2、计算机图形学的设备-系统

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1、第2讲、图形设备、系统一、图形输入设备二、图形显示设备三、图形绘制设备四、图形处理器和图形系统图形输入设备图形图象输入设备分类典型设备概述鼠标与轨迹球数字化仪数码相机扫描仪图形输入设备分类字符输入设备：键盘指点输入设备：鼠标、轨迹球、触摸板、指点杆、光笔坐标输入设备：数字化仪、手写输入板控制设备：操纵杆、数据手套图象输入设备：图象扫描仪、数码相机图形输入设备(鼠标)最常见的输入设备之一，计算机系统标准配置之一，属相对坐标输入设备。基本原理是：移动鼠标时，移动方向和移动距离的信息被转化为电脉冲并传送给计算机，计算机再将脉冲转换为鼠标光标的坐标数据。轨迹球的结构和工作原理与鼠标相似，常作为鼠标

2、的替代品。1、鼠标图形输入设备(鼠标)1）、鼠标分类根据硬件实现方法：机械式、光电式、光机式根据按键数量、类型：二键、三键、带滚轮根据接口类型：串口、PS/2、USB根据输入坐标维数：二维、三维图形输入设备(鼠标)2）、光电式鼠标工作原理：利用LED与光敏元件的组合来测量位移，使用时必须放在一块刻有间隔相同网格的反光板上。LED发出的光线经过反射后被光敏元件所接受，由于板上刻有网格，鼠标移动时反射到光敏元件上的光线会出现有规律的明暗间隔，光线强时光敏元件产生的电流或电压较高，反之则低，从而形成电脉冲。特点：可靠性高、精度高、成本高、使用不便。图形输入设备(鼠标)反射光输出电压或电流刻线(不

3、反光)LED光敏元件发射光LED光敏元件发射光光电式鼠标工作原理示意图图形输入设备(鼠标)3）、光机式鼠标工作原理：采用两对发光---检测元件来检测鼠标的位移，发光管与光电管之间有一个齿轮，发射光线可以通过齿轮缺口照射到光电管上，但会被齿轮的齿遮挡。鼠标底部中心有小球，部分露出底部。移动时摩擦力使小球转动，带动齿轮转动，光线被间歇性遮断。接受端有两只光敏元件，可以检测明暗变化，对码盘转动计数，同时可根据两只光敏元件亮暗的顺序检测转动方向。特点：可靠性较低、精度较低、成本低、使用方便。图形输入设备(鼠标)光机式鼠标构造发光管光电管齿轮光电管发光管齿轮滚动球滚轮齿轮轴按键按键压紧轮图形输入设备

4、(鼠标)4）、机械式鼠标工作原理：采用两对机械码盘来检测鼠标的位移。鼠标底部中心有小球，部分露出底部。移动时摩擦力使小球转动，小球带动机械码盘转动，码盘转动计数以检测相对偏移量，同时可利用码盘转动方向检测鼠标移动方向。特点：可靠性低、精度较高、成本高、使用方便。图形输入设备(鼠标)5）、其他类型鼠标Web鼠标：带滚动轮的鼠标三维鼠标：工作原理完全不同于二维鼠标轨迹球：倒置的鼠标笔记本电脑的指点设备：触摸板与指点杆图形输入设备(数字化仪)一种图形定位设备，属坐标输入设备：通常由两个主要部分组成：数字化板：亦称感应板，是一个坚固的、内部布满金属栅格阵列的绝缘平面图板，在有效区域内放置数字化底图

5、；游标：亦称标示器，提供图形的位置等信息，常用的有2、4或16键，每个键都可以赋予特定的功能。为了便于操作，有时带底部支架。背面有一系列连接口。X坐标标Y坐标标图形输入设备(数字化仪)1）、数字化仪工作原理Y脉冲发生器X脉冲发生器时钟脉冲计数器Y行写线X行写线数字化仪结构示意图工作方式：点方式流方式增量方式图形输入设备(数字化仪)2）、异步通讯协议串行通讯与并行通讯打印机计算机①②③④···数字化仪计算机···①②③④···图形输入设备(数字化仪)异步通讯协议规则起始位识别标记（1）空格（0）数据位奇偶位停止位异步通讯协议数据组成图形输入设备(数码相机)DigitalCamera，又称做数

6、字照相机，是一种新兴的图像捕捉设备。最早出现于80年代中期，在90年代初期已经有部分新闻工作者开始使用。但是当时由于技术不成熟、成本过高等诸多因素的制约，因此只在新闻、出版等较少的专业领域内得到应用。近年来，随着电子技术的不断成熟，数码相机在性能不断提高的同时成本在逐步降低。伴随着电脑的不断普及，数码相机必将成为继键盘、鼠标和扫描仪之后的主流输入设备。图形输入设备(数码相机)1）、数码相机的感光器件CCD感光器件CMOS感光器件CCD(Charge－CoupledDevice)电荷耦合器是1970年以来发展起来的一种半导体器件，起步早、技术成熟，在数码相机、扫描仪、摄像机中得到广泛的应用。

7、互补金属氧化物场效应管简称CMOS（C：Complement互补；M:Metal金属；O:Oxide二氧化硅；S:Semiconductor场效应管)，在数码相机中是指新一代数码相机采用的CMOS光电传感器。CMOS光电传感器使用的光敏元件、光敏元件排列方式与前述CCD电荷耦合器相同，只是在光电转换后信息传送方式不同。图形输入设备(数码相机)2）、感光器件特点对比CCD感光器件CMOS感光器件信号读取电路复杂；电路集成度