое)' Установка вертикали. Тела вращения. «n.iuc,.
10. Простые алгоритмы удаления невидимых линий и невидимых поверхностей..................................................... j^=
Простой алгоритм для выпуклых тел - действующая программа для случая когда информация об объекте не заносится в память (например тело вращения)' Алгоритм удаления невидимых линий для специальных математических
11. Перспективная проекция............................................................. 155
Теория перспективы. Изображение простейших предметов в перспективе Модификация предыдущих алгоритмов для перспективного изображения предметов.
12. Общий алгоритм удаления скрытых линий................................. 160
Алгоритм для перспективного изображения трехмерного объекта хранящегося в памяти.
13. Более сложные элементы программирования............................172
Строчные дисплеи. Позиции дисплей-файла. Простейшие машинные коды япЧпФиш.Мультипликация. Утилиты для^азработки программ. Структура БЬИСИКа. Оптимизация программ на БЕИСИКе по времени выполнения или используемой памяти. Синхронизированные узоры.
14. Действующий пример видеоигры............................................ 187
15. Проекты................................................................ 200
О программах, продолжающих идею данной книги
ПРЕДИСЛОВИЕ.
Быстрое развитие компьютерной технологии привело к существенному понижению цеп на компьютеры. В ближайшие годы ожидается резкое подешевление периферийных устройств, что позволит пользователям с ограниченным бюджетом, которые ранее могли позволить себе лишь простейшие периферийные устройства, сменить их на самые совершенные. Это также позволит им выйти за рамки табличной формы выдачи, приобрести микропроцессорные приставки для телемониторов и недорогие устройства цветной графики специального назначения. Фирма SINCLAIR всегда зап имала передовые позиции в этих областях. Отметим, что подешевление компьютеров не сопровождается подешевлением программного обеспечения.
Гак как в прошлом машинная графика требовала значительных ресурсов, как программных, так и машинных, то в этой области работали в основном большие исследовательские группы, что привело к мифам о ее исключительной сложности. В данной книге мы собираемся эти мифы развеять и показать, что рядовой пользователь может обойтись без дорогостоящих пакетов программ, которые столь ценны для исследовательских организаций. Данная книга, являющаяся введением в предмет компьютерной графики, может рассматриваться как дешевый пакет программ: она значительно дешевле пакетов программ, имеющихся в продаже. Чтобы рисовать картинки, кроме тех, которые приведены в книге, следует ознакомиться с принципами, лежащими в основе работы графического обеспечения. Это не является недостатком книги, так как эти сведения можно получить довольно быстро. В результате работы с пакетом, пользователь параллельно изучает принципы, лежащие в основе его построения, что снижает вероятность ошибки при использовании графических подпрограмм. В книге приводятся ссылки на соответствующую литературу и список книг, рекомендуемых для дальнейшего чтения.
Предполагается, что читатель имеет элементарные сведения о декартовой геоК\трии (в ином случае мы рекомендуем обратиться к литературе).
В книге содержится много полезных упражнений, которые помогут повысить ваш уровень культуры программирования на языке БЕЙСИК. БЕЙСИК является широко распространенным языком, доступным (в различных реализациях) на всех типах микрокомпьютеров, так что программы легко модифицировать для использования на компьютерах, отличных от SPECTRUMa.
БЕЙСИК является хорошим средством для записи алгоритмов, используемых в компьютерной графике, и позволяет читателям перевести программы на любой другой язык программирования.
Необходимая для изучения компьютерной графики теория развивается по мере изложения. Материал иллюстрируется примерами, в том числе и текстами программ, которые следует рассматривать не только как описания алгоритмов решения той или иной задачи компьютерной графики, но и как программное обеспечение, написанное на языке БЕЙСИК, или. проще говоря, как программы для составления определенных рисунков. Наряду с примерами, книга содержит ряд упражнений, в которых теоретические положения книги получают дальнейшее развитие. Во многих случаях оказывается, что учащемуся написать программу, реализующую тот или иной метод решения графической задачи, сложней, чем понять идеи, лежащие в основе этого метода. Поэтому важно, чтобы читатель испытал в действии как можно больше программ, листинги которых приведены в тексте, и прорешал большую часть упражнений. Для облегчения обучения к книге прилагается кассета (или дискета), содержащая большую часть крупных программ, листинги которых приведены в тексте. Lc-ли читателя смущает используемый в книге математический аппарат, то перед чтением теории мы рекомендуем ему познакомиться с работой программ. Принятый в книге метод изложения неоднократно с успехом апробировался на старшекурсниках и аспирантах. Быстрое получение довольно сложных рисунков повышает интерес V'lamnvru к nnfrTMf'Tv
