Программные средства трехмерной графики

API u GDI. Мультимедийные технические средства (а осо­бенно компьютерная графика) — наиболее быстро развиваю­щаяся область промышленности ПК, где с высокими темпами постоянно возникают новые чипсеты, версии интерфейсных карт, устройства и принципы технологий. Для прикладного про­граммиста, занимающегося разработками мультимедийных при­ложений или компьютерных игр, становится совершенно нере­альным заново переписывать все программы с появлением на рынке карт с новыми графическими процессорами, поддерживающими высокопроизводительные технологии мультимедиа с аппаратным ускорением (графические/видеоакселераторы).

Программный интерфейс приложения. В каче­стве решения появились программные интерфейсы приложений (API, application programming interface), которые играют роль посредника между прикладной программой и аппаратными средст­вами ЭВМ (интерфейсная карта и внешнее устройство), на кото­рых она выполняется. Разработчик программного обеспечения пишет обращение к устройству на некотором стандартизированном языке, а не в кодах аппаратных средств ЭВМ. Затем драй­вер, написанный изготовителем периферийного устройства или его карты, переводит этот стандартный код к формату, понятно­му специфической модели периферийных устройств (рис. 3.26).

API-интерфейсы обеспечивают доступ к новейшим возмож­ностям высокопроизводительных устройств, таких как микро­схемы ускорения трехмерной графики и звуковые платы. Эти интерфейсы управляют функциями нижнего уровня, в том числе ускорением двумерной графики, поддержкой устройств ввода, таких, как джойстик, клавиатура и мышь, а также микширова­нием и выводом звука.

Графический интерфейс устройства (Graphics Device Interface — GDI) является стандартом Microsoft Windows, который описывает, как следует представлять графические объ­екты для передачи их на устройства вывода типа мониторов или принтеров.

GDI поддерживает такие задачи, как рисование линий, пред­ставление шрифтов и обработка палитр. Он не занимается непо­средственно формированием окон, меню и т. д., эти задачи ос­тавлены для подсистемы пользователя (user32.dll), которая является надстройкой над GDI.

Существенная способность GDI (кроме более прямых мето­дов обращения к аппаратным средствам) — масштабирование и абстрагирование от оконечных устройств. Используя GDI, можно достаточно просто осуществлять вывод изображений на различные устройства (мониторы, принтера) и ожидать надлежащего результата в каждом случае. Эта способность обеспечивает все приложения WYSIWYG для Microsoft Windows.

Простые игровые программы, которые не требуют быстрой Работки графики, могут обходиться возможностями GDI. Однако более современные игры должны использовать API DirectX или OpenGL, которые дают возможность программистам более интенсивно использовать аппаратные средства.

С появлением Windows XP GDI заменяется преемником — подсистемой GDI+, базирующейся на C++. GDI+ — следующее поколение двумерной графической среды, включающее такие расширенные особенности, как двумерная графика со сглажива­нием, координаты с плавающей запятой, альфа-смешивание, градиентное затушевывание, поддержка современных форматов графических файлов наподобие JPEG и PNG (которые заметно отсутствовали в GDI), и общая поддержка перечня аффинных преобразований в конвейере двумерного рендеринга. Использо­вание этих особенностей очевидно в интерфейсе пользователя Windows XP, и их присутствие в основном графическом уровне очень упрощает выполнение векторных графических преобразо­ваний. Динамическая библиотека GDI+ может вместе с прило­жением использоваться под более ранними версиями Windows. Библиотека классов Microsoft.NET обеспечивает управляемый интерфейс для GDI+.