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第 2章 计算机图形系统综述

第 2章 计算机图形系统综述. 计算机图形系统. 是以计算机为中心的图形系统。 其基本组成包括两部分 1、硬件平台 2、软件平台. 平台( Platform). 用户面对的计算机工作环境。 1、硬件平台: 计算机系统和图形设备 2、软件平台 包括系统软件、图形软件、图形开发工具、图形软件标准等. 计算机图形系统. 用户. 键盘,鼠标,光笔等输入设备. 图形应用程序. 显示器. 硬件平台. 软件平台. 图形软件包. 硬盘,光盘等存储设备 . 主机. OS. 绘图仪.

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第 2章 计算机图形系统综述

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Presentation Transcript

  1. 第 2章 计算机图形系统综述

  2. 计算机图形系统 是以计算机为中心的图形系统。 其基本组成包括两部分 1、硬件平台 2、软件平台

  3. 平台(Platform) 用户面对的计算机工作环境。 1、硬件平台: 计算机系统和图形设备 2、软件平台 包括系统软件、图形软件、图形开发工具、图形软件标准等

  4. 计算机图形系统 用户 键盘,鼠标,光笔等输入设备 图形应用程序 显示器 硬件平台 软件平台 图形软件包 硬盘,光盘等存储设备 主机 OS 绘图仪

  5. 图形系统的硬件工作平台类型 • 微机 • 工作站 • 中小型机 • 大型机 • 计算机网络

  6. 计算机图形系统硬件的通常配置 • 输入子系统 键盘、鼠标、光笔等 • 输出子系统 显示设备、硬拷贝设备、声频输出设备 • 主机系统 • 存储系统 磁盘、磁带、光盘、磁盘阵列、优盘等 • 网络子系统 Modem、网络接口等

  7. 计算机图形系统的硬件性能要求 • 处理速度 有关因素：图形软件、图形处理算法、硬件因素 • 存储容量 内存、外存、显示缓存 • 处理精度 输入精度 输出精度

  8. 视频显示设备 • 刷新式CRT显示器 • 随机扫描显示器 • 光栅扫描显示器 • 彩色CRT显示器 • 直视存储管显示器 • 平板显示器

  9. 视频显示设备 • 刷新式阴极射线管显示器 CRT显示器 Cathode-Ray tube

  10. CRT的基本结构 工作原理：电子枪发射的电子束经过聚焦系统和偏转系统的作用，打在荧光屏上，激活荧光物质发荧光。

  11. 刷新式CRT显示器 • 电子枪 控制栅极 • 聚焦系统 • 偏转系统 • 荧光屏

  12. CRT显示器的组成_____电子枪 电子枪 荧光屏亮度控制？

  13. 荧光屏亮度控制 + + + + + + + + + + + + 控制栅极

  14. CRT显示器的组成_____聚焦系统 聚焦系统作用

  15. CRT显示器的组成_____偏转系统 偏转系统作用

  16. CRT显示器的组成_____荧光屏 • 余辉 • 从发光开始到光衰减到正常亮度的1/10的时间。

  17. CRT显示器的组成_____荧光屏 • 荧光物质的分类： • 短余辉荧光物质 • 长余辉荧光物质

  18. CRT显示器 • 屏幕的刷新 • 电子束周期性地回到同一点的方式来保持图象。 • 每隔一定时间重新显示屏幕上已经显示过的图形。 • 刷新式 CRT

  19. 屏幕分辨率 • 屏幕分辨率三种表示方法 • 光点直径 • 水平方向上的光点数x垂直方向上的光点数 • r(x ×y) • 显示器精度dpi

  20. CRT屏幕上发光荧光层亮点的亮度分布图 光点直径 区别CRT屏幕上两个亮点

  21. 显示器的基本概念及技术指标 • 点距 (Dot Pitch) • 扫描频率 (scanning frequency) • 带宽 (Band Width)

  22. 显示器的基本概念及技术指标 • 点距(Dot Pitch) 光点的直径，显示器的物理光点尺寸。 荧光屏上两个相邻的相同颜色磷光点之间的最短距离。 单位：mm

  23. 显示器的基本概念及技术指标 • 显示器的扫描频率(scanning frequency) 也叫刷新率(refresh frequency)。 分为： • 行频(Horizontal scanning frequency) • 场频(Vertical scanning frequency)

  24. 显示器的基本概念及技术指标 • 行频(Horizontal scanning frequency) 电子枪每秒在屏幕上扫描过的水平线数，也叫水平扫描频率。 单位: KHz 表示：h • 场频(Vertical scanning frequency) 每秒钟重复绘制显示画面的次数，即重绘率， 也叫垂直扫描频率、帧频。 单位： Hz 表示： v

  25. 显示器的基本概念及技术指标 • r(x) 水平扫描的点数 • r(y) 每帧扫描线数 相互关系： 理论行频 h＝r(y) ×v 实际行频 h＝r(y)×v ×(1.5  1.2)

  26. 显示器的基本概念及技术指标 • 带宽 单位时间内扫描的点数。 单位： MHz 理论带宽 B= r(x) ×r(y) ×v 实际带宽B＝[r(x)/0.8] ×[r(y)/0.93] ×v

  27. 已知屏幕分辨率为1024x768，光点物理尺寸ø.28mm，需要购买多大的显示器？已知屏幕分辨率为1024x768，光点物理尺寸ø.28mm，需要购买多大的显示器？

  28. 显示纵横比

  29. 刷新式CRT显示器分类 • 随机扫描显示器 • 光栅扫描显示器

  30. 随机扫描显示器 Random_scan 向量显示器、笔划显示器、笔迹显示器 图形由线条组成

  31. 随机扫描显示器电子束扫描方式

  32. 随机扫描显示器 • 直线的绘制 矢量发生器 • 模拟矢量发生器 • 数字矢量发生器

  33. 随机扫描显示器 • 随机扫描显示器图形信息存储 显示列表 • 随机扫描显示器优、缺点

  34. 光栅扫描显示器 • 电子束扫描方式 • 图形信息存储 • 适用范围

  35. 光栅扫描显示器 • 光栅扫描 图形由点(像素点)组成

  36. 光栅扫描显示器 CPU 计算机接口 字符存储器 字符发生器 视频发生器 像素发生器 帧缓存器 帧缓存扫描器 显示器 光栅显示系统原理图

  37. 光栅扫描系统组成 • 帧缓冲存储器 • 像素发生器 • 帧缓存扫描器 • 视频发生器

  38. 光栅扫描显示器 • 帧缓冲存储器 帧缓冲器(frame buffer) 、刷新缓冲器(refresh buffer) 像素点Pixel (Picture element)

  39. 光栅扫描显示器 • 像素发生器 显示处理器(display processor) 扫描变换

  40. 光栅扫描显示器 • 帧缓存扫描器 • 视频发生器 视频控制器(video controller) 显示控制器(display controller)

  41. 光栅扫描显示器电子束扫描方式

  42. 光栅扫描系统与随机扫描系统的比较 • 优点： • 缺点

  43. 适用范围

  44. 彩色CRT显示器 • 电子渗透法 • 荫罩法

  45. 电子束 荧光屏 电子渗透法 • 工作原理： • 应用

  46. 荫罩法 多枪型彩色CRT显示器 • 原理： • 混合荧光物质 • 电子枪 • 荫罩 • 应用

  47. 荫罩法

  48. 荫罩法

  49. 直视存储管显示器DVST • 工作原理 屏幕 从电子枪 存储栅 收集栅 主电子枪 聚焦与偏转系统

  50. 直视存储管显示器DVST • 优点 • 缺点

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