计算机图形学 2、计算机图形系统ppt课件.ppt

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1、第二章计算机图形系统2.1计算机图形系统的组成2.2图形硬件系统2.3图形软件系统2.4图形软件标准12.1计算机图形系统的组成一、图形系统的结构二、图形系统的基本功能三、图形系统的分类2一、图形系统的结构计算机图形系统主要由两部分组成：1、硬件设备硬件系统：计算机主机；交互设备：图形显示器、鼠标器、键盘；输入输出设备：图形数字化板、绘图仪、图形打印设备；存贮设备：磁带、磁盘；32、软件系统操作系统高级语言图形软件应用软件计算机图形系统与一般计算机系统的最主要的区别：具有图形的输入、输出设备、以及必要的交互设备；对主机的运行速度、存储容量要求高。4二、图形系统的基本功能图

2、形系统至少要包括：计算存储输入输出对话等五项基本功能。51、计算功能：包括计算、变换、分析等。如直线、曲线、曲面的生成，坐标几何变换，线段、形体之间的求交、裁剪计算以及点的包含性检查等。2、存储功能：包括各种形体的几何数据及形体之间的相互关系，可实现对有关数据的实时检索以及保存对图形的删除、增加、修改等信息。3、输入功能：包括对所设计的形体的几何参数（例如大小、位置等）以及各种命令的输入。64、输出功能：在显示屏上显示、在打印机、绘图仪等硬设备上输出。5、对话功能：通过人机交互设备直接进行人机通信。包括：定位、拾取、输入各种参数、命令，实现增、删、改等操作。7三、图形系统

3、的分类1、以大型机为基础的图形系统超大容量的存储器，极强的计算功能，大量的显示终端，高精度、大幅面的硬拷贝设备，功能齐全的应用软件。2、以中型机或超级小型机为基础的图形系统较大容量的内存和外存，极强的计算功能，大量的显示终端，高精度、大幅面的输入输出设备，较强功能的图形支撑软件和应用软件。83、以工作站为基础的图形系统高速的科学计算，丰富的图形处理，灵活的窗口，网络管理功能，交互式计算机系统。4、以微机为基础的图形系统高档微机，中、低分辨率的图形显示器，交互设备，廉价的绘图仪及打印机。92.2图形硬件设备一、图形显示设备二、图形输入设备三、图形输出设备10一、图形显示器A

4、、显示器1、阴极射线管2、彩色阴极射线管B、扫描方式1、随机扫描显示系统2、光栅扫描系统见第一章第一页控制电子束在水平，垂直方向上移动，以电子束为画笔，在CRT屏幕上作画只能画简单的图形，如示波器上的李萨如图形控制电子束依次在水平，垂直方向移动扫描到每一个点，形成光栅，每一个点的亮度，色彩用大小不等的电压表示，形成图形11阴极射线管原理（1）以阴极射线管（CRT，模拟电视机屏幕就是）为显示设备CRT原理：电子束轰击CRT屏幕可以形成一个亮点阴极射线管原理（3）CRT各部分的作用：阴极：灯丝加热，产生大量游离电子栅极：对游离电子进行会聚，形成电子束阳极：对电子束进行加速，时

5、期能够以高速打到荧光屏的一个点上偏转线圈：对高速电子束调整偏转角度，使其打到荧光屏指定位置荧光屏：涂有大量荧粉，在电子束轰击下发出荧光亮点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）三支电子枪电子枪、影孔板中的一个小孔和荧光点呈一直线；每个小孔与一个像素（即三个荧光点）对应14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荧光涂层影孔板151、随机扫描的显示系统特点：电子束可随意移动，只扫描荧屏上要显示的部分。ttVxVyX方向偏转电压y方向偏转电压ttVxVyttVxVy162、光栅扫描的显示系统光栅扫描显示系统特

6、点：光栅扫描扫描线帧（扫一遍叫一帧）水平回扫期垂直回扫期172、光栅扫描的显示系统ttVxVyX方向偏转电压y方向偏转电压18绘图过程没有点时，基本不加电压，使之呈现背景色有点时，扫到这来CRT会突然加一个大电压使之生成一个点。19随机扫描方式：控制电子束在水平、垂直方向上移动，以电子束为画笔，在CRT屏幕作画。只能画简单的图形，如示波器上的李萨玉图形。难以画出象照片那样的图象，每个点都要画到光栅扫描方式：控制电子束依次在水平、垂直方向上移动，扫描到每一个点，形成光栅，每个点的亮度、色彩用大小不等的电压控制,呈现不同的亮度、色彩，形成图像。两种扫描方式的区别和各种的特点：

7、在光栅控制信号作用下，电子束在荧光屏上依次扫描每个像素。从左上角第一个像素开始，到右下角最后一个像素结束，一帧完整的光栅就形成了。电视信号在每个像素被扫描时，根据像素的亮暗程度给出高低不同的电压信号，使不同的像素发出不同的亮度。随著光栅的形成，一帧图像就完成了。电子束按固定的扫描顺序进行扫描N条扫描线，每条扫描线有M个像素，M*N显示器的分辨率。如1024*769显示器的分辨率22逻辑部件帧缓冲存储器（FrameBuffer)视频控制器（VideoController)显示处理器（DisplayProcessor）显示器23帧