第2章节计算机图形系统幻灯片.pptVIP

第2章 计算机图形系统 2.1 计算机图形系统概述 2.2 图形输入设备 2.3 图形绘制设备 2.4 图形显示系统 2.5 计算机图形标准 2.6 VC++的图形程序开发 2.1 计算机图形系统概述 计算机绘图系统 硬件 软件 图形计算机平台 图形输出设备 图形输入设备 图形应用软件 图形支撑软件 2.1.1 计算机图形系统的结构 2.1.2 计算机图形系统的基本功能 1、处理功能：包含形体设计、分析，图形描述，基本几何元素的表示、求交运算、分类、几何变换，光、色模型的建立和计算，干涉检测等。 2、存储功能：存储图形数据，包括图形几何数据、拓扑关系及属性信息等。 3、交互功能：通过图形显示器和图形输入设备实现用户与图形系统的人机通信。用户通过显示屏幕观察设计的图形，利用交互输入设备对图形进行在线的操作以得到满意的设计结果。 4、输入功能：将图形的形状、尺寸等有关的图形数据和操作命令输入到计算机中去。 5、输出功能：把所设计的图形从计算机中输出出来，包括显示输出和硬拷贝输出两种形式。 2.2 图形输入设备 1. 键盘和鼠标 最常用的图形输入设备就是基本的计算机输入设备——键盘和鼠标。人们一般通过一些图形软件由键盘和鼠标直接在屏幕上定位和输入图形，如人们常用的CAD系统就是用鼠标和键盘命令生产各种工程图的。 2.2.1 一般应用图形输入设备 光笔是一种检测光的装置，它直接在屏幕上操作，拾取位置。光笔的形状和大小象一支圆珠笔，笔尖处开有一个圆孔，让荧光屏的光通过这个孔进入光笔。光笔的头部有一组透镜，把所收集的光聚集至光导纤维的一个端面上，光导纤维再把光引至光笔另一端的光电倍增管，从而将光信号转换成电信号，经过整形后输出一个有合适信噪比的逻辑电平，并作为中断信号送给计算机。光笔的这种结构和工作过程如下图所示： 2. 光笔 游戏杆是有一根手柄的可摇动装置。游戏杆通过一个球形轴承半固定在底座上，在游戏杆运动时带动一对电位器或电脉冲产生器产生信号，控制屏幕上的光标的运动。 3. 游戏杆 4. 跟踪球和空间球 跟踪球和空间球都是根据球在不同方向受到的推或拉的压力来实现定位和选择。 5. 触摸屏 触摸屏是允许用手指触摸的方式选择显示屏幕位置的显示器。 根据触点记录方式将触摸屏分为光学的、电子的和声学。 （Touch Screen） 数字化仪是一种把图形转变成计算机能接收的数字形式专用设备，其基本工作原理是采用电磁感应技术。 2.2.2 特殊应用图形输入设备 1. 数字化仪 通常由一块数据板和一根触笔组成。数据板中布满了金属栅格，当触笔在数据板上移动时，其正下方的金属栅格上就会产生相应的感应电流。根据已产生电流的金属栅格的位置，就可以判断出触笔当前的几何位置。 图形扫描仪是直接把图形 和图象扫描到计算机中以像素 信息进行存储的设备。 在图形输入设备中还有一个特殊的领域，那就是真实物体的三维信息的输入。在实际的产生过程中许多零件和样板要进行大规模的生产就必须在计算机中生成三维实体模型，而这个模型有时要通过已有的实物零件得到，这时候就需要一种设备来采集实物表面各个点的位置信息。一般的方法是通过激光扫描来实现。 2. 图形扫描仪 4. 数据手套 数据手套是通过传感器和天线来获得和发送手指的位置和方向的信息。这几种输入设备在虚拟现实场景的构造和漫游中特别有用。 3. 数码相机 数码相机是专门用来获取数字化图像的照相机。数码相机利用电耦合器件成像，图像存储在半导体器件上。数码相机作为计算机的输入设备，将存储在半导体器件上的图像输入到计算机中，并利用相应的软件进行编辑处理，可用彩色打印机打印输出。 2.3 图形绘制设备 2.3.1 绘图仪 笔式绘图仪 滚筒式绘图仪 平板式绘图仪 喷墨式绘图仪 2.3.2 打印机 点阵打印机 激光打印机 喷墨打印机 2.3.1 绘图仪 喷墨式绘图仪的工作原理是利用电脉冲控制喷墨头，由喷墨头上的喷嘴把墨滴喷到图纸上而形成图形。 笔式绘图仪又分为滚筒式绘图仪和平板式绘图仪两种。 滚筒式绘图仪是把有孔的绘图纸卷在有突针的滚筒上，机架静止，笔在托架上运动，绘图纸在滚轮上沿托架前后移动，从而绘制出图形。滚筒式绘图仪一般结构较简单、价格较低，但精度和速度不高。 平板式绘图仪有一块绘图平板，图纸平铺在绘图平板上，横梁和笔架运动。这种绘图仪精度高、速度快、但价格也较高。 2.3.2 打印机 针式打印机的打印机头上装有一组打印钢针，在打印机和打印头之间装有色带，通过选择打出的某些钢针撞击色带和纸将