第二章图形系统概述.pptVIP

曾智勇 福建师范大学软件学院 Tel:8338 7885 Email:zengzhiy@;图形处理系统;硬件发展;三维鼠标;图形输入设备（2/13）;图形输入设备（3/13）;图形输入设备（4/13）;图形输入设备（5/13）;图形输入设备（6/13）;图形输入设备（7/13）;图形输入设备（8/13）;图形输入设备（9/13）;图形输入设备（10/13）;美国斯坦福大学计算机系的著名图形学专家Marc Levoy曾经带领他的30人工作小组（包括美国斯坦福大学及美国华盛顿大学的教师和学生） 于1998～1999学年在意大利，专门对文艺复兴时代的雕刻大师米开朗基罗的众多艺术品进行扫描，保存其形状和面片信息 专门设计了一套硬件和软件系统 数据量惊人，光大卫像就有20亿个多边形和7000张彩色图象，总共需要72G的磁盘容量 实体图形输入的一个颠峰之作 ;图形输入设备（12/13）;美术家数字化仪（带压力传感器，无绳触笔） 通过控制笔的压力绘制不同风格的画 现在非常流行的汉字手写系统就是一种数字化仪 ;图形输出(显示、打印）设备： 阴极射线管显示器（CRT），液晶显示器（LCD）等 绘图仪，打印机， 双监视器图形工作站 MediaWall多屏幕系统——监视器阵列 交易展示、大型会议、博物馆、旅客候机厅等 ;CRT显示器分类;阴极射线管(CRT) 组成 包括电子枪、聚焦系统、加速电极、偏转系统、荧光屏 工作原理 电子枪发射电子束 经过聚焦系统、加速电极、偏转系统 轰击到荧光屏的不同部位 被其内表面的荧光物质吸收 发光产生可见的图形 结构 ;电子枪;聚焦系统;荧光屏;彩色CRT 渗透型 常用于随机扫描显示器 射线穿透法 多枪型 常用于光栅扫描显示器 影孔板法 ;射线穿透法（beam penetration） 原理： 两层荧光涂层，红色光和绿色光两种发光物质，不同速度电子束穿透荧光层的深浅，决定所产生的颜色 ;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;影孔板的类型 点状影孔板（荫罩式） 代表：球面显像管 栅格式影孔板（荫栅式） 代表：柱面显像管 日本索尼公司的特丽珑管（Trinitron） 三菱公司的钻石珑管（Diamondtron） 沟槽式影孔板 代表：LG的Flatron显像管;荫罩式（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;;;CRT显示器分类;随机扫描的显示系统;光栅扫描的显示系统;隔行扫描（Interlaced scan）工作原理;计算机图形处理系统;应用程序发出绘图命令 →解析成显示处理器可接受命令格式 存放在刷新存储器中 刷新存储器中所有的绘图命令组成一个显示文件 由显示处理器负责解释执行(刷新) →视频控制器控制驱动电子枪在屏幕上绘图 修改图形，实际是修改显示文件中的某些绘图命令 ;图形处理器 俗称显卡 CGA EGA VGA TVGA SVGA XGA SXGA 工作原理 显示主芯片 显卡的核心，俗称GPU 代替CPU完成部分图形处理功能，扫描转换、几何变换、裁剪、光栅操作、纹理映射等等 各图形函数基本上都集成在这里 显存 存储将要显示的图形信息 保存图形运算的中间数据 它与显示主芯片的关系，就像计算机的内存之于CPU一样 RAMDAC 视频存储数字模拟转换器 在视频处理中，把二进制的数字转换成为和显示器相适应的模拟信号 ;简单的光栅扫描图形显示系统的结构 较为典型的光栅扫描图形显示系统的结构;帧缓冲存储器（Frame Buffer) 作用：存储屏幕上像素的颜色值 也称刷新存储器(Refreshing Buffer) 简称帧缓冲器，俗称显存;视频控制器（显示控制器）;位面技术（1/3）;N位寄存器;若有24个位面（每种基色8个位面） 可同时显示(28)3 =224颜色（24位真彩色）;显存容量;显存容量问题;颜色信息的存放方式;查色表（LUT）工作原理;带宽T与分辨率、帧频（刷新频率）F的关系 带宽问题 高分辨率和高刷新频率要求高带宽 解决方法：隔行扫描（现在已基本不用，主流显示器都采用逐行扫描方式） ;光栅显示系统的特点 优点： 成本低 易于绘制填充图形 灰度和色彩丰富，图像逼真 可以和电视机兼容 刷新频率一定，与图形的复杂程度无关 缺点： 需要扫描转换 扫描转换速度偏低，交互操作响应慢 分辨率偏低，有阶梯效应 ;衡量CRT的指标;走向平面的显像管;LCD显示器（1/5）;LCD显示器（2/5） ;LCD显示器（3/5）;LCD显示器（4/5）;LCD显示器（5/5）;LCOS显示器(1/3);LCO