第二章：计算机图形系统.ppt

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1、第二章：计算机图形系统计算机图形硬件系统(Hardware System of Computer Graphics)性能表性能表现现GreatGreatClientClient高速大容量的高速大容量的处处理器；理器；高精度、高速度、大幅面的高精度、高速度、大幅面的图图形形输输入入输输出出设备设备支持支持较较强强的的图图形支撑形支撑软软件件。硬件系硬件系统统配置配置主机主机常用外常用外围设备围设备图图形形输输入入 /输输出出设备设备 根本配置图图形形输输入入设备设备键盘键盘CPU存存储设备储设备图图形形显显示器示器图图形形输输出出设备设备打印机打印机字符字符显显示器示器中央处理器CPU控制和指控

2、制和指挥挥整个系整个系统统运行、运行、处处理各种数据，理各种数据，执执行行实际实际 运算和运算和逻辑逻辑分析分析图图形形输输入入设备设备输输入数据、入数据、图图形和各种信息，与形和各种信息，与图图形形显显示示设备设备相相结结合，合，可可实时实时修改修改图图形形图图形形显显示示设备设备：显显示示图图形，反响信息。形，反响信息。图图形形输输出出设备设备：永久：永久输输出出图图形。形。存存储设备储设备：存：存储储信息。信息。打印打印设备设备：打印文档。：打印文档。磁磁带带机机 集中式大中型机系统主机主机打印机打印机磁磁盘盘机机绘图仪绘图仪字符字符终终端端图图形形终终端端字符字符终终端端图图形形终终端

3、端键盘键盘键盘键盘鼠鼠标标/输输入板入板鼠鼠标标/输输入板入板 多用多用户户分享主机，主分享主机，主机机负载负载随工作站多少随工作站多少变变化，系化，系统统响响应应不不稳稳定；定；多个用多个用户户同同时时使用工使用工 作作站，响站，响应应速度速度变变慢慢；主机主机发发生故障，整个生故障，整个 系系统统不能工作。不能工作。独立式微机系统键盘键盘小型数字化小型数字化仪仪/鼠鼠标标器器CPU硬硬盘盘打印机打印机图图形形/文字文字显显示器示器绘图仪绘图仪特点：配置方便，价格低廉，具有特点：配置方便，价格低廉，具有优优 越的性能价格比。越的性能价格比。图形工作站系统设计设计思想思想每个工程每个工程师师使

4、用一台使用一台计计算机算机摒弃多用摒弃多用户户分分时时 系系统统；可以使用所有可以使用所有计计算机算机资资源源采用网采用网络络技技术术。特点特点具有多用具有多用户户性性质质；具有具有强强大的分布式大的分布式计计算功能，支持多任算功能，支持多任务进务进程；程；良好的良好的扩扩展性。展性。GreatGreat ClientClient每种原色有每种原色有8个位面个位面，可有，可有28 种亮度，种亮度，当前开展当前开展三种原色的三种原色的组组合合为为 28 3=224高速、大容量的高速、大容量的处处理器；理器；大幅面、高分辨率大幅面、高分辨率 4096409640964096、2424位面全彩色位面

5、全彩色显显示示 器；器；配有配有UNIXUNIX操作系操作系统统和和标标准化窗口管理系准化窗口管理系统统；分布网分布网络络功能；功能；强强大的三大的三维图维图形形处处理才能；理才能；多媒体多媒体软软、硬件的配置。、硬件的配置。当前主要厂商当前主要厂商SUNSUN、IBMIBM、HPHP等。等。在某个区域内，把分在某个区域内，把分 网络型分布式工作站Client散散的的图图形形工工作作站站系系统统、大大容容量量存存储储装装置置、高高性性 能能的的图图形形设设备备以以及及通通信信 装装置置通通过过通通信信协协议议连连接接 起来；起来；满满足足资资源共享与相源共享与相互通互通讯讯的需求。的需求。In

6、ternetInternetServerPromotionsData collectionClient图形软件系统(Graphicssoftware system)图图形形软软件系件系统统是由是由汇编语汇编语言和高言和高级语级语言言编编写的写的 一些具有各种一些具有各种图图形功能的子程序形功能的子程序组组成的。成的。图图形形应应用用软软件件图图形通用形通用软软件件图图形根本形根本软软件件图图 形形 支支 撑撑 软软 件件系系统软统软件件系统软件一一一一操作系操作系统统：组对计组对计算机的硬件算机的硬件资资源和源和软软件件资资源源进进展展统统管理的程管理的程 序，序，对对整个整个计计算机系算机系

7、统统起到起到监监控、管理、控、管理、调调度和指度和指挥挥作用；作用；语语言言编辑编辑系系统统：各种：各种计计算机算机语语言的言的编译编译程序、程序、调试调试程序以及子程序程序以及子程序 库库等；等；效效劳劳性性软软件：件：为为用用户对计户对计算机算机进进展操作和展操作和维护维护提供方便的程序提供方便的程序图图形根本形根本软软件：件：主要解决主要解决图图形形设备设备与主机的通与主机的通讯讯、接口、接口问问 题题，即，即图图形形设备驱动设备驱动程序；程序；图图形通用形通用软软件：件：包括生成、包括生成、显显示根本示根本图图形形,对图对图形形进进展展输输入、入、变换变换、修改以及交互修改以及交互处处

8、理的程序；理的程序；图图形形应应用用软软件：件：根据根据专业专业需要所需要所设计设计的的专业专业性性绘图绘图程序。程序。2-2图形设备(Graphics equipment)一、一、几个根本概念几个根本概念二二进进制位制位(位位)：Bit(Binary digit)二二进进制制记记数法中用数法中用1或或0表示的、小于表示的、小于2的整数符号，是的整数符号，是二二进进 制数的根本制数的根本单单位，位，计计算机所能存算机所能存贮贮信息的最小信息的最小单单位。位。字字节节：Byte作作为为一个一个单单位来位来处处理的一小理的一小组组相相邻邻的二的二进进制数位，即假制数位，即假设设 干个干个Bit组组

9、成一个字成一个字节节，字，字节节是存是存贮贮容量的容量的单单位。位。机器字机器字(字字)：作作为为一个一个单单元来元来传传送和送和处处理、并可存放在存理、并可存放在存贮单贮单元中的元中的 一一组组二二进进制的数位。即假制的数位。即假设设干个位或几个字干个位或几个字节组节组成一个成一个字。字。二、计算机的主要性能字字长长指参与运算的数的根本位数，即指参与运算的数的根本位数，即计计算机一次可算机一次可处处理的理的二二 进进制数位的数目。它制数位的数目。它标标志着志着计计算精度，字算精度，字长长越越长长，数的表示数的表示 范范围围越大，有效数字的位数越多，数的精越大，有效数字的位数越多，数的精度越高

10、。同度越高。同时时字字长长 越越长长，计计算机算机处处理数据的速度越理数据的速度越快。快。存存贮贮容量容量存存贮设备贮设备中可以保存的中可以保存的总总信息量，一般以字信息量，一般以字节为单节为单位位表示。表示。那么：那么：单单位位换换算：算：假假设设8 8个个Bit=1Bit=1个个节节，10241024个字个字节节=210=1 KB=210=1 KB210 KB=1 MB(兆兆)210 MB=1GB运算速度运算速度 用每秒用每秒钟执钟执行指令的数量表示。通常用行指令的数量表示。通常用CPUCPU的主的主时钟频时钟频率来衡量率来衡量计计算机的速度。算机的速度。主主时钟时钟脉冲信号是脉冲信号是C

11、PUCPU一切操作的根本一切操作的根本时钟时钟和信和信号，其周期决定了每一个机器周期所包括的号，其周期决定了每一个机器周期所包括的标标准准 时时间间间间隔。隔。机器周期是指机器周期是指计计算机算机执执行一条指令所花的行一条指令所花的时间时间。三、交互式图形输入设备互式互式图图形形输输入入设备设备用于用于输输入入图图形数据和各种信形数据和各种信，时时 改改图图形，也是人机形，也是人机对话对话的工具。的工具。键盘键盘：输输入字符串，完成入字符串，完成图图形操作的特定功能形操作的特定功能坐坐标标数字化数字化仪仪：图图数数转换设备转换设备鼠鼠标标器器 ：输输入入图图形的点坐形的点坐标标和和进进展展选择

12、选择、拾取操作、拾取操作触摸屏：一种利用摸感新技触摸屏：一种利用摸感新技术术制成的屏幕，能制成的屏幕，能对对用用户户手指在手指在 显显示器上的接触及运示器上的接触及运动动作出响作出响应应的装置。的装置。图图形形扫扫描描仪仪：一种自：一种自动图动图形形输输出装置，能直接把出装置，能直接把图图形形和和图图象象 扫扫描描输输入到入到计计算机中，以象素信息算机中，以象素信息进进展存展存储储。其他其他设备设备：光笔、操作杆、跟踪球、：光笔、操作杆、跟踪球、语语音音输输入入设备设备。坐标数字化仪(Digitizer)功能将各种几何图形转换成准确坐标，并直接送入计算机输入图形的点坐标选择菜单拾取图形 类型和

13、原理机械式、超声波式全电子式：利用电磁感应原理，通过台板上X、Y方 向间隔200微米的平行印刷线，以及指示器游标上的 线圈，产生感应电流，从而测出最大信号，得出点的 座标。技术指标有效幅面有效幅面1200mm X 1000mm1200mm X 1000mm280mmX280mm280mmX280mm、220 mmX300mm220 mmX300mm分辨率分辨率指指输输入点入点时时，相，相邻邻两点之两点之间间可分辨的最小可分辨的最小间间隔隔 。分辨率决定了使用分辨率决定了使用该设备时该设备时，可，可显显示密集点的精示密集点的精 度。度。通常分辨率在通常分辨率在0.25 0.025mm0.25 0

14、.025mm之之间间触摸屏 Touch screen一种利用摸感新技一种利用摸感新技术术制成的屏幕，能制成的屏幕，能对对用用户户手指在手指在显显示示 器上的接触及运器上的接触及运动动作出响作出响应应的装置。的装置。功能功能通通过过手指在屏幕某一位置的接触及运手指在屏幕某一位置的接触及运动动，输输入数据、入数据、拾拾 取取图图形、形、选选取菜取菜单单。类类型与原理型与原理低分辨率控制板：使用一系列光源和光敏元件，在整低分辨率控制板：使用一系列光源和光敏元件，在整 个个显显示外表形成一个网格，接触屏幕示外表形成一个网格，接触屏幕时时会中断一、二会中断一、二 条条垂直和程度的光束，从而垂直和程度的光

15、束，从而测测出手指的位置。出手指的位置。高分辨率控制板：声高分辨率控制板：声纳纳型、型、电电容式、容式、红红外外线线式式电电阻阻式式：利利用用两两层层略略微微分分开开的的透透明明材材料料，其其中中一一层层涂涂有有 导导电电物物质质，另另一一层层那那么么涂涂有有电电阻阻性性物物质质，手手指指的的压压力力使使 两两层层接接触触，那那么么可可测测出出通通过过电电阻阻层层的的电电压压降降，以以计计算算接接 触触位置。位置。特点特点使使用用户户把把注注意意力力全全部部集集中中在在屏屏幕幕上上，并并能能在在屏屏幕幕上上直直 接接指指出位置；出位置；既既是是输输入入设设备备，又又是是输输出出设设备备，用用户

16、户输输入入与与显显示示输输出出 直直接接对应对应，从而保，从而保证证了用了用户户操作操作时时的手眼的直接的手眼的直接协调协调；分辨率有限，不合适分辨率有限，不合适选择选择屏幕上屏幕上较较小小对对象；象；输输入数据的效率入数据的效率远远不及不及键盘键盘；手臂不停运手臂不停运动动，容易疲，容易疲劳劳，还还会遮会遮挡挡部分部分视视野。野。图形扫描仪(Scanner)一种自一种自动图动图形形输输入装置入装置 能直接把能直接把图图形和形和图图象象扫扫描描 输输入到入到计计算机中，以象素信息算机中，以象素信息进进展存展存储储。原理及特点原理及特点利用光学利用光学扫扫描原理：以描原理：以 两万条光两万条光纤

17、纤排列成排列成图纸图纸 面面宽宽的光源及光承受列的光源及光承受列 阵阵，对对已有已有图图形自形自动动地地 进进展展扫扫描；描；通通过过矢量化矢量化软软件，把件，把扫扫 描的数据描的数据转换转换成成计计算机算机 系系统统能承受的矢量数据。能承受的矢量数据。技术指标有效幅面有效幅面扫扫描描仪仪的幅面有的幅面有A0、A1、A4等。等。分辨率分辨率在原在原图图上上单单位位长长度上度上(英寸英寸)取取样样的点数的点数，单单位位是是dpi；常用的分常用的分辨率辨率有有300dpi到到1000dpi之之间间；扫扫描描仪仪的分辨率越高的分辨率越高，所需的存，所需的存储储空空间间就越大就越大。颜颜色和灰度色和灰

18、度目前有目前有4位、位、8位和位和24位面位面颜颜色、灰度等色、灰度等级级的的扫扫描描仪仪。四、图形输出设备显显示系示系统统 与与图图形形输输入入设备设备相相结结合，具有交互功能，合，具有交互功能，可快可快 速生成速生成图图形，形，实时实时修改修改图图形，反响信形，反响信息。息。绘图绘图系系统统 将将图图形形输输出在出在纸纸或其它介或其它介质质上，以永久保上，以永久保存。存。图形显示器(Graphics display)画画线设备线设备类类型型 随机随机扫扫描描图图形形显显示器示器 存存储储管式管式图图形形显显示器示器 光光栅扫栅扫描式描式图图形形显显示器示器画点画点设备设备 液晶显示器：功耗

19、小、超薄、平面度好，比照度差、灰度等级差、色彩不及光栅显示器丰富。根本原理阴极射阴极射线线管原理管原理 CRT(Cathode Ray Tubule)阴极阴极 控制控制栅栅控制发射方 向和发射率聚集电 子束控制电子束聚焦系聚焦系统统偏偏转转系系统统 灯灯丝丝控制控制栅栅 加速构造 聚焦系统 偏转系统 荧荧光涂光涂层层阴极阴极加速加速荧荧光光层层电电极极加速 电子发射 电子光栅扫描显示器(Raster scan display)画点画点设备设备,可看成是一个点可看成是一个点阵单阵单元元发发生器生器工作原理工作原理 在在CRTCRT中装有程度偏中装有程度偏转线转线圈和垂直偏圈和垂直偏转线转线圈，而

20、圈，而产产生水生水 平磁埸和垂直磁埸平磁埸和垂直磁埸电电子束在磁埸作用下，作子束在磁埸作用下，作“程度程度扫扫 描描和和“垂直垂直扫扫描，在屏幕上描，在屏幕上扫扫出点的列出点的列阵组阵组成的光成的光 栅栅。根本概念根本概念屏幕上能屏幕上能被控制的被控制的 最小最小单单元元象素象素每每幅幅图图象象 扫扫描描出出的的 象素数象素数分辨率分辨率电电子子束束在在屏屏 幕幕上上扫扫描描出出 的每一个点的每一个点光栅扫描显示器：工作步骤将象素将象素编编址；址；设设定每个象素的亮度和定每个象素的亮度和颜颜色等属色等属性性；将象素的属性以数将象素的属性以数组组形式形式存入存入帧缓帧缓冲存冲存贮贮器器提提取取该

21、该数数组组，就就能能确确定定每每个个象象素素的的亮亮度度和和颜颜色色，即即电电子子束束按按 顺顺序序扫扫描描屏屏幕幕时时，只只使使经经过过图图形形所所在在位位置置上上的的象象素素辉辉亮亮，从从 而在屏幕上而在屏幕上产产生生图图形。形。为为了使了使图图象不象不闪烁闪烁，要，要求求30或或60幅幅图图象秒，即在象秒，即在1/30-1/60秒内把一秒内把一帧帧画面的每个象素的画面的每个象素的值值从从帧缓帧缓存中取出存中取出。光栅扫描显示器：光栅化 显示程度或垂直线：将沿程度或垂直方 向的一组象素点亮；显示45直线：将沿45线方向的一 组象素点亮；任意方向直线：用一组发亮的象素逼近该直线线。-这这个个

22、过过程称程称为为光光栅栅化化光栅扫描显示器：帧缓存器帧缓帧缓存器通常由三存器通常由三维维空空间间确定：确定：象素象素 x x，y y方向的方向的编编址与屏幕地址一一址与屏幕地址一一对应对应；亮度与亮度与颜颜色由每一位深度色由每一位深度N N确定，确定，N N也称也称为为位位面。面。假如屏幕分辨率假如屏幕分辨率为为：x x yx x y显显示器所需的最小示器所需的最小帧缓帧缓存存为为：N x x x yN x x x y单色光栅扫描显示器具有具有N N位位帧缓帧缓存的存的单单色光色光栅显栅显示器构造示器构造存放器存放器帧缓帧缓存的深度存的深度N反反 映了每个象素的映了每个象素的 灰度灰度值值，即

23、，即图图形形 的灰度等的灰度等级为级为2 N电电子子枪枪计计算算机机中中每每个个存存储储 位位只只有有0或或1两两个个状状 态态帧缓帧缓 存器存器数模数模转转 换换器器CRT光光栅栅彩色光栅扫描显示器颜颜色范色范围围用用RGBRGB 红红、绿绿、蓝蓝 电视电视原色原色RGBRGB三原色具有叠加性三原色具有叠加性RGB颜颜色模型色模型彩色光栅扫描显示器：RGB具有具有3 3位面的彩色位面的彩色帧缓帧缓存器构造存器构造图图颜颜色色代号代号帧缓帧缓存器存存器存贮贮的的颜颜色色值值显显示示颜颜色色红红绿绿蓝蓝0000Black1100Red2110Yellow3010Green4011Cyan5001

24、Blue6101Magenta7111White彩色光栅扫描显示器：简单构造存放器存放器电电子子枪枪数模数模转转 换换器器CRT帧缓帧缓存器存器光光栅栅N=3，每个位面每个位面对应对应一种一种颜颜色，每个象素的属性用三色，每个象素的属性用三个个Bit表示，可表示，可同同时显时显示示 23=8 种种颜颜色色。N=4，每个象素的属性用4个Bit表示红、蓝、绿、灰度，可同时显示24=16种颜色。红红、蓝蓝、绿绿、黄、青、紫、黄、青、紫红红、黑、白；、黑、白；浅浅红红、浅、浅蓝蓝、浅、浅绿绿、浅黄、浅黄N=6N=6，每位原色有，每位原色有2 2个位面的个位面的帧缓帧缓存，每个象素的属性存，每个象素的属

25、性用用6 6个个BitBit表示，可同表示，可同时显时显示示26=6426=64种种颜颜色色 不同灰度的不同灰度的红红、蓝蓝、绿绿、.每种原色有每种原色有8 8个位面，可有个位面，可有28 28 种亮度，三种原色的种亮度，三种原色的组组合合为为 28 28 3=2243=224种种颜颜色色-24-24位面全彩色。位面全彩色。调色板技术节节省存省存储储容量容量进进步步显显示示图图形的灰度等形的灰度等级级和和颜颜色数色数调调色板色板存放器存放器数模数模转转 换换器器电电子子枪枪W位位帧缓帧缓 存器存器2N项项CRT光光栅栅假假设设N N 位面的位面的帧缓帧缓存，可存，可显显示示 2N 2N 种灰度

26、或种灰度或颜颜色色;加加调调色板色板:加上一个具有加上一个具有2N2N项项、每、每项项具有具有W W位的位的调调色色板。板。屏幕可不同屏幕可不同时显时显示示 2W 2W 种灰度或种灰度或颜颜色，但每次只有色，但每次只有2N2N种。种。如如N=8N=8，可，可显显示示28=25628=256种种颜颜色，假色，假设设加加3 3个个8 x2568 x256位的存位的存储储 作作为调为调色板，那么每次可从色板，那么每次可从224=1677726224=1677726种种颜颜色中色中选选出出28=25628=256种种颜颜色色输输出。出。光栅扫描显示器：技术指标技技术术指指标标 分分辩辩率率 显显示内存

27、示内存 显显示速度：刷新示速度：刷新帧缓帧缓存的存的时间时间如分辨率如分辨率为为640 x480640 x480的的显显示器，假示器，假设设6060次次/秒刷秒刷新，存取一个象素的新，存取一个象素的时时 间间:1/(640 x480 x60)=541/(640 x480 x60)=54毫微秒，毫微秒，1 1秒秒=109=109毫微秒毫微秒；一般一般RAMRAM的存取周期的存取周期为为200 200 毫微秒，毫微秒，即存取一即存取一个象素的个象素的时间为时间为 200 x10-9 200 x10-9秒，秒，对对于于640 x480640 x480象象素素阵阵列的存取列的存取时间为时间为0.061

28、40.0614秒秒,每秒每秒钟钟只只 能能刷新刷新1616幅幅图图象。象。技技术术措施措施:将屏幕象素分将屏幕象素分组组存取，以减少存取存取，以减少存取时间时间；并行；并行处处理技理技术术等。等。图形输出设备：绘图仪(Plotter)画画线设备线设备笔式笔式绘图仪绘图仪静静电电式式绘图仪绘图仪激光激光绘图仪绘图仪和彩色和彩色喷喷墨墨绘图仪绘图仪产产生点生点阵阵 图图形形绘图仪：笔式绘图仪根本工作原理根本工作原理-x+y通过驱动电机与传动机构使画笔与纸相对挪动从而将 图形绘在纸上。笔式绘图仪的根本操作是抬笔走和落笔走。画笔与纸的相对动作一般有8或4个方向。一条直线是用4个或8个根本方向的直线段组

29、合成的阶 梯线近似而成。+y+x+y+x-x-y+x-y-x-y笔式绘图仪：类型滚滚筒式筒式绘图仪绘图仪 构造构造简单简单，价格廉价，价格廉价 易于操作易于操作 占地面占地面积积小小 绘图绘图精度和速度精度和速度较较低低平板式平板式绘图仪绘图仪 马马达达驱动驱动的机械的机械传动绘传动绘图仪图仪 平面平面电电机机驱动绘图仪驱动绘图仪笔式绘图仪：技术指标绘图绘图速度速度绘图绘图精度精度:重复精度和定位精度重复精度和定位精度步距：每个步距：每个电电脉冲通脉冲通过驱动电过驱动电机与机与传动传动机构，机构，使画笔挪使画笔挪动动 的的间间隔隔 。一般步距：一般步距：0.10.01 mm0.10.01 mm

30、。一般一般绘图绘图要求：要求：0.1mm0.1mm；精精细绘图细绘图要求：要求：0.00625 mm0.00625 mm。可可选选笔数笔数绘图仪：激光绘图仪采用静采用静电电复印技复印技术术通通过过硒筒，在需要上墨的地方硒筒，在需要上墨的地方产产生生电电子的静子的静电电荷，干荷，干 墨粉附着在筒上有墨粉附着在筒上有电电荷的地方，荷的地方，然后然后传传送到送到纸纸上，从上，从 而形成拷而形成拷贝贝。特点特点绘图绘图精度极高，其分辨率可达每英寸几百个精度极高，其分辨率可达每英寸几百个点点;绘图绘图速度快、无噪声速度快、无噪声;缺点是缺点是设备设备构造复构造复杂杂，不易，不易维维修修;目前彩色的、目前

31、彩色的、大大图图幅的激光幅的激光绘图仪绘图仪价格价格还还很很昂昂贵贵。绘图仪：彩色喷墨绘图仪原理原理将将图纸紧绷图纸紧绷在一个快速旋在一个快速旋转转的的滚滚筒上，墨水筒上，墨水喷头喷头那么那么缓缓慢地沿慢地沿 着着导轨导轨从从滚滚筒一端挪筒一端挪动动到到另一端。另一端。绘图时绘图时，喷头喷喷头喷出墨水，出墨水，并使墨并使墨水水带电带电，x x、y y 偏偏转转板控制墨水板控制墨水喷喷射的射的轨轨迹，迹，从而在从而在 纸纸上画出上画出图图形和字符。每完成一行字形和字符。每完成一行字符的符的喷喷射，射，滚滚筒筒转动转动使使 走走动动一个行距，再一个行距，再进进展新的一行展新的一行喷喷射，射，这这个

32、个过过程程类类似于静似于静电电 复印复印过过程，完成一条光程，完成一条光栅扫栅扫描描线线。特点特点可可输输出美出美丽丽的彩色画面，因的彩色画面，因为为只要增加不同只要增加不同颜颜色的墨色的墨 水箱就可以完成。水箱就可以完成。由于墨水控制技由于墨水控制技术难术难度大，其速度和精度不度大，其速度和精度不如激光如激光绘绘 图仪图仪。交互式图形输出设备：打印机(printer)撞撞击击式打印机式打印机价格低廉、配置价格低廉、配置简单简单，易，易维护维护；绘图绘图精度和精度和绘图质绘图质量量较较差、速度慢，而且噪音大；差、速度慢，而且噪音大；可可输输出的出的图图幅小，不能幅小，不能满满足工程足工程图纸图

33、纸要求。一般要求。一般合适合适输输 出作出作为为技技术资术资料的料的图图形。形。非撞非撞击击式打印机式打印机这类这类打印打印设备设备速度快、无噪声；速度快、无噪声；绘图绘图精度和精度和绘图质绘图质量好；量好；可可输输出的出的图图幅仍受到限制，而且价格幅仍受到限制，而且价格较贵较贵。2-3 图形软件系统(Graphics software System)软软件件 计计算机的算机的逻辑逻辑部分部分 包括程序以及相包括程序以及相应应的文档的文档图图形形软软件系件系统统 完成完成图图形形设计设计所需的所需的计计算机算机软软件件资资源的源的全体。全体。一、系统软件(System software)任任务

34、务 使使计计算机系算机系统统的各个部件、相关的的各个部件、相关的软软件和件和数据数据协协调调、高效的工作。、高效的工作。类类型型 操作系操作系统统 语语言言编译编译程序程序 效效劳劳性程序：性程序：为为用用户对计户对计算机算机进进展操作和展操作和维护维护提提供方便的程序。供方便的程序。操作系统 定义一组对计算机 的硬件资源和软件资源进展统一管理的程序，对整个计算机系统起到监控、管理、调度和指挥作用。核心功能进程管理存储器管理设备管理文件管理作业管理二、图形支撑软件(Graphics support software)提供提供图图形开形开发发、效、效劳劳工具工具图图形支撑形支撑软软件的件的类类型

35、型具有具有图图形功能的高形功能的高级语级语言言将某一种高将某一种高级语级语言的功能加以言的功能加以扩扩大，增加一大，增加一些些图图形形处处 理理语语句，使之具有句，使之具有图图形生成功能。形生成功能。特点：特点：系系统简练统简练、紧紧凑、凑、执执行速度行速度较较快。快。专用的图形设计语言专专用用图图形形设设计计语语言言具具有有自自已已的的词词法法、语语法法规规那那么么、数数据据 类类型型、表表达达式式等等，给给用用户户提提供供描描绘绘、设设计计和和分分析析图图形形 的的功功能能，而而且且具具有有某某些些高高级级语语言言的的功功能能。需需要要专专用用的的 编译编译器和数据构造。器和数据构造。特点

36、：特点：其其编译编译系系统统比比较较复复杂杂；难难以做到与以做到与设备设备无关；无关；建立建立编译编译系系统统的工作量大。的工作量大。图图形形设计设计功能功能强强、速度快。、速度快。图形程序库用高用高级语级语言言编编写的写的图图形子程序包，是高形子程序包，是高级语级语言言 中中扩扩展的一系列展的一系列过过程程调调用。用。特点：特点：无需无需专专用用编译编译器，易研制、功能器，易研制、功能全全;便于移植推便于移植推广广；执执行速度相行速度相对较对较慢慢。交互式图形系统用用高高级级语语言言编编写写的的绘绘图图软软件件包包，它它自自成成系系统统，具具有有自自己己的的图图形形编编辑辑系系统统、图图形形

37、数数据据库库以以及及交交 互式用互式用户户界面，又具有与高界面，又具有与高级语级语言言联联接功能。接功能。特点特点：绘图绘图与与编辑编辑功能功能强强;通用性好通用性好,应应用范用范围围广广;掌握容易掌握容易,操作方便操作方便;支持多种硬件平支持多种硬件平台台;提供多种开提供多种开发发工具。工具。如：如：AutoCAD，MicroStation。图形支撑软件的根本功能 根本图形功能绘制根本图形，通常称之“图元、“实体。点、线、圆弧等二维图形；多面体、锥体、球体、圆柱等三维形体；曲线和曲面。图形变换功能提供多种灵敏的图形变换和修改功能。图形挪动、旋转、缩放等几何变换；图形复制、删除等修改功能；窗口

38、、视口、裁剪等显示功能。图形数据库和图形库存取功能存放存放图图形构造、形构造、显显示等示等图图形数据；形数据；存放存放图图形形库库的构的构图图数据。数据。提供提供图图形形库库及其管理系及其管理系统统 交互式交互式图图形形输输入和入和处处理功能理功能提供各种交互方式，使用提供各种交互方式，使用户户通通过图过图形形输输入入设备设备方方 便地便地输输入入图图形或参数，并能形或参数，并能对计对计算机提供的各种算机提供的各种 信息作出信息作出反响。反响。提供各种交互提供各种交互设备设备的的驱动驱动程序；程序；提供各种提供各种图图形及参数的形及参数的输输入方式；入方式；提供各种提供各种图图形交互方式。形交

39、互方式。图形输出功能系系统统提供各种提供各种图图形形输输出出设备设备的的驱动驱动程序，使用程序，使用户户 通通过简单过简单的操作和的操作和图图形形输输出出设备设备自自动输动输出出图图形。形。各种各种辅辅助功能助功能为为方便用方便用户户作作图图，所提供的必不可少的功能：，所提供的必不可少的功能：设设置置图层图层、颜颜色和色和线线型；型；标标注尺寸；注尺寸；复复杂图杂图形的建立形的建立；文件、命令文件、命令检检索，等等。索，等等。学习重点 计算机绘图系统的功能和组成 计算机图形硬件系统的根本配置 光栅扫描图形显示器和笔式绘图仪的工作原理 计算机图形软件系统的组成及主要功能参考教材?土木工程CAD技术?第1.4节