交互式计算机图形处理系统

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1、交互式计算机图形处理系统交互式=Computer+人高质量的计算机图形离不开高性能的计算机图形硬件设备。一个图形系统通常由图形处理器、图形输入设备和输出设备构成一、图形输入设备的发展第一阶段：控制开关、穿孔纸等第二阶段：键盘、光笔第三阶段：二维定位设备，如鼠标、数字化仪、跟踪球、触摸屏、操纵杆、扫描仪等第四阶段：三维输入设备，如三维鼠标、空间球、数据手套第五阶段：智能人机接口：用户的手势、表情、语音等1、键盘和鼠标事实上最常用和最成功的图形输入设备就是：键盘和鼠标2、光笔(lightpen)光笔是一种检测装置，它直接在屏幕上操作，拾取位置。光笔有三个基本功能

2、：定位、拾取和笔画跟踪。3、触摸屏(touchscreen)这种装置以手指触摸的方式选择屏幕位置。当用手指或者小杆触摸屏幕时，触点位置便以光学的、电子的或声音的方式记录下来。根据触摸方式的不同，触摸屏分为以下几种类型：红外线式触摸屏电子书电阻式触摸屏大部分的工业用触摸屏和廉价的手机电容式触摸屏iphone，Ipad声波触摸屏5、操纵杆(joystick)操纵杆是由一根小的垂直杠杆组成的可摇动装置，该杠杆装配在一个其四周可移动的底座上用来控制屏幕光标。6、数据手套(dataglove)数据手套是一种戴在手上的传感器，它能给出用户所有手指关节的角度变化，

3、可测量出手的位置和形状，从而实现环境中的虚拟手及其对虚拟物体的操纵。7、数字化仪(digitizer)它能将各种图形，根据坐标值，准确地输入电脑，并能通过屏幕显示出来8、图象扫描仪(scaner)图象扫描仪可直接把图纸、图表、照片、广告画等输入到计算机中，在将它们传过一个光学扫描机构时，灰度或彩色等级被记录下来，并按图象方式进行存储。9、声频输入系统也称为声音输入系统，在某些图形工作站中，采用话音识别器作为输入设备，以接收操作者的命令。10、视频输入系统常用的视频输入装置可以采集来自电视信号、摄象机、录象机的视频信号。这样，就使计算机所能处理的图形图像信息来

4、源得到了扩展。11、真实物体的三维信息的输入一般的方法是通过激光扫描来实现，现在国内外已经有许多这样的商业仪器。二、图形显示设备图形的输出包括图形的显示和绘制。图形的显示是指在屏幕上输出图形；图形的绘制是把图形画在纸上或硬拷贝。打印机和绘图机是最常见的硬拷贝设备（一）阴极射线管现在的图形显示设备绝大多数是基于阴极射线管(CRTCathode－RayTube)的显示器1、阴极射线管的技术指标技术指标主要有两条：一是分辨率，二是显示速度。一个阴极射线管在水平和垂直方向单位长度上能识别出的最大光点数称之为分辨率。光点亦称之为像素（pixel）2、阴极射线管的结构玻

5、璃屏荧光粉层红绿电子枪控制栅加速电极偏转系统导电涂层偏转距离电子束灯丝阴极聚焦系统水平偏转垂直偏转阴极射线管（CRT）剖面图（穿透式）从外形上看，CRT分为：管颈部分、锥体部分、屏幕部分从结构上看，CRT分为：电子枪、偏转系统、荧光屏玻璃屏荧光粉层红绿电子枪控制栅加速电极偏转系统导电涂层偏转距离电子束灯丝阴极聚焦系统水平偏转垂直偏转阴极射线管（CRT）剖面图（穿透式）阴极：当它被加热时发射电子控制栅：控制电子束偏转的方向和运动速度加速极：用于产生高速的电子束玻璃屏荧光粉层红绿电子枪控制栅加速电极偏转系统导电涂层偏转距离电子束灯丝阴极聚焦系统水平偏转垂直偏转阴

6、极射线管（CRT）剖面图（穿透式）聚焦极：保证电子束在轰击屏幕时能汇成很细的点偏转系统：控制电子束在屏幕上的运动轨迹荧光屏：当它被电子轰击时发出亮光3、阴极射线管的工作原理高速的电子束由电子枪发出，经过聚焦系统、加速系统和磁偏转系统就会到达荧光屏的特定位置。屏幕上的那一点就会亮了。要保持显示一幅稳定的画面，必须不断地发射电子束。那么电子束是如何发出的，又是如何控制它的强弱的呢？电子枪聚焦系统加速系统磁偏转系统电子束加热灯丝荧光屏金属阴极控制栅水平偏转板垂直偏转板电子枪是由一个加热器，一个金属阴极和一个电平控制器组成。当加热器加到一定高温时，金属阴极上的电子就

7、会摆脱能垒的束缚，迸射出去电子枪聚焦系统加速系统磁偏转系统电子束加热灯丝荧光屏金属阴极控制栅水平偏转板垂直偏转板显然，电子枪发射出来的电子是分散的，这样的电子束是不可能精确定位的，所以发射出来的电子束必须通过一个聚焦系统，使众多的电子聚集于一点。要保持荧光屏上有稳定的图象就必须不断地发射电子束。刷新一次指电子束从上到下将荧光屏扫描一次，其扫描过程如下图所示：只有刷新频率高到一定值后，图象才能稳定显示。大约达到每秒60帧即60Hz时，人眼才能感觉到屏幕不闪烁，要使人眼觉得舒服，一般必须有85Hz以上的刷新频率。有些扫描速度较慢的显示器，为了能得到好的显示效果，

8、采用一种叫隔行扫描的技术。首先从第0行开始，每隔一行