Modelo de Presentación

Contenidos Arquitectura ‘frame-buffer’ Modelos de Output

Representación de imágenes Sistemas de coordenadas Primitivas gráficas Textos ‘Clipping’ Colores

Arquitectura comunmente utilizada

Arquitectura ‘Frame-Buffer’

PantallaControlador de Pantalla

Frame-Buffer CPU

Repositorio de la imagen presentada

Transforma cada pixel del buffer en acciones físicas

sobre el hardware gráfico (pantalla)

Sistema gráfico

(Scan Conversion)

‘Scan conversion’ Proceso de conversión de una forma

geométrica en un conjunto de pixels que la representen en el dispositivo de salida

Ej. conversión de una línea (x1,y1, x2,y2) en el conjunto de pixels correspondiente

Efectuado por el sistema gráfico Transparente para el programador Debe ser muy rápido

‘Double Buffering’ Guardado de una imagen adicional de la

presentación Beneficios:

Animaciones más “suaves” Permite guardar las partes ocultas de las ventanas

Utiliza dos ‘buffers’ para efectos especiales Actualización de presentaciones (‘refresh’) más

rápidos

PantallaControlador de Pantalla

CPUFrame-Buffer

Buffer2

Buffer1

Modelo de ‘Output’ Conjunto de procedimientos provistos por el

WS, para efectuar presentaciones en los dispositivos de salida

Base para la interacción entre la aplicación y el WS Provee procedimientos para construcción de

presentaciones La invocación de los procedimientos es

interpretada como comandos al WS Estos comandos son dirigidos a través del WS para

poder ser ‘clipped’ Presentación

InputOutput

Comandos WM

WSOutput

Modelo de ‘Output’ Primeros sistemas (SunTools): primitivas

simples Dibujo de rectángulos, texto ‘BitBlt’ (o ‘RasterOp’) Movimiento de regiones de la pantalla a memoria Fáciles de implementar

Macintosh, X, etc.: sistemas más sofisticados Polígonos rellenos, ‘splines’, colores, ‘clipping’ Objetos 2D Imágenes más elaboradas Más sencillo para la aplicación

Modelo de ‘Output’ En general, los modelos de output constan de:

Un modelo para la representación de imágenes Técnicas para administrar las coordenadas Un conjunto de primitivas gráficas para realizar las

presentaciones Figuras geométricas Texto Propiedades de los dibujos Manipulación de ventanas

Un modelo para la representación de colores Operaciones y control del ‘clipping’ de

presentaciones

Modelos de imágenes Formas básicas de representar imágenes:

Primitivas ‘stroke’ ‘plotters’, primitivas gáficas ej. Line ((4,5) (9,7) thick 1)

Modelos basados en pixels operaciones para manipulación de regiones de pantalla

(ej. scrolling) ej. BitBlt

Modelos basados en regiones Primitivas ‘stroke’, con interiores rellenos ej. PostScript

Los sistemas gráficos combinan las características de estas formas básicas para ofrecer una mejor funcionalidad

Sistemas de Coordenadas Definen la ubicación de los objetos

Coordenadas del dibujo en pantalla Coordenadas de los objetos definidos en la aplicación

Ambos sistemas de coordenadas pueden ser diferentes

Se utilizan diversos sistemas de coordenadas Coordenadas de dispositivo Coordenadas físicas Coordenadas de la aplicación Coordenadas interactivas

Coordenas del dispositivo de dibujo

Area de la ventana utilizada por la aplicación para efectuar sus presentaciones

Generalmente expresadas en pixels

Pueden ser necesarias conversiones entre las coordenadas del dispositivo y las coordenadas de la pantalla

ej. ante eventos del mouse

Coordenadas de dispositivo

x

y

(0,0)

Titulo

Titulo

x

y

x

y

Jerarquías de Ventanas La organización de las ventanas en una jerarquía

permite expresar convenientemente algunas relaciones: Restricciones en el layout

Las ventanas “hijas” (subventanas) son posicionadas en una forma relativa la posición de su ventana “padre”.

La localización de las subventanas es determinada de acuerdo a la posición de su ventana padre

Una ventana hija oculta la porción de la ventana padre en la cual reside

Las ventanas padre e hijas pueden ser desplazadas en forma conjunta

Los hijos pueden ser movidos libremente dentro de su padre

Una ventana hija es “cortada” (‘clipped’) por su ventana padre

Jerarquías de Ventanas Propagación de eventos:

Los eventos del operador son enviados a la ventana activa.

Si la ventana activa no trata el evento, lo redirecciona a su ventana padre, y así sucesivamente.

El proceso cliente debiera ser responsable del mantenimiento y modificación de la jerarquía.

Las ventanas pertenecientes a una misma jerarquía debieran ser administradas por un mismo cliente

Coordenadas en jerarquías de ventanas

Titulo

x

y

Titulo

x

y

Otros sistemas de coordenadas Coordenadas físicas

Expresadas en términos de unidades físicas (centímetros, pulgadas)

Debe considerarse la resolución del hardware gráfico utilizado

Coordenadas de la aplicación Expresadas en términos de los conceptos manejados

por la aplicación ej. diseños arquitectónicos: metros, pies, etc

Requiere una transformación de escalas entre las coordenadas de la aplicación y las coordenadas de dibujo

Coordenadas interactivas Coordenadas de los eventos interactivos del usuario

ej. mouse

Primitivas gráficas Tipos

Objetos unidimensionales en un espacio 2D: Líneas, círculos, elipses, arcos elípticos, ‘splines’

Formas “cerradas” rellenadas Un borde define los límites de la región a dibujar

Parámetros de dibujo Ventana en la que se dibuja Posiciones de dibujo (X1, Y1, X2, Y2, ...) Propiedades

ej. ancho y estilo de linea Colores (‘background’, ‘foreground’, ...) Máscaras de dibujo ....

Modelos básicos 1. El paquete gráfico almacena el estado

Cada procedimiento de dibujo sólo especifica la información geométrica

Macintosh, Display PostScript, etc.SetColor(Red)MoveTo(70, 30)DrawTo(70, 200)

Menos parámetros en las invocaciones No tienen que colocarse las propiedades que no

interesan Las interrupciones, multiprocesamiento, pueden

producir configuraciones no deseadas El programador debe ser muy cuidadoso para

evitar propiedades no deseadas.

Modelos básicos 2. Cada operación define completamente una

forma geométricaDrawLine (70,30,70,200, Red, ......)

X utiliza un ‘graphics context’ para almacenar todos los parámetros

Amulet utiliza objetos Am_Style

Manipulación de ventanas Algunas operaciones sobre ventanas:

Creación Redimensionamiento Destrucción Iconificación Maximización

Textos Uno de los aspectos más comunes y complejos

de los sistemas gráficos Gran variedad de representaciones textuales.

Fuentes (‘fonts’) : conjunto de caracteres tipográficos creados con un diseño consistente.

Caracteres con generalmente la misma apariencia general, independientemente de su tamaño y estilo

Identificadas por un nombre (ej. Geneva, Times). Información para la selección

Familia (espaciado fijo o proporcional, serif) Estilo (negrita, cursiva, subrayado) Tamaño otras características:

ej. ancho y alto de los caracteres

Textos Representaciones de fuentes

Basadas en pixels (‘bitmapped’) Caracteres definidos como bitmaps o conjuntos de

pixels Eficiencia Problemas con el redimensionamiento y el espacio

requerido por las fuentes de tamaño grande Basadas en formas (‘outlined’)

Caracteres definidos por figuras cerradas (curvas, líneas), luego convertidos a bitmaps.

ej. Fuentes PostScript, TrueType Mayor portabilidad Menor necesidad de espacio Fácil redimensionamiento Suele ser dificil leer los textos pequeños

‘Clipping’ Limitación del espacio de dibujo a un región

particular de la pantalla. Caso más simple: región rectángular Algunos sistemas de ventanas modernos permiten

regiones rectilíneas Permiten acelerar la performance de las

presentaciones Solamente se redibujan aquellas partes de la

presentación que hayan sufrido modificaciones

‘Clipping’: Regiones La complejidad del clipping depende del tipo de

regiones manipuladas. Tipos de regiones

Rectangulares Muy simples

Rectilíneas Simplicidad para calcular intersecciones

Polígonos arbitrarios Aumenta mucho el costo de calcular intersecciones

Formas complejas Requiere calculos significativos

Máscaras de pixels Eficiencia y potencia, pero mucho consumo de espacio

y dependencia de la resolución

‘Clipping’: Operaciones sobre regiones Operaciones requeridas sobre las regiones de

clipping Union Intersección Diferencia Las operaciones deben ser cerradas sobre el

conjunto determinado por el tipo de regiones (“Clausura”)

ej. las regiones rectangulares son cerradas bajo la intersección pero no lo son bajo la unión o diferencia.

Colores Modelos para la representación de colores:

RGB (‘Red-Green-Blue’) Colores “aditivos” Coinciden con la tecnología actual

HSV (‘Hue-Saturation-Value’) Permiten especificar más facilmente un color dado

CMY (‘Cyan-Magenta-Yellow’) Colores “sustractivos” Basados en la metáfora de pintores profesionales

El número de colores representable depende del número de bits utilizados

24 bits: ‘true color’

Algunos modelos de output Macintosh:

Quickdraw provee GrafPorts como abstracciones de dibujo (clase View, en MacApp)

PHIGS: Presentación conformada por una colección jerárquica

de estructuras. MS Windows: ‘Graphical Device Interface’ (GDI)

Asocia los dispositivos gráficos con ‘device contexts’, que traducen los comandos de dibujo en la presentación apropiada.

NeWS, NeXT Modelo PostScript

Ejemplos de modelos de output MS Windows

Creación de ventanasCreateWindow (windowclassName, displayName, style, x,y, width, height, parentWindow, menu,instanceHandle, data)

La clase establece distintas propiedades de la ventana (icono, cursor, procedimiento de tratamiento de eventos, colores, etc)

Primitivas gráficasLineTo(current-hDC, x, y) Dibuja una línea desde la posición actual hasta (x,y),

utilizando el lapiz (‘pen’) indicado en current-hDC

selectObject (current-hDC, backgroudBrush)Rectangle (current-hDC, left, top, right, bottom) asocia un estilo de dibujo para el fondo

(‘backgroundBrush’), al ‘device context’, y luego dibuja un rectangulo con ese estilo

Ejemplos de modelos de output Macintosh

‘Clipping’SetPort(aWindow);SetRect(&r, x, y, w, h);ClipRect(&r) asocia una región válida de dibujo con un ‘port’

dado.

Creación de ventanasGetNewWindow(resourceID, storagePointer, flag); Crea una ventana, de acuerdo a la especificación

dada por el recurso dado

Ejemplos de modelos de output Macintosh

TextoSetPort(aWindow);FontInfo fi;GetFontInfo (&fi); Recupera la fuente asociada actualmente con el ‘port’

SetPort(aWindow);DrawString(string); Dibuja el texto string, con la fuente asociada al ‘port’ actual.

0 systemFont (usually Chicago font)1 applFont (usually Geneva font)3 geneva4 monaco5 venice20 times21 helveticaSetFont(4)

Ejemplos de modelos de output X Windows

Primitivas gráficasXDrawLine (Xdisplay,Xwindow,current-GC,x,y,dx,dy)

TextoXDrawString (Xdisplay,Xwindow,current-GC,x,y,str,len)

Funciones provistas por Xlib disponibles en varios lenguajes

Modelos de output OO Generalmente provistos por una abstracción

de una región de dibujo Implementada como una clase abstracta que define

un modelo uniforme para dibujos bidimensionales ej. ‘Canvas’

Las subclases implementan los distintos tipos de dispositivos: ventanas, impresoras, imagenes en archivos, etc.

Cada tipo de dispositivo contiene sus propias características (tamaño, cantidad de colores)

La funcionalidad de dibujo está determinada por los métodos y propiedades provistas por el Canvas.

Ejemplo modelo de output OO Clase abstracta ‘Canvas’

Dibujo de primitivasvoid Canvas::Rectangle(X1, Y1, X2, Y2)

Atributos de las primitivasvoid Canvas::SetLineWidth(lw)long Canvas::GetLineWidth()void Canvas::SetLineColor(lc)

Textovoid Canvas::SetFont(family, style, size)void Canvas::Text(x, y, string)

Coloresvoid Canvas::SetColor(long RGB)void Canvas::SetRGB(red, green, blue)long Canvas::GetRGB()

Ejemplo modelo de output OO

‘Clipping’Region Region::Union(Region)

Region Region::Intersection(Region)

Region Region::Bounds()

Region Canvas::BoundingRegion()

void Canvas::SetClipRegion(Region)

Region Canvas::GetClipRegion()

long Canvas::GetRGB()