计算机图形学电子教案c1

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1、第2章计算机图形系统2.1计算机图形系统概述2.2OpenGL介绍2.1计算机图形系统概述计算机图形系统由硬件系统和软件系统组成。激光打印机喷墨打印机计算机台式绘图机滚筒绘图机幅面受限制，精度高幅面不受限制，精度低计算机图形系统的主要硬件：计算机、打印机、绘图机。2.1.1计算机图形外部设备结构如图示，主要由电子枪、聚焦系统、加速电极、偏转系统和荧光屏五部分组成。(１)显示设备CRT（Cathode-raytube）阴极射线管电子枪发射电子束，经过聚焦在偏转系统控制下电子束轰击荧光屏，在荧光屏上产生足够小的光点，光点称为像素(pixel)。阴极射线管在

2、水平和垂直方向单位长度上能识别的最大光点数称为分辨率，分辨率越高，显示的画面越清晰。CRT（Cathode-raytube）阴极射线管CRT:电子枪（由灯丝、阴极和控制栅组成）在靠近阴极的前方有一个控制栅，它是—个柱状的金属杆、加上负电压后，能够控制通过其中间小孔的带负电的电子束的强弱。当控制栅上的负电压足够大时，它可以截止电子束，此时，对应的荧光屏上的点是黑的。CRT:聚焦系统聚焦系统通过电场或磁场控制电子束，使电子束“变细”，保证轰击荧光屏时产生的亮点足够小。为了提高显示系统的分辨率，聚焦系统是关键之一。CRT:加速电极加速电极加有正的高电压(达几

3、万伏)，使经过聚焦的电子束高速运动。加上正的高电压CRT:偏转系统（由垂直偏转板和水平偏转板组成）偏转控制可以来用静电场，也可以采用磁场，控制电子束在水平方向上和竖直方向上的偏转。最大偏转角度是衡量偏转系统性能的最重要指标。为什么大屏幕显示器的前后径比小屏幕显示器的前后径长?CRT:荧光屏荧光物质受电子束一次轰击之后发光，亮度会迅速衰减。持续发光时间指的是电子束离开某点后，该点亮度值衰减到初始值的1／10所需的时间。用于图形显示设备的大多数荧光物质的持续发光时间为l0到60毫。如果—种荧光物质的持续发光时间为40毫秒，则大约刷新频率为？CRT:彩色阴极

4、射线管(1)射线穿透法（主要用于画线显示器中）原理应用：画线显示器优点：成本低缺点：只能产生有限几种颜色(红橙黄绿）特点：电子束的速度决定了屏幕上光点的颜色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电子束(2)影孔板法：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影孔板荧光涂层1）影孔板的类型：点状影孔板大多数球面与柱面显象管栅格式影孔板Mitsubishi（三菱）的Diamondtron（钻石）与Sony的Trinitron（特丽珑）显象管栅格式影孔板LG的Flatron显象管CRT:2）点状影

5、孔板工作原理红、绿、蓝三基色三色荧光点三个电子枪CRT:这种方法利用人们眼睛在超过一定距离后分辨力不高的特性，产生与直接混色法相同的效果3）点状影孔板工作原理(续)CRT:分辨率用乘法形式来表示，如800×600，其中“800”表示屏幕上水平方向显示的像素数，“600”表示垂直方向显示的像素数。所以分辨率就是指画面的解析度由多少像素构成，其数值越大图象就越清晰。CRT（阴极射线管）显示器的实际分辨率不仅与显示尺寸有关，还由显像管点距和视频放大电路提供的视频带宽等因素决定。CRT:显示器能够同时显示的颜色个数a.如果电子枪只有开、关两个状态，则只能产生2

6、*2*2=8种颜色CRT:b.如果每个电子枪有256个等级，则显示器能同时显示256*256*256=16M种颜色，此时称为真彩系统通过调节电子枪发出的电子束中所含电子的多少，可以控制击中的相应荧光点的亮度，因此以不同的强度击中荧光点，就能够在像素点上生成极其丰富的颜色。如图是一个具有24位面的帧缓冲存储器，红、绿、蓝各8个位面，其值经数模转换控制红、绿、蓝电子枪的强度，每支电子枪的强度有256(8位)个等级，则能显示256*256*256=16兆种颜色，16兆种颜色也称作(24位)真彩色。CRT:点距:点距是指显像管内壁相邻两个同色荧光点的间距，水平

7、点距是指这两个荧光点之间在水平方向的距离。CRT:点距:如果把屏幕上三个最临近的同色荧光点连接起来，就构成一个等边三角形，此等边三角形的边长就是点距。该等边三角形底边上的高即边长在水平方向的投影，其长度就是水平点距(如图所示)。CRT:大多数球面与柱面显象管Mitsubishi（三菱）的Diamondtron（钻石）与Sony的Trinitron（特丽珑）显象管LG的Flatron显象管CRT:荧光像素由红、绿、蓝（R、G、B）三个相邻荧光点才构成一个彩色的荧光像素。像素是指在显示器屏幕上显卡所能控制的最小区域。显像管内壁的荧光点（荧光像素）的位置无法

8、改变，而像素点的位置是随显卡输出分辨率的变化而变化的，故荧光像素与像素的概念是不同的。CRT: