交互式計(jì)算機(jī)圖形處理系統(tǒng)

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1、交互式計(jì)算機(jī)圖形處理系統(tǒng)交互式=Computer+人高質(zhì)量的計(jì)算機(jī)圖形離不開(kāi)高性能的計(jì)算機(jī)圖形硬件設(shè)備。一個(gè)圖形系統(tǒng)通常由圖形處理器、圖形輸入設(shè)備和輸出設(shè)備構(gòu)成一、圖形輸入設(shè)備的發(fā)展第一階段：控制開(kāi)關(guān)、穿孔紙等第二階段：鍵盤(pán)、光筆第三階段：二維定位設(shè)備，如鼠標(biāo)、數(shù)字化儀、跟蹤球、觸摸屏、操縱桿、掃描儀等第四階段：三維輸入設(shè)備，如三維鼠標(biāo)、空間球、數(shù)據(jù)手套第五階段：智能人機(jī)接口：用戶的手勢(shì)、表情、語(yǔ)音等1、鍵盤(pán)和鼠標(biāo)事實(shí)上最常用和最成功的圖形輸入設(shè)備就是：鍵盤(pán)和鼠標(biāo)2、光筆(lightpen)光筆是一種檢測(cè)裝置，它直接在屏幕上操作，拾取位置。光筆有三個(gè)基本功能

2、：定位、拾取和筆畫(huà)跟蹤。3、觸摸屏(touchscreen)這種裝置以手指觸摸的方式選擇屏幕位置。當(dāng)用手指或者小桿觸摸屏幕時(shí)，觸點(diǎn)位置便以光學(xué)的、電子的或聲音的方式記錄下來(lái)。根據(jù)觸摸方式的不同，觸摸屏分為以下幾種類型：?紅外線式觸摸屏電子書(shū)?電阻式觸摸屏大部分的工業(yè)用觸摸屏和廉價(jià)的手機(jī)?電容式觸摸屏iphone，Ipad?聲波觸摸屏5、操縱桿(joystick)操縱桿是由一根小的垂直杠桿組成的可搖動(dòng)裝置，該杠桿裝配在一個(gè)其四周可移動(dòng)的底座上用來(lái)控制屏幕光標(biāo)。6、數(shù)據(jù)手套(dataglove)數(shù)據(jù)手套是一種戴在手上的傳感器，它能給出用戶所有手指關(guān)節(jié)的角度變化，

3、可測(cè)量出手的位置和形狀，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境中的虛擬手及其對(duì)虛擬物體的操縱。7、數(shù)字化儀(digitizer)它能將各種圖形，根據(jù)坐標(biāo)值，準(zhǔn)確地輸入電腦，并能通過(guò)屏幕顯示出來(lái)8、圖象掃描儀(scaner)圖象掃描儀可直接把圖紙、圖表、照片、廣告畫(huà)等輸入到計(jì)算機(jī)中，在將它們傳過(guò)一個(gè)光學(xué)掃描機(jī)構(gòu)時(shí)，灰度或彩色等級(jí)被記錄下來(lái)，并按圖象方式進(jìn)行存儲(chǔ)。9、聲頻輸入系統(tǒng)也稱為聲音輸入系統(tǒng)，在某些圖形工作站中，采用話音識(shí)別器作為輸入設(shè)備，以接收操作者的命令。10、視頻輸入系統(tǒng)常用的視頻輸入裝置可以采集來(lái)自電視信號(hào)、攝象機(jī)、錄象機(jī)的視頻信號(hào)。這樣，就使計(jì)算機(jī)所能處理的圖形圖像信息來(lái)

4、源得到了擴(kuò)展。11、真實(shí)物體的三維信息的輸入一般的方法是通過(guò)激光掃描來(lái)實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有許多這樣的商業(yè)儀器。二、圖形顯示設(shè)備圖形的輸出包括圖形的顯示和繪制。圖形的顯示是指在屏幕上輸出圖形；圖形的繪制是把圖形畫(huà)在紙上或硬拷貝。打印機(jī)和繪圖機(jī)是最常見(jiàn)的硬拷貝設(shè)備（一）陰極射線管現(xiàn)在的圖形顯示設(shè)備絕大多數(shù)是基于陰極射線管(CRTCathode－RayTube)的顯示器1、陰極射線管的技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)主要有兩條：一是分辨率，二是顯示速度。一個(gè)陰極射線管在水平和垂直方向單位長(zhǎng)度上能識(shí)別出的最大光點(diǎn)數(shù)稱之為分辨率。光點(diǎn)亦稱之為像素（pixel）2、陰極射線管的結(jié)構(gòu)玻

5、璃屏熒光粉層紅綠電子槍控制柵加速電極偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)導(dǎo)電涂層偏轉(zhuǎn)距離電子束燈絲陰極聚焦系統(tǒng)水平偏轉(zhuǎn)垂直偏轉(zhuǎn)陰極射線管（CRT）剖面圖（穿透式）從外形上看，CRT分為：管頸部分、錐體部分、屏幕部分從結(jié)構(gòu)上看，CRT分為：電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、熒光屏玻璃屏熒光粉層紅綠電子槍控制柵加速電極偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)導(dǎo)電涂層偏轉(zhuǎn)距離電子束燈絲陰極聚焦系統(tǒng)水平偏轉(zhuǎn)垂直偏轉(zhuǎn)陰極射線管（CRT）剖面圖（穿透式）陰極：當(dāng)它被加熱時(shí)發(fā)射電子控制柵：控制電子束偏轉(zhuǎn)的方向和運(yùn)動(dòng)速度加速極：用于產(chǎn)生高速的電子束玻璃屏熒光粉層紅綠電子槍控制柵加速電極偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)導(dǎo)電涂層偏轉(zhuǎn)距離電子束燈絲陰極聚焦系統(tǒng)水平偏轉(zhuǎn)垂直偏轉(zhuǎn)陰

6、極射線管（CRT）剖面圖（穿透式）聚焦極：保證電子束在轟擊屏幕時(shí)能匯成很細(xì)的點(diǎn)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)：控制電子束在屏幕上的運(yùn)動(dòng)軌跡熒光屏：當(dāng)它被電子轟擊時(shí)發(fā)出亮光3、陰極射線管的工作原理高速的電子束由電子槍發(fā)出，經(jīng)過(guò)聚焦系統(tǒng)、加速系統(tǒng)和磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)就會(huì)到達(dá)熒光屏的特定位置。屏幕上的那一點(diǎn)就會(huì)亮了。要保持顯示一幅穩(wěn)定的畫(huà)面，必須不斷地發(fā)射電子束。那么電子束是如何發(fā)出的，又是如何控制它的強(qiáng)弱的呢？電子槍聚焦系統(tǒng)加速系統(tǒng)磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)電子束加熱燈絲熒光屏金屬陰極控制柵水平偏轉(zhuǎn)板垂直偏轉(zhuǎn)板電子槍是由一個(gè)加熱器，一個(gè)金屬陰極和一個(gè)電平控制器組成。當(dāng)加熱器加到一定高溫時(shí)，金屬陰極上的電子就

7、會(huì)擺脫能壘的束縛，迸射出去電子槍聚焦系統(tǒng)加速系統(tǒng)磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)電子束加熱燈絲熒光屏金屬陰極控制柵水平偏轉(zhuǎn)板垂直偏轉(zhuǎn)板顯然，電子槍發(fā)射出來(lái)的電子是分散的，這樣的電子束是不可能精確定位的，所以發(fā)射出來(lái)的電子束必須通過(guò)一個(gè)聚焦系統(tǒng)，使眾多的電子聚集于一點(diǎn)。要保持熒光屏上有穩(wěn)定的圖象就必須不斷地發(fā)射電子束。刷新一次指電子束從上到下將熒光屏掃描一次，其掃描過(guò)程如下圖所示：只有刷新頻率高到一定值后，圖象才能穩(wěn)定顯示。大約達(dá)到每秒60幀即60Hz時(shí)，人眼才能感覺(jué)到屏幕不閃爍，要使人眼覺(jué)得舒服，一般必須有85Hz以上的刷新頻率。有些掃描速度較慢的顯示器，為了能得到好的顯示效果，

8、采用一種叫隔行掃描的技術(shù)。首先從第0行開(kāi)始，每隔一行