第2章 图形输入输出设备精.ppt

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1、第2章 图形输入输出设备2022/12/32022/12/31 1第1页，本讲稿共34页交互式计算机图形处理系统交互式计算机图形处理系统Computer+人人=交互式交互式Personel Computer图形处理系统图形处理系统workstation图形处理系统图形处理系统 要求主机性能更高（强大的浮点运算能力），要求主机性能更高（强大的浮点运算能力），要求主机性能更高（强大的浮点运算能力），要求主机性能更高（强大的浮点运算能力），速度更快，存储容量更大，外设种类更齐全速度更快，存储容量更大，外设种类更齐全速度更快，存储容量更大，外设种类更齐全速度更快，存储容量更大，外设种类更齐全 图形加速

2、卡，大屏幕显示器图形加速卡，大屏幕显示器图形加速卡，大屏幕显示器图形加速卡，大屏幕显示器2022/12/32022/12/32 2第2页，本讲稿共34页硬件发展图形输入设备的发展图形输入设备的发展n n第一阶段：控制开关、穿孔纸等第一阶段：控制开关、穿孔纸等第一阶段：控制开关、穿孔纸等第一阶段：控制开关、穿孔纸等n n第二阶段：键盘、光笔第二阶段：键盘、光笔第二阶段：键盘、光笔第二阶段：键盘、光笔n n第三阶段：二维定位设备，如鼠标、坐标数字化第三阶段：二维定位设备，如鼠标、坐标数字化第三阶段：二维定位设备，如鼠标、坐标数字化第三阶段：二维定位设备，如鼠标、坐标数字化仪、跟踪球、触摸屏、操纵杆

3、、扫描仪等仪、跟踪球、触摸屏、操纵杆、扫描仪等仪、跟踪球、触摸屏、操纵杆、扫描仪等仪、跟踪球、触摸屏、操纵杆、扫描仪等n n第四阶段：三维输入设备（如三维鼠标、空间球、第四阶段：三维输入设备（如三维鼠标、空间球、第四阶段：三维输入设备（如三维鼠标、空间球、第四阶段：三维输入设备（如三维鼠标、空间球、数据手套、数据衣），用户的手势、表情等数据手套、数据衣），用户的手势、表情等数据手套、数据衣），用户的手势、表情等数据手套、数据衣），用户的手势、表情等2022/12/32022/12/33 3第3页，本讲稿共34页l图形输出图形输出(显示、打印）设备显示、打印）设备l阴极射线管显示器（阴极射线管显

4、示器（CRT）l液晶显示器（液晶显示器（LCD）l绘图仪绘图仪l打印机打印机 2022/12/32022/12/34 4第4页，本讲稿共34页未来显示器未来显示器发光聚合物技术发光聚合物技术发光聚合物技术发光聚合物技术n n坚不可摧；柔韧性好，可以卷起来坚不可摧；柔韧性好，可以卷起来坚不可摧；柔韧性好，可以卷起来坚不可摧；柔韧性好，可以卷起来n n显示画面具有无与伦比的清晰度显示画面具有无与伦比的清晰度显示画面具有无与伦比的清晰度显示画面具有无与伦比的清晰度n n真正的平面直角真正的平面直角真正的平面直角真正的平面直角 采用空气等离子体技术采用空气等离子体技术采用空气等离子体技术采用空气等离子

5、体技术n n空气等离子体可想象成一个个微型霓虹灯，红绿蓝三种不同颜色的空气等离子体可想象成一个个微型霓虹灯，红绿蓝三种不同颜色的空气等离子体可想象成一个个微型霓虹灯，红绿蓝三种不同颜色的空气等离子体可想象成一个个微型霓虹灯，红绿蓝三种不同颜色的像素像素像素像素n n显示屏薄，挂在墙上显示屏薄，挂在墙上显示屏薄，挂在墙上显示屏薄，挂在墙上n n无锯齿现象，分辨率好无锯齿现象，分辨率好无锯齿现象，分辨率好无锯齿现象，分辨率好n n无需刷新缓存，重量轻，无辐射无需刷新缓存，重量轻，无辐射无需刷新缓存，重量轻，无辐射无需刷新缓存，重量轻，无辐射n n价格贵价格贵价格贵价格贵2022/12/32022/

6、12/35 5第5页，本讲稿共34页CRT显示器分类阴极射线管（阴极射线管（CRT）（）（Cathode Ray Tube）单色单色CRT彩色彩色CRT2022/12/32022/12/36 6第6页，本讲稿共34页l阴极射线管阴极射线管(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。荧光物质吸收，

7、发光产生可见的图形。结构结构2022/12/32022/12/37 7第7页，本讲稿共34页荧光屏荧光屏 l荧光物质：吸收电子束而发光荧光物质：吸收电子束而发光l余辉时间：持续发光时间，电子束离开某点后，该点的亮度值衰减到初始值余辉时间：持续发光时间，电子束离开某点后，该点的亮度值衰减到初始值l刷新频率：每秒钟重绘屏幕的次数刷新频率：每秒钟重绘屏幕的次数l像素像素(Pixel)：构成屏幕（图像）的最小元素构成屏幕（图像）的最小元素l分辨率分辨率(Resolution)：在假定在假定 屏幕尺寸一定的情况下，可用整个屏幕所能容纳的屏幕尺寸一定的情况下，可用整个屏幕所能容纳的 像素个数描述，如像素个

8、数描述，如640*480，800*600，1024*768，1280*1024等等等等某种某种CRT产生稳定图像所需要的最小刷新频率产生稳定图像所需要的最小刷新频率=1秒秒/荧光物质的持续发光时间（荧光物质的持续发光时间（Hz）2022/12/32022/12/38 8第8页，本讲稿共34页彩色彩色CRTn n渗透型渗透型渗透型渗透型常用于随机扫描显示器常用于随机扫描显示器常用于随机扫描显示器常用于随机扫描显示器射线穿透法射线穿透法射线穿透法射线穿透法n n多枪型多枪型多枪型多枪型常用于光栅扫描显示器常用于光栅扫描显示器常用于光栅扫描显示器常用于光栅扫描显示器影孔板法（阴罩法）影孔板法（阴罩法

9、）影孔板法（阴罩法）影孔板法（阴罩法）彩色阴极射线管彩色阴极射线管2022/12/32022/12/39 9第9页，本讲稿共34页射线穿透法（射线穿透法（beam penetration）n n原理：原理：原理：原理：两层荧光涂层，红色光和绿色光两种发两层荧光涂层，红色光和绿色光两种发两层荧光涂层，红色光和绿色光两种发两层荧光涂层，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，光物质，不同速度电子束穿透荧光层的深浅，光物质，不同速度电子束穿透荧光层的深浅，光物质，不同速度电子束穿透荧光层的深浅，决定所产生的颜色决定所产生的颜色决定所产生的颜色决定所产生的颜色应用：应用：主要用于画

10、线显示器主要用于画线显示器优点：优点：成本低成本低缺点：缺点：只能产生有限几种颜色只能产生有限几种颜色2022/12/32022/12/31010第10页，本讲稿共34页影孔板法影孔板法n n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n n影孔板的类型影孔板的类型 点状影孔板点状影孔板点状影孔板点状影孔板 代表：大多数球面与柱面显像管代表：大多数球面与柱面显像管代表：大多数球面与柱面显像管代表：大多数球面与

11、柱面显像管 栅格式影孔板栅格式影孔板栅格式影孔板栅格式影孔板 代表：代表：代表：代表：SonySony的的的的TrinitronTrinitron与与与与MitsubishiMitsubishi的的的的 DiamondtronDiamondtron显像管显像管显像管显像管沟槽式影孔板沟槽式影孔板沟槽式影孔板沟槽式影孔板 代表：代表：代表：代表：LGLG的的的的FlatronFlatron显像管显像管显像管显像管2022/12/32022/12/31111第11页，本讲稿共34页n n点状影孔板工作原理点状影孔板工作原理红、绿、兰三基色红、绿、兰三基色红、绿、兰三基色红、绿、兰三基色三色荧光点（

12、很小并充分靠近三色荧光点（很小并充分靠近三色荧光点（很小并充分靠近三色荧光点（很小并充分靠近-像素）像素）像素）像素）三支电子枪三支电子枪三支电子枪三支电子枪如果每支电子枪发出的电子束的强度有如果每支电子枪发出的电子束的强度有256个等级，则显示器能同时显示个等级，则显示器能同时显示256*256*256=16M种颜色，称为真彩色系统种颜色，称为真彩色系统2022/12/32022/12/31212第12页，本讲稿共34页CRT显示器分类显示器分类直视存储管式（直视存储管式（Direct-View Storage Tubes）n n利用管子本身存储信息，类似于一个长余辉的利用管子本身存储信息，

13、类似于一个长余辉的利用管子本身存储信息，类似于一个长余辉的利用管子本身存储信息，类似于一个长余辉的CRTCRT，不必刷新，不必刷新，不必刷新，不必刷新刷新式刷新式n n随机扫描式（随机扫描式（随机扫描式（随机扫描式（Random-ScanRandom-Scan）n n光栅扫描式（光栅扫描式（光栅扫描式（光栅扫描式（Raster-ScanRaster-Scan）2022/12/32022/12/31313第13页，本讲稿共34页随机扫描的显示系统随机扫描的显示系统特点特点n n数据表示：矢量表示，只有端点信息，无线段中间点数据表示：矢量表示，只有端点信息，无线段中间点数据表示：矢量表示，只有端点

14、信息，无线段中间点数据表示：矢量表示，只有端点信息，无线段中间点n n扫描方式：电子束像一支快速移动的画笔，可随意移动，只扫描荧屏扫描方式：电子束像一支快速移动的画笔，可随意移动，只扫描荧屏扫描方式：电子束像一支快速移动的画笔，可随意移动，只扫描荧屏扫描方式：电子束像一支快速移动的画笔，可随意移动，只扫描荧屏上要显示的部分，与示波器工作原理类似上要显示的部分，与示波器工作原理类似上要显示的部分，与示波器工作原理类似上要显示的部分，与示波器工作原理类似n n显示图形：几何属性（显示图形：几何属性（显示图形：几何属性（显示图形：几何属性（geometric attributegeometric a

15、ttribute）为主，线架图）为主，线架图）为主，线架图）为主，线架图n n优点：扫描速度快，分辨率高，线条质量好，易修改，交互性好，动优点：扫描速度快，分辨率高，线条质量好，易修改，交互性好，动优点：扫描速度快，分辨率高，线条质量好，易修改，交互性好，动优点：扫描速度快，分辨率高，线条质量好，易修改，交互性好，动态性能好态性能好态性能好态性能好n n缺点：价格贵，只能显示线画图形，应用于军事、缺点：价格贵，只能显示线画图形，应用于军事、缺点：价格贵，只能显示线画图形，应用于军事、缺点：价格贵，只能显示线画图形，应用于军事、CADCAD领域领域领域领域2022/12/32022/12/314

16、14第14页，本讲稿共34页光栅扫描的显示系统光栅扫描的显示系统特点：特点：特点：特点：n n数据表示：像素矩阵数据表示：像素矩阵数据表示：像素矩阵数据表示：像素矩阵n n扫描方式：从上到下，从左到右，与电视工作原理类似扫描方式：从上到下，从左到右，与电视工作原理类似扫描方式：从上到下，从左到右，与电视工作原理类似扫描方式：从上到下，从左到右，与电视工作原理类似n n显示图形：几何属性显示图形：几何属性显示图形：几何属性显示图形：几何属性+视觉属性（视觉属性（视觉属性（视觉属性（Visual attributeVisual attribute），真），真），真），真实感图形实感图形实感图形实感

17、图形2022/12/32022/12/31515第15页，本讲稿共34页显示器的分辨率显示器的分辨率l电子束按固定的扫描顺序扫描电子束按固定的扫描顺序扫描N条扫描线，每条条扫描线，每条扫描线有扫描线有M个像素，个像素，M*N显示器的分辨率。显示器的分辨率。帧帧2022/12/32022/12/31616第16页，本讲稿共34页绘图仪绘图仪printerComputerDPU输入设备输入设备视频控制器视频控制器display逻辑部件：逻辑部件：帧缓冲存储器（帧缓冲存储器（Frame Buffer)视频控制器（视频控制器（Video Controller)显示处理器（显示处理器（Display P

18、rocessing Uuit，简称，简称DPU）CRT2022/12/32022/12/31717第17页，本讲稿共34页帧缓冲存储器（帧缓冲存储器（帧缓冲存储器（帧缓冲存储器（Frame Buffer)Frame Buffer)n n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n n也称刷新存储器也称刷新存储器也称刷新存储器也称刷新存储器(Refreshing Buffer)Refreshing Buffer)n n简称帧缓冲器，俗称简称帧缓冲器，俗称简称帧缓冲器，俗称简称帧缓冲器，俗称显存显存显存显存l帧缓存中单元数目与显

19、示器上像素的数目相同帧缓存中单元数目与显示器上像素的数目相同l单元与像素一一对应单元与像素一一对应l各单元的数值决定了其对应像素的颜色。各单元的数值决定了其对应像素的颜色。l显示颜色的种类与帧缓存中每个单元的位数有关。显示颜色的种类与帧缓存中每个单元的位数有关。2022/12/32022/12/31818第18页，本讲稿共34页位面（位面（bit plane）技术）技术把显存分成若干色平面，各平面上相同位置的每一位和屏幕上的一个像素对应，同一像素点在各位面占同一地址，不同位面上同一像素地址中的内容决定像素的颜色。色平面越多，可表达的色彩越丰富。增加一个位面，色彩就增加一倍，而存储器写操作程序无

20、需重新计算新地址，程序兼容性好。2022/12/32022/12/31919第19页，本讲稿共34页N位寄存器电子枪CRT光栅有N个位面的帧缓存2NDAC01 000102N-1灰度等级寄存器蓝色枪帧缓存DAC0001CRT光栅01DACDAC红色枪绿色枪2022/12/32022/12/32020第20页，本讲稿共34页 若有若有若有若有2424个位面（每种基色个位面（每种基色个位面（每种基色个位面（每种基色8 8个位面）则可同时显示个位面）则可同时显示个位面）则可同时显示个位面）则可同时显示(2(28 8)3 3=2=22424=16777216=16777216种颜色（种颜色（种颜色（种

21、颜色（2424位真彩色）。位真彩色）。位真彩色）。位真彩色）。l红绿蓝三个位面，组合成红绿蓝三个位面，组合成8种颜色种颜色l增加一个亮度位面，形成增加一个亮度位面，形成16种颜色种颜色红红绿绿蓝蓝BlackBlack0 00 00 0BlueBlue0 00 01 1GreenGreen0 01 10 0CyanCyan0 01 11 1RedRed1 10 00 0MagentaMagenta1 10 01 1YellowYellow1 11 10 0WhiteWhite1 11 11 12022/12/32022/12/32121第21页，本讲稿共34页显存容量问题分辨率分辨率M*N、颜色

22、个数颜色个数K与与显存容量显存容量V的关系的关系2022/12/32022/12/32222第22页，本讲稿共34页显存容量问题若存储器位长固定，则屏幕分辩率与同时可用的若存储器位长固定，则屏幕分辩率与同时可用的颜色种数成反比关系。颜色种数成反比关系。1024*768真彩模式需要真彩模式需要3M字节显存字节显存 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；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；n n解决方法：采用查色表解决方法：采用查色表解决方法：采用查色表解决方法：采用查色表(Look-up TableLook-up Table）2022/12/3202

23、2/12/32323第23页，本讲稿共34页查色表（查色表（LUT）是是是是一一一一维维维维线线线线性性性性表表表表，其其其其每每每每一一一一项项项项的的的的内内内内容容容容对对对对应应应应一一一一种种种种颜颜颜颜色色色色，它它它它的的的的长长长长度度度度由由由由帧帧帧帧缓存单元的位数决定缓存单元的位数决定缓存单元的位数决定缓存单元的位数决定 目目目目的的的的：在在在在帧帧帧帧缓缓缓缓存存存存单单单单元元元元的的的的位位位位数数数数不不不不增增增增加加加加的的的的情情情情况况况况下下下下，具具具具有有有有大大大大范范范范围围围围内内内内挑选颜色的能力挑选颜色的能力挑选颜色的能力挑选颜色的能力。

24、颜色信息在帧缓存中的两种存放方式：颜色信息在帧缓存中的两种存放方式：颜色信息在帧缓存中的两种存放方式：颜色信息在帧缓存中的两种存放方式：n n颜色值直接存储在帧缓存中。颜色值直接存储在帧缓存中。颜色值直接存储在帧缓存中。颜色值直接存储在帧缓存中。n n把颜色码放在一个独立的表中，帧缓存存放的是颜色表中各项把颜色码放在一个独立的表中，帧缓存存放的是颜色表中各项把颜色码放在一个独立的表中，帧缓存存放的是颜色表中各项把颜色码放在一个独立的表中，帧缓存存放的是颜色表中各项的索引值，索引色。的索引值，索引色。的索引值，索引色。的索引值，索引色。单色系统：查色表固化单色系统：查色表固化单色系统：查色表固化

25、单色系统：查色表固化 彩显：可修改、创建查色表。彩显：可修改、创建查色表。彩显：可修改、创建查色表。彩显：可修改、创建查色表。2022/12/32022/12/32424第24页，本讲稿共34页带宽带宽T与分辨率、帧频（刷新频率）与分辨率、帧频（刷新频率）F的关系的关系带宽问题带宽问题高分辨率和高刷新频率要求高带宽高分辨率和高刷新频率要求高带宽解决方法：解决方法：隔行扫描隔行扫描带宽问题带宽问题2022/12/32022/12/32525第25页，本讲稿共34页隔行扫描（隔行扫描（Interlaced scan）工作原理工作原理场频场频场频场频：=帧频帧频帧频帧频*2 2l一帧完整的画面分成一

26、帧完整的画面分成两场两场，即奇数场与偶数场，即奇数场与偶数场 优点优点优点优点：n n降低了闪烁效应；降低了闪烁效应；降低了闪烁效应；降低了闪烁效应；n n只需逐行的一半时间即可显示一屏画面，降低了对扫描频率的要求，只需逐行的一半时间即可显示一屏画面，降低了对扫描频率的要求，只需逐行的一半时间即可显示一屏画面，降低了对扫描频率的要求，只需逐行的一半时间即可显示一屏画面，降低了对扫描频率的要求，也降低了成本；也降低了成本；也降低了成本；也降低了成本；n n帧缓存中数据量比逐行扫描少一半，降低了视频控制器存取帧缓存的速帧缓存中数据量比逐行扫描少一半，降低了视频控制器存取帧缓存的速帧缓存中数据量比逐

27、行扫描少一半，降低了视频控制器存取帧缓存的速帧缓存中数据量比逐行扫描少一半，降低了视频控制器存取帧缓存的速度及传输带宽的要求。度及传输带宽的要求。度及传输带宽的要求。度及传输带宽的要求。2022/12/32022/12/32626第26页，本讲稿共34页视频控制器（显示控制器）视频控制器（显示控制器）作用：作用：n n制图形的显示，建立帧缓存与屏幕像素之间的一一制图形的显示，建立帧缓存与屏幕像素之间的一一制图形的显示，建立帧缓存与屏幕像素之间的一一制图形的显示，建立帧缓存与屏幕像素之间的一一对应关系，负责按固定刷新频率和扫描顺序对应关系，负责按固定刷新频率和扫描顺序对应关系，负责按固定刷新频率

28、和扫描顺序对应关系，负责按固定刷新频率和扫描顺序刷新刷新屏屏屏屏幕图形幕图形幕图形幕图形2022/12/32022/12/32727第27页，本讲稿共34页显示处理器显示处理器显示处理器显示处理器显示处理器显示处理器n nDisplay Processing UuitDisplay Processing Uuit，简称，简称，简称，简称DPUDPU作用：作用：作用：作用：n n代替代替代替代替CPUCPU完成部分图形处理功能，扫描转换、几何变换、裁完成部分图形处理功能，扫描转换、几何变换、裁完成部分图形处理功能，扫描转换、几何变换、裁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

29、理映射等等剪、光栅操作、纹理映射等等剪、光栅操作、纹理映射等等剪、光栅操作、纹理映射等等2022/12/32022/12/32828第28页，本讲稿共34页光栅显示系统的特点光栅显示系统的特点光栅显示系统的特点光栅显示系统的特点n n优点：优点：优点：优点：成本低成本低成本低成本低易于绘制填充图形易于绘制填充图形易于绘制填充图形易于绘制填充图形灰度和色彩丰富，图像逼真灰度和色彩丰富，图像逼真灰度和色彩丰富，图像逼真灰度和色彩丰富，图像逼真可以和电视机兼容可以和电视机兼容可以和电视机兼容可以和电视机兼容刷新频率一定，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刷新频率一定，与图形的复杂

30、程度无关刷新频率一定，与图形的复杂程度无关n n缺点：缺点：缺点：缺点：需要扫描转换需要扫描转换需要扫描转换需要扫描转换扫描转换速度偏低，交互操作响应慢扫描转换速度偏低，交互操作响应慢扫描转换速度偏低，交互操作响应慢扫描转换速度偏低，交互操作响应慢分辨率偏低，有阶梯效应分辨率偏低，有阶梯效应分辨率偏低，有阶梯效应分辨率偏低，有阶梯效应2022/12/32022/12/32929第29页，本讲稿共34页 图形软件发展及软件标准形成 三种类型的计算机图形软件系统：三种类型的计算机图形软件系统：三种类型的计算机图形软件系统：三种类型的计算机图形软件系统：(1)(1)用某种语言写成的子程序包用某种语言

31、写成的子程序包用某种语言写成的子程序包用某种语言写成的子程序包 如如如如:GKS(Graphics Kernel System)GKS(Graphics Kernel System)PHIGS(ProgrammersHerarchical Iuteractive Graphics system)PHIGS(ProgrammersHerarchical Iuteractive Graphics system)GL GL 便于移植和推广、但执行速度相对较慢，效率低便于移植和推广、但执行速度相对较慢，效率低便于移植和推广、但执行速度相对较慢，效率低便于移植和推广、但执行速度相对较慢，效率低 (2 (

32、2）扩充计算机语言，使其具有图形生成和处理的功能）扩充计算机语言，使其具有图形生成和处理的功能）扩充计算机语言，使其具有图形生成和处理的功能）扩充计算机语言，使其具有图形生成和处理的功能 如：如：如：如：Turbo CTurbo C，AutoLispAutoLisp等。等。等。等。简练、紧凑、执行速度快，但不可移植简练、紧凑、执行速度快，但不可移植简练、紧凑、执行速度快，但不可移植简练、紧凑、执行速度快，但不可移植（3 3）专专专专用用用用图图图图形形形形系系系系统统统统：效效效效率率率率高高高高，但但但但系系系系统统统统开开开开发发发发量量量量大大大大，可可可可移移移移植植植植性性性性差差差

33、差。2022/12/32022/12/33030第30页，本讲稿共34页通用的、与设备无关的图形标准通用的、与设备无关的图形标准lGKS(Graphics Kernel System)(第一个官方标准，1977)lPHIGS(Programmers Herarchical Iuteractive Graphics system)一些非官方图形软件，广泛应用于工业界，成为事实上的标准一些非官方图形软件，广泛应用于工业界，成为事实上的标准lDirectX (MS)lXlib(X-Window系统)lOpenGL(SGI)lAdobe公司Postscript2022/12/32022/12/3313

34、1第31页，本讲稿共34页开放式的三维图形软件包开放式的三维图形软件包OpenGLOpenGLOpenGL是近几年发展起来的一个性能卓越的三维图形是近几年发展起来的一个性能卓越的三维图形标准，它是在标准，它是在SGISGI等多家世界闻名的计算机公司的倡导等多家世界闻名的计算机公司的倡导下，以下，以SGISGI的的GLGL三维图形库为基础制定的一个通用共享的三维图形库为基础制定的一个通用共享的开放式三维图形标准。开放式三维图形标准。目前，包括目前，包括MicrosoftMicrosoft、SGISGI、IBMIBM、SUNSUN、HPHP等大公司都等大公司都采用了采用了OpenGLOpenGL做

35、为三维图形标准，许多软件厂商也纷纷做为三维图形标准，许多软件厂商也纷纷以以OpenGLOpenGL为基础开发出自己的产品。为基础开发出自己的产品。其中比较著名的产品包括：动画制作软件其中比较著名的产品包括：动画制作软件SoftimageSoftimage和和3D 3D Studio MAXStudio MAX、仿真软件、仿真软件Open InventorOpen Inventor、VRVR软件软件World World Tool KitTool Kit、CAMCAM软件软件ProEngineerProEngineer、GISGIS软件软件ARC/INFOARC/INFO等等。等等。2022/1

36、2/32022/12/33232第32页，本讲稿共34页OpenGL的优越性的优越性独立于窗口系统和操作系统，以它为基础开发的应用程序可以十分方便地在各种平台间移植；可与Visual C+紧密接口，便于实现机械手的有关计算和图形算法，可保证算法的正确性和可靠性；使用简便，效率高。2022/12/32022/12/33333第33页，本讲稿共34页OpenGL图形库的功能图形库的功能一共有一共有100100多个函数。其中核心函数有多个函数。其中核心函数有115115个个除了提供基本的点、线、多边形的绘制函数外，还提供了复杂的三除了提供基本的点、线、多边形的绘制函数外，还提供了复杂的三维物体（球、

37、锥、多面体、茶壶等）以及复杂曲线和曲面（如维物体（球、锥、多面体、茶壶等）以及复杂曲线和曲面（如BezierBezier、NURBSNURBS等曲线或曲面）绘制函数。等曲线或曲面）绘制函数。基本几何变换和投影变换。基本几何变换和投影变换。颜色模式设置颜色模式设置光照和材质设置光照和材质设置 纹理映射功能纹理映射功能位图显示和图象增强位图显示和图象增强 ：反走样：反走样(Antialiasing)(Antialiasing)和雾和雾(fog)(fog)的特殊图象效果的特殊图象效果处理处理 双缓存双缓存(Double Buffering)(Double Buffering)动画：双缓存即前台缓存和后台缓存，即动画：双缓存即前台缓存和后台缓存，即后台缓存计算场景、生成画面，前台缓存显示后台缓存已画好的后台缓存计算场景、生成画面，前台缓存显示后台缓存已画好的画面。画面。2022/12/32022/12/33434第34页，本讲稿共34页