计算机图形学第1章绪论.ppt

1.4 图形设备 一个图形系统通常由图形处理器、图形输入设备和输出设备构成。1.4.1 图形显示设备图形输出包括图形的显示和图形的绘制图形显示指的是在屏幕上输出图形，图形绘制通常指把图形画在纸上，也称硬拷贝，打印机和绘图仪是两种最常用的硬拷贝设备1.4 图形设备一个图形系统通常由图形处理器、图形输入设备和输出设备构成。1 彩色CRT显示器CRT（CRT CathodeRay Tube，阴极射线管）组成：电子枪、聚焦系统、加速系统、磁偏转系统CRT显示器的简易结构图工作原理：电子枪由加热灯丝、金属阴极和电平控制器组成。灯丝加热阴极，阴极表面向外发射自由电子，控制器控制自由电子发出的强弱。通过聚焦系统（电子透镜）聚焦成很细的电子束，在加速系统的作用下，形成一股高速的电子束，再由磁偏转系统产生偏转电场（或磁场），使得电子束左右、上下偏转，从而控制荧光屏上的光点落在指定的位置上，荧光屏上涂有一层荧光粉，受到电子束打击时会发出荧光。刷新频率要保持显示一幅稳定的画面，必须不断地发射电子束刷新一次是指电子束从上到下扫描一次的过程刷新频率高到一定值后，图象才能稳定显示隔行扫描与逐行扫描电子束扫描过程示意图彩色CRT显示器显示彩色的原理彩色CRT显示器的荧光屏上涂有三种荧光物质，它们分别能发红、绿、兰三种颜色的光。而电子枪也发出三束电子束来激发这三种物质，中间通过一个控制栅格来决定三束电子到达的位置。荫罩式彩色CRT显色原理球面显示器与柱面显示器普通的显象管采用的都是荫罩式显象管，显象管的表面呈略微凸起的球面状，故称之为“球面管”。而柱面显象管采用荫栅式结构，它的表面在水平方向仍然略微凸起，但是在垂直方向上却是笔直的，呈圆柱状，故称之为“柱面管”常用的荫栅式显象管有日本索尼公司的特丽珑管（Trinitron）和 三 菱 公 司 的 钻 石 珑 管（Diamondtron）荫栅式彩色CRT显色原理柱面和球面显示器点距定义示意图 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2 LED显示器优点：外观小巧精致，厚度只有6.58cm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索尼公司的两款LCD外形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，它具有液体的流态性质和固体的光学性质。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，而产生色彩液晶屏幕后面有一个背光，这个光源先穿过第一层偏光板，再来到液晶体上，而当光线透过液晶体时，就会产生光线的色泽改变，从液晶体射出来的光线，还得必须经过一块彩色滤光片以及第二块偏光板LCD显示器的基本指标可视角度 视线与屏幕中心法向成一定角度时，人们就不能清晰地看到屏幕图象，而那个能看到清晰图象的最大角度被我们称为可视角度。一般所说的可视角度是指左右两边的最大角度相加。工业上有CR10（Contrast Ratio）、CR5两种标准来判断液晶显示器的可视角度点距与分辨率液晶屏幕的点距就是两个液晶颗粒（光点）之间的距离，一般0.280.32mm就能得到较好的显示效果通常所说的液晶显示器的分辨率是指其真实分辨率，表示水平方向的像素点数与垂直方向的像素点数的乘积图形处理器是图形系统结构的重要元件，是连接计算机和显示终端的纽带早期的图形处理器只包含简单的存储器和帧缓冲区，它们实际上只起了一个图形的存储和传递作用，一切操作都必须有CPU来控制现在的图形处理器不单单存储图形，而且能完成大部分图形函数，专业的图形卡已经具有很强的3D处理能力，大大减轻了CPU的负担,提高了显示质量和显示速度1.4.2 图形处理器图形处理器的组成显示主芯片显卡的核心，俗称GPU，它的主要任务是对系统输入的视频信息进行构建和渲染显示缓存用来存储将要显示的图形信息以及保存图形运算的中间数据显存的大小和速度直接影响着主芯片性能的发挥数字模拟转换器（RAMDAC）它的作用就是把二进制的数字转换成为和显示器相适应的模拟信号显卡工作原理简单示意图1.4.3 图形输入设备