Наиболее распространенные графические редакторы. Использование специфических возможностей для создания графических иллюстративных компонентов по высшей математике с помощью специализированного формата хранения векторной информации. Достоинства приложения.
Аннотация к работе
Современный рынок информационных технологий и программных продуктов предлагает широкий набор графических редакторов: от достаточно простых до профессиональных. Создание графических иллюстраций по высшей математике выдвигает ряд требований к набору специализированных функций программного продукта, позволяющих работать с характерными для данной предметной области объектами: формулами, множествами и другими. При этом использование данных функциональных возможностей должно предоставлять средства автоматизации выполнения комплекса задач связанных с построением сложных объектов, например, диаграмм Эйлера-Венна или промежутков знакопостоянства функции. Такие задачи являются одним из главных требований к программным продуктам, позволяющим создавать графические иллюстрации по высшей математике. В ходе решения задачи по созданию пакета, позволяющего ускорить создание графических иллюстраций, исследуем основные возможности графических пакетов по созданию графических иллюстраций по математике, а также рассмотрим преимущества различных видов графики, позволяющих наиболее эффективно использовать функциональность характерную для предметной области.Темой дипломной работы является разработка программного продукта, позволяющего студентам и преподавателям разрабатывать графические иллюстрации к методическим указаниям и иным документам по математическим дисциплинам, с элементами автоматизации построения некоторых элементов. Разрабатываемый программный продукт представляет собой графический редактор, и позволяет создавать графические иллюстрации на основе шаблонов: - график функции в декартовых системах координат, - промежутки знакопостоянства функции, - диаграммы Эйлера-Вена.Основанием для разработки программного продукта является постановка задачи на дипломное проектирование. В соответствии с поставленной задачей выделим основные компоненты, которые необходимо разработать для выполнения поставленной задачи: а) анализ и создание модуля распознавания вводимых математических выражений; б) создание модуля автоматизации построения графиков функций;В современном мире графические и математические пакеты считаются неотъемлемой частью мировой технологии, а, следовательно, и любого ПК. Самый примитивный графический редактор (Microsoft Paint) встроен в графическую оболочку Windows, а математический пакет (Excel) - в Office XP.Основными представителями растровых графических редакторов присутствуют такие широко известные пакеты как: Microsoft Paint, Adobe Photoshop CS2, Adobe Photoshop Elements 4.0, Corel Photo Paint, Corel Paint Shop Pro X, Graphy 2.7, Gimp 2.2.13, BETTERJPEG 1.3.5.0. Проведем сравнительный анализ данных графических редакторов (таблица 1) в соответствии с нашими требованиями к построению графических иллюстраций по высшей математике и сделаем выводы по каждому из них. Наименование ПП Критерии сравнения MS Paint Adobe Photoshop CS2 Adobe Photoshop Elements 4.0. Corel Photo-Paint Corel Paint Shop Pro X Graphy 2.7. Основным недостатком использования данного программного продукта является отсутствие возможности редактирования созданных примитивов, что несколько затрудняет дальнейшую разработку графических иллюстраций. б) Adobe Photoshop CS2К ним относятся: Corel Draw, Adobe Illustrator, Micrografx Designer, Macromedia FREEHAND, CADE Pro. Проведем сравнительный анализ данных графических редакторов (таблица 2) в соответствии с требованиями к построению графических иллюстраций по высшей математике и сделаем выводы по каждому. Наименование ПП Критерии сравнения Corel Draw 10 Adobe Illustrator CS Micrografx Designer 7 Macromedia FREEHAND 10 CADE Pro Можно сделать вывод, что ни один программный продукт не подходит для разработки иллюстраций по высшей математике: а) Corel Draw 10 Пакет частично удовлетворяет требования по построению графических иллюстраций по высшей математике, но, обладая мощной системой инструментария, потребует непременного предварительного обучения.В ходе рассмотрения основных присутствующих на рынке редакторов следует отметить, что большинство из них специализировано для создания художественных иллюстраций, либо для обработки готовых цифровых изображений. Высокая стоимость большинства программных продуктов более удовлетворяющих целям создания математических иллюстраций затрудняет их приобретение для личного использования студентами первокурсниками в рамках выполнения учебной практики. Как отмечалось выше, ни один программный продукт не предоставляет возможностей для автоматического построения графиков функции или специализированных инструментов для их рисования.Существует специальная область информатики, изучающая методы и средства создания и обработки изображений с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов, - компьютерная графика[27].Растр, или растровый массив (bitmap), представляет совокупность битов, расположенных на сетчатом поле-канве. Состояния битов можно использовать для представления черного или белого цветов, так что, соединив на канве несколько битов, можно создать изображение из черны
План
Содержание
Введение
1. Постановка задачи
1.1 Общая постановка задачи
1.2 Формальная постановка задачи
1.3 Обзор аналогичных программных решений
1.3.1 Растровые графические редакторы
1.3.2 Векторные графические редакторы
1.3.3 Выводы
2. Обзор возможных методов решения поставленной задачи
2.1 Виды графики
2.1.1 Растровая графика
2.1.2 Векторная графика
2.1.3 Выбор: растровая или векторная графика
2.2 Обзор основных графических форматов
2.3 Вывод
3. Описание программного решения
3.1 Выбор инструментария и средств разработки
3.2 Описание входной и выходной информации
3.3 Разработка. Архитектура классов и модулей программного средства
3.3.1 Иерархия и описание классов, реализующих графические примитивы
Приложение А. Диаграмма последовательностей вызовов методов класса «Линия»
Приложение Б. Диаграмма последовательностей вызовов методов класса «Ломаная линия»
Приложение В. . Диаграмма последовательностей вызовов методов класса «Вектор»
Приложение Г. Синтаксис и примеры сохранения в файл *.vff
Приложение Д. Руководство пользователя
Введение
Современный рынок информационных технологий и программных продуктов предлагает широкий набор графических редакторов: от достаточно простых до профессиональных. Однако большинство из них являются узкоспециализированными и позволяют использовать только жестко заложенные функциональные возможности. При этом упор ставится на создание графических примитивов, их редактировании или обработку уже готовых изображений.
Специализированные программные продукты позволяют пользователю решать задачи, связанные с конкретной предметной областью. Создание графических иллюстраций по высшей математике выдвигает ряд требований к набору специализированных функций программного продукта, позволяющих работать с характерными для данной предметной области объектами: формулами, множествами и другими. При этом использование данных функциональных возможностей должно предоставлять средства автоматизации выполнения комплекса задач связанных с построением сложных объектов, например, диаграмм Эйлера-Венна или промежутков знакопостоянства функции.
Таким образом, кроме использования возможностей по созданию простых объектов, к которым относятся такие графические примитивы как линия, кривая, многоугольники и другие, необходимо наличие возможностей по использованию автоматизации решения сложных задач. Такие задачи являются одним из главных требований к программным продуктам, позволяющим создавать графические иллюстрации по высшей математике.
В тоже время на рынке программных продуктов не представлено пакетов, позволяющих в рамках своей функциональности реализовать задачи автоматизации, а, следовательно, разработка графической иллюстрации по математике значительно затрудняется.
Написание такого рода продукта является необходимым так, как при создании графических иллюстраций пользователю необходимо использовать несколько программных средств: графический редактор и пакеты символьной математики. При этом большинство программных продуктов, позволяющих производить редактирование графики и изображение графиков функций, являются платными.
В ходе решения задачи по созданию пакета, позволяющего ускорить создание графических иллюстраций, исследуем основные возможности графических пакетов по созданию графических иллюстраций по математике, а также рассмотрим преимущества различных видов графики, позволяющих наиболее эффективно использовать функциональность характерную для предметной области. Виды графики влияют не только на используемый функционал, но и в значительной степени определяют формат хранения графической информации. Исследование основных форматов и их возможностей по хранению графической информации позволит определить основные требования к использованию существующих форматов или разработке собственного формата.
Таким образом, проектирование программного продукта представляет собой комплексную задачу рассмотрения предметной области, выявления требований пользователей, описание основных функциональных возможностей и способов их реализации. Работа по созданию программного продукта потребует разработки и описания структуры классов, функциональных диаграмм, кодирования, тестирования и последующего внедрения.
Вывод
В ходе рассмотрения основных присутствующих на рынке редакторов следует отметить, что большинство из них специализировано для создания художественных иллюстраций, либо для обработки готовых цифровых изображений. Высокая стоимость большинства программных продуктов более удовлетворяющих целям создания математических иллюстраций затрудняет их приобретение для личного использования студентами первокурсниками в рамках выполнения учебной практики. При создании графических иллюстраций пользователь должен быть подготовлен к использованию описанных продуктов. Широкий спектр инструментов достаточно критичен для неподготовленного пользователя, что обуславливает использование более простых пакетов.
Как отмечалось выше, ни один программный продукт не предоставляет возможностей для автоматического построения графиков функции или специализированных инструментов для их рисования. Также отсутствуют удобные шаблоны для построения диаграмм Эйлера-Венна, поэтому для их изображения требуется выполнять ряд шагов: создание окружностей и многоэтапные действия по заливке пересекающихся областей. Еще одной трудоемкой задачей является задача построения промежутков знакопостоянства функции одной переменной. Для реализации в рамках использования средств, предоставляемых такими векторными графическими редакторами как Corel, потребуется необходимость создания нескольких кривых линий, примыкающих к оси, вычисление по формуле знаков в промежутках, рисование данных знаков прямыми линиями, и установка подписей к каждой из точек, являющихся корнями функции.
Таким образом, для создания графических иллюстративных компонентов по высшей математике эффективным будет использование специфических возможностей, характерных только для данной предметной области. Это позволяет говорить об оправданности разрабатываемого приложения, как с точки зрения его использования, так и с экономической точки зрения.