2009 第六章 数据接口与的交换标准.pdf

第五章数据接口与交换标准 50年代到70年代初计算机图形学形成和发展期间， 适用于各种不同应用目的的图形硬件设备和针对具 体设备和应用的各种类型的图形软件系统不断地推 出。这些系统由不同的开发者设计开发，其通用性 较差，影响了计算机图形学的进一步的发展，这导 致了计算机图形标准的出现。计算机图形软件功能 标准化问题的研究早在70年代初就已经开始。1974 年美国成立了图形标准化规划委员会（GSPC ）， 其提出了世界上第一个图形标准方案Core，为计算 机图形标准化的工作做了有益的尝试。在此同时， 各国也都陆续制订自己的图形标准，其中以德国的 GKS标准最为著名。 图形标准的研究和制订在80年代进入了大发展时期。 1985年，第一个国际计算机图形信息标准计算机图 形核心系统（GKS ）得以正式颁布。之后，三维图 形核心系统（GKS-3D ）、程序员层次交互式图形系 统（PHIGS ）、计算机图形原文件（CGM ）、计算 机图形接口（CGI ）、初始图形交换规范（IGES ） 以及产品数据交换标准（STEP）等相继制订并颁布。 这些标准是图形设备与编程语言的桥梁。 6.1 GKS元文件标准GKSM 一、GKS 由ISO开发的GKS(Graphics Kernel System,图形核 心系统)是第一个国际二维图形标准，GKS提供了 图形输入/输出设备与应用程序之间的功能接口， 定义了一个独立于语言的图形核心系统。 GKS在应用程序和图形输入输出设备之间提供了 功能接口，它包括一系列交互和非交互式图形设备 的全部图形处理功能，大致分为以下十类。 （1）控制功能：执行打开、并闭GKS 以及使工作 站进入或退出活动状态和删除工作站等； （2 ）输出功能：确定输出图形类型； （3 ）输出属性：图素的各种属性以及各种图素在 工作站上的表现方式； （4 ）变换功能：实现规格化变换和工作站变换； （5 ）图段功能：对图形进行生成、删除、复制以 及实现图段属性控制； （6 ）输入功能：对各种输入设备初始化，设备工 作方式、确定请求、采样和事件输入； （7 ）询问功能：查询GKS描述表、状态表、出 错表、工作站描述表、图素表等，查询GKS状态 值、级别、工作站类型、状态以及描述表，图段 状态等内容； （8 ）实用程序：实现GKS的几何变换等； （9 ）元文件处理； （10）出错处理。 GKS的图形输入输出： （1）有六种输入功能，即定位、笔划、取值、选 择、拾取及字符串。 （2 ）采取请求、采样和事件三种输入方式。 （3 ）六种输出图元：折线、符号集、文本、填 充区、单元阵列、一般图表。 （4 ）GKS共有六种工作站：输入、输出、输入 输出、独立图段存储（WISS ：Workstation Independent Segment Storage ）、元文件输出、 元文件输入。 （5 ）使用三种坐标系：用户坐标系、规格化设备 坐标系、设备坐标系。 GKS独立于图形设备和高级语言，并定义了用高级 语言调用图形程序包的接口。GKS系统是二维图形 标准，不能代表三维图形功能，为此，ISO/IEC又 制定了GKS-3D图形标准，该标准的规则与GKS基本 一致，在功能上可以混合使用，但GKS-3D增加了 与三维图形输入/输出、显示、视图等有关的功能。 二、GKSM GKSM是图形核心标准GKS用于保存信息的一种机制。 在GKS中，用图段来存贮GKS运行过程中的信息，在 GKS关闭以后，图段将不存在，所有存贮在图段中的 信息连同图段本身也都自动丢失。为了能够保存GKS 运行中得到的图形信息，最方便的方法是采用文件 的形式进行保存。GKS标准提供了能够顺序读写，用 于长期存贮（传输）图形信息的机制，称为GKS元文 件（GKSM）。GKSM实现以下功能： （1）图形信息的存档； （2）不同GKS应用之间图形信息的传送和使用； （3）不同的图形系统之间图形信息的传送和使用； （4）异地之间图形信息的传送（利用磁盘、网络等 媒体）； （5）与图形信息相伴随的应用程序定义的非图形信 息的存贮和复用。 6.2 计算机图形元文件标准 CGM 6.2.1 CGM功能 不同的系统与系统之间、应用程序与应用程序之 间产生的图形信息共享问题是计算机图形标准化 的方向之一。在GKS标准中有一个用于信息存贮 与传输的机制，即GKSM，并约定了其信息编码 格式。由于GKS标准本身的制定目标主要是计