《維圖形的光柵顯》PPT課件

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1、第4章二維圖形的光柵顯示4.1計算機(jī)顯示系統(tǒng)4.2掃描轉(zhuǎn)換顯示系統(tǒng)是由顯示器（Monitor）和顯示控制適配器（Adapter,又稱顯示卡或圖形卡）兩部分組成。顯示器的作用是將電信號轉(zhuǎn)換為可以直接觀察到的字符、圖形或圖像，是CAD中最為重要的人機(jī)交互設(shè)備。4.1.1CRT工作原理以前采用陰極射線管CRT（CathodeRayTube）技術(shù)。但液晶顯示LCD(LiquidCrystalDisplay)等技術(shù)設(shè)計的液晶顯示器已獲得應(yīng)用。4.1計算機(jī)顯示系統(tǒng)1.單色CRT它利用電場產(chǎn)生高速的聚焦電子束，偏轉(zhuǎn)到屏幕表面的不同部位，以產(chǎn)生可見的圖形。主要組成部分：電子槍、聚焦系

2、統(tǒng)、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏。CRT顯示器簡易結(jié)構(gòu)圖當(dāng)電子束離開熒光點后，其亮度值隨時間按指數(shù)規(guī)律衰減。余輝時間就是指光亮度衰減到初始1/10所需的時間。余輝時間非常短暫，一般在0.5~1ms之間。計算機(jī)CRT圖形顯示卡電子束產(chǎn)生的光點直徑通常為0.25~0.5mm。分辨率：一個CRT在水平或垂直方向上能夠識別出的最大光點數(shù)稱為分辨率，如640×480,1024×768等。有時，也把分辨率理解成所能識別的光點的最小距離。x?yxy屏幕2.彩色CRTRGB顏色模型：RGB(0,0,0)black(1,0,1)magentablue(0,0,1)(1,1,1)white(1,1,

3、0)yellow(0,1,0)greencyan(0,0,1)(1,0,0)redgrayaxisRGB顏色空間顏色的加法過程：從黑色開始，通過增加適當(dāng)?shù)念伾至恐诞a(chǎn)生所需要的顏色。這種過程與顯示器的工作原理極其相似。顏色坐標(biāo)（r,g,b),它既能表示顏色又能表示亮度。CRT屏幕內(nèi)部涂有很多組呈三角形的熒光粉，每一組有三個熒光點，當(dāng)某組熒光粉被激勵時，分別發(fā)出紅、綠、藍(lán)三個基色。蔭罩式彩色CRT顯色原理示意圖CRT的刷新頻率是指每秒重畫圖像的次數(shù)。為了得到穩(wěn)定的畫面，通常刷新頻率應(yīng)為30~50幀/秒。4.1.2圖形顯示器的工作原理根據(jù)電子束的掃描方式，顯示器分為隨機(jī)掃

4、描式顯示器和光柵掃描式顯示器。隨機(jī)掃描方式指屏幕上的圖形是按矢量線段一筆一筆畫出的，其順序完全按用戶的繪圖指令來決定。對于光柵掃描方式，電子束按照從左到右，從上到下按固定節(jié)拍掃描，遇到圖形時，相應(yīng)的柵格發(fā)光，由此顯示圖形或字符?；竟ぷ鬟^程：要顯示的圖形由計算機(jī)加工成顯示器的顯示指令——顯示文件，存儲在顯示器的緩沖存儲器中。CPUSystemMemoryDisplayProcessorMonitorSystemBusI/ODevices?隨機(jī)掃描所繪制的圖形只能是單線條圖形。?繪制速度與圖形的復(fù)雜程度有關(guān)。1.隨機(jī)掃描顯示器簡單隨機(jī)掃描系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)2.光柵掃描顯示器

5、光柵掃描顯示器的工作原理是：首先，屏幕網(wǎng)格化。x?yxy屏幕m×n個像素其次，圖形光柵化。它用幀緩存（framebuffer）存儲每個像素點的光亮度值。???????????????????最后，光柵化的像素值由偏轉(zhuǎn)及顏色系統(tǒng)，在CRT屏幕顯示。特點：?幀緩存中存放的不是顯示指令，而是對應(yīng)每個像素的亮度或色彩信息。?可用于顯示真實感的圖形。?光柵顯示與原始圖形的復(fù)雜程度無關(guān)。?屏幕上的每個像素都對應(yīng)幀緩沖存儲器的若干位。?各種掃描轉(zhuǎn)換算法已固化在硬件中。?圖形的近似表示。CPUSystemMemoryVideoControllerMonitorSystemBusI/O

6、Devices簡單的光柵掃描系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)?幀緩存可以位于系統(tǒng)內(nèi)存的任何地方。?顯示控制器存取幀緩存刷新屏幕。CPUSystemMemoryVideoControllerMonitorSystemBusI/ODevicesFrameBuffer?系統(tǒng)內(nèi)存中一個固定區(qū)域作為幀緩存區(qū)使用。?顯示控制器直接存取幀緩存中的像素顏色值。具有固定幀緩存的光柵掃描系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)CPUVideoControllerMonitorSystemBusI/ODevicesDisplayProcessorMemoryFrameBufferDisplayProcessorSystemMemor

7、y具有顯示處理器的光柵掃描系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)?顯示處理器的主要任務(wù)是進(jìn)行掃描轉(zhuǎn)換（Scan-Conversion）4.1.3圖形顯示卡圖形顯示的核心部分是圖形加速芯片。圖形加速芯片是一個固化了一定數(shù)量最常用基本圖形程序模塊的集成電路，它大大減輕了CPU的負(fù)荷，加快了圖形操作速度。圖形適配器從接口形式可分為ISA,VESA,PCI和AGP等。1.普通顯示卡。如CGA、EGA、VGA、TVGA。這種卡的圖形處理完全由主機(jī)CPU完成，價格低廉。PCI總線顯示卡硬盤網(wǎng)卡CPU處理器系統(tǒng)內(nèi)存?zhèn)鹘y(tǒng)PCI芯片卡132MB/s528MB/s…傳統(tǒng)的PCI總線結(jié)構(gòu)2.有圖