ПРЕДИСЛОВИЕ
Быстрое развитие компьютерной технологии привело к существенному понижению цен 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 "Синклер" всегда занимала передовые позиции в этих областях. Отметим, что подешевление компьютеров не сопровождается подешевлением программного обеспечения.
Так 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 её 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. В силу принятого в книге подхода, перед тем, как 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.
Предполагается, что читатель имеет элементарные сведения о декартовой геометрии. 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, сложнее, 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. Если читателя смущает используемый в книге математический аппарат, то перед чтением теории мы рекомендуем ему познакомиться с работой программ.
Для облегчения программирования математических формул все они в процессе объяснений приводятся в готовом виде для бейсика.
Возможность получать рисунки на цветном интерактивном графическом дисплее производит сильное впечатление, а метод обучения, принятый в данной книге, позволяет быстро подготовить читателя к выполнению довольно сложных графических работ, которые в данной книге не обсуждаются.
Эта книга предназначена для людей, имеющих опыт программирования на бейсике, но не знакомых с предметом машинной графики. В ней содержатся основные сведения о двумерной графике, которыми следует овладеть перед тем, как приступать к символьной и трехмерной графике. За этим материалом следует глава, посвященная символьной графике и представлению информации (в графиках и цвете) - пожалуй самое важное неспециализированное коммерческое приложение машинной графики.
Последующие главы вводят читателя в геометрию пространства трех измерений и многообразие проекций этого пространства на двумерную плоскость графических устройств. В деталях разобраны связанные с этими вопросами проблемы скрытых линий и поверхностей и построения сложных трехмерных объектов. В последней главе мы возвращаемся к программированию на бейсике и приводим пример действующей программы видеоигры.
Графика - одна из наиболее быстро развивающихся областей компьютерной науки. Она все больше используется в таких областях как автоматизированное программирование, АСУ, автоматизированные системы обучения. Одно время эта техника использовалась только в автомобилестроении и самолетостроении, но сейчас большинство компаний осознают возможности и экономичность такого подхода. Более того, компьютерная графика не только доходное дело, но это еще и развлечение! Компьютер SPECTRUM идеально подходит для изучения основ машинной графики и подготовки к работе с наиболее сложными (и дорогостоящими) графическими устройствами.
Мы надеемся, что эта книга поможет вам пережить то приятное волнение от соприкосновения с машинной графикой, которое испытали мы и наши коллеги. Для демонстрации важности компьютерной графики или иллюстрации книг все рисунки в этой книге нарисованы компьютером.
