计算机图形学教案第2章图形设备

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1、第2章图形设备提出问题■计算机图形系统包含哪些外部设备？图形输入设备：概念、特点图形显示设备：概念、结构原理、工作方式、特点图形绘制设备：概念、特点2.1图形输入设备■键盘（keyboard）直接输入数据■鼠标器(mouse)通过鼠标的移动获得相对位置■光笔(lightpen)检测荧光屏的发光点选择屏幕位置■触摸屏(touchscreen)以手指触摸方式选择屏幕位置触钮开关导线光孔透镜组笔体光导纤维图2-2光笔的结构■操纵杆(joystick)以杆的移动选择位置■跟踪球（trackball）通过球的旋转移动光标■空间

2、球（spacegall）由受压方向获得方向数据■数据手套(dataglove)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，来自手套的输入，可用来给虚拟场景中的对象定位或操纵该场景。■数字化仪(digitizer)用于跟踪输入图形的坐标值模-数转换■图象扫描仪(scaner)可直接把图形图象输入到计算机中。通过光学扫描机构将灰度或彩色等级记录下来，并按图象方式进行存储。■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。■视频输入系统视频信号采集板（卡）

3、、视频信号输入卡、视频信号处理装置视霸卡（videoblunster）2.2图形显示设备常见图形显示设备：阴极射线管CRT阴极射线管彩色阴极射线管CRT图形显示器随机扫描图形显示器直视存储管图形显示器光栅扫描图形显示器平板显示器■阴极射线管利用电磁场产生高速的、经过聚焦的电子束，偏转到屏幕的不同位置轰击屏幕表面的荧光材料而产生可见图形。电子枪：产生高速的电子束轰击荧光屏偏转系统：利用磁场使电子束产生偏转荧光屏：表面涂荧光粉，受电子束轰击时发光■彩色阴极射线管通过将红、绿、蓝三种彩色影象同时显示在管一个管屏上，合成一幅

4、彩色图形。三基色原则荫罩式彩色显象管主要结构：三色荧光屏、三支电子枪、荫罩板三色荧光屏荫罩板穿透式彩色显示原理结构通过控制电子束的速度来获得不同的颜色■随机扫描的图形显示器（向量显示器、笔划显示器）电子束的定位和偏转具有随机性，即电子束的扫描轨迹随显示内容而变化，只在需要的地方扫描，而不必全屏扫描。特点：无冗余扫描、速度快、图象清晰、比光栅系统更高的分辨率、生成光滑线条不能显示逼真场景、和电视标准不一致、驱动系统也较复杂■直视存储管图形显示器象一个有长余辉的荧光屏，一条线一旦画在屏幕上，在一小时之内都将是可见的。特点

5、：无需刷新、无闪烁、成本较低、不能显示彩色、不能局部修改、刷新慢■光栅扫描图形显示器电子束横向扫描屏幕，一次一行，从顶到底顺次进行。当电子束横向沿每一行移动时，电子束的强度不断变化来建立亮点的图案。分逐行扫描和隔行扫描■平板显示器低电压、轻小型、数字化显示器件适用于小型设备上的显示装置有五种：液晶显示器施加电压改变液晶的光学效应等离子体显示板薄片光电显示器发光二极管显示器激光显示器2.3图形显示子系统简单的光栅图形显示子系统常用的光栅图形显示子系统发展的光栅图形显示子系统相关概念■分辨率屏幕分辨率也称为光栅分辨率，屏

6、幕所能显示的最大分辨率。如：640×480800×6001024×768显示分辨率显示控制器所能够提供的显示模式分辨率。显示模式文本方式：用字符数的乘积表示40×2580×25图形方式：用象素点的乘积表示存储分辨率帧缓冲区的大小，一般用缓冲区的字节数表示。（与显示分辨率和像素点的色彩都有关）■象素与帧缓存屏幕上一个象素点对应帧缓存中的一组信息。两种对应方法：组合象素法（PackedPixelMethod）颜色位面法（ColorPlaneMethod）组合象素法一个图形象素点的全部信息被编码成一个数据字节，按照一定方式

7、存储到帧缓存中，编码字节的长度与点的属性（如颜色、灰度等）有关。颜色位面法帧缓存被分成若干独立的存储区域，每一个区域称为一个位面（BitPlane），每个位面控制一种颜色或者灰度，每一个图形象素点在每个位面中占一位，通过几个位面中的同一位组合成一个象素。24位面帧缓存的使用方法例：000RGB25500255255255黑色象素点红色象素点白色象素点■颜色查找表颜色查找表也称调色板，是由高速的随机存储器组成，用来储存表达象素色彩的代码。此时帧缓冲存储器中每一象素对应单元的代码不再代表该象素的色彩值，而是作为查色表的地

8、址索引。使用颜色查找表的特点：（1）节省空间（2）同屏可显示的颜色数受限制颜色索引调色板000010012010255255255255■显示长宽比显示长宽比，即水平点数与垂直点数之比。要求在屏幕两个方向上相同象素点数产生同样长度的线段，以使图形不至发生畸变。■屏幕坐标系2.4图形绘制设备■打印机撞击式（impact）打印机非撞击式（Nonim