计算机图形学交互式图形ppt课件.ppt

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1、第二章：交互式图形处理系统交互式图形系统组成图形输入输出设备虚拟现实技术OpenGL图形标准1交互式图形系统组成Computer+人=交互式要求主机性能更高（强大的浮点运算能力），速度更快，存储容量更大，外设种类更齐全图形加速卡，大屏幕显示器PersonelComputer图形处理系统workstation图形处理系统1交互式图形系统组成图形应用程序图形子程序库图形设备驱动程序各种图形输入/输出设备图形输入设备的发展第一阶段：控制开关、穿孔纸等§2图形输入设备§2图形输入设备图形输入设备的发展第二阶段：键盘、光笔图形输入设备的发展第三阶段：二维定位设备，如鼠标、

2、坐标数字化仪、跟踪球、触摸屏、操纵杆、扫描仪等§2图形输入设备图形输入设备的发展§2图形输入设备图形输入设备的发展第四阶段：三维输入设备（如三维鼠标、空间球、数据手套、数据衣），用户的手势、表情等§2图形输入设备图形输出(显示、打印）设备阴极射线管显示器（CRT）液晶显示器（LCD）绘图仪打印机§3图形输出设备CRT显示器分类阴极射线管（CRT）（CathodeRayTube）单色CRT彩色CRT阴极射线管(CRT)组成：包括电子枪、聚焦系统、加速电极、偏转系统、荧光屏工作原理：电子枪发射电子束，经过聚焦系统、加速电极、偏转系统，轰击到荧光屏的不同部位，被其内表

3、面的荧光物质吸收，发光产生可见的图形。结构荧光屏荧光物质：吸收电子束而发光余辉时间：持续发光时间，电子束离开某点后，该点的亮度值衰减到初始值刷新频率：每秒钟重绘屏幕的次数像素(Pixel)：构成屏幕（图像）的最小元素分辨率(Resolution)：在假定屏幕尺寸一定的情况下，可用整个屏幕所能容纳的像素个数描述，如640*480，800*600，1024*768，1280*1024等等某种CRT产生稳定图像所需要的最小刷新频率=1秒/荧光物质的持续发光时间（Hz）彩色CRT渗透型常用于随机扫描显示器射线穿透法多枪型常用于光栅扫描显示器影孔板法（阴罩法）彩色阴极射线

4、管射线穿透法（beampenetration）原理：两层荧光涂层，红色光和绿色光两种发光物质，不同速度电子束穿透荧光层的深浅，决定所产生的颜色应用：主要用于画线显示器优点：成本低缺点：只能产生有限几种颜色影孔板法原理：影孔板被安装在荧光屏的内表面，用于精确定位像素的位置影孔板的类型点状影孔板代表：大多数球面与柱面显像管栅格式影孔板代表：Sony的Trinitron与Mitsubishi的Diamondtron显像管沟槽式影孔板代表：LG的Flatron显像管点状影孔板工作原理红、绿、兰三基色三色荧光点（很小并充分靠近--〉像素）三支电子枪如果每支电子枪发出的电子

5、束的强度有256个等级，则显示器能同时显示256*256*256=16M种颜色，称为真彩色系统§4CRT显示器分类直视存储管式（Direct-ViewStorageTubes）利用管子本身存储信息，类似于一个长余辉的CRT，不必刷新刷新式随机扫描式（Random-Scan）光栅扫描式（Raster-Scan）随机扫描的显示系统特点数据表示：矢量表示，只有端点信息，无线段中间点扫描方式：电子束像一支快速移动的画笔，可随意移动，只扫描荧屏上要显示的部分，与示波器工作原理类似显示图形：几何属性（geometricattribute）为主，线架图优点：扫描速度快，分辨率

6、高，线条质量好，易修改，交互性好，动态性能好缺点：价格贵，只能显示线画图形，应用于军事、CAD领域光栅扫描的显示系统特点：数据表示：像素矩阵扫描方式：从上到下，从左到右，与电视工作原理类似显示图形：几何属性+视觉属性（Visualattribute），真实感图形显示器的分辨率电子束按固定的扫描顺序扫描N条扫描线，每条扫描线有M个像素，M*N显示器的分辨率。帧逻辑部件：帧缓冲存储器（FrameBuffer)视频控制器（VideoController)显示处理器（DisplayProcessingUuit，简称DPU）CRT绘图仪printerComputerDPU

7、输入设备视频控制器display帧缓冲存储器（FrameBuffer)作用：存储屏幕上像素的颜色值也称刷新存储器(RefreshingBuffer)简称帧缓冲器，俗称显存帧缓存中单元数目与显示器上像素的数目相同单元与像素一一对应各单元的数值决定了其对应像素的颜色。显示颜色的种类与帧缓存中每个单元的位数有关。位面（bitplane）技术把显存分成若干色平面，各平面上相同位置的每一位和屏幕上的一个像素对应，同一像素点在各位面占同一地址，不同位面上同一像素地址中的内容决定像素的颜色。色平面越多，可表达的色彩越丰富。增加一个位面，色彩就增加一倍，而存储器写操作程序无需重

8、新计算新地址，程序兼容性