計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教案第2章圖形設(shè)備

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1、第2章圖形設(shè)備提出問題■計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)包含哪些外部設(shè)備？圖形輸入設(shè)備：概念、特點(diǎn)圖形顯示設(shè)備：概念、結(jié)構(gòu)原理、工作方式、特點(diǎn)圖形繪制設(shè)備：概念、特點(diǎn)2.1圖形輸入設(shè)備■鍵盤（keyboard）直接輸入數(shù)據(jù)■鼠標(biāo)器(mouse)通過鼠標(biāo)的移動(dòng)獲得相對(duì)位置■光筆(lightpen)檢測(cè)熒光屏的發(fā)光點(diǎn)選擇屏幕位置■觸摸屏(touchscreen)以手指觸摸方式選擇屏幕位置觸鈕開關(guān)導(dǎo)線光孔透鏡組筆體光導(dǎo)纖維圖2-2光筆的結(jié)構(gòu)■操縱桿(joystick)以桿的移動(dòng)選擇位置■跟蹤球（trackball）通過球的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)光標(biāo)■空間

2、球（spacegall）由受壓方向獲得方向數(shù)據(jù)■數(shù)據(jù)手套(dataglove)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，來自手套的輸入，可用來給虛擬場(chǎng)景中的對(duì)象定位或操縱該場(chǎng)景?！鰯?shù)字化儀(digitizer)用于跟蹤輸入圖形的坐標(biāo)值模-數(shù)轉(zhuǎn)換■圖象掃描儀(scaner)可直接把圖形圖象輸入到計(jì)算機(jī)中。通過光學(xué)掃描機(jī)構(gòu)將灰度或彩色等級(jí)記錄下來，并按圖象方式進(jìn)行存儲(chǔ)?！雎曨l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?！鲆曨l輸入系統(tǒng)視頻信號(hào)采集板（卡）

3、、視頻信號(hào)輸入卡、視頻信號(hào)處理裝置視霸卡（videoblunster）2.2圖形顯示設(shè)備常見圖形顯示設(shè)備：陰極射線管CRT陰極射線管彩色陰極射線管CRT圖形顯示器隨機(jī)掃描圖形顯示器直視存儲(chǔ)管圖形顯示器光柵掃描圖形顯示器平板顯示器■陰極射線管利用電磁場(chǎng)產(chǎn)生高速的、經(jīng)過聚焦的電子束，偏轉(zhuǎn)到屏幕的不同位置轟擊屏幕表面的熒光材料而產(chǎn)生可見圖形。電子槍：產(chǎn)生高速的電子束轟擊熒光屏偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)：利用磁場(chǎng)使電子束產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)熒光屏：表面涂熒光粉，受電子束轟擊時(shí)發(fā)光■彩色陰極射線管通過將紅、綠、藍(lán)三種彩色影象同時(shí)顯示在管一個(gè)管屏上，合成一幅

4、彩色圖形。三基色原則蔭罩式彩色顯象管主要結(jié)構(gòu)：三色熒光屏、三支電子槍、蔭罩板三色熒光屏蔭罩板穿透式彩色顯示原理結(jié)構(gòu)通過控制電子束的速度來獲得不同的顏色■隨機(jī)掃描的圖形顯示器（向量顯示器、筆劃顯示器）電子束的定位和偏轉(zhuǎn)具有隨機(jī)性，即電子束的掃描軌跡隨顯示內(nèi)容而變化，只在需要的地方掃描，而不必全屏掃描。特點(diǎn)：無冗余掃描、速度快、圖象清晰、比光柵系統(tǒng)更高的分辨率、生成光滑線條不能顯示逼真場(chǎng)景、和電視標(biāo)準(zhǔn)不一致、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也較復(fù)雜■直視存儲(chǔ)管圖形顯示器象一個(gè)有長(zhǎng)余輝的熒光屏，一條線一旦畫在屏幕上，在一小時(shí)之內(nèi)都將是可見的。特點(diǎn)

5、：無需刷新、無閃爍、成本較低、不能顯示彩色、不能局部修改、刷新慢■光柵掃描圖形顯示器電子束橫向掃描屏幕，一次一行，從頂?shù)降醉槾芜M(jìn)行。當(dāng)電子束橫向沿每一行移動(dòng)時(shí)，電子束的強(qiáng)度不斷變化來建立亮點(diǎn)的圖案。分逐行掃描和隔行掃描■平板顯示器低電壓、輕小型、數(shù)字化顯示器件適用于小型設(shè)備上的顯示裝置有五種：液晶顯示器施加電壓改變液晶的光學(xué)效應(yīng)等離子體顯示板薄片光電顯示器發(fā)光二極管顯示器激光顯示器2.3圖形顯示子系統(tǒng)簡(jiǎn)單的光柵圖形顯示子系統(tǒng)常用的光柵圖形顯示子系統(tǒng)發(fā)展的光柵圖形顯示子系統(tǒng)相關(guān)概念■分辨率屏幕分辨率也稱為光柵分辨率，屏

6、幕所能顯示的最大分辨率。如：640×480800×6001024×768顯示分辨率顯示控制器所能夠提供的顯示模式分辨率。顯示模式文本方式：用字符數(shù)的乘積表示40×2580×25圖形方式：用象素點(diǎn)的乘積表示存儲(chǔ)分辨率幀緩沖區(qū)的大小，一般用緩沖區(qū)的字節(jié)數(shù)表示。（與顯示分辨率和像素點(diǎn)的色彩都有關(guān)）■象素與幀緩存屏幕上一個(gè)象素點(diǎn)對(duì)應(yīng)幀緩存中的一組信息。兩種對(duì)應(yīng)方法：組合象素法（PackedPixelMethod）顏色位面法（ColorPlaneMethod）組合象素法一個(gè)圖形象素點(diǎn)的全部信息被編碼成一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)，按照一定方式

7、存儲(chǔ)到幀緩存中，編碼字節(jié)的長(zhǎng)度與點(diǎn)的屬性（如顏色、灰度等）有關(guān)。顏色位面法幀緩存被分成若干獨(dú)立的存儲(chǔ)區(qū)域，每一個(gè)區(qū)域稱為一個(gè)位面（BitPlane），每個(gè)位面控制一種顏色或者灰度，每一個(gè)圖形象素點(diǎn)在每個(gè)位面中占一位，通過幾個(gè)位面中的同一位組合成一個(gè)象素。24位面幀緩存的使用方法例：000RGB25500255255255黑色象素點(diǎn)紅色象素點(diǎn)白色象素點(diǎn)■顏色查找表顏色查找表也稱調(diào)色板，是由高速的隨機(jī)存儲(chǔ)器組成，用來儲(chǔ)存表達(dá)象素色彩的代碼。此時(shí)幀緩沖存儲(chǔ)器中每一象素對(duì)應(yīng)單元的代碼不再代表該象素的色彩值，而是作為查色表的地

8、址索引。使用顏色查找表的特點(diǎn)：（1）節(jié)省空間（2）同屏可顯示的顏色數(shù)受限制顏色索引調(diào)色板000010012010255255255255■顯示長(zhǎng)寬比顯示長(zhǎng)寬比，即水平點(diǎn)數(shù)與垂直點(diǎn)數(shù)之比。要求在屏幕兩個(gè)方向上相同象素點(diǎn)數(shù)產(chǎn)生同樣長(zhǎng)度的線段，以使圖形不至發(fā)生畸變?！銎聊蛔鴺?biāo)系2.4圖形繪制設(shè)備■打印機(jī)撞擊式（impact）打印機(jī)非撞擊式（Nonim