Bilgisayar grafikleri orijini neden sol üstte?

Gördüğüm kadarıyla hemen hemen her şey (0, 0) sol üstte ve pozitif Y-ekseninin ekranınızın aşağı yönünde gittiği koordinatları kullanıyor.

Neden böyle? Neden geleneksel pozitif Y ekseni basit matematik derslerinde grafiklerde gösterildiği gibi yukarı doğru gitmiyor?

Bu tarihe sebep olur. İlk bilgisayarlarda, görüntüyü sol üst köşeden sağ alt köşeye katod ışınıyla "çizen" Katot Işın Tüpleri (CRT'ler) vardı.

Grafik kartı hafızası ve CRT arasındaki arayüzü kolaylaştırmak için hafıza en baştan okundu ve görüntü sol üstten (en düşük hafıza adresli) alt sağa (en yüksek hafıza adresli) çekildi.

Uzantı (yorumlara dayanarak)

CRT'ler, o sırada mevcut olan analog TV setlerini temel almaktadır.

TV setleri, görüntüyü önce soldan sağa ve sonra yukarıdan aşağıya doğru sırayla oluşturur . Bunun sebebinin ancak Batı ülkelerinde yazılı bir tarza dayandığı varsayılabilir.

Bu defalarca düşündüğüm harika bir soru. “Neden” e verilen basit cevap, TV formatlarının çizgilerini soldan sağa ve yukarıdan aşağıya doğru çektiğindendir. Orijinal bilgisayar monitörleri CRT ekranlarıydı (küçük TV'ler), bu nedenle format doğal olarak aynı kaldı. Monitörler düz ekranlar haline geldiğinde (ve TV'ler de düz ekranlar haline geldiğinde), aynı formatın kolay uyumluluk için korunması aynı derecede doğaldı.

Elbette sorabilirsiniz: TV'ler neden bu şekilde çiziliyor? 20. yüzyılın başlarında icat edildiler, böylece sorguya çekilse bile tasarıma ne kadar düşünce veya eksiklik geldiğini tahmin edebilirsiniz. Not: Basit bir minik "ampul" matrisinin aksine, ışınları manyetik olarak saptırmak için denklemleri ekrandaki uygun çizgilere çekmek için inanılmaz derecede zor olduğu için saygısızlık etmek değildir. (Bu tür, 20. yüzyılın başlarında, basit nokta matrisinden önce Dünya'ya nasıl CRT icat ettikleri sorusunu gündeme getirdi?)

Yine de, benim tahminim, Batı dilleri soldan sağa ve yukarıdan aşağıya kelimeler yazdığı için muhtemelen hiçbir zaman sorgulanmadı (kötü bir şey). Muhtemelen hiç kimse bunu farklı yapma olasılığını düşünmedi.

Şahsen ben bu formattan hoşlanmıyorum. Eliptik yörüngeleri içeren oyunları ve diğer simülasyonları programladığım için bu tutumu kazandım. Ne zaman günah, cos veya tan içeren denklemler çizdiğiniz zaman, y ekseni parametreleriyle ilgili işaretleri dikkatlice tersine çevirmelisiniz ... yoksa yanlış olanı çizersiniz. Bir örnek, herhangi bir 2D açıyla çizilen bir elips için parametrik denklemler olabilir. Günah günahını, günah cos'u ve benzer şeyleri özümsemek gerçek bir kabus olabilir .

Kısaca matematiksel olarak konuşursak , ekran Çeyrek 1 yerine Çeyrek 4'tür. Bu gereksiz yere karmaşıktır.

BTW, 3 boyuta ulaştığınızda, z ekseninin pozitif yönde "yukarı" gittiği kabul edilir. Biraz ironik. [EDIT]: Belki hayır, yorumumu aşağıya bakınız.

Gerçekleştirdiğim / rastladığım 2 şey daha:

Kuzey yarımkürede bulunan güneş saatleri (kuzeye bakan işaretçiler ve yere paralel diskler vardır) daima saat yönünde döner . Böylece sıfır saatini "saat yüzünün" üstüne koyarsak, gölge imleci sağa doğru hareket etmeye başlar. Bu, batı dillerinde soldan sağa doğru, Kartezyen koordinatlarına ve TV / bilgisayar ekranlarına yayılan kaynak olabilir.

Eski bilgisayarlar grafiksel nesneler fazla çizmediler. Komut istemine metin çizdiler. Bu nedenle, 0 satırını y = 0 değerine koymak doğaldır. Sol alttan bir kökene sahip olsaydık, metin çizgileri çizme matematiği biraz daha fazla etkilenecekti ve bu eski yavaş bilgisayarlar için çok büyük bir sorun olabilirdi (hatta 1’lik artış için bir kestirmeden, iyilik aşkına, denilen "++"). Artı, ekranın çözünürlüğünü bilmeniz gerekir, oysa sadece 0 = y satırında 0 yaparsanız çözünürlüğü bilmeniz gerekmez.

Zeyilname: Erken grafik üzerinde yapıldı vektör monitörler nerede laboratuvarda (0,0) görülen osiloskop sadece bir adım yukarı ekranın tam ortasında olurdu, bazı düğme tabi kümesi X / Y skalası X dönüm / Y ofset ve muhtemelen X / Y inversiyonu.

Örneğin , Atari “Asteroids” in (1979) özel donanımı bir vektör ekranı kullandı; program koordinat sisteminin ne olduğunu bilmek ilginç olurdu.

Ivan Sutherland'ın "Eskiz defteri" sistemi (1963), bir TX-2 vektör göstergesine dayanıyordu ve "Eskiz defteri: Bir İnsan-Makine Grafik İletişim Sistemi" (Doktora tezi, Ocak 1963), sayfa 70'de yazıyor:

TX-2 görüntüleme sisteminin koordinat sistemi, kapsamın merkezinde yer almaktadır ve her eksen için 18 bit bilgisayar alt anahtarının solunda bulunan on bitlik sapma bilgisi gerektirir.

...

Birçok bileşen değişkenini temsil etmede kolaylık sağlamak ve 18 bitin üzerinde hassasiyet için, Sketchpad, görüntüleme sisteminin gerektirdiği gösterimlerden ayrılan gösterimi çizim için dahili bir koordinat sistemi kullanır. Bu iç sisteme "sayfa" koordinat sistemi denir. Sketchpad'deki çizimleri düşünürken, sayfa koordinatları sabit olarak kabul edilir. Kapsam dönüşümü sayfası, kapsamda istenen sayfanın herhangi bir bölümünü, herhangi bir büyütme derecesinde, bir büyüteç camı (...) gibi sanki görüntüleme kabiliyetini verir. kapsamda görünecektir. Kaydedilen gerçek sayı, Şekil 5.2'de gösterildiği gibi karenin kenarının yarı uzunluğudur, SCope SiZe için SCSZ). Ayrıca, kapsam karesinin merkezinin sayfa koordinatları da kaydedilir. Bu sayıları değiştirerek, kapsamda gösterilen sayfanın kısmı boyut olarak değiştirilebilir ve taşınabilir, ancak döndürülemez.

Sayfa 73'teki Şema 5.2, "sayfa koordinat sistemi" nin X / Y kartezyen koordinat sisteminin matematiksel kuralını kullandığını göstermektedir. (Bir kişi bu sözleşmenin neden böyle olduğunu sorabilir ...)

Her şey sol üstte değil.

Örneğin, OpenGL, orijinin en altta olduğunu ve bunun API boyunca yaygın olduğunu belirtir : doku koordinatları, görünüm portları, doku dikdörtgenleri, standart orto projeksiyonu: en altta.

Burada düşünmenin bir farkı var.

Bilgisayar ekranlarında, kitaplarda olduğu gibi, insanlar okuduğunda (ve burada İngilizce gibi bir dil varsayarım) soldan sağa ve yukarıdan aşağıya okurlar. Bu soruyu yazdığınızda kendiniz yaptınız ve cevapları okurken bunu yapıyorsunuz.

Bir grafiği çizdiğinizde matematik ve tasarımda, X'in sola ve pozitif Y'nin yukarı çıkacağı bir X ve Y ekseni vardır.

Bir oyunda 2D GUI gibi bir şey inşa ediyorsanız, birçok insan için "sol üst kaynaktır" şeklinde yerleştirmek daha kolay ve sezgisel olabilir.

Grafik kağıdına bir tasarım veya yerleşimi taklit edecek bir şey inşa ediyorsanız, birçok insan için "sol alt kaynaktır" şeklinde yerleştirmek daha kolay ve sezgisel olabilir.

Aslında bunların ikisi de gayrı resmi sözleşmelerdir ve bir orto projeksiyonu kurarsanız, menşeinizi ekran üzerinde herhangi bir isteğe bağlı noktaya (veya kapalı) bırakmayı seçebilirsiniz; artı X sola veya sağa veya sola Y yukarı ya da aşağı gidiyor. Bu sadece projeksiyon matrisinizi buna göre ayarlamaktan ibarettir.

Bu nedenle önemli olan tek şey, hangi sözleşmeyi kullanacağınızı seçmek ve tutarlı bir şekilde kullanmaktır.

Çünkü ekranlar görüntüyü sol üst köşeden oluşturmaya başlar. (0,0,0) sol üst köşedeyken + Y ekseni ekrana giderken koordinat ekseninin oluşturulmasını veya çizilmesini çizmek daha kolay olacaktır.

FOR argümanı: (Örnek olarak)

var R uint32 = 0xFF0000FF; //:Red pixel
var W uint32 = 0xFFFFFFFF; //:White Pixel.
var Pixels []uint32 = { 
W,W,W,R,R,W,W,W,
W,W,R,R,R,R,W,W,
W,R,R,R,R,R,R,R,
W,W,W,R,R,W,W,W,   //:8x8 pixel image of " ↑ "
W,W,W,R,R,W,W,W,
W,W,W,R,R,W,W,W,
W,W,W,R,R,W,W,W,
W,W,W,R,R,W,W,W, }

Kod ekrandaki sonuçlarla eşleşiyor :

Sol üst menşei kullanmazsanız kırmızı ok ters olur.

Bunun "neden" olup olmadığını söyleyemem. Sadece bu, sol üst menşe için iyi bir neden.