第2章-计算机图形系统及硬件基础ppt课件.ppt

《第2章-计算机图形系统及硬件基础ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第2章计算机图形系统及硬件基础2.1概述2.1.1计算机系统中的图形设备计算机图形系统用来生成、处理和显示图形，通常由以下三部分构成：中央处理器图形输出设备图形输入设备图形输入设备常用的图形输入设备键盘鼠标此外还有跟踪球、空间球光笔、触摸板、图形扫描仪数字化仪、手写输入板语音输入数据手套中央处理器（CPU）中央处理器完成对图形的描述、建立、修改等各种计算，并对图形实现有效的存储。许多外设所增加的固化的图形处理功能，可接受更高级的绘图命令，实现图形的缓冲，以及完成大部分图形函数的功能，从而大大减轻了CPU的负担。图形输出设备图形显示设备和图形绘制设备

2、图形显示设备:用于在屏幕上输出图形基于阴极射线管的监视器液晶显示器等离子显示器图形绘制设备:用于把图形画在纸上，也称硬拷贝打印机绘图仪2.1.2图形系统的基本功能一个计算机图形系统至少应具有计算、存储、输入、输出、交互等基本功能，各功能关系如下：图形系统基本功能框图显示器交互输出计算输入存储数据库图形输出设备图形输入设备1.输入功能输入功能通过图形输入设备可将基本的图形数据（如点、线等）和各种绘图命令输入到计算机中，从而构造更复杂的几何图形。2.计算功能1）图形的描述、分析和设计；－－建模2）图形的平移、旋转、投影、透视等几何变换；3）曲线、曲面的

3、生成；4）图形之间相互关系的检测等。－－隐藏线隐藏面消除3.存储功能存储功能图形数据库可以存放各种图形的几何数据及图形之间的相互关系，并能快速方便地实现对图形的删除、增加、修改等操作。4.输出功能和交互功能输出功能图形数据经过计算后可在显示器上显示当前的状态以及经过图形编辑后的结果，同时还能通过绘图仪、打印机等设备实现硬拷贝输出，以便长期保存。交互功能设计人员可通过显示器或其他人机交互设备直接进行人机通信，对计算结果和图形利用定位、拾取等手段进行修改，同时对设计者或操作员输入的错误给以必要的提示和帮助。图形的基本处理流程利用各种图形输入设备及软件或

4、其他交互设备将图形输入到计算机中，以便进行处理；在计算机内部对图形进行各种变换（如几何变换、投影变换）和运算（如图形的并、交、差运算等）；处理后，将图形转换成图形输出系统便于接受的表示形式，并在输出设备上输出；在交互式的系统中上述过程可重复进行多次，直至产生满意的结果。表示处理显示2.2图形显示设备图形显示设备主要有以下三种：CRT（CathodeRayTube）显示器＝阴极射线管显示器LCD（LiquidCrystalDisplay）＝液晶显示器PDP（PlasmaDisplayPanel）等离子显示器2.2.1CRT显示器CRT显示器显示原理C

5、RT显示器主要由阴极、电平控制器（即控制极）、聚焦系统、加速系统、偏转系统和阳极荧光粉涂层组成，这六部分都在真空管内。CRT显示器原理图水平偏转板垂直偏转板灯丝阴极聚焦系统加速系统电平控制器石墨层吸收轰击磷粉涂层后逃逸在荧光屏内的杂撒电子送至第二阳极,形成电流回路。荧光粉（磷粉涂层）电子枪偏转系统荧光屏第一阳极第二阳极偏转线圈高压入口经石墨层接第二阳极用于磁偏转系统用于静电偏转系统荧光屏偏转的电子束刷新●要保持屏幕上有稳定的图像就必须不断地发射电子束。刷新一次指电子束从左到右，从上到下将荧光屏扫描一次。●只有刷新频率高到一定值后，图像才能稳定显示。

6、大约达到每秒60帧，即60Hz时，人眼才能感觉到屏幕不闪烁，要使人眼觉得舒服，一般必须有85Hz以上的刷新频率。*1）人的视觉系统要用一定的时间才能识别图像元素，每帧图像的停留时间长于人眼观察所需的时间，则人的视觉残留可以消除画面的闪烁现象。*2）刷新频率高到一定值后，图像才能稳定显示。隔行扫描技术每一帧分为两个场显示，每个场只包含一半画面。两个场是交错的，一个场包含所有的奇数扫描行，另一个场包含所有的偶数扫描行，两个场以1/60秒的时间间隔交替显示。扫描从奇数场左上角开始，每一行都是自左向右。电子束在横向扫描的同时以一个较低的速率向下移动，当扫描

7、线到达屏幕右端时，就将其隐去并迅速返回屏幕左端。这个过程称为水平回扫。接着下一奇数行重复这一过程。当整场扫描完毕时，扫描线正好停在底部的中央。接着扫描线迅速回到屏幕顶部中央，这就是奇数场垂直回扫。接着进行偶数场扫描，偶数场扫描结束于屏幕右下角，垂直回归后电子束返回屏幕左上角。奇数场从第一行开始，水平回扫用虚线表示1234567有7条扫描线的隔行扫描2.彩色CRT显示器的显示原理（1）颜色模型：所谓颜色模型就是指某个颜色空间中的一个可见光子集，它包含某个颜色域的所有颜色。灰度图像可由黑白照片数字化得到，或从彩色图像进行去色处理得到（256灰度级=28

8、）。灰度图像既保证了人眼的分辨能力，又符合计算机数据寻址的习惯。19例:灰度图像(128×128)及其对应的数值矩阵（仅列