圖形設(shè)備與系統(tǒng)1

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1、第二章圖形設(shè)備與系統(tǒng)2.1圖形顯示設(shè)備2.2圖形系統(tǒng)及其標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)圖形學(xué)圖形輸出設(shè)備圖形輸出圖形輸出包括圖形的顯示和圖形的繪制，圖形顯示指的是在屏幕上輸出圖形圖形繪制通常指把圖形畫在紙上，也稱硬拷貝，打印機(jī)和繪圖儀是兩種最常用的硬拷貝設(shè)備計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)圖形學(xué)2.1圖形顯示器2.1.1陰極射線管2.1.2彩色陰極射線管射線穿透法影孔板法2.1.3隨機(jī)掃描顯示系統(tǒng)2.1.4光柵掃描系統(tǒng)計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)圖形學(xué)陰極射線管(CRT-CathodeRayTube)組成：包括電子槍、加速結(jié)構(gòu)、聚焦系統(tǒng)、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、熒光屏陰

2、極射線管（CRT)陰極射線管剖面圖計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)圖形學(xué)陰極射線管(CRT)工作原理電子槍發(fā)出高速的電子束，經(jīng)過聚焦系統(tǒng)、加速系統(tǒng)和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)到達(dá)熒光屏的特定位置。熒光物質(zhì)在高速電子的轟擊下發(fā)生電子躍遷，即電子吸收到能量從低能態(tài)變?yōu)楦吣軕B(tài)。高能態(tài)很不穩(wěn)定，在很短的時(shí)間內(nèi)熒光物質(zhì)的電子會從高能態(tài)重新回到低能態(tài)，這時(shí)將發(fā)出熒光，屏幕上的那一點(diǎn)就會亮了計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)圖形學(xué)要保持顯示一幅穩(wěn)定的畫面，必須不斷地發(fā)射電子束。刷新頻率刷新一次是指電子束從上到下掃描一次的過程。刷新頻率高到一定值后，圖象才能穩(wěn)定顯示。計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)圖

3、形學(xué)電子槍燈絲，陰極和控制柵組成。陰極：由燈絲加熱發(fā)出電子束，控制柵：加上負(fù)電壓后，能夠控制通過其中小孔的帶負(fù)電的電子束的強(qiáng)弱。通過調(diào)節(jié)負(fù)電壓高低來控制電子數(shù)量，即控制熒光屏上相應(yīng)點(diǎn)的亮度。計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)圖形學(xué)聚焦系統(tǒng)保證電子束在轟擊屏幕時(shí)，匯聚成很細(xì)的點(diǎn)。加速電極加正的高壓電（幾萬伏），使電子束高速運(yùn)動。計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)圖形學(xué)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)控制電子束，靜電場或磁場，產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。電子束要到達(dá)屏幕的邊緣時(shí)，偏轉(zhuǎn)角度就會增大。到達(dá)屏幕最邊緣的偏轉(zhuǎn)角度被稱為最大偏轉(zhuǎn)角最大偏轉(zhuǎn)角是衡量系統(tǒng)性能的最重要的指標(biāo)，顯示器長短與此有關(guān)CRT

4、顯示器屏幕越大整個(gè)顯象管就越長計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)圖形學(xué)熒光屏熒光物質(zhì)：當(dāng)它被電子轟擊時(shí)發(fā)出亮光持續(xù)發(fā)光時(shí)間：電子束離開某點(diǎn)后，該點(diǎn)的亮度值衰減到初始值1/10所需的時(shí)間刷新頻率：每秒鐘重繪屏幕的次數(shù)某種CRT產(chǎn)生穩(wěn)定圖像所需要的最小刷新頻率=1秒/熒光物質(zhì)的持續(xù)發(fā)光時(shí)間。例如：一種熒光物質(zhì)持續(xù)發(fā)光時(shí)間40毫秒，刷新頻率為1000/40=25幀/秒，發(fā)光時(shí)間短，適用于動態(tài)圖形顯示。發(fā)光時(shí)間長，適用于靜態(tài)圖形顯示。計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)圖形學(xué)熒光屏像素(Pixel:PictureCell)：構(gòu)成屏幕（圖像）的最小元素分辨率(Res

5、olution)：CRT在水平或豎直方向單位長度上能識別的最大像素個(gè)數(shù)，單位通常為dpi（dotsperinch)。在假定屏幕尺寸一定的情況下，也可用整個(gè)屏幕所能容納的像素個(gè)數(shù)描述，如640*480，800*600，1024*768，1280*1024等等。計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)圖形學(xué)產(chǎn)生彩色的常用方法：射線穿透法影孔板法2.1.2彩色陰極射線管計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)圖形學(xué)2.1.2彩色陰極射線管-射線穿透法原理：兩層熒光涂層，紅色光和綠色光兩種發(fā)光物質(zhì)，電子束轟擊穿透熒光層的深淺，決定所產(chǎn)生的顏色電子束熒光涂層產(chǎn)生顏色低速電子束

6、較低速電子束較高速電子束高速電子束計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)圖形學(xué)彩色陰極射線管-射線穿透法應(yīng)用：主要用于畫線顯示器優(yōu)點(diǎn)：成本低缺點(diǎn)：只能產(chǎn)生有限幾種顏色計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)圖形學(xué)2.1.2彩色陰極射線管-影孔板法影孔板法原理：影孔板法通常用于光柵掃描顯示器，顏色范圍廣，每個(gè)象素有三個(gè)熒光點(diǎn)（紅、綠、藍(lán)三基色）。影孔板被安裝在熒光屏的內(nèi)表面，用于精確定位像素的位置影孔板外層玻璃熒光涂層計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)圖形學(xué)影孔板的類型點(diǎn)狀影孔板代表：大多數(shù)球面與柱面顯像管柵格式影孔板代表：Sony的Trinitron與Mitsubishi的Diam

7、ondtron顯像管溝槽式影孔板代表：LG的Flatron顯像管計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)圖形學(xué)2.1.2彩色陰極射線管-影孔板法點(diǎn)狀影孔板工作原理紅、綠、蘭三基色三色熒光點(diǎn)（很小并充分靠近--〉像素）三支電子槍電子槍、影孔板中的一個(gè)小孔和熒光點(diǎn)呈一直線；每個(gè)小孔與一個(gè)像素（即三個(gè)熒光點(diǎn)）對應(yīng)象素象素綠藍(lán)紅紅綠藍(lán)（a）（b）電子槍影孔板藍(lán)綠紅紅綠藍(lán)屏幕計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)圖形學(xué)顯示器能同時(shí)顯示的顏色個(gè)數(shù)如果每支電子槍發(fā)出的電子束的強(qiáng)度有256個(gè)等級，則顯示器能同時(shí)顯示256*256*256=16M種顏色，稱為真彩系統(tǒng)調(diào)節(jié)各電子槍發(fā)射

8、的電子束中所含電子的數(shù)目，即可控制各色光點(diǎn)亮度。計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)圖形學(xué)球面顯示器與柱面顯示器普通的顯象管采用的都是點(diǎn)狀影孔板顯象管，顯象管的表面呈略微凸起的球面狀，故稱之為“球面管”。而柱面顯象管采用蔭柵式結(jié)構(gòu)，它的表面在水平方向仍然略微凸起，但是在垂直方向上卻是筆直的，呈圓柱狀，故稱之為“柱面管”常用的點(diǎn)狀影孔板顯象管有日本索尼