计算机图形学课件之第2章图形输入输出设备

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1、第二章交互式计算机图形处理系统计算机学院苏小红2021/9/141交互式计算机图形处理系统Computer+人=交互式PersonelComputer图形处理系统workstation图形处理系统要求主机性能更高（强大的浮点运算能力），速度更快，存储容量更大，外设种类更齐全图形加速卡，大屏幕显示器2021/9/142硬件发展图形输入设备的发展第一阶段：控制开关、穿孔纸等第二阶段：键盘、光笔第三阶段：二维定位设备，如鼠标、坐标数字化仪、跟踪球、触摸屏、操纵杆、扫描仪等第四阶段：三维输入设备（如三维鼠标、空间球、数据手套、数据衣），用户的手势

2、、表情等2021/9/143图形输出(显示、打印）设备阴极射线管显示器（CRT）液晶显示器（LCD）绘图仪打印机2021/9/144未来显示器发光聚合物技术坚不可摧；柔韧性好，可以卷起来显示画面具有无与伦比的清晰度真正的平面直角采用空气等离子体技术空气等离子体可想象成一个个微型霓虹灯，红绿蓝三种不同颜色的像素显示屏薄，挂在墙上无锯齿现象，分辨率好无需刷新缓存，重量轻，无辐射价格贵2021/9/145CRT显示器分类阴极射线管（CRT）（CathodeRayTube）单色CRT彩色CRT2021/9/146阴极射线管(CRT)组成：包括电子枪

3、、聚焦系统、加速电极、偏转系统、荧光屏工作原理：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2021/9/147荧光屏荧光物质：吸收电子束而发光余辉时间：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刷新频率：每秒钟重绘屏幕的次数像素(Pixel)：构成屏幕（图像）的最小元素分辨率(Resolution)：在假定屏幕尺寸一定的情况下，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等等某种CR

4、T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（Hz）2021/9/148彩色CRT渗透型常用于随机扫描显示器射线穿透法多枪型常用于光栅扫描显示器影孔板法（阴罩法）彩色阴极射线管2021/9/149射线穿透法（beampenetration）原理：两层荧光涂层，红色光和绿色光两种发光物质，不同速度电子束穿透荧光层的深浅，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2021/9/1410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影孔板的类型点状影孔板代表：大多数球面与

5、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2021/9/1411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，称为真彩色系统2021/9/1412CRT显示器分类直视存储管式（Direct-ViewStorageTubes）利用管子本身存储信息，类似于一个长余辉的CRT，不必刷新刷新式随机扫描式

6、（Random-Scan）光栅扫描式（Raster-Scan）2021/9/1413随机扫描的显示系统特点数据表示：矢量表示，只有端点信息，无线段中间点扫描方式：电子束像一支快速移动的画笔，可随意移动，只扫描荧屏上要显示的部分，与示波器工作原理类似显示图形：几何属性（geometricattribute）为主，线架图优点：扫描速度快，分辨率高，线条质量好，易修改，交互性好，动态性能好缺点：价格贵，只能显示线画图形，应用于军事、CAD领域2021/9/1414光栅扫描的显示系统特点：数据表示：像素矩阵扫描方式：从上到下，从左到右，与电视工作原

7、理类似显示图形：几何属性+视觉属性（Visualattribute），真实感图形2021/9/1415显示器的分辨率电子束按固定的扫描顺序扫描N条扫描线，每条扫描线有M个像素，M*N显示器的分辨率。帧2021/9/1416绘图仪printerComputerDPU输入设备视频控制器display逻辑部件：帧缓冲存储器（FrameBuffer)视频控制器（VideoController)显示处理器（DisplayProcessingUuit，简称DPU）CRT2021/9/1417帧缓冲存储器（FrameBuffer)作用：存储屏幕上像素的颜

8、色值也称刷新存储器(RefreshingBuffer)简称帧缓冲器，俗称显存帧缓存中单元数目与显示器上像素的数目相同单元与像素一一对应各单元的数值决定了其对应像素的颜色。显示颜色