计算机图形学 2 图形设备与系统ppt课件.ppt

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1、第二章计算机图形系统2.1图形系统2.2图形显示设备2.3图形输入设备2.4图形绘制设备2.5图形系统标准2.6OpenGL图形软件包1计算机图形学2.1图形系统2.1.1计算机图形系统的组成与结构2.1.2计算机图形系统的功能2.1.3图形系统的分分类2计算机图形学2.1.1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。3计算机图形学图形硬件图形软件图形应用数据结构图形应用软件图形支撑软件图形计算机平台图形设备图形系统计算机图形系统的结构4计算机图形学硬件系统包括：输入设备、显示设备、绘制设备软件系统包括：系统软件、应用

2、软件、图形软件、高级语言平台软件5计算机图形学图形输入设备：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……6计算机图形学图形输出图形输出包括图形的显示和图形的绘制，图形显示指的是在屏幕上输出图形图形绘制通常指把图形画在纸上，也称硬拷贝，打印机和绘图仪是两种最常用的硬拷贝设备7计算机图形学图形输出(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8计算机图形学2.1.2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9计算机图形学图形系统基本功能框图显示器交互输出计算输入存贮数据库图形输出

3、设备图形输入设备10计算机图形学2.1.3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11计算机图形学图形工作站具有完整人机交互界面，集高性能的计算和图形于一身，可配置大容量的内存和硬盘，I/O和网络功能完善，使用多任务多用户操作系统的小型通用个人化计算机系统。1983年美国APOLLO公司推出第一台适合计算机辅助设计（CAD）的工作站。现在全球最有名的图形工作站属SGI图形工作站。12计算机图形学图形处理器是图形系统结构的重要元件，是连接计算机和显示终端的纽带早期的图形处理器只包含简单的存储器和帧缓冲

4、区，它们实际上只起了一个图形的存储和传递作用，一切操作都必须有CPU来控制现在的图形处理器不单单存储图形，而且能完成大部分图形函数，专业的图形卡已经具有很强的3D处理能力，大大减轻了CPU的负担,提高了显示质量和显示速度13计算机图形学图形处理器的组成显示主芯片显卡的核心，俗称GPU，它的主要任务是对系统输入的视频信息进行构建和渲染显示缓存用来存储将要显示的图形信息以及保存图形运算的中间数据显存的大小和速度直接影响着主芯片性能的发挥数字模拟转换器（RAMDAC）它的作用就是把二进制的数字转换成为和显示器相适应的模拟信号14计算机图形学显卡工作原理简单示意图15计算机图形学2.2图形显示设

5、备2.2.1阴极射线管显示器2.2.2平板显示器液晶显示器（LCD）发光二极管显示器等离子显示器2.2.3图形显示子系统16计算机图形学2.2.1阴极射线管显示器一、阴极射线管二、彩色阴极射线管三、CRT显示器17计算机图形学一、阴极射线管（CRT)阴极射线管CRT（CathodeRayTube）是一种真空器件，它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。18计算机图形学一、阴极射线管（CRT)组成：包括电子枪、加速结构、聚焦系统、偏转系统、荧光屏19计算机图形学阴极射线管(CRT)工作原理高速的电子束由电子枪发出，经过聚焦系统、加

6、速系统和磁偏转系统就会到达荧光屏的特定位置。由于荧光物质在高速电子的轰击下会发生电子跃迁，即电子吸收到能量从低能态变为高能态。由于高能态很不稳定，在很短的时间内荧光物质的电子会从高能态重新回到低能态，这时将发出荧光，屏幕上的那一点就会亮了20计算机图形学阴极射线管（CRT）-电子枪电子枪：产生一个沿管轴（Z轴）方向前进的高速的细电子束轰击荧光屏。具有足够的电流强度。电流的大小和有无必须是可控的。具有很高的速度。在荧光屏上应能聚焦很小的光亮，以保证显示器有足够的分辨率。2121计算机图形学阴极射线管（CRT）-电子枪22图CRT电子枪的结构22计算机图形学电子枪电灯丝、阴极和控制栅组成。阴

7、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。23计算机图形学阴极射线管-聚焦系统保证电子束在轰击屏幕时，汇聚成很细的点。加速电极加正的高压电（几万伏），使电子束高速运动。24计算机图形学阴极射线管-偏转系统控制电子束，静电场或磁场，产生偏转。电子束要到达屏幕的边缘时，偏转角度就会增大。到达屏幕最边缘的偏转角度被称为最大偏转角