計(jì)算機(jī)圖形學(xué)(計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)及硬件基礎(chǔ))

第2章計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)及硬件基礎(chǔ)本章內(nèi)容計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的組成1計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的功能2圖形顯示設(shè)備3圖形繪制設(shè)備和輸入設(shè)備*42009-2010-2:CG:SCUEC2計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的組成計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)是指用來生成、處理和顯示圖形的一整套硬件和軟件。2009-2010-2:CG:SCUEC3中央處理機(jī)完成對(duì)圖形的描述、建立、修改等各種計(jì)算，并對(duì)圖形實(shí)現(xiàn)有效的存儲(chǔ)。許多外部設(shè)備增加了固化的圖形處理功能（如顯卡、繪圖機(jī)等），可以接受更高級(jí)的繪圖命令，不但能實(shí)現(xiàn)圖形的緩沖，而且能完成大部分圖形函數(shù)的功能，從而大大減輕了中央處理機(jī)的負(fù)擔(dān)，提高了輸出速度。中央處理機(jī)（CPU）2009-2010-2:CG:SCUEC4圖形輸入設(shè)備圖形輸入設(shè)備將用戶的圖形數(shù)據(jù)、各種命令等轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送給計(jì)算機(jī)設(shè)備名稱典型設(shè)備定位設(shè)備鼠標(biāo)、操作桿、數(shù)字化儀筆畫設(shè)備數(shù)字化儀、圖形輸入板選擇設(shè)備功能鍵、光筆拾取設(shè)備鼠標(biāo)、觸摸屏數(shù)值設(shè)備數(shù)值鍵盤字符串設(shè)備字符鍵盤常用圖形輸入設(shè)備及其分類2009-2010-2:CG:SCUEC5圖形輸出設(shè)備圖形輸出設(shè)備將計(jì)算機(jī)處理好的結(jié)果轉(zhuǎn)換成可見的圖形常用圖形輸出設(shè)備及其分類設(shè)備類型設(shè)備名稱典型設(shè)備圖形顯示設(shè)備CRT顯示器光柵掃描顯示器、隨機(jī)掃描顯示器、直視存儲(chǔ)管顯示器平板顯示器液晶顯示器(LiquidCrystalDisplay)等離子顯示器(PalsmaDisplayPanel)圖形繪制設(shè)備繪圖儀平板繪圖儀、滾筒式繪圖儀打印機(jī)點(diǎn)陣式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、激光打印機(jī)2009-2010-2:CG:SCUEC6

一個(gè)計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)至少應(yīng)具有計(jì)算、存儲(chǔ)、輸入、輸出和交互等基本功能，各功能之間的關(guān)系如下：輸入計(jì)算輸出存儲(chǔ)交互圖形輸入設(shè)備圖形輸出設(shè)備顯示器數(shù)據(jù)庫計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的功能2009-2010-2:CG:SCUEC71)圖形的描述、分析和設(shè)計(jì)；2)點(diǎn)、線（包括直線和曲線）、面（包括平面和曲面）的表示及其求交、分類（用于圖形的集合運(yùn)算）；3)圖形的平移、旋轉(zhuǎn)、投影、透視等幾何變換；4)曲線、曲面的生成；5)圖形的交點(diǎn)、交線、交面的計(jì)算；6)光、色模型的建立和計(jì)算；

7)圖形之間相互關(guān)系的檢測等。計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的功能計(jì)算功能2009-2010-2:CG:SCUEC8在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存、外存中能存放各種圖形數(shù)據(jù)，尤其是各種圖形的幾何數(shù)據(jù)及圖形之間的相互關(guān)系和各種屬性信息，并可基于設(shè)計(jì)人員的要求快速方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)有關(guān)信息的實(shí)時(shí)檢索和對(duì)圖形的刪除、增加、修改等操作。通過圖形輸入設(shè)備將基本的圖形數(shù)據(jù)（如點(diǎn)、線等），圖形的形狀、尺寸，必要的參數(shù)和各種繪圖命令輸入到計(jì)算機(jī)中，從而構(gòu)造更復(fù)雜的幾何圖形。其中約束條件、屬性參數(shù)都是必不可少的。存儲(chǔ)功能計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的功能輸入功能2009-2010-2:CG:SCUEC9圖形系統(tǒng)應(yīng)具有文字、圖形、圖像信息的輸出功能，以方便長期保存分析計(jì)算的結(jié)果或交互需要的圖形和非圖形信息。根據(jù)對(duì)輸出結(jié)果的精度、形式和時(shí)間等的不同要求，相應(yīng)的有多種不同的輸出設(shè)備。設(shè)計(jì)人員可通過顯示器或其他人機(jī)交互設(shè)備直接進(jìn)行人機(jī)通信，通過觀察屏幕上顯示的計(jì)算結(jié)果和圖形，利用選擇、定位等手段對(duì)不滿意的部分進(jìn)行修改。另外，可以由系統(tǒng)追溯到以前的工作步驟，跟蹤檢索出出錯(cuò)的地方，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)者或操作員輸入的錯(cuò)誤給以必要的提示和幫助。輸出功能交互功能計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的功能2009-2010-2:CG:SCUEC10主要介紹CRT(CathodeRayTube)顯示器：CRT的組成圖形顯示設(shè)備CRT的顯示原理彩色CRT的顯示原理隨機(jī)掃描CRT光柵掃描CRT直視存儲(chǔ)管CRT2009-2010-2:CG:SCUEC11CRT顯示器主要由陰極、電平控制器（即控制極）、聚焦系統(tǒng)、加速系統(tǒng)、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和陽極熒光粉涂層組成，這6部分都在真空管內(nèi)。CRT顯示器的組成2009-2010-2:CG:SCUEC12水平偏轉(zhuǎn)板垂直偏轉(zhuǎn)板燈絲陰極聚焦系統(tǒng)加速系統(tǒng)電平控制器石墨層吸收轟擊磷粉涂層后逃逸在熒光屏內(nèi)的雜撒電子送至第二陽極,形成電流回路。

熒光紛（磷粉涂層）

電子槍偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)熒光屏第一陽極第二陽極

偏轉(zhuǎn)線圈

高壓入口經(jīng)石墨層接第二陽極

用于磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)

用于靜電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)熒光屏偏轉(zhuǎn)的電子束CRT的顯示原理2009-2010-2:CG:SCUEC13隔行掃描（見下圖）將掃描分成兩場，先掃描奇數(shù)行1、3、5、7…，再掃描偶數(shù)行0、2、4、6…，順序從頂部掃描到底部

。隔行掃描技術(shù)1234567水平回掃（消隱）奇數(shù)場垂直回掃（消隱）隔行掃描只需用逐行掃描一半的時(shí)間就能看見整個(gè)屏幕顯示，因此隔行掃描技術(shù)用于較慢的刷新頻率。例如刷新頻率為30幀/秒，如采用逐行掃描顯示，可注意到圖形在閃爍，但采用隔行掃描，掃描一幀的時(shí)間只用了原來一半，也就是說刷新頻率接近60幀/秒，這時(shí)圖形顯示質(zhì)量提高，不再閃爍。2009-2010-2:CG:SCUEC14

采用的是RGB模型R綠(0,1,0)黃(1,1,0)白(1,1,1)品紅(1,0,1)青(0,1,1)黑(0,0,0)藍(lán)(0,0,1)紅(1,0,0)GBRGB顏色立方體

由紅、綠、藍(lán)三種顏色組成的原色系統(tǒng)稱為RGB模型。它是定義于某個(gè)紅綠藍(lán)顏色坐標(biāo)系統(tǒng)中的單位立方體。彩色CRT的顯示原理彩色CRT的熒光屏上涂有分別能發(fā)紅、綠、藍(lán)三種顏色的熒光粉，同時(shí)彩色CRT裝有三個(gè)電子槍能分別發(fā)出電子束來激發(fā)這三種物質(zhì)。熒光粉受到不同強(qiáng)度的電子束激發(fā)使發(fā)出的色光產(chǎn)生混合，從而形成彩色圖形。根據(jù)三色熒光粉在熒光屏上的排列方式不同，彩色CRT可分為蔭罩式CRT和蔭柵式CRT2009-2010-2:CG:SCUEC15蔭罩式CRT的熒光屏上涂滿了成百萬個(gè)能夠分別發(fā)出紅、綠、藍(lán)三色光的熒光小點(diǎn)，每個(gè)熒光小點(diǎn)的三色熒光粉成等邊三角形排列，同時(shí)三支電子槍安裝成“品”字形，與熒光屏上的三角形紅、綠、藍(lán)三色熒光點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。RBGRBGRBGRBGBRBGRGRBGRBGRBGRBGRBGRBGRBGBRBGRG蔭罩式CRT熒光點(diǎn)的排布方案蔭罩式CRT2009-2010-2:CG:SCUEC16為保證每個(gè)電子槍都能擊中對(duì)應(yīng)顏色的熒光點(diǎn)，在電子槍和熒光屏之間放置一個(gè)有孔的金屬控制網(wǎng)格（即蔭罩）?？刂凭W(wǎng)格與熒光點(diǎn)排列成相同的三角形或直線型。調(diào)整彩色電子槍的排布方式可讓三個(gè)電子束都匯聚于蔭罩上。這樣，某顏色的電子束通過蔭罩后，就可避免和另外兩種顏色的熒光點(diǎn)相交，而只與自己對(duì)應(yīng)顏色的熒光點(diǎn)相交。彩色CRT電子槍和蔭罩的排布綠槍電子束藍(lán)槍電子束紅槍電子束蔭罩屏幕紅綠藍(lán)熒光點(diǎn)蔭罩式CRT2009-2010-2:CG:SCUEC17蔭柵式顯象管的紅、綠、藍(lán)三色熒光點(diǎn)在屏幕上呈垂直條形排列，并將蔭罩網(wǎng)改為條狀蔭柵，這種條狀蔭柵由固定在一個(gè)拉力極大的鐵框中的互相平行的垂直鐵線陣列組成，且整個(gè)柵欄從屏幕頂一直通到屏幕底。電子槍發(fā)出的三個(gè)電子束穿過柵條打在熒光條上使其發(fā)光。蔭柵式CRT工作原理圖蔭柵熒光屏BGR藍(lán)綠紅蔭柵式CRT2009-2010-2:CG:SCUEC18從原理來說，蔭罩式顯示器和蔭柵式顯示器只是射線的選擇方式和熒光點(diǎn)的排列不同而已。從顯示效果來說，蔭柵式顯示器的蔭柵可以透過更多的光線，從而可以達(dá)到更高的亮度和對(duì)比度，令圖像色彩更加鮮艷、逼真和自然；另外，其柵距經(jīng)過長時(shí)間使用也不會(huì)改變，就算使用多年也不會(huì)出現(xiàn)畫質(zhì)的下降。蔭罩式與蔭柵式的區(qū)別2009-2010-2:CG:SCUEC19隨機(jī)掃描顯示器

特點(diǎn)：電子束掃描沒有固定的掃描路徑和順序，即電子束的掃描軌跡隨顯示內(nèi)容而變化，只掃描屏幕上要顯示的部分，故此得名電子束形成的軌跡是由短矢量（類似于筆劃）組成，又稱為矢量式或筆劃式圖形顯示器

隨機(jī)掃描顯示器的邏輯圖如下2009-2010-2:CG:SCUEC20隨機(jī)掃描顯示器工作原理：應(yīng)用程序發(fā)出繪圖命令→解析成顯示處理器可接受命令格式，存放在刷新存儲(chǔ)器中。刷新存儲(chǔ)器中所有的繪圖命令組成一個(gè)顯示文件，由顯示處理器負(fù)責(zé)解釋執(zhí)行(刷新)→驅(qū)動(dòng)電子槍在屏幕上繪圖優(yōu)點(diǎn)：掃描速度快，分辨率高，線條質(zhì)量好，易修改缺點(diǎn)：不能顯示色彩逼真圖形，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)滿屏閃爍，價(jià)格昂貴2009-2010-2:CG:SCUEC21結(jié)構(gòu)組成及工作原理直視存儲(chǔ)管顯示器直視存儲(chǔ)管圖形顯示器的結(jié)構(gòu)圖2009-2010-2:CG:SCUEC22直視存儲(chǔ)管顯示器優(yōu)點(diǎn)：無需刷新；很復(fù)雜的圖形都可以在極高的分辨率下無閃爍地顯示；成本較低；缺點(diǎn)：不能顯示彩色；不能局部修改；擦除和重畫過程可能持續(xù)較長時(shí)間。2009-2010-2:CG:SCUEC23光柵掃描顯示器水平掃描（顯示）水平回掃（消隱）垂直回掃（消隱）是畫點(diǎn)設(shè)備，屏幕可看成一個(gè)像素陣列，并可控制每個(gè)點(diǎn)像素的亮度。發(fā)出的電于束的偏轉(zhuǎn)方式是固定的，自上而下，從左到右掃描在熒光屏上形成光柵形狀。2009-2010-2:CG:SCUEC24圖形是通過電子束掃描到光柵上的圖形象素點(diǎn)時(shí)呈現(xiàn)的亮度或顏色與光柵背景的亮度或顏色不同而襯托出的，可形成多級(jí)灰度或顏色的實(shí)面積自然圖像。光柵掃描顯示器光柵掃描顯示器的邏輯部件及工作原理2009-2010-2:CG:SCUEC25幀緩存是一塊連續(xù)的存儲(chǔ)空間。光柵中的每個(gè)像素在幀緩存中至少要有1位(bit),每個(gè)像素1位的存儲(chǔ)容量稱為位面(bitplane)。畫面就是由幀緩存中的這些位信息組成的。圖形在計(jì)算機(jī)中是一位一位產(chǎn)生的，每一個(gè)存儲(chǔ)位只有0或1兩個(gè)狀態(tài)，則一個(gè)位面的幀緩存只能產(chǎn)生黑白圖形。幀緩沖存儲(chǔ)器（幀緩存）實(shí)現(xiàn)光柵CRT圖形顯示器的最常見方法是使用幀緩存。光柵掃描顯示器2009-2010-2:CG:SCUEC26幀緩存是數(shù)字設(shè)備，光柵顯示器是模擬設(shè)備，要把幀緩存中的信息在光柵顯示器屏幕上輸出，必須經(jīng)過數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換，這個(gè)工作由DAC（數(shù)/模轉(zhuǎn)換器）完成。單個(gè)位面黑白幀緩存組成的光柵CRT圖形顯示器幀緩沖存儲(chǔ)器CRT光柵電子槍寄存器1DAC光柵掃描顯示器2009-2010-2:CG:SCUEC27N00幀緩沖存儲(chǔ)器1N=32N級(jí)1004

2N

DAC寄存器N電子槍CRT光柵由N個(gè)位面組成的灰度幀緩沖存儲(chǔ)器顯示器上每個(gè)像素的亮度由它在各個(gè)位面中對(duì)應(yīng)的值共同決定，把各個(gè)位面上與當(dāng)前像素對(duì)應(yīng)的0，1值讀入寄存器相應(yīng)的位,最終得到的二進(jìn)制數(shù)就是像素的灰度等級(jí)，其范圍在0～2N－1之間。如果增加幀緩存的位面數(shù)，光柵顯示器可以表示彩色或不同的灰度等級(jí)。光柵掃描顯示器2009-2010-2:CG:SCUEC28具有N位幀緩存和W位顏色查找表的光柵顯示器結(jié)構(gòu)圖N=32N表項(xiàng)N00幀緩沖存儲(chǔ)器11004寄存器N2N為總光強(qiáng)等級(jí)2W為每次可顯示

光強(qiáng)等級(jí)電子槍11W查找表

2WDAC1011W=4CRT光柵顏色查找表必須有2N

項(xiàng)，每一項(xiàng)具有W位字寬。當(dāng)W大于N時(shí)，可以有2W個(gè)灰度等級(jí)，但一次只能同時(shí)使用其中的2N個(gè)。如果要使用2N種以外的灰度等級(jí)，需要改變顏色查找表中的內(nèi)容。下圖中，W=4，N=3,通過設(shè)置顏色查找表可以產(chǎn)生16種灰度。

帶顏色查找表的光柵掃描顯示器2009-2010-2:CG:SCUEC29由于只有三種原色，所以可以用三個(gè)位面實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的彩色幀緩沖存儲(chǔ)器。下圖為簡單的彩色光柵顯示器，由分別對(duì)應(yīng)紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）三原色的三個(gè)位面的幀緩存、DAC，三個(gè)電子槍和CRT光柵組成。CRT光柵300幀緩沖存儲(chǔ)器1寄存器彩色電子槍0DAC藍(lán)0DAC綠1DAC紅一個(gè)簡單的彩色光柵顯示器彩色光柵掃描顯示器2009-2010-2:CG:SCUEC30可通過增加每個(gè)顏色的電子槍所對(duì)應(yīng)的幀緩存位面，來提高顏色種類的灰度等級(jí)。如下圖，每種原色電子槍有8個(gè)位面的幀緩存和8位的DAC，每種原色有28種灰度等級(jí)，三種原色的組合有224種顏色。這種顯示器稱為全色光柵掃描圖形顯示器，其幀緩存稱為全色幀緩存。彩色電子槍藍(lán)8位DAC8位DAC8位DAC綠紅8寄存器8綠1200011000幀緩沖存儲(chǔ)器8紅3600010001CRT光柵一個(gè)具有24個(gè)位面的彩色幀緩存彩色光柵掃描顯示器2009-2010-2:CG:SCUEC31若各組位面存放的不是直接的顏色值而是顏色查找表的地址索引，則全色幀緩存的顏色還可進(jìn)一步豐富。彩色電子槍8N8寄存器幀緩沖存儲(chǔ)器8W位DAC紅W位DAC綠W位DAC藍(lán)CRT光柵2N表項(xiàng)顏色查找表W=10一個(gè)具有24個(gè)位面的彩色幀緩存和10位顏色查找表的結(jié)構(gòu)圖帶顏色查找表的彩色光柵掃描顯示器2009-2010-2:CG:SCUEC32工作于高分辨率和真彩色模式下的光柵系統(tǒng)顯示的圖形精度高、質(zhì)量好，但也帶來兩個(gè)問題

需要大容量的幀緩存要求視頻控制器對(duì)幀緩存有較快的存取速度，刷新頻率可能跟不上

光柵掃描顯示器存在的問題解決辦法

針對(duì)問題1可采用顏色查找表針對(duì)問題2可采用隔行掃描方法

2009-2010-2:CG:SCUEC33光柵掃描CRT與隨機(jī)掃描CRT的比較光柵掃描CRT的掃描轉(zhuǎn)換過程比較復(fù)雜，隨機(jī)掃描CRT的掃描轉(zhuǎn)換過程比較簡單2009-2010-2:CG:SCUEC34光柵掃描CRT是畫點(diǎn)設(shè)備，隨機(jī)掃描CRT是畫線設(shè)備光柵掃描CRT使輸出真實(shí)感圖形成為可能，隨機(jī)掃描CRT不能顯示逼真的有陰影場景光柵掃描CRT掃描一副圖形的時(shí)間是固定的，隨機(jī)掃描CRT掃描一副圖形的時(shí)間不是固定的光柵掃描CRT的掃描方式與電視機(jī)相同，價(jià)格比較便宜，隨機(jī)掃描CRT的掃描方式與電視機(jī)不同，價(jià)格比較昂貴光柵掃描CRT掃描的直線會(huì)有鋸齒，隨機(jī)掃描CRT掃描的直線是光滑的12分辨率：指顯示器在屏幕水平(垂直)方向可顯示多少像素。分辨率越高，顯示的字符或圖像越清晰。刷新頻率：即屏幕刷新的速度。刷新頻率越低，圖像閃爍和抖動(dòng)的就越厲害，眼睛疲勞的就越快。過低的刷新頻率，會(huì)產(chǎn)生令人難受的頻閃效應(yīng)。3水平掃描頻率：又稱為行頻，是指電子槍每秒在屏幕上掃描過的水平點(diǎn)數(shù)，以KHz為單位。行頻越大越好，至少要達(dá)到50KHz。CRT顯示器的主要性能參數(shù)2009-2010-2:CG:SCUEC35456亮度等級(jí)數(shù)目和色彩：亮度等級(jí)數(shù)目主要指單種顏色亮度可變化的數(shù)目，亮度等級(jí)范圍的提升可以使圖像看上去更加柔和自然。色彩包括可選擇顯示顏色的數(shù)目以及一幀畫面可同時(shí)顯示的顏色數(shù)，與熒光屏的質(zhì)量有關(guān)，并受顯示存儲(chǔ)器VRAM大小的影響。點(diǎn)距：指同一像素中兩個(gè)顏色相近的熒光體間的距離，與圖像分辨率有關(guān)。點(diǎn)距越小，顯示出來的圖像越細(xì)膩，當(dāng)然其成本也越高。顯示速度：顯示字符、圖形，特別是動(dòng)態(tài)圖像的速度，與顯示器的分辨率及掃描頻率有關(guān)?？捎米畲髱?即水平像素?cái)?shù)×垂直像素?cái)?shù)×最大刷新頻率)來表示。CRT顯示器的主要性能參數(shù)2009-2010-2:CG:SCUEC36圖形繪制設(shè)備繪圖儀打印機(jī)2009-2010-2:CG:SCUEC37滾筒式繪圖機(jī)平板式繪圖機(jī)筆式繪圖機(jī)是矢量型設(shè)備，繪圖筆相對(duì)紙作隨意移動(dòng)。筆式繪圖機(jī)分為滾筒式和平板式兩種。繪圖儀2009-2010-2:CG:SCUEC38是一種光柵設(shè)備，特別適合于低開銷的彩色打印輸出，基本原理是將小墨點(diǎn)噴射到介質(zhì)上，形成文字和圖形。分為連續(xù)噴墨和即用即噴兩種類型。前者的墨汁是連續(xù)噴射的，射速較快，但需要墨水泵和墨水回收裝置，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。后者只有在需要寫點(diǎn)的時(shí)候才噴射墨汁，射速較低，不需墨水瓶和墨水回收裝置。噴墨打印機(jī)2009-2010-2:CG:SCUEC39 激光打印機(jī)是一種光柵掃描設(shè)備，既可用于打印字符又可用于繪圖。激光打印機(jī)2009-2010-2:CG:SCUEC40圖形輸入設(shè)備鍵盤、鼠標(biāo)光筆數(shù)字化儀手寫輸入板圖形掃描儀觸摸屏新的輸入設(shè)備2009-2010-2:CG:SCUEC41光筆結(jié)構(gòu)示意圖光筆的筆尖處開有一個(gè)圓孔，熒光屏的光通過這個(gè)孔進(jìn)入光筆。光筆的頭部有一個(gè)透鏡組，把所收集的光聚集至光導(dǎo)纖維的一個(gè)端面上，光導(dǎo)纖維再把光引至光筆另一端的光電倍增管，從而將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過整形后輸出一個(gè)有合適信噪比的邏輯電平，并作為中斷信號(hào)送給計(jì)算機(jī)和顯示器的顯示控制器。光筆2009-2010-2:CG:SCUEC42數(shù)字化儀是在物體上繪畫、著色或交互選擇坐標(biāo)位置的常用設(shè)備，可用來輸入二維或三維空間的坐標(biāo)值，是一種把圖形轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)能接受的數(shù)字形式的專用設(shè)備。數(shù)字化儀2009-2010-2:CG:SCUEC43手寫輸入板是最常見的定位設(shè)備?？梢院虲RT圖形顯示器一起使用，也可以單獨(dú)使用，后者中的輸入板就是通常所說的數(shù)字化儀。手寫輸入板2009-2010-2:CG:SCUEC44 圖形掃描儀是直接把圖形（如工程圖紙）和圖像（如照片、廣告畫等）掃描并輸入到計(jì)算機(jī)中，以像素信息進(jìn)行存儲(chǔ)表示的設(shè)備。

圖形掃描儀2009-2010-2:CG:SCUEC45觸摸屏允許用手指觸摸屏幕顯示的物體或位置來實(shí)現(xiàn)選擇操作。一般有一個(gè)與屏幕尺寸相仿的框架，在水平和垂直邊框上安裝了許多發(fā)光器和光檢測器。任何東西，如手指，只要隔斷了兩根垂直光線就會(huì)產(chǎn)生一對(duì)X,Y坐標(biāo)。觸摸屏的典型應(yīng)用是對(duì)用圖形符號(hào)表示的處理選項(xiàng)進(jìn)行選擇。觸摸屏2009-2010-2:CG:SCUEC46

作為一種新的人機(jī)界面技術(shù)，是自鼠標(biāo)問世以來最重大的人機(jī)交流模式的轉(zhuǎn)變。它充分利用了書寫的自然性和墨水豐富的表達(dá)能力，將個(gè)人計(jì)算機(jī)數(shù)字墨水強(qiáng)大的計(jì)算和處理能力以及紙的易用性結(jié)合起來，成為一種以人為中心的技術(shù)。新的輸入設(shè)備2009-2010-2:CG:SCUEC47數(shù)據(jù)手套數(shù)據(jù)手套可以測量手指的三維位置和運(yùn)動(dòng)，并傳送給計(jì)算機(jī)，復(fù)雜的數(shù)據(jù)手套還可以測量肘和腕的運(yùn)動(dòng)。數(shù)據(jù)手套可包含控制按鈕，可作為輸出設(shè)備，能夠指向、握緊或推動(dòng)物體，可用在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中。新的輸入設(shè)備2009-2010-2:CG:SCUEC48三維鼠標(biāo)三維鼠標(biāo)（3DMouse）屬于三維輸入設(shè)備，是三維空間控制器的一種。它可以拾取一個(gè)對(duì)象，使之旋轉(zhuǎn)并按任意方向移動(dòng)，或者通過三維場景來控制觀察位置和方向。三維鼠標(biāo)產(chǎn)生的空間位置是相對(duì)的，多用于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、CAD和動(dòng)畫中。新的輸入設(shè)備2009-2010-2:CG:SCUEC49

聲音系統(tǒng)聲音系統(tǒng)在圖形工作站中用于圖形操作的初始化或輸入數(shù)據(jù)，工作原理是使輸入與預(yù)先定義的字和詞組的詞典相匹配。新的輸入設(shè)備2009-2010-2:CG:SCUEC50前沿拓展——MIT真實(shí)情景融合“第六感”技術(shù)機(jī)構(gòu)：美國麻省理工學(xué)院MIT媒體實(shí)驗(yàn)室

發(fā)明人：Pranav

Mistry

工作：實(shí)現(xiàn)數(shù)字世界和真實(shí)世界的無縫連接，主要專注于無限制界面的研究。研發(fā)出一種可穿戴計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)可以把任何表面轉(zhuǎn)換成一個(gè)交互顯示屏。佩帶該系統(tǒng)的人可以隨意利用虛擬裝置，收集網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，然后像驅(qū)散煙霧一樣驅(qū)散它們。

研究目的是為人類創(chuàng)造一種新型數(shù)字“第六感”。解釋說，在觸覺世界里，我們利用我們的五種感覺