版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領
文檔簡介
第2章
計算機圖形系統(tǒng)概述
IntroductiontoGraphicsSystem
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
提綱
■圖形系統(tǒng)硬件
?輸入設備(Inputdevices)
?輸出設備(Outputdevices)
?圖形處理器(Graphicsprocessor)
■圖形系統(tǒng)軟件
?計算機圖形軟件標準
?通用圖形軟件包的基本功能
2
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
圖形輸入設備(inputdevices)
■定位設備(locatordevices):
?坐標數(shù)字化儀(datatablet)
?鼠標器(mouse)
?跟蹤球(trackball)
?操縱桿(joystick)
?觸摸屏(touchpanel):分電阻式,電容式,紅外線式,聲表面波式。
?光筆(lightpen)
■鍵盤(keyboard)
■圖象掃描儀(imagescaner)
■三維輸入設備:有控制球、操縱合、數(shù)據(jù)手套、跟蹤器。
■智能化(intelligent)輸入設備
3
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
二
普
標空間球
掃
描
儀
4
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
圖形輸出設備(outputdevices)
■圖形顯示器:
71打印機(printer)
■CRT顯示器
?隨機掃描顯示器(矢量發(fā)生器)
?存儲管式顯示器
刁繪圖儀
?光柵掃描顯示器(graphplotter)
■平板顯示器
?液晶顯示器(LCD)“三維顯示設備
?等離子(plasma)顯示器
?Flat-planeCRTdisplay
5
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
CRT(Cathoderaytube)顯小器工作原理(1)
6
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
CRT顯示器工作原理(2)
■名詞解釋:
象素(pixel-pictureelement)
分辨率(resolution)
幀緩沖存儲器(framebuffer)
位面(planes)
■單色(monochrome)顯示器
■每個像素占用1個bit
■灰度(grayed)顯示器
■每個像素占用多個bit
7
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
CRT顯示器工作原理(3)
■衡量CRT性能的指標
■屏幕尺寸大小
■點距
■分辨率
■畫面刷新頻率
■帶寬
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
彩色CRT顯示器
hiectron
蔭罩法(shadow-
maskCRT)
■三個電子槍
■三個熒光點構(gòu)成一個像素
■各像素與蔭罩板上的洞對
應
o
9
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
(真)全彩色系統(tǒng)(fullcolorsystem)
若
(可
有
2同
4
位
時2
4
個
真
顯
位
彩
示
色
2(面
))8(
3每
H
1種
6
7基
7
7色
2
18
6個
種
位
顏
面
色)
1o
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
刷新
■特得寺點:
慕螂2只起疆信矗
作原理類似
■排緘窺蒯___麗____此__一__醯格祐勤B
藕喉翳i希皿瑜鰥rifi胡摘熒屏破癡形小
隨機式(random)
attrib
■肺慚頻W質(zhì)
(a)
量好,:總好
■應
光柵式(raster)fra|5Wr=t%
11
(C)(d)
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
續(xù)
12
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
光柵掃描顯示系統(tǒng)工作原理
(raster-scandisplaysystem)
應用程序發(fā)出繪圖命令
一解析成顯示處理器可接受命令格式
存放在刷新存儲器中
刷新存儲器中所有的繪圖命令組成一個顯示文件
由顯示處理器負責解釋執(zhí)行(刷新)
一視頻控制器控制驅(qū)動電子槍在屏幕上繪圖
修改圖形,實際是修改顯示文件中的某些繪圖命令
13
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
光柵掃描顯示系統(tǒng)邏輯部件
幀級沖器
說刎拴市I」希帆斯探作不例14
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
簡單光柵掃描圖形顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
15
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
改進的光柵掃描圖形顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
16
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
具有專用顯示處理器的光柵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
"交"互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphic寸s廠期沒有
模擬信號輸出
O
O
算
圖形處理器計
芯
主
片RAMDAC
控
■俗稱顯卡機
信
制
■CGAEGAVGA號
■TVGASVGAXGASXG
■工作原理
顯存
■顯示主芯片
■顯卡的核心,俗稱GPU
■代替CPU完成部分圖形處理功能,掃描轉(zhuǎn)換、幾何變換、裁剪、光
柵操作、紋理映射等等
■各圖形函數(shù)基本上都集成在這里
■存儲將要顯示的圖形信息
-保存圖形運算的中間數(shù)據(jù)
■它與顯示主芯片的關(guān)系,就像計算機的內(nèi)存之于CPU一樣
■R4MD4C
■視頻存儲數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器
■在視頻處理中,把二進制的數(shù)字轉(zhuǎn)換成為和顯示器相適應的模擬信號
18
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
總結(jié)1—幾個數(shù)量關(guān)系
幀緩存容量--N
位面數(shù)一L
可顯示的不同顏色的數(shù)量-m
m=2:N=L*屏幕分辨率(bits)
刷新速率F:最小要求速率>30幀/秒
帶寬T:T>F*屏幕分辨率
*像素訪問周期=1/(刷新速率*屏幕分辨率)
19
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
總結(jié)2—沖突的存在
■影響顯示器成本的因素:
■分辨率
■可顯示的不同顏色數(shù)
■幀緩存容量
幀緩存容量與可顯示顏色數(shù)、分辨率之間存在沖突
■解決之道?!
■查色表
-隔行掃描
20
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
查色表(look-uptable--LUT)
---------?XmaxLook-uptable
Framebuffer
21
隔行掃描(interleavedscan)
解決刷新頻率與刷新周期之間矛盾的方法
一幀完整的畫面分成兩場(奇數(shù)場與偶數(shù)場)
場頻=幀頻*2(如:幀頻30Hz,場頻60HZ)
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
總結(jié)3—光柵顯示系統(tǒng)的特點
■優(yōu)點:
優(yōu)點使其占據(jù)了市場主流
?成本低
?易于繪制填充圖形
?灰度和色彩豐富,圖像逼真
?可以和電視機兼容
?刷新頻率一定,與圖形的復雜程度無關(guān)
■缺點:
?需要掃描轉(zhuǎn)換
?掃描轉(zhuǎn)換速度偏低,交互操作響應慢
?分辨率偏低,有階梯效應
缺點正在被克服
23
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
走向平面的顯像管
■球面顯象管
■表面:球面的一部分
■時間:~90年代初
■柱面顯象管
■表面:柱面的一部分,垂直方向上平直,水平方向上有彎曲
■時間:90年代中期
■平面直角顯象管
■表面:球面的一部分,接近于平面,曲率相對比球面柱狀管小,反光及四角失
真現(xiàn)象減少
■時間:90年代中后期
■純平顯象管
■表面:純平面,水平和垂直方向平面如鏡,色彩和亮度對比鮮明
■適合影像處理、多媒體展示、影片欣賞
■時間:90年代后期
■市場上的主流顯象管
24
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
LCD顯示器(1/5)
■CRT顯示器的缺點:
■屏幕的加大導致顯象管的加長,體積加大,使用
時候受到空間的限制
■利用電子槍發(fā)射電子束來產(chǎn)生圖像,產(chǎn)生輻射與
電磁波干擾,長期使用對健康不利
節(jié)省放置空間的短管
25
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
LCD顯示器(2/5)
■液晶顯示器
■LCD(LiquidCrystalDisplay)
■原理
■液晶是一種介于液體和固體之間的特殊物質(zhì)
■它具有液體的流態(tài)性質(zhì)和固體的光學性質(zhì)
■當液晶受到電壓的影響時,就會改變它的物理性
質(zhì)而發(fā)生形變
■此融通過它的光的折射角度就會發(fā)生變現(xiàn),而產(chǎn)
生色彩
26
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
LCD顯示器(3/5)
■液晶屏幕后面有一個背光
■這個光源先穿過第一層偏光板,再來到液晶體上
■當光線透過液晶體時,就會產(chǎn)生光線的色澤改變
■從液晶體射出來的光線,再經(jīng)過一塊彩色濾光束以及第
二塊偏光板
■由于兩塊偏光板的偏振方向成90度,再加上電壓的變化
和一些其他裝置,就能顯示我們想要的顏色了
27
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
LCD顯示器(4/5)
■基本技術(shù)指標
■可視角度
?指左右兩邊的可視最大角度相加
■點距
?兩個液晶顆粒(光點)之間的距離
■分辨率
?指其真實分辨率
?比如1024X768的含義就是指該液晶顯示器含
有1024X768個液晶顆粒
28
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
LCD顯示器(5/5)
■顯示效果有差距
■但有后來居上之勢
■外觀小巧精致,厚度只有6.5~8cm左右
■液晶象素總是發(fā)光,只有加上不發(fā)光的電壓時該
點才變黑,不會產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象
■工作電壓低,功耗小,節(jié)約能源
■沒有電磁輻射,對人體健康沒有任何影響
29
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
LCOS顯示器(1/3)
■LCOS(LiquidCrystalonSilicon)-有源點陣
反射式液晶顯示技術(shù)
■LCD與CMOS集成電路有機結(jié)合的反射型新
型顯示技術(shù)
■具備大屏幕、高亮度、高分辨率、省電等優(yōu)勢
■可能是HDTV的背投影技術(shù)發(fā)展的主要方向
■目前CRT技術(shù)大屏幕投影電視機的主要競爭者
30
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
LCOS顯示器(2/3)
■與LCD技術(shù)最大的不同是
■LCD是利用光源穿過LCD作調(diào)變,屬于穿透式
成像
■LCOS是利用反射的架構(gòu),光源發(fā)射出來的光
并不會穿透LCOS面板,屬于反射式成像
31
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
LCOS顯示器(3/3)
■存在的問題:
■行業(yè)標準不統(tǒng)一,各家推出的LCOS應用產(chǎn)品
各具特色,專利技術(shù)也不一樣,上游配套產(chǎn)品
比較復雜,如光學鏡頭、光機、燈、屏幕等
■LCOS制造工藝存在瓶頸,良品率受制約,成
本相對較高
■從目前產(chǎn)品性能、價格與現(xiàn)有市場分析,現(xiàn)
階段的LCOS技術(shù)還難以與LCD技術(shù)抗衡
32
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
空氣等離子體顯示器
■空氣等離子體可想象成一個個微型霓虹燈,
紅綠藍三種不同顏色的像素。
■顯示屏薄,掛在墻上
?無鋸齒現(xiàn)象,分辨率好
■無需刷新緩存,重量輕,無輻射
■價格貴
33
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
未來顯示器
■發(fā)光聚合物技術(shù)
■堅不可摧;柔韌性好,可以卷起來;
■顯示畫面具有無與倫比的清晰度;
■真正的平面直角。
34
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
計算機圖形軟件分類及標準
?圖形軟件系統(tǒng)分類
-子程序包(如:GKS,PH工GS,GL)
便于移植和推廣、但執(zhí)行速度相對較慢,效率低
?為語言擴充出圖形功能(如:TurboC,AutoLisp)
簡練、緊湊、執(zhí)行速度快,但不可移植
?專用的圖形系統(tǒng)
效率高,但系統(tǒng)開發(fā)量大,可移植性差。
?圖形學軟件功能標準化
?1974年ACMSIGGRAPH舉辦“與機器無關(guān)的圖形技術(shù)會議”
?成立了一個圖形標準化委員會開始標準的制定
?ISO和ANSI批準的第一個國際圖形標準是:GKS
?事實上的企業(yè)標準與國際標準并存,如:OpenGL,DirectX等
35
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
圖形軟件標準圖形(工程》
數(shù)據(jù)庫
分
子)IGES,STEP
據(jù)
程
兩
序及
類
界
文.
面
件
標
格
準
式
標
準
屏幕磁盤
36
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
數(shù)據(jù)及文件格式標準
■各界面間進行數(shù)據(jù)傳送和通信
接口標準。包括:
■CGI(ComputerGraphicsInterface)
■CGM(ComputerGraphicMetafile)
■IGES(InitialGraphicsExchange
Specification)
■STEP(STandardfortheExchangeof
Productmodeldata)
37
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
子程序界面標準
?供圖形應用程序調(diào)用的子程序
功能及格式標準。包括:
?GKS(GraphicsKernelSystem)
?PHIGS(Programmer^Hierarchical
InteractiveGraphicsSystem)
?GL(GraphicLibrary)
38
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
計算機圖形接口CGI
■標準號是ISODP9636o
■與ANSI在1985年公布的VDI(Virtual
DeviceInterface)是一致的。
■可看作是圖形設備驅(qū)動標準。
39
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
計算機圖形元文件(CGM)
■標準號是ISOIS8632
■通過元文件產(chǎn)生器生成并通過原文件解釋
器與CGI(驅(qū)動器)配套使用。
40
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
基本圖形轉(zhuǎn)換規(guī)范IGES
■是實際上的工業(yè)標準。
■目的:處理在不同的CAD/CAM系統(tǒng)間進行的
數(shù)據(jù)交換。
■內(nèi)容:定義了一套表示CAD/CAM系統(tǒng)中常用
的幾何和非幾何數(shù)據(jù)格式以及響應的文件結(jié)構(gòu)。
■使用:由系統(tǒng)中的IGES前、后處理器完成
IGES格式文件的輸出、輸入。
■問題:數(shù)據(jù)不精確、數(shù)據(jù)量太大等
41
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標準STEP
■具體組成包括:
■描述方法標準
■實現(xiàn)方法標準
■一致性測試方法與工具標準
■信息模型標準
■應用協(xié)議
■96年成為ISO標準。
42
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
圖形核心系統(tǒng)GKS和GKS-3D
■GKS是一個二維圖形
標準,GKS-3D是它
的擴展,標準號是
ISOIEC8806-4o
43
交互式計算機圖形學-InteractiveComputerGraphics
PHIGS和PHIGS*
■Programmer'sHierarchicalInteractiveGraphics
System,功能:
-向應用程序員提供控制圖形設備的接口
-圖形數(shù)據(jù)按層次結(jié)構(gòu)自知,使多層次的應用模型能方便地應用
PHIGS進行描述
■提供動態(tài)修改和繪制
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 高溫槽罐車運輸協(xié)議范例
- 烘焙店甜蜜裝修門牌協(xié)議
- 石油天然氣儲罐運輸協(xié)議書
- 酒店式辦公裝修合同模板
- 旅游景區(qū)開發(fā)借款居間協(xié)議
- 生態(tài)農(nóng)業(yè)項目轉(zhuǎn)讓居間合同
- 煙葉綠色通道運輸合同
- 溫室蔬菜肥料配送協(xié)議
- 錦瑟復古高中語文必修課
- 酒店大堂翻新拆除工程協(xié)議
- 22G101基礎平法識圖與鋼筋計算
- JJG 738-2024出租汽車計價器檢定裝置檢定規(guī)程
- 2024年山東公務員考試行測真題及解析【完美打印版】
- 如何借助SWOT分析制定個人職業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略
- 中層領導能力提升方案
- 《離心泵工藝計算》課件
- ISO26262考試試題及答案
- 心肺復蘇術(shù)后護理問題課件
- 2023年中國電信春季校園招聘考前自測高頻難、易考點模擬試題(共500題)含答案詳解
- 幼兒園公開課:中班美術(shù)《給動物拍照》課件
- 崗位勝任力評估表
評論
0/150
提交評論