计算机图形学教学课件 第2章.ppt

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1、第2章图形系统2.1图形系统的组成计算机图形系统由计算机硬件系统和软件系统两部分组成。严格说来，使用系统的人也是这个系统的组成部分。2.1.1图形系统的功能1．计算功能2．存储功能3．对话功能4．输入功能5．输出功能2.1.2图形系统的分类1．以大型机为基础的图形系统2．以中型或小型机为基础的图形系统3．以工作站为基础的图形系统4．以微机为基础的图形系统2.2图形硬件设备2.2.1图形显示设备1．阴极射线管（CRT）最大偏转角余辉时间刷新刷新频率2．彩色阴极射线管（彩色CRT）电子束穿透法荫罩法3

2、．随机扫描显示器工作原理：要显示的图形的定义是存放在刷新缓存的一组画线命令，有时刷新缓存称为显示文件存储器。为了显示指定的图形，系统周期性地按显示文件存储器中的一组命令，由显示控制器控制电子束的偏移，依次画出其组成线条，从而在屏幕上产生图形；当所有画线命令处理完后，系统周期地返回到该刷新缓存的第一条画线命令。4．存储管式显示器存储管从表面上看类似于CRT，但是存储管的电子束不是直接打在荧光屏上，而是先将图形信息通过写入电子枪写在荧光屏前的存储栅上（写有图形信息的部分呈正电荷），再由读出电子枪发出低

3、能量的漂浮电子流，通过收集栅使这些电子均匀地散开流向存储栅。存储栅上呈正电荷的地方吸引电子，使电子通过并轰击荧光材料而发光，在其他位置上则不通过电子，这样就能把存储栅上的图形“重写”在屏幕上。所以存储管式显示器既能产生图形，也能存储图形。5．光栅扫描显示器光栅扫描显示器是画点设备，它不能直接从单元阵列中的一个可编地址的像素画一条直线到另一个可编地址的像素，只可能用尽可能靠近这条直线路径的像素点集来近似地表示这条直线。光栅扫描方式将CRT屏幕分成由像素构成的光栅网格，其中像素具有灰度和颜色；所有像素

4、的灰度和颜色信息（也称为显示内容）保存在一个专门的内存区域中，称为帧缓冲存储器（FrameBuffer），简称帧缓存。CRT中的水平和垂直偏转线圈分别产生水平和垂直磁场，电子束则在不同方向磁场力作用下从左向右，从上向下扫描荧光屏，产生一幅幅光栅，并由显示内容来控制所扫描的像素点是否发亮，从而形成具有多种彩色及多种明暗度的图像。每一幅光栅称为一帧，每一条从左向右的直线称为扫描线（显示）；虚线是扫描的逆程（消隐），也称为回扫，分为水平回扫与垂直回扫两种。常用概念：图像刷新行频、帧频逐行扫描、隔行扫描像

5、素分辨率点距显示速度帧缓冲存储器（帧缓存、显示存储器）色彩与灰度等级颜色查找表6．液晶显示器（Liquid-CrystalDisplay）可视角度点距和分辨率7．等离子显示器8．图形处理器2.2.2图形绘制设备1．绘图仪笔式绘图仪静电绘图仪2．打印机点阵式打印机喷墨打印机激光打印机3．摄像机4．颜色模型RGB颜色模型CMY颜色模型HSL颜色模型YUV颜色模型2.2.3图形输入设备1．键盘和鼠标2．数字化仪3．光笔4．跟踪球和空间球5．触摸板6．扫描仪2.3图形软件系统2.3.1图形软件的层次1．零

6、级图形软件2．一级图形软件3．二级图形软件4．三级图形软件2.3.2图形软件标准1．核心图形系统CGS2．计算机图形核心系统GKS3．程序员层次交互式图形系统PHIGS4．图形库GL