计算机图形学 ppt课件.ppt

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1、ComputerGraphicsSystemLecturedbyHuaYanAgendaComponentsofCGsystemCGSystemHardwareQ&AComponentsofCGSystem主机显示器键盘、光笔硬盘等外设绘图仪人OS图形软件包图形应用程序图形输入图形计算图形交互图形输出图形存储CGSystemHardware视频显示设备图形输入设备图形工作站图形硬拷贝设备CGSystemHardwareQuestions?CRT、LCD、LED、平板显示随机扫描vs.光栅扫描电子抢、荧光质、光点、分辨率刷新频率像素扫描转换、GPU硬拷贝视频显示设备刷新

2、式CRT光栅扫描&随机扫描光栅扫描系统彩色CRT平板显示器CRT–Cathode-raytube视频显示设备–刷新式CRTCRT基本部件电子枪（加热阴极+控制栅极）聚焦系统加速阳极偏转系统荧光屏视频显示设备–刷新式CRT电子枪聚焦系统加速系统磁偏转系统加热灯丝金属阴极控制栅极水平偏转板垂直偏转板电子束荧光屏视频显示设备–刷新式CRT工作原理：高速的电子束由电子枪发出，经过聚焦系统、加速系统和偏转系统就会到达荧光屏的特定位置。由于荧光物质在高速电子的轰击下会发生电子跃迁，即电子吸收到能量从低能态变为高能态，由于高能态很不稳定，在很短的时间内荧光物质的电子会从高能态重新回

3、到低能态，这时将发出荧光，屏幕上产生亮点。要保持显示一幅稳定的画面，必须不断地发射电子束。视频显示设备–刷新式CRT电子枪基本构件：阴极、控制栅极荧光屏亮度控制？在控制栅极上施加电压来控制电子束的强弱。当加上正电压时，电子束就会大量通过，将会在屏幕上形成较亮的点，当控制电平加上负电压时，依据所加电压的大小，电子束被部分或全部阻截，通过的电子很少，屏幕上的点也就比较暗。视频显示设备–刷新式CRT聚焦系统作用是使众多的电子到达荧光屏时聚集于一点，否则由于电子的相互排斥产生散焦现象。聚焦既可以用电场实现，也可以用磁场实现。偏转系统定位作用，决定电子束在荧光屏水平和垂直方向的

4、位移。分为磁偏转(30us)和静电偏转(3us)两类。视频显示设备–刷新式CRT静电偏转有两对极板（一对水平、一对垂直）视频显示设备–刷新式CRT荧光屏荧光质特性:颜色、余辉时间荧光质两种状态:受激态和基本态余辉时间:定义为荧光质从发光开始到亮度衰减到最大亮度的10%的这段时间。通常为10~60us长余辉荧光层适合显示复杂的静态图形，而短余辉荧光层适合动画应用视频显示设备–刷新式CRT刷新式CRT:采用电子束周期性地回到同一点的方式来保持图像的CRT。视频显示设备–刷新式CRT视频显示设备–刷新式CRT显示器相关术语光点点距分辨率显示纵横比刷新频率，行频，场频，带宽像

5、素帧缓冲区…光点概念CRT屏幕上受激荧光点的能量分布图光点（荧光层亮点）电子束打在显示器的荧光屏，显示器能够显示的最小发光点--硬件最小图像点光点物理直径光点亮度下降到最大亮度的60%处的直径。例如0.28mm,0.19mm点距荧光屏上两个相邻的相同颜色磷光点之间的最短距离。单位：mm两个荧光层亮点的间隔大于光点物理直径时，两个亮点是可区分的分辨率ResolutionDef.CRT上无重叠显示的最大光点数表示方法：水平光点数x垂直光点数光点物理直径DPI–DotsperInch4相关因素荧光质类型、亮度大小以及聚焦和偏转系统视频显示设备–光栅扫描与随机扫描光栅与随机扫

6、描显示器是最常见的两种刷新式CRT电子束扫描方式图形信息存储适用范围光栅扫描光栅扫描系统中电子束自顶向下全屏扫描,一次一行。电子束在每一行中移动时，根据图形定义变换强度，由屏幕亮点构成图案。(P.29)刷新率相关术语行频--电子枪每秒在屏幕上扫描过的水平线数，以KHz为单位，也称作水平扫描频率，记为h；场频--每秒钟重复绘制显示画面的次数，即重绘率，以Hz为单位，也称作垂直扫描频率/帧频，记为v；点频--单位时间内在每条扫描线上显示的频点数总和，以MHz为单位，也称作带宽，记为B；三者关系若r(x)表示水平扫描的点数；r(y)表示每帧扫描线数；则h＝r(y)×v；B=

7、r(x)×r(y)×v逐行扫描(non-interlaced)隔行扫描(interlaced)及意义闪烁现象如何消除？延长余辉减小亮度提高刷新率Def.系统能显示的像素列数与行数之比。Def.在屏幕的两个方向产生相等长度的线段所需的垂直点数和水平点数之比。640X480,800X600,1024X768显示纵横比Aspectratio图形信息存储图形定义为一组屏幕点信息，荧光屏上所有点的强度值存储在被称作帧缓冲区(FrameBuffer)的内存区域中，一一对应。帧缓冲区显示控制器显示器适于逼真显示包含细微阴影和色彩模式的场景适用范围随机扫描在随机扫描