图形设备与系统1

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1、第二章图形设备与系统2.1图形显示设备2.2图形系统及其标准计算机学院计算机图形学图形输出设备图形输出图形输出包括图形的显示和图形的绘制，图形显示指的是在屏幕上输出图形图形绘制通常指把图形画在纸上，也称硬拷贝，打印机和绘图仪是两种最常用的硬拷贝设备计算机学院计算机图形学2.1图形显示器2.1.1阴极射线管2.1.2彩色阴极射线管射线穿透法影孔板法2.1.3随机扫描显示系统2.1.4光栅扫描系统计算机学院计算机图形学阴极射线管(CRT-CathodeRayTube)组成：包括电子枪、加速结构、聚焦系统、偏转系统、荧光屏阴

2、极射线管（CRT)阴极射线管剖面图计算机学院计算机图形学阴极射线管(CRT)工作原理电子枪发出高速的电子束，经过聚焦系统、加速系统和偏转系统到达荧光屏的特定位置。荧光物质在高速电子的轰击下发生电子跃迁，即电子吸收到能量从低能态变为高能态。高能态很不稳定，在很短的时间内荧光物质的电子会从高能态重新回到低能态，这时将发出荧光，屏幕上的那一点就会亮了计算机学院计算机图形学要保持显示一幅稳定的画面，必须不断地发射电子束。刷新频率刷新一次是指电子束从上到下扫描一次的过程。刷新频率高到一定值后，图象才能稳定显示。计算机学院计算机图

3、形学电子枪灯丝，阴极和控制栅组成。阴极：由灯丝加热发出电子束，控制栅：加上负电压后，能够控制通过其中小孔的带负电的电子束的强弱。通过调节负电压高低来控制电子数量，即控制荧光屏上相应点的亮度。计算机学院计算机图形学聚焦系统保证电子束在轰击屏幕时，汇聚成很细的点。加速电极加正的高压电（几万伏），使电子束高速运动。计算机学院计算机图形学偏转系统控制电子束，静电场或磁场，产生偏转。电子束要到达屏幕的边缘时，偏转角度就会增大。到达屏幕最边缘的偏转角度被称为最大偏转角最大偏转角是衡量系统性能的最重要的指标，显示器长短与此有关CRT

4、显示器屏幕越大整个显象管就越长计算机学院计算机图形学荧光屏荧光物质：当它被电子轰击时发出亮光持续发光时间：电子束离开某点后，该点的亮度值衰减到初始值1/10所需的时间刷新频率：每秒钟重绘屏幕的次数某种CRT产生稳定图像所需要的最小刷新频率=1秒/荧光物质的持续发光时间。例如：一种荧光物质持续发光时间40毫秒，刷新频率为1000/40=25帧/秒，发光时间短，适用于动态图形显示。发光时间长，适用于静态图形显示。计算机学院计算机图形学荧光屏像素(Pixel:PictureCell)：构成屏幕（图像）的最小元素分辨率(Res

5、olution)：CRT在水平或竖直方向单位长度上能识别的最大像素个数，单位通常为dpi（dotsperinch)。在假定屏幕尺寸一定的情况下，也可用整个屏幕所能容纳的像素个数描述，如640*480，800*600，1024*768，1280*1024等等。计算机学院计算机图形学产生彩色的常用方法：射线穿透法影孔板法2.1.2彩色阴极射线管计算机学院计算机图形学2.1.2彩色阴极射线管-射线穿透法原理：两层荧光涂层，红色光和绿色光两种发光物质，电子束轰击穿透荧光层的深浅，决定所产生的颜色电子束荧光涂层产生颜色低速电子束

6、较低速电子束较高速电子束高速电子束计算机学院计算机图形学彩色阴极射线管-射线穿透法应用：主要用于画线显示器优点：成本低缺点：只能产生有限几种颜色计算机学院计算机图形学2.1.2彩色阴极射线管-影孔板法影孔板法原理：影孔板法通常用于光栅扫描显示器，颜色范围广，每个象素有三个荧光点（红、绿、蓝三基色）。影孔板被安装在荧光屏的内表面，用于精确定位像素的位置影孔板外层玻璃荧光涂层计算机学院计算机图形学影孔板的类型点状影孔板代表：大多数球面与柱面显像管栅格式影孔板代表：Sony的Trinitron与Mitsubishi的Diam

7、ondtron显像管沟槽式影孔板代表：LG的Flatron显像管计算机学院计算机图形学2.1.2彩色阴极射线管-影孔板法点状影孔板工作原理红、绿、兰三基色三色荧光点（很小并充分靠近--〉像素）三支电子枪电子枪、影孔板中的一个小孔和荧光点呈一直线；每个小孔与一个像素（即三个荧光点）对应象素象素绿蓝红红绿蓝（a）（b）电子枪影孔板蓝绿红红绿蓝屏幕计算机学院计算机图形学显示器能同时显示的颜色个数如果每支电子枪发出的电子束的强度有256个等级，则显示器能同时显示256*256*256=16M种颜色，称为真彩系统调节各电子枪发射

8、的电子束中所含电子的数目，即可控制各色光点亮度。计算机学院计算机图形学球面显示器与柱面显示器普通的显象管采用的都是点状影孔板显象管，显象管的表面呈略微凸起的球面状，故称之为“球面管”。而柱面显象管采用荫栅式结构，它的表面在水平方向仍然略微凸起，但是在垂直方向上却是笔直的，呈圆柱状，故称之为“柱面管”常用的点状影孔板显象管有日本索尼