广工数媒计算机图形学之2计算机图形系统.pptVIP

光栅扫描显示器是以行、列为坐标的画点设备，只有在显示水平、垂直和45°倾斜的直线时，像素点集在直线路径上的位置才是准确的，其它情况下的直线均呈台阶状，即图形走样。采用反走样技术可减轻台阶效果。 光栅扫描显示器工作原理 计算机图形系统的结构 ——图形显示设备 计算机图形系统的结构 ——图形显示子系统 光栅扫描图形显示子系统的结构如下图所示。各自的功能见课本p37。 图形绘制流水线 计算机图形系统的结构 ——图形显示子系统 一、应用程序阶段，接收各种图形输入设备的输入，完成各项操作。 应用程序阶段 模型与视点变换 光照 投影 裁剪 屏幕映射 光栅阶段 几何阶段 图形绘制流水线的基本结构 图形绘制流水线 计算机图形系统的结构 ——图形显示子系统 二、几何阶段，实现大部分的多边形和顶点操作，可分为模型与视点变换（图形的几何变换）、光照（真实感图形绘制）、投影（平行投影或中心投影）、裁剪（确定显示范围）和屏幕映射（二维图形坐标空间到屏幕坐标空间的变化）等功能阶段，实现图形对象从定义到屏幕上显示过程所需要的一系列几何变换。 三、光栅阶段，实现图形对象的扫描转换，即将几何阶段获得的各种坐标与屏幕像素对应并存入帧缓冲存储区。 光栅扫描显示器总是与帧缓存区联系在一起的。帧缓冲区是存储器中一块足够容纳要显示图片的区域。PC机的显卡中有帧缓冲区所需的存储器。 显示屏每一个像素对应缓冲区的某一个存储单元，在这个单元中存储着对应像素的色彩信息。当扫描控制器传送地址到帧缓冲区时，该地址对应的单元所存储的色彩信息，经由转换线路被传送到显示屏上的对应位置。完成对一个像素的扫描。 帧缓冲区 计算机图形系统的结构 ——图形显示子系统 屏幕分辨率——也称为光栅分辨率或物理分辨率，它决定了显示系统最大可能的分辨率，任何显示控制器所提供的分辨率都不能超过物理分辨率。 屏幕分辨率与显示器物理屏幕尺寸、物理光点尺有关，例如12英寸显示器有效显示区域为200x160mm2，光点直径为0.31mm，则该屏幕最大物理分辨率为640x480。 光点的大小决定了显示器的显示精度。 计算机图形系统的结构 ——相关概念 广东工业大学机电学院图学与数字媒体工程系 显示分辨率——计算机显示控制器能够提供的不同显示模式下的分辨率，也称为显示模式。对于文本显示方式，显示分辨率用行、列能显示的字符总数的乘积表示；对于图形显示方式，显示分辨率用水平和竖直方向能显示的像素点的总数的乘积表示，如常见的640x480、800x600等。 显示分辨率受屏幕分辨率的限制。 显示分辨率不同，像素点的大小不同。 计算机图形系统的结构 ——相关概念 存储分辨率——指帧缓冲存储区的大小，一般用缓冲区的字节（byte）数表示。 对于光栅显示系统，光栅中的像素数目称为缓冲区的分辨率。 缓冲区的大小不仅由分辨率决定，还与色彩的位深度有关。对于黑白二值图像，色彩位深度为1，对于256色彩色图形，位深度为8。 计算机图形系统的结构 ——相关概念 相关概念举例 计算示例一： 已知屏幕物理光点直径为0.31mm，屏幕尺寸为17英寸，有效显示区域为345mm*259mm，求屏幕最大显示分辨率是多少？ 水平方向约排列光点数： 竖直方向约排列光点数： 该屏幕能设置的最大显示分辨率为1112*835。 计算机图形系统的结构 ——相关概念 计算示例二： 显示分辨率为640x480，黑白图像，需帧缓冲区大小为： 1KB=1024B 相关概念举例 计算机图形系统的结构 ——相关概念 计算示例三： 显示分辨率为1024x1024，颜色位深度为4（每个像素点需要4位二进制数表示色彩信息，称为16色图像）的图像，需帧缓冲区大小为： 相关概念举例 计算机图形系统的结构 ——相关概念 像素与帧缓存 屏幕上一个像素点对应帧缓存中的一组信息（通常是颜色信息），实现这种对应常用组合像素法和颜色位面法。 组合像素法——屏幕上一个像素的信息被编码成一个字节，按照一定方式存储在帧缓存中，编码字节的长度与点的属性有关。 计算机图形系统的结构 ——相关概念 相关概念——像素与帧缓存 颜色位面法——将帧缓存分成若干独立的存储区域，每一个区域成为一个位面，几个位面中的同一位上的颜色信息组合成屏幕上一个像素的信息。 如果每一个原色有8个位面的帧缓存，组合在一起后，每一种原色可有256（ 28 ）种颜色，三原色的组合就是224种颜色，即位深度为24。这样的光栅显示器称为全彩色（真彩色）光栅显示器。 计算机图形系统的结构 ——相关概念 相关概念——像素与帧缓存 颜色位面法 采用颜色位面法技术存储颜色信息时，彩色显示器的帧缓存中，每一种原色电子枪有8个位面的帧缓存和8位的数/模（数字信号/模拟信号）转换器，使得每种原色能有28个灰度等级。 计算机图形系统的结构 ——相关概