第2章 光栅设备优秀课件.ppt

第2章 光栅设备第1页，本讲稿共28页光栅扫描显示系统光栅扫描显示系统第2页，本讲稿共28页几个概念：几个概念：行频行频、帧频帧频 水平扫描频率为行频。垂直扫描频水平扫描频率为行频。垂直扫描频率为帧频。率为帧频。逐行扫描逐行扫描、隔行扫描隔行扫描 隔行扫描方式是先扫偶数行扫描线，隔行扫描方式是先扫偶数行扫描线，再扫奇数行扫描线。再扫奇数行扫描线。像素像素 整个屏幕被扫描线分成整个屏幕被扫描线分成 n 行，每行行，每行有有 m 个点，每个点为一个像素。整个点，每个点为一个像素。整个屏幕有个屏幕有 m n 个像素。个像素。第3页，本讲稿共28页分辨率分辨率 是指是指CRT在水平或垂直方向的单位长度在水平或垂直方向的单位长度上能分辨出的最大光点（像素）数，分为上能分辨出的最大光点（像素）数，分为水平分辨率水平分辨率和和垂直分辨率垂直分辨率。通常用屏幕上像素的数目来表示。比如通常用屏幕上像素的数目来表示。比如上述的上述的 n 行，每行行，每行 m 点的点的屏幕分辨率屏幕分辨率为为 m n。分辨率越高，相邻象素点之间的距离越分辨率越高，相邻象素点之间的距离越小，显示的字符或图像也就越清晰。小，显示的字符或图像也就越清晰。几个概念（续）：几个概念（续）：第4页，本讲稿共28页显示速度显示速度 指显示字符、图形特别是动态图像指显示字符、图形特别是动态图像的速度，与显示器的的速度，与显示器的分辨率分辨率及及扫描频率扫描频率有关。有关。可用可用最大带宽最大带宽（水平象素数（水平象素数 垂直垂直象素数象素数 最大帧频）来表示。最大帧频）来表示。几个概念（续）：几个概念（续）：点距点距 相邻像素点之间的距离，与分辨率指标相邻像素点之间的距离，与分辨率指标相关。相关。第5页，本讲稿共28页亮度等级亮度等级与与色彩等级色彩等级 亮度等级又称亮度等级又称灰度灰度，主要指单色显示，主要指单色显示器的亮度变化；器的亮度变化；色彩等级与荧光屏的质量有关，并受色彩等级与荧光屏的质量有关，并受显示存储器显示存储器VRAM容量的影响。容量的影响。几个概念（续）：几个概念（续）：第6页，本讲稿共28页图像刷新图像刷新 由于由于CRT内侧的荧光粉在接受电子束内侧的荧光粉在接受电子束的轰击时，只能维持短暂的发光，根据的轰击时，只能维持短暂的发光，根据人眼人眼视觉暂留视觉暂留的特性，需要不断进行刷新的特性，需要不断进行刷新才能有稳定的视觉效果；才能有稳定的视觉效果；图像的刷新频率等于帧扫描的频率图像的刷新频率等于帧扫描的频率(帧帧频频)，用每秒刷新的帧数表示；目前刷新，用每秒刷新的帧数表示；目前刷新频率标准为每秒频率标准为每秒50120帧。帧。几个概念（续）：几个概念（续）：第7页，本讲稿共28页帧缓冲存储器帧缓冲存储器(显示存储器显示存储器)简称简称帧缓冲器，帧缓冲器，俗称俗称显存显存。存储用于。存储用于刷新的图像信息的存储器。刷新的图像信息的存储器。几个概念（续）：几个概念（续）：第8页，本讲稿共28页帧缓冲存储器帧缓冲存储器(显示存储器显示存储器)作用：存储屏幕上像素的颜色值作用：存储屏幕上像素的颜色值 帧缓冲存储器的大小通常用帧缓冲存储器的大小通常用X方向方向（行）和（行）和Y方向（列）可寻址的地址方向（列）可寻址的地址数的乘积来表示，称为数的乘积来表示，称为帧缓冲存储器帧缓冲存储器的分辨率的分辨率。第9页，本讲稿共28页帧缓存中帧缓存中单元数目单元数目与显示器上与显示器上像素像素的数目相同，的数目相同，单元与像素一一对应，各单元的数值决定了其单元与像素一一对应，各单元的数值决定了其对应像素的颜色。对应像素的颜色。显示显示颜色的种类颜色的种类与帧缓存中与帧缓存中每个单元的位数每个单元的位数有有关（图示帧缓冲器的每个单元只有一位）。关（图示帧缓冲器的每个单元只有一位）。第10页，本讲稿共28页黑白光栅扫描显示器黑白光栅扫描显示器黑白光栅扫描显示器黑白光栅扫描显示器（逻辑框图如上）：其中帧缓存是一块连（逻辑框图如上）：其中帧缓存是一块连续的计算机存储器。对于续的计算机存储器。对于黑黑白白单灰度显示单灰度显示器每一象素需要一位存储器，对一个器每一象素需要一位存储器，对一个1024102410241024象素需要的最小缓存为象素需要的最小缓存为2 22020，并在，并在一个一个位面位面上。上。第11页，本讲稿共28页（上为具有（上为具有N N位面位面灰度等级帧缓存）在光栅灰度等级帧缓存）在光栅图形显示器中需要足够的图形显示器中需要足够的位面位面和和帧缓存帧缓存结合结合起来才能反映图形的起来才能反映图形的颜色颜色和和灰度等级灰度等级。该存储器的中的二进制的数被翻译成灰度等该存储器的中的二进制的数被翻译成灰度等级，范围是级，范围是0 0到到2 2N N-1-1之间。之间。第12页，本讲稿共28页彩色光栅扫描显示器彩色光栅扫描显示器彩色光栅扫描显示器彩色光栅扫描显示器（下逻辑图）：对于红、绿、蓝三基色有三个位面的帧缓存和三个电子枪。第13页，本讲稿共28页彩色光栅扫描显示器彩色光栅扫描显示器彩色光栅扫描显示器彩色光栅扫描显示器每个颜色的电子枪可以通过增加帧缓存位面来提高颜色种类的灰度等级。每种基(原)色电子枪有8个位位面的帧缓存和8位的数模转换器，每种原色可有256种灰度，三种原色的组合将是(28)3=224。第14页，本讲稿共28页彩色光栅扫描显示器彩色光栅扫描显示器若若每每个个单单元元有有24位位（每每种种基基色色占占8位位）即即显显示示系系统统可可同同时时产产生生224种种颜颜色色（24位位真真彩色）。彩色）。分辨率分辨率M*N、颜色个数颜色个数K与显存大小与显存大小V的的关系关系第15页，本讲稿共28页彩色光栅扫描显示器彩色光栅扫描显示器3个位面分辩率是10241024的显示器，需要310241024（3145728）位的存储器。若存储器大小固定，则屏幕分辩率与同时存储器大小固定，则屏幕分辩率与同时可用的颜色种数成反比关系可用的颜色种数成反比关系。例如：例如：1兆字节的帧缓存-若设分辩率为640480，则帧缓存每个单元可有24位，可能同时显示224种颜色；若设分辩率为1024768，则每个单元分得的位数仅略多于8，只能工作于256色显示模式下。第16页，本讲稿共28页彩色光栅扫描显示器彩色光栅扫描显示器显存问题显存问题高分辨率和真彩要求有大的显存；高分辨率和真彩要求有大的显存；曾经是个问题！曾经是个问题！解决方法：采用解决方法：采用查色表查色表(Lookup Table）或或称称彩色表彩色表(Color Table)查色表工作原理查色表工作原理1024*768真彩模式需要接近真彩模式需要接近3M字节显存字节显存第17页，本讲稿共28页查色表（查色表（look up Table）是一维线性表，其每一项的内容对应一种颜色，它它的的长长度度由由帧帧缓缓存存单单元元的的位位数数决决定定，例如：每单元有8位，则查色表的长度为28256第18页，本讲稿共28页查色表（查色表（look up Table）目的：在不增加帧缓存单元位数的情况下，具有大大范围内挑选颜色范围内挑选颜色的能力第19页，本讲稿共28页简单的光栅扫描图形显示系统的结构简单的光栅扫描图形显示系统的结构 其中，帧缓存帧缓存可为系统内存系统内存中的一块区域，视视频控制器频控制器能够直接存取该区域以刷新屏幕。第20页，本讲稿共28页简单的光栅扫描图形显示系统的结构简单的光栅扫描图形显示系统的结构作用：作用：建立帧缓存与屏幕像素建立帧缓存与屏幕像素之间的一一对应，负责之间的一一对应，负责刷新刷新第21页，本讲稿共28页简单的光栅扫描图形显示系统的结构简单的光栅扫描图形显示系统的结构作用：代替作用：代替CPU完成部分图形处理功能，扫描转完成部分图形处理功能，扫描转换、几何变换、裁剪、光栅操作、纹理映射等等换、几何变换、裁剪、光栅操作、纹理映射等等第22页，本讲稿共28页优点：优点：成本低成本低易于绘制填充图形易于绘制填充图形色彩丰富色彩丰富刷新频率一定，与图形的复杂程度无关刷新频率一定，与图形的复杂程度无关易于修改图形易于修改图形缺点：缺点：需要扫描转换需要扫描转换会产生混淆会产生混淆缺点正在被克服缺点正在被克服优点使其占据了市场主流优点使其占据了市场主流光栅显示系统的特点光栅显示系统的特点第23页，本讲稿共28页索尼公司的两款LCD外形LCD（液晶）显示器）显示器第24页，本讲稿共28页2.2 光栅输入设备光栅输入设备第二章第二章 光栅设备光栅设备第25页，本讲稿共28页数字化仪数字化仪是一种把图形转变成计算机能是一种把图形转变成计算机能接收的数字形式专用设备。基本工作原接收的数字形式专用设备。基本工作原理是采用电磁感应技术理是采用电磁感应技术第26页，本讲稿共28页扫描仪扫描仪平面图像扫描仪平面图像扫描仪三维立体扫描仪三维立体扫描仪图形扫描仪是直接以像素信息进行扫描图形扫描仪是直接以像素信息进行扫描和存储的设备和存储的设备第27页，本讲稿共28页作作 业业光栅扫描显示系统的工作机理光栅扫描显示系统的工作机理查色表及其工作原理查色表及其工作原理(重点重点)显存大小、屏幕分辨率及可同时显显存大小、屏幕分辨率及可同时显示的颜色数目之间的关系示的颜色数目之间的关系光栅设备的共同特点是什么光栅设备的共同特点是什么?第28页，本讲稿共28页