《图形设备与系统》PPT课件

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1、计算机图形学吴伟计算机学院E-mail:wuwei_imu@163.com第二讲图形设备与系统2.1图形显示设备2.2图形系统及其标准计算机图形学课程ComputerGraphicsCourse2图形输入设备：二维：鼠标、图形输入板、跟踪球、光笔、触摸屏、操纵杆、扫描仪……三维：空间球、数据手套……图形输出(显示、打印）系统：阴极射线管显示器，液晶显示器，等离子显示器，……绘图仪,打印机图形设备简介第2讲图形设备与系统32.1图形显示器阴极射线管彩色阴极射线管射线穿透法影孔板法随机扫描显示系统光栅扫描系统第2讲图形设备与系统42.1.1阴极射线

2、管（CRT）组成：电子枪、聚焦系统、加速电极、偏转系统、荧光工作原理：电子枪发射电子束，经过聚焦系统、加速电极、偏转系统，轰击到荧光屏的不同部位，被其内表面的荧光物质吸收，发光产生可见的图形。结构第1节图形显示器5电子枪电灯丝，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。6聚焦系统通过电场和磁场控制使电子束，“变细”，保证亮点足够小，提高分辨率加速电极加正的高压电（几万伏），使电子束高速运动。7偏转系统控制电子束，静

3、电场或磁场，产生偏转，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。第1节图形显示器8荧光（1/2）荧光物质：吸收电子束而发光持续发光时间：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(Refresh)：为了让荧光物质保持一个稳定的亮度值刷新频率：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）=1000/40=25Hz第1节图形显示器9像素(Pixel:PictureCell)：构成屏幕（图像）的最小元素分辨率(Resolution)：CRT在水平或竖直

4、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等等荧光屏（2/2）第1节图形显示器10产生彩色的常用方法：射线穿透法、影孔板法射线穿透法原理：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电子束荧光涂层产生颜色低速电子束较低速电子束较高速电子束高速电子束2.1.2彩色阴极射线管

5、第1节图形显示器11原理：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外层玻璃荧光涂层影孔板影孔板法第1节图形显示器12点状影孔板(荫罩式显像管)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Diamondtron显像管沟槽式影孔板代表：LG的Flatron显像管影孔板的类型第1节图形显示器13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）对应点状影孔板原理红、绿、兰三基色三色荧光点（很小并充分靠近--〉像素）三支电子枪第1节图形显示器14显示器能同时显

6、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生的电子束中所含电子的数目，即可控制各色光点亮度。点状影孔板原理（2/2)第1节图形显示器15纯平显示器类别表面形状产生时间代表球面显象管球面的一部分~90年代初柱面显象管柱面的一部分，垂直方向上平直，水平方向上有弯曲90年代中期Sony公司的Trinitron，Mitsubishi公司的Diamondtron平面直角显象管球面的一部分，类似于平面90年代中后期现在市场上的主流显象管纯平显象管纯平面90年

7、代后期Sony公司的FDTrinitron，Mitsubishi公司的Diamondtron，Samsung公司的DanyFlat，LG公司的Flatron第1节图形显示器16液晶显示器液晶：液晶(LiquidCrystal)是一种介于固态和液态之间的物质，是具有规则性分子排列的有机化合物。其分子的排列柔软易变形，受电场、磁场、温度和应力等外部条件作用时，液晶分子会重新排列。液晶显示器的原理是利用液晶的物理特性：通电时，液晶排列变得有秩序，使光线容易通过；不通电时，排列则变得混乱，阻止光线通过。与CRT设备相同，图形定义存储在刷新缓冲器中，以每

8、秒60帧的速度刷新屏幕，以满足图像的更新和动画显示。17液晶显示器可视角由于液晶显示器的背光管光源经折射和反射后输出时已有一定方向，超出这一范围观看则