第二章 计算机图形系统及图形硬件ppt课件.ppt

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1、2.1计算机图形系统计算机图形系统的功能计算机图形系统的结构12计算机图形系统的功能图2.1计算机图形系统的功能3计算机图形系统的功能计算功能：图形数据库（形体分析、分析的方法程序库）存储功能：信息的实时检索、图形的变更、增加或者删除交互功能：人及通信、跟踪检索输入功能：图形的大小、颜色等属性输出功能：保存计算结果或交互需要的图形信息4计算机图形系统的结构图2.2计算机图形系统的结构5图形软件图形应用数据结构：对应一组图形数据文件，保存着图形对象的全部描述信息。图形数据文件、图形基元模型、字模字体库、图案模型、几何描述数据图形应用软件：是图形系统的核心部分，包括了各种图形生成和处理技

2、术，是图形技术在各种不同应用中的抽象。图形处理软件、图形生成软件、图形用户接口、图形辅助控制、图形工具软件图形支撑软件：由一组公用的图形子程序所组成，它扩展了系统中原有高级语言和操作系统的图形处理功能。操作系统图形扩张、图形BIOS程序、语言图形语句、图形子程序库、图形软件包6图形硬件图形计算机系统：微型计算机、工作站、计算机网络、中小型计算机图形设备：图形输入设备、图形输出设备、图形现实设备2.2图形输入设备键盘（keyboard）键盘能用来进行屏幕坐标的输入、菜单选择、图形功能选择，以及输入那些如辅助图形显示的图片标记等非图形数据。键盘是一种高效的输入设备，它包括：（1）字母数字

3、键盘：文本输入、菜单选择或图形功能选择。（2）数字键盘：完成坐标的输入。（3）光标控制键：选择被显示的对象或通过定位屏幕光标来确定坐标位置。（4）功能键：允许用户以单一击键输入常用的操作。7图形输入设备鼠标器（mouse）当推动鼠标器在平面上移动时，鼠标将记录移动的方向和距离，这个方向和距离被传送给计算机，转换成对应的光标的位移。8光笔(lightpen)光笔有三个基本功能：定位、拾取和笔划跟踪。拾取是选中显示器上已显示的图形或字符以便作进一步的加工处理。笔划跟踪用光笔拖动光标实现定位，可用于图形编辑。光笔是一种检测装置，它靠检测荧光屏上的发光点来选择屏幕的位置坐标，它对因瞬时电子束

4、照射特定点而从荧光粉涂层发出的少量的光脉冲十分敏感。9图2.3光笔的结构图形输入设备触摸屏(touchscreen)当用手指或者小杆触摸屏幕时，触点位置便以光学的（红外线式触摸屏）、电子的（电阻式触摸屏和电容式触摸屏）或声音的（声音探测式）方式记录下来。10图形输入设备操纵杆(joystick)操纵杆是由一根小的垂直杠杆组成的可摇动装置，该杠杆装配在一个其四周可移动的底座上用来控制屏幕光标。11图形输入设备跟踪球（Trackball）和空间球（Spaceball）12图2.4跟踪球图2.5空间球图形输入设备数据手套(DataGlove)是一种戴在手上的传感器，可以用来抓住“虚拟对象”

5、，它由一系列检测手和手指运动的传感器构成，用来提供关于手的位置和方向的信息。13图形输入设备数字化仪(Digitizer)用于在二维或三维的图形对象上扫描，以输入一系列二维或三维的坐标值。这些坐标值代表的坐标点，在系统中将以直线段或曲线段连接，以逼近图形对象的描绘曲线或表面形状。14图形输入设备图像扫描仪(Scaner)图像扫描仪可直接把图纸、图表、照片、广告画等输入到计算机中，在将它们传过一个光学扫描机构时，灰度或彩色等级被记录下来，并按图像方式进行存储。15图形输入设备声频输入系统视频输入系统162.3图形显示设备阴极射线管彩色阴极射线管CRT图形显示器平板显示器三维观察设备17

6、阴极射线管（CRT）CRT（CathodeRayTube）是一种真空器件，它利用电磁场产生高速的、经过聚焦的电子束，偏转到屏幕的不同位置轰击屏幕表面的荧光材料而产生可见图形。CRT从结构上分为：电子枪、偏转系统、荧光屏。18阴极射线管（CRT）19电子枪偏转系统荧光屏图2.6CRT的结构阴极射线管（CRT）图形学教学实例视频描述阴极射线管的结构和工作原理crt.swf阴极射线管（CRT）电子枪：产生一个沿管轴（Z轴）方向前进的高速的细电子束轰击荧光屏。具有足够的电流强度。电流的大小和有无必须是可控的。具有很高的速度。在荧光屏上应能聚焦很小的光亮，以保证显示器有足够的分辨率。21阴极

7、射线管（CRT）22图2.7CRT电子枪的结构阴极射线管（CRT）偏转系统为了在荧光屏上显示图形及字符，必须用电子束偏转扫描来实现。23图2.8磁偏转阴极射线管（CRT）枕形失真当偏转线圈的匝数一定时，偏转电流I与偏转角的正弦成正比。只有在偏转角很小时，偏转角与偏转电流之间才成直线性关系。由于荧光屏四角距中心最远，偏转角较大，同样的偏转电流增量所造成的偏转距离增量最大。24阴极射线管（CRT）25图2.9枕形失真与桶形失真枕形失真的校正将产生偏转磁场的锯齿