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Die Programme, die wir bisher geschrieben
haben, haben ihre Ergebnisse in mehr
oder weniger umfangreichen Zahlenkolonnen, hin
und wieder bereichert um einige
Kommentarstrings, bereitgestellt. Die Sichtung
und Interpretation dieser
Zahlenkolonnen kann oft sehr mühsam sein,
man wünscht sich eine andere Art
der Präsentation. Dieser und andere Aspekte
der Mensch-Maschine-Kommunikation
lassen sich wesentlich dadurch verbessern,
daß der Rechner seine
Ergebnisse in Diagrammen und Bildern
bereitstellt, weil bildhafte Darstellungen
für den Menschen eine anschauliche
Arbeitsgrundlage bilden.
Die Grafische Datenverarbeitung (GDV)
befaßt sich als Teilgebiet der
Angewandten Informatik mit der
rechnerunterstützten Generierung, Speicherung,
Darstellung und Manipulation von Bildern. Da
Rechner mit Zahlen arbeiten und
als Ergebnis Zahlen liefern, müssen zum einen
alle grafischen Informationen
für die rechnerinterne Verarbeitung in Zahlen
umgewandelt werden, zum anderen
müssen die Ergebnisse in grafische
Informationen umgewandelt werden. Unter
grafischer Information werden alle Arten von
bildlicher Information verstanden,
die aus Kurven oder Rasterbildern bestehen.
In der grafischen Datenverarbeitung
unterscheiden wir die passive und die
interaktive Arbeitsweise. Die passive
grafische Datenverarbeitung
umfaßt die Ausgabe grafischer Daten.
Der Betrachter der erstellten
Bilder hat dabei keinen direkten
Einfluß auf die Bildgenerierung. Bei
interaktiver GDV steuert der Mensch die
Kommunikation mit dem Rechner durch
Kommandos. Er kann sowohl eine
alphanumerische als auch eine grafische Ausgabe
erhalten. Interaktives Arbeiten haben wir
bereits im Zusammenhang mit der
Arbeit an PCs kennengelernt. Die Entwicklung
von CAD-(engl. computer aided
design)-Systemen hat die grafische
Datenverarbeitung stark beeinflußt.
So können z.B. Konstruktionszeichnungen
relativ einfach und schnell mit
Hilfe von Rechnern und automatischen
Zeichenmaschinen erstellt werden. Daher
wird die GDV in vielen Gebieten als
Hilfsmittel herangezogen:
- CAE (engl. computer aided
engineering): dieses beinhaltet CAD,
dessen unterste Stufe
computergesteuertes Zeichnen ist. Beim
computergestützten Entwurf und
Konstruieren werden 2D- und 3D-Objekte (z.B.
Flächen, Körper etc.)
erzeugt, gespeichert und manipuliert. Es kann
sich dabei um Drahtmodelle (engl. wire
frames) handeln, ohne Entfernen von verdeckten
Kanten (engl. hidden lines), oder um
Festkörpermodellierung, mit Entfernen von
verdeckten Kanten. Beim CAM
(engl. computer aided manufacturing --
computergestützte Fertigung) gehen
CAD-Ergebnisse in einen teilautomatischen Entwurf ein.
- Visualisierung: Sichtbarmachung
von Prozessen und Systemen (mechanisch,
elektrisch, chemisch), die vorher der eigenen
Vorstellungskraft überlassen
waren, durch Simulation: Vorhersage von
Systemverhalten durch Beschreibung mit
mathematischen Formeln und Programmierung im
Computer. Auch dynamisches
Verhalten kann gezeigt werden, z.B.
Umströmung eines Flugzeugs.
- Architektur und
Bauingenieurwesen: Modellierung von Landschaften,
Gebäuden, Brücken, Straßen. Ansichten von
und Einsichten in neue Gebäude,
z.B. Fabriken, und deren Einpassung in die
Umgebung (Stadtplanung); Kartographie.
- Entwurf elektrischer und
elektronischer Systeme: Entwurf von
Platinen für Schaltungen und
Mikroprozessorchips: Anzeige der Leiterbahnen in den
verschiedenen Schichten; Simulation des
Verhaltens des Chips.
- Automatisierung und
Robotersysteme: Automatische Fabriken,
Robotermontage und Produktionssysteme: Planung der
Roboterbewegung und Produktionssysteme:
Planung der Roboterbewegung, grafische
Kollisionskontrolle in der Roboterzelle.
- Produktionsentwurf, Grafische Entwürfe und Kunst
- Unterhaltung und Werbung: Animation.
- Ausbildung und Schulung: z.B. Flug- oder Fahrsimulator.
- Präsentationsgrafik
- Steuerung und Regelung:
Schematische Anzeige eines Prozesses und
seines gegenwärtigen Zustandes, z.B.
Temperaturen und Drücke in Rohrleitungen und Kesseln.
- Wissenschaft und Forschung:
z.B. Darstellung von Dingen, die
man nicht sehen sondern sich nur vorstellen
kann: Moleküle.
- Medizinische Systeme:
Darstellung des Körpers und seiner Organe
zu Diagnose- und Operationszwecken, z.B. mit
Hilfe der Computertomographie.
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Lars Tornow
2003-04-02