计算机图形学 作者 徐文鹏 第2章 图形系统.pptVIP

HPU 计算机图形学 计算机图形学 河南理工大学 第2章 图形系统 2.1 图形显示原理 显示方式：随机、存储式、光栅 典型光栅显示器:CRT、LCD 光栅显示系统 颜色查找表 2.2 图形系统的组成 2.3 图形系统标准及软件 显示方式-随机扫描 特点：电子束可随意移动，只扫描荧屏上要显示的部分。 逻辑部件：刷新存储器(Refreshing Buffer),显示处理器（DPU:Display Processing Uuit）和CRT 显示方式-随机扫描 随机扫描显示器是为画线应用设计的，由于图形修改方便，因此交互性能较好，图形可以作无级放大，而不会出现锯齿状。但不能显示色彩逼真图形，另外图形的显示质量与一帧的画线数量有关，当一帧线划太多，无法维持30～60帧/秒的刷新频率时，就会出现满屏闪烁。 显示方式-直视存储管 为了克服随机扫描显示器的不断刷新的缺点，发展了利用显示器本身来存储信息的技术:20世纪60年代后期 表面上看存储管的特性极象一个有长余辉的荧光屏，一条线一旦画在屏幕上，在一小时之内都将是可见的。 电子束写在屏幕后的涂有介质的网格上，然后由一个独立的读数电子枪将图案复制到屏幕上。直视存储管显示时间可持续近1个小时，清除需1/2秒。其优点是显示时无闪烁,显示分辨率高(203×203平方毫米有1024×1024光点)，价格低。缺点是显示速度慢,不易修改,不能用作动态显示。 显示方式-光栅扫描显示 电子束依照固定的扫描线和规定的扫描顺序进行扫描。电子束先从荧光屏左上角开始，向右扫一条水平线，然后迅速地回扫到左边偏下一点的位置，再扫第二条水平线，照此固定的路径及顺序扫下去，直到最后一条水平线，即完成了整个屏幕的扫描。在扫描时，电子束的强度不断变化来建立 亮点的图案。 显示方式-光栅扫描显示 图形定义存放在帧缓冲存储器中，帧缓存保存了对应屏幕所有点的亮度值。每个屏幕点称作象素，由于光栅扫描CRT对屏幕上每个象素都有存储亮度信息的能力，因此它能较好地用于包含细微阴影和彩色场景的逼真显示。 显示方式-光栅扫描显示 光栅扫描显示器中，屏幕图形是依靠帧缓存进行刷新的，而视频控制器是负责刷新的部件，它建立了帧缓存中的单元与屏幕象素之间一一对应的关系. 显示方式-光栅扫描显示 优点：它不仅可以显示物体的轮廓线，而且由于能对每一象素的灰度或色彩控制，因而可以进行实面积填充，这就使得输出真实感图形成为可能。此外，它可以和电视兼容，价格远低于随机扫描显示器。自80年代以来，已成为显示器市场的主流。 缺点：从应用程序中将图形的描述转换成帧缓存中象素信息的过程（扫描转换）比较费时，相应的软件比较复杂。另外，在显示斜线时，还存在线条边缘的阶梯效应。 光栅显示器 光栅显示：台式机和投影显示器的显示技术有多种。这些显示器的分辨率和物理尺寸各不相同。编程人员通常假设像素；排成矩形阵列，又称为光栅。 光栅显示器 彩色阴极射线管 液晶显示器 光栅显示器-CRT 阴极射线管(CRT- Cathode Ray Tube) 组成：包括电子枪、加速结构、聚焦系统、偏转系统、荧光屏 光栅显示器-CRT 产生彩色的常用方法： 射线穿透法 影孔板法 射线穿透法：两层荧光涂层，红色光和绿色光两种发光物质，电子束轰击穿透荧光层的深浅，决定所产生的颜色 彩色阴极射线管-影孔板法 影孔板法: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 彩色阴极射线管-影孔板法 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 彩色阴极射线管-影孔板法 彩色阴极射线管-影孔板法 影孔板的类型 点状影孔板 代表：大多数球面与柱面显像管 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 荫栅式 点距示意 光栅显示器-LCD CRT固有的物理结构限制了它向更广的显示领域发展 屏幕的加大必然导致显象管的加长，显示器的体积必然要加大，在使用时候就会受到空间的限制 CRT显示器是利用电子枪发射电子束来产生图像，容易受电磁波干扰 长期电磁辐射会对人们健康产生不良影响 Liquid?Crystal?Display LCD显示器的优点 外观小巧精致，厚度只有6.5~8cm左右。 不会产生CRT那样的因为刷新频率低而出现的闪烁现象 工作电压低，功耗小，节约能源 没有电磁辐射，对人体健康没有任何影响 LCD显示器基本原理 液晶是一种介于液体和固体之间的特殊物质。当液晶受到电压的影响时，就会改变它的物理性质而发生形变，此时通过它的光的折射角度就会发生变化，而产生色彩. 液晶显示器的工作原理是利用液晶的物理特性，在通电时导通，使液