22. Відеосистема. Графічний режим. Текстовий режим. 2d і 3d акселератори.

Графический режим

В графическом режиме имеется возможность индивидуального управления све¬чением каждой точки экрана монитора независимо от состояния остальных. Этот режим обозначают как Gr (Graphics) или АРА (All Points Addressable — все точ¬ки адресуемы). В графическом режиме каждой точке экрана — пикселу — соот¬ветствует ячейка специальной памяти, которая сканируется схемами адаптера синхронно с движением луча монитора. Точнее было бы сказать наоборот — фи¬зически движение луча вторично, так как монитор можно и не подключать, а графический адаптер все равно будет сканировать память, но логически вся конструкция строится, исходя именно из поведения монитора. Эта постоянно циклически сканируемая (с кадровой частотой) память называется видеопамя¬тью (Video Memory), или VRAM (Video RAM). Последнее сокращение можно спутать с названием специализированных микросхем динамической памяти, оптимизированной именно под данное применение. Процесс постоянного сканиро¬вания видеопамяти называется регенерацией изображения, и, к счастью, этого же сканирования оказывается достаточно для регенерации информации микросхе¬мам динамической памяти, применяемой в этом узле. Для программно-управля¬емого построения изображений к видеопамяти также должен обеспечиваться до¬ступ со стороны системной магистрали компьютера, причем как по записи, так и по чтению. Количество бит видеопамяти, отводимое на каждый пиксел, опреде¬ляет возможное число состояний пиксела — цветов, градаций яркости или иных атрибутов (например, мерцание). Так, при одном бите на пиксел возможны лишь два состояния — светится или не светится. Два бита на пиксел доставляли нема¬ло удовольствия любителям цветных игрушек даже на адаптерах CGA — можно было иметь одновременно четыре цвета на экране. Четыре бита на пиксел (16 цве¬тов), обеспечиваемые адаптером EGA, были достаточны для многих графичес¬ких приложений (например, графики в САПРах). Пределом мечтаний в свое вре¬мя было 256 цветов (8 бит на пиксел) адаптера VGA — цветная фотография розы из комплекта графического редактора PaintBrush на экране монитора казалась великолепной. Сейчас остановились на режимах High Color (15 бит — 32 768 цве¬тов или 16 бит — 65 536 цветов), а для профессионалов — True Color — «истин¬ный цвет» (24 бит — 16,7 миллиона цветов), реализуемых современными адап¬терами и мониторами SVGA. 15 и 24 бита распределяются между базисными цве¬тами R:G:B поровну (5:5:5 и 8:8:8), 16 бит — с учетом особенностей цветовосп-риятия неравномерно (5:6:5 или 6:6:4).

Логически видеопамять может быть организована по-разному, в зависимости от количества бит на пиксел.

В случае одного или двух бит на пиксел вполне логично, что каждая ячейка (байт) соответствует восьми или четырем соседним пикселам строки (рис. 8.2). При сканировании ячейка считывается в регистр сдвига, из которого информа¬ция о соседних точках последовательно поступает на выходные цепи адаптера. Такой способ отображения называется линейным — линейной последовательнос¬ти пикселов соответствует линейная последовательность бит (или групп бит) видеопамяти.

В адаптере EGA количество бит на пиксел увеличили до четырех и видеопа¬мять разбили на четыре области-слоя, называемых также и цветовыми плоско¬стями (рис. 8.3). В каждом слое используется линейная организация, где каж¬дый байт содержит по одному биту восьми соседних пикселов. Слои сканируют¬ся (считываются в сдвиговые регистры) одновременно, в результате параллель¬но формируются по четыре бита на каждый пиксел. Такое решение позволяет снизить частоту считывания ячеек памяти — одна операция чтения производит¬ся за время прохода лучом восьми пикселов. Забота о снижении частоты считы¬вания понятна — быстродействие памяти ограничено, а ведь в эту память нужно информацию когда-то и записывать. Ячейки слоев, отвечающие за одни и те же пикселы, имеют совпадающий адрес. Это позволяет производить параллельную запись информации сразу в несколько цветовых плоскостей (запись для каждо¬го слоя разрешается индивидуально), что также экономит время. Считывание со стороны магистрали, конечно, возможно только послойное.

В режимах 8, 16 и 24 бит на пиксел также используется линейная организа¬ция, но каждый байт (слово или три байта) отвечает уже за цвет одного пиксела. Многоплоскостная организация здесь уже была бы неэффективной.

Вышеописанные варианты организации видеопамяти — и линейный, и мно¬гоплоскостной — представляют собой отображение матрицы пикселов экрана на биты видеопамяти — Bit Mapping. Растровый формат хранения изображений, при котором биты так или иначе отображают пикселы, называется битовой картой (BitMap). С точки зрения плотности хранения графической информации этот формат не самый эффективный, но в видеопамяти растрового дисплея вслед¬ствие высокого темпа вывода информации при регенерации изображения иной формат неприемлем. В векторных дисплеях, о которых мы упоминали, в памяти хранились только векторные описатели фигур, что для контурных изображений обычно оказывается компактнее.

Объем видеопамяти (в битах), требуемый для хранения образа экрана, опре¬деляется как произведение количества пикселов в строке на количество строк и на количество бит на пиксел. Так, для режима HGC 720 х 350 с одним битом на точку он составляет 252 000 бит или около 31 Кбайт, а 800 х 600 х 256 цветов — 480 000 бит или около 469 Кбайт. Если физический объем видеопамяти превы¬шает необходимый для отображения матрицы всего экрана, видеопамять можно разбить на страницы. Страница — это область видеопамяти, в которой умещает¬ся образ целого экрана. При многостраничной организации видеопамяти только одна из них может быть активной — отображаемой на экран. Этим страницы принципиально отличаются от слоев, которые отображаются одновременно.

Формирование битовой карты изображения в видеопамяти графического адап¬тера производится под управлением программы, исполняемой центральным про¬цессором. Сама по себе задача формирования процессору вполне по силам, но при ее решении требуется пересылка большого объема информации в видеопа¬мять, а для многих построений еще и чтение видеопамяти со стороны процессо¬ра. Видеопамять большую часть времени занята выдачей информации схемам регенерации изображения в довольно напряженном темпе. От этого процесса она свободна только во время обратного хода луча по строке и кадру, но это мень¬шая часть времени. Если обращение к активной странице видеопамяти со сторо¬ны процессора происходит во время прямого хода и быстродействия схем адап¬тера недостаточно для того, чтобы это обращение вписалось между соседними выборками процесса регенерации, на экране появится штрих от несчитанной ин¬формации пикселов. Если такое обращение происходит часто, на экране появля¬ется «снег», что неприятно. Дожидаться обратного хода по строке или кадру на¬кладно: строчный период коротких (несколько микросекунд) интервалов обрат¬ного хода имеет порядок 25 мкс, а кадровый период длинного (миллисекунды) обратного хода имеет порядок 20 мс, в то время как цикл обращения процессора к обычной памяти не превышает сотен (у современных компьютеров — десят¬ков) наносекунд. Так что канал связи процессора с видеопамятью представляет собой узкое горлышко, через которое пытаются протолкнуть немалый поток дан¬ных, причем чем более высокое разрешение экрана и чем больше цветов (бит на пиксел), тем этот поток должен быть интенсивнее. Конечно, при выводе стати¬ческой картинки это вроде и не страшно, но «оживить» изображение оказывается проблематично. Выходов из этого затруднения имеется несколько. Во-пер¬вых, повышают быстродействие видеопамяти. Во-вторых, расширяют разрядность шин графического адаптера, причем как внутренней (шины видеопамяти), так и интерфейсной, и применяют высокопроизводительные шины (раньше локаль¬ную VLB, теперь PCI или порт AGP). Расширение разрядности позволяет за один цикл обращения передать большее количество бит данных — повысить про¬изводительность. Однако если у адаптера, к примеру VGA, разрядность интер¬фейсной шины — 16 бит, а установлен минимальный объем памяти, при кото¬ром используется только 8 бит, то эффективная разрядность интерфейса окажется всего 8 бит. То же относится и к адаптерам с 32-разрядной шиной. Этим объяс¬няется не совсем очевидный факт, что производительность графического адапте¬ра зависит от объема установленной видеопамяти. В-третьих, повысить скорость видеопостроений можно кэшированием видеопамяти или затенением видеопа¬мяти, что, по сути, почти одно и то же. В этом случае при записи в область видеопамяти данные будут записаны как в видеопамять, так и в ОЗУ (или даже в кэш), а при считывании из этой области обращение будет только к быстродей¬ствующему ОЗУ. И в-четвертых, можно принципиально сократить объем инфор¬мации, передаваемой графическому адаптеру, но для этого графический адаптер должен быть наделен «интеллектом». В современных компьютерах используют¬ся все эти решения.

Под интеллектом графического адаптера подразумевается наличие на его плате собственного процессора, способного формировать растровое изображение в видеопамяти (bitmap) по командам, полученным от центрального процессора Команды ориентируются на наиболее часто используемые методы описания изоб¬ражений, которые строятся из отдельных графических элементов более высоко¬го уровня, чем пикселы.

Команды рисования (Drawing Commands) обеспечивают построение графи¬ческих примитивов — точки, отрезка прямой, прямоугольника, дуги, эллипса. Примитивы такого типа в командах описываются в векторном виде, что гораздо компактнее, чем их растровый образ. Таким образом, удается значительно сокра¬тить объем передаваемой графической информации за счет применения более эффективного способа описания изображений. К командам рисования относит¬ся и заливка замкнутого контура, заданного в растровом виде, некоторым цветом или узором (pattern). Она ускоряется особенно эффективно: при программной реализации процессор должен просмотреть содержимое видеопамяти вокруг за¬данной точки, двигаясь по всем направлениям до обнаружения границы контура и изменяя цвет пикселов на своем пути. При этом требуется чтение большого объема данных видеопамяти, их анализ и запись модифицированных данных об¬ратно в видеопамять. Процессор интеллектуального адаптера способен выпол¬нить эту операцию быстро и без выхода с этим потоком данных на внешнюю магистраль.

Копирование блока с одного места экрана на другое применяется для «про¬крутки» изображения экрана в разных направлениях. Эта команда сводится к пересылке блока бит — BitBlT (Bit Block Transferring), и эта операция интеллек¬туальным адаптером может быть сильно ускорена.

Для формирования курсора на графическом экране применяют команды ра¬боты со спрайтами. Спрайт (Sprite) — небольшой прямоугольный фрагмент изображения, который может перемещаться по экрану как единое целое. Перед ис¬пользованием его программируют — определяют размер и растровое изображе¬ние для него, после этого он может перемещаться по экрану, для чего достаточнс только указывать его координаты.

Аппаратная поддержка окон (Hardware Windowing) упрощает и ускоряет ра¬боту с экраном в многозадачных (многооконных) системах. На традиционном графическом адаптере при наличии нескольких, возможно, перекрывающих дру: друга окон программе приходится отслеживать координаты обрабатываемых то¬чек с тем, чтобы не выйти за пределы своего окна. Аппаратная поддержка окон упрощает вывод изображений: каждой задаче выделяется свое окно — область видеопамяти требуемого размера, в котором она работает монопольно. Взаимное расположение окон сообщается интеллектуальному адаптеру, и он для регенера¬ции изображения синхронно с движением луча по растру сканирует видеопа¬мять не линейно, а перескакивая с области памяти одного окна на другое.

Если объем видеопамяти превышает необходимый для данного формата эк¬рана и глубины цветов, то в ней можно строить изображение, превышающее по размеру отображаемую часть. Интеллектуальному адаптеру можно поручить па¬норамирование (Panning) — отображение заданной области. При этом горизон¬тальная и вертикальная прокрутка изображения не потребует операций блочных пересылок (конечно, в пределах сформированного большого изображения) — для перемещения достаточно лишь изменить указатель положения (этакий «боль¬шой спрайт»).

Вышеописанные функции интеллектуального адаптера относятся к двумер¬ной графике (2D). Современные графические адаптеры берут на себя и многие функции построения трехмерных изображений, о чем более подробно рассказа¬но в п. 8.1.3. Трехмерное изображение должно состоять из ряда поверхностей различной формы. Эти поверхности «собираются» из отдельных элементов-по¬лигонов, чаще треугольников, каждый из которых имеет трехмерные координа¬ты вершин и описание поверхности (цвет, узор). Перемещение объектов (или наблюдателя) приводит к необходимости пересчета всех координат. Для созда¬ния реалистичных изображений учитывается перспектива — пространственная и атмосферная (дымка или туман), освещенность поверхностей и отражение света от них, прозрачность и многие другие факторы.

Ускорение построений в интеллектуальном адаптере обеспечивается несколь¬кими факторами. Во-первых, это сокращение объема передачи по магистрали. Во-вторых, во время работы процессора адаптера центральный процессор свобо¬ден, что ускоряет работу программ даже в однозадачном режиме. В-третьих, про¬цессор адаптера, в отличие от процессора с самой сложной в мире системой ко¬манд — представителя семейства х86, ориентирован на выполнение меньшего количества инструкций, а потому способен выполнять их гораздо быстрее цент¬рального. И, в-четвертых, скорость обмена данных внутри адаптера может повы¬шаться за счет лучшего согласования обращений к видеопамяти для операций построения с процессом регенерации изображения, а также за счет расширения разрядности внутренней шины данных адаптера. В графических адаптерах кон¬ца 90-х годов широко применялась двухпортовая видеопамять VRAM и WRAM с разрядностью внутренней шины 64 бит (при 32-битной шине внешнего интерфейса). Современные адаптеры с ЗО-акселераторами (самые критичные к про¬изводительности памяти) строятся на памяти SGRAM (SDRAM) со 128-разряд¬ной шиной, а в самых мощных применяется память с удвоенной частотой пере дачи DDR SGRAM/SDRAM. Правда, и здесь полная разрядность шины (но уже внутренней) может и не использоваться при малом объеме установленной ви¬деопамяти. Разрядность шины пока дальше не увеличивают, но встречаются адап¬теры и с двойной внутренней шиной, способной работать в полнодуплексном режиме.

По отношению к центральному процессору и оперативной памяти компьюте¬ра различают графические сопроцессоры и акселераторы. Графический сопроцес¬сор представляет собой специализированный процессор с соответствующим ап¬паратным окружением, который подключается к шине компьютера и имеет дос¬туп к его оперативной памяти. В процессе своей работы сопроцессор пользуется оперативной памятью, конкурируя с центральным по доступу и к памяти, и к шине. Графический акселератор работает автономно и при решении своей задачи со своим огромным объемом данных может и не выходить на системную шину. Акселераторы являются традиционной составляющей частью практичес¬ки всех современных графических адаптеров. Акселераторы двумерных опера¬ций (2D-accelerators), необходимых для реализации графического интерфейса пользователя GUI (Graphic User Interface), часто называют Windows-акселерато¬рами, поскольку их команды обычно ориентированы на функции этой популяр¬ной операционной системы. Более сложные акселераторы выполняют и трех¬мерные построения, их называют ЗО-акселераторами.

Для построения сложных трехмерных изображений графическому акселера¬тору будет явно тесно в ограниченном объеме видеопамяти. Для обеспечения доступа к основной памяти компьютера он должен иметь возможность управле¬ния шиной (bus mastering). Специально для мощных графических адаптеров в 1996 году появился новый канал связи с памятью — AGP (Accelerated Graphic Port, шина которого описана в п. 12.6). Обеспечив высокую пропускную способ¬ность порта, разработчики AGP предложили технологаю DIME (Direct Memory Execute). По этой технологии графический акселератор является мастером шины AGP и может пользоваться основной памятью компьютера для своих нужд при трехмерных построениях. Например, в основной памяти могут храниться тек¬стуры, которые акселератор накладывает на трехмерные поверхности. При этом снимается ограничение на размер описания текстур, которые без AGP приходит-:я держать в ограниченном объеме видеопамяти. На дешевое решение проблемы «тесноты» нацелена и архитектура однородной памяти UMA, которая может быть эеализована с помощью AGP. Однако AGP позволяет сохранить и локальную 1амять на графическом адаптере (видеобуфер) и расширение доступной памяти ie отзывается снижением производительности.

Итак, мы рассмотрели варианты организации видеопамяти и кратко обсуди-[и способы формирования в ней битовой карты изображения. При регенерации ia выходе видеопамяти (или сдвиговых регистров) имеется некоторое количе-тво бит, отвечающих за раскраску текущего выводимого пиксела. Количеством тих бит N определяется максимальное число цветов, присутствующих на экране I = 2N. Однако трактовать эти биты можно по-разному. При одном бите на пиксел и монохромном мониторе трактовка в принципе однозначна (светится — не светится), хотя были мониторы, допускающие реверс изображения. При двух битах на точку возможности цветного монитора, у которого можно управлять тремя цветами, используются ограниченно: монитор обеспечивает по крайней мере 8 цветов, а адаптер может выдать только 4. Для смягчения этого дисбалан¬са применили так называемую технику палитр (Palette). Ее суть заключается в том, что биты одного пиксела, поступающие с видеопамяти, перед выходом в интерфейс монитора проходят через некоторый управляемый преобразователь. Выход этого преобразователя имеет разрядность, поддерживаемую интерфейсом монитора, и биты видеопамяти задают номер цвета в выбранной палитре цветов. Переключив палитру (или перепрограммировав ее набор цветов), можно полу¬чить другую гамму цветов на экране, но одновременно будет присутствовать не более 2N цветов.

Текстовый режим

В символьном, или текстовом, режиме формирование изображения происходит несколько иначе. Если в графическом режиме (АРА) каждой точке экрана соот¬ветствует своя ячейка видеопамяти, то в текстовом режиме ячейка видеопамяти хранит информацию о символе, занимающем на экране знакоместо определенно¬го формата. Знакоместо представляет собой матрицу точек, в которой может быть отображен один из символов определенного набора. Здесь умышленно применя¬ется слово «точка», а не «пиксел», поскольку пиксел является сознательно ис¬пользуемым элементом изображения, в то время как точки разложения символа, в общем случае, программиста не интересуют. В ячейке видеопамяти хранится код символа, определяющий его индекс в таблице символов, и атрибуты симво¬ла, определяющие вид его отображения. К атрибутам относится цвет фона, цвет символа, инверсия, мигание и подчеркивание символа. Поскольку изначально в дисплеях использовали только алфавитно-цифровые символы, такой режим ра¬боты иногда сокращенно называют AN (Alpha-Numerical — алфавитно-цифровой), но чаще — TXT (text — текстовый), что корректнее: символы псевдографики, ко¬торые широко применяются для оформления текстовой информации, к алфа¬витно-цифровым не отнесешь.

В текстовом режиме экран организуется в виде матрицы знакомест, образо¬ванной горизонтальными линиями LIN (Line) и вертикальными колонками COL (Column). Этой матрице соответствует аналогичным образом организованная видеопамять. Адаптер, работающий в текстовом режиме, имеет дополнительный блок — знакогенератор. Во время сканирования экрана выборка данных из оче¬редной ячейки видеопамяти происходит при подходе к соответствующему зна¬коместу (рис. 8.4), причем одна и та же ячейка видеопамяти будет выбираться при проходе по всем строкам растра, образующим линию знакомест. Считанные данные попадают в знакогенератор, который вырабатывает построчную разверт¬ку соответствующего символа — его изображение на экране. Знакогенератор пред¬ставляет собой запоминающее устройство — ОЗУ или ПЗУ. На его старшие ад¬ресные входы поступает код текущего символа из видеопамяти, а на младшие — номер текущей строки в отображаемой линии знакомест. Выходные данные со¬держат побитную развертку текущей строки разложения символа (в графическом режиме эти данные поступали из видеопамяти). Необходимый объем памя¬ти знакогенератора определяется форматом знакоместа и количеством отобра¬жаемых символов. Самый «скромный» знакогенератор имеет формат знакомес¬та 8 х 8 точек, причем для алфавитно-цифровых символов туда же входят и меж¬символьные зазоры, необходимые для читаемости текста. Поскольку в PC при¬нято 8-битное кодирование символов, для такого знакогенератора требуется 8 х 28 = 2К 8-разрядных слов. Лучшую читаемость имеют матрицы 9 х 14 и 9 х 16 символов. Если знакогенератор выполнен на микросхеме ПЗУ, то набор отобра¬жаемых символов оказывается жестко фиксированным (в лучшем случае пере¬ключаемым, для чего может использоваться несколько выбираемых банков па¬мяти знакогенератора). Для знакогенераторов на ПЗУ изменение таблицы сим¬волов (например, русификация) становится сложным делом. Если микросхема ПЗУ установлена в сокет, ее несложно перепрограммировать или просто заме¬нить. Запаянная микросхема знакогенератора дополнительно осложняет эту за¬дачу, а размещение ПЗУ внутри специализированной БИС, что случалось в ма¬логабаритных ПК, делает ее практически невыполнимой. Когда знакогенератор выполняют на микросхеме ОЗУ, естественно, обеспечивают и режим, в котором его содержимое можно по крайней мере программно загрузить. Адаптеры с загру¬жаемым знакогенератором русифицируются чисто программными средствами.

Как уже говорилось, каждому знакоместу в видеопамяти, кроме кода симво¬ла, соответствует еще и поле атрибутов, обычно имеющее размер 1 байт. Этого вполне достаточно, чтобы задать цвет и интенсивность воспроизведения симво¬ла и его фона. Для монохромных мониторов, допускающих всего три градации яркости, атрибуты можно трактовать иначе, формируя такие эффекты, как под¬черкивание, инверсия, повышенная интенсивность и мигание символов в раз¬ных сочетаниях.

Текстовый адаптер также имеет аппаратные средства управления курсором. Знакоместо, на которое указывают регистры координат курсора, оформляется особым образом. Обычно его выделяют мигающей полоской, размер и положение которой относительно знакоместа программируется. Подчеркнем, что к та¬кому выделению байт атрибутов не имеет отношения, хотя возможен неудачный выбор атрибутов (сочетание цветов), когда курсор перестает быть различимым. Несмотря на большее количество узлов текстового адаптера по сравнению с чисто графическим, его цена оказывалась гораздо ниже. Дело в том, что для тек¬стового режима с форматом 25 строк по 80 символов (максимального для суще¬ствующих чисто текстовых адаптеров) требуется всего 2 Кбайт видеопамяти для символов и 2 Кбайт для их атрибутов. При этом символы могут иметь хорошо читаемую матрицу разложения 9 х 14 и по 8 бит для атрибутов, определяющих цветовое оформление знакоместа. Частота считывания видеопамяти для регене¬рации изображения невысока: за время прямого хода по строке должно быть считано всего 80 слов. Графический режим (720 х 350) для отображения такой же матрицы символов потребует уже около 32 Кбайт видеопамяти в монохром¬ном варианте, а в 16-цветном уже 128 Кбайт. Конечно, в настоящее время эко¬номия видеопамяти в таких объемах уже не играет роли в цене адаптера, но не следует забывать и о том, что при выводе изображения эту память нужно запол¬нять. Поскольку в текстовом режиме в адаптер передаются только коды симво¬лов, заполнение всего экрана займет в десятки раз меньше времени, чем постро¬ение того же изображения в графическом режиме. Программный код вывода сим¬волов в текстовом режиме проще и компактнее, чем при программном формиро¬вании его растрового изображения. По этим причинам все графические адапте¬ры имеют знакогенератор, дающий возможность работы и в текстовом режиме, а при переходе в графический режим знакогенератор отключается. Интеллекту¬альные адаптеры позволяют выводить символы (формировать их растровое изоб¬ражение с заданным форматом знакоместа) и в графическом режиме. При этом адаптер получает только команду с указанием координат отображаемых симво¬лов и сам поток кодов символов, после чего быстро строит их изображение, не отвлекая центральный процессор.

Трехмерная графика

Потребности работы с трехмерными изображениями, или ЗБ-графикой (3Dimen-sions — 3 измерения), имеются в широком спектре приложений — от игр, кото¬рыми увлекается масса пользователей, до систем автоматического проектирова¬ния, используемых в архитектуре, машиностроении и других областях. Конечно же, компьютер оперирует не самими трехмерными объектами, а их математичес¬кими описаниями. Трехмерное приложение оперирует объектами, описанными в некоторой глобальной системе координат (Global или World Coordinate System). Чаще всего здесь используется ортогональная, она же декартова (Cartesian), си¬стема координат, в которой положение каждой точки задается ее расстоянием от начала координат по трем взаимно перпендикулярным осям X, Y и Z. В некото¬рых случаях используется и сферическая система координат, в которой положе¬ние точки задается удалением от центра и двумя углами направления. В этом «мире» находятся все объекты, которые создает и учитывает приложение, и они имеют определенное взаимное расположение. Пользователю эти объекты могут быть продемонстрированы лишь с помощью графических устройств вывода, из которых наибольший интерес пока представляет собой дисплей. Однако он, как и большинство устройств визуализации, имеет лишь плоский (двумерный) эк¬ран, с помощью которого необходимо создать иллюзию трехмерного изображе¬ния. Здесь упомянем и о существовании стереоскопических систем отображе¬ния, дающих больший эффект присутствия наблюдателя в среде изображаемых объектов. Однако и в них тем или иным способом для каждого глаза формирует¬ся свое двумерное изображение, так что эту иллюзию приходится создавать дваж¬ды с двух точек зрения, несколько смещенных относительно друг друга. Дей¬ствительно трехмерные устройства вывода уже существуют, но пока что они спо¬собны «выводить» лишь статические объекты. Здесь имеется в виду устройство Model Maker (фирма SPI), которое с высокой точностью «выращивает» из плас¬тмассы объекты сложной формы, описание которых поступает из трехмерного приложения САПР.

Пока что сосредоточимся на выводе трехмерного изображения на экран гра¬фического дисплея. Как известно, в конечном счете на монитор выводится рас¬тровое изображение, сформированное в видеопамяти. На экране мы видим мат¬рицу пикселов размерностью 800 х 600, 1024 х 768, 1280 х 1024 и больше. Каж¬дому пикселу соответствует ячейка видеопамяти, разрядность которой опреде¬ляет возможности цветопередачи. Наибольший интерес для трехмерной графи¬ки представляют режимы, в которых цветом каждого пиксела непосредственно управляют 15-16 бит (High Color) или 24 бита (True Color) ячейки видеопамя¬ти. Режимы с индексным определением цвета (8 бит ячейки видеопамяти выби¬рают цвет в соответствии с программированием палитр) для реалистичного изоб¬ражения трехмерных объектов малопригодны.