计算机图形学系统概述.ppt

2019/8/9,(1)电子枪:灯丝、阴极、栅极、阳极(加速器)、 聚焦系统 (2)偏转系统:由垂直和水平两个偏转系统构成.控制电子束的方向和在荧光屏上运动的轨迹 静电偏转系统,两组极板加偏转电压形成静电场 电磁偏转系统,两组线圈加偏转电流形成电磁场 (3)荧光屏:涂有荧光粉,电子束轰击荧光涂层的某一小区,产生光子,发出可见亮点.,CRT阴极射线管(2),2019/8/9,余辉时间:电子束离开荧光屏后,该点亮度衰减到1/10(10)的时间. 分辨率:CRT上单位长度能显示的不重叠光点数是该屏的分辨率，通常用此来表示显示器的分辨率. 显示速度:用每秒显示矢量线段的条数来表示. (2)CRT显示器的类型:,CRT显示器,刷新式,存储式,随机扫描显示器:,光栅扫描显示器:,象一只画笔,实际勾画出图形,可在任意方向上连续扫描,无固定扫描线和规定顺序,按固定扫描线和规定顺序扫描, 在应该显示图形的位置点采用与背景不同的亮度.,CRT阴极射线管(3),2019/8/9,基本原理:不同的荧光物质有着不同的发光颜色, 利用三基色原理,将红、绿、蓝、三基色按不同 的强度比例混合可得到各种颜色。 (1)渗透型彩色CRT(射线穿透法): 荧光屏上涂有多层荧光粉,不同速度的电子射线能穿透不同的荧光粉层而发出不同颜色的光.,彩色CRT(1),2019/8/9,(2)多枪型彩色CRT(影孔板法): 荧光屏上涂有很多组呈三角形的荧光材料.多支电子枪发出多束电子束,在电子枪和荧光屏之间设有阴罩(掩膜),使电子束射在荧光屏的不同位置,分别激励三基色发出不同强度的光,混合后产生不同的颜色.,彩色CRT(2),2019/8/9,2019/8/9,A,B,产生从点A到点B的一条线段.,从P点用暗矢量x=xA-xp, y=yA-yp移到A; 用亮矢量x=xB-xA, y=yB-yA从 AB;,随机扫描显示器(random scan),2019/8/9,为解决刷新式的重复刷新工作而发展的.,存储管式图形显示器,2019/8/9,光栅扫描显示系统 raster-scan display system,CRT 显示器(CRT display) 视频控制器(Video controller) 系统内存(Memory) 系统总线(Bus) CPU 外围设备(Peripheral devices),System bus,2019/8/9,视频控制器,视频控制器的逻辑结构,2019/8/9,(1)工作原理 光栅扫描CRT中,电子束依照固定的扫描线和规定的扫描顺序,自上而下,从左到右扫描.,光栅扫描显示器(raster scan),2019/8/9,帧 回扫 刷新 VRAM 位图,几个概念,2019/8/9,位图(Bitmap):在光栅扫描情况下，帧存储器中存放的不是显示指令,而是对应各个象素的明暗或灰度信息,这种信息称为位图. 帧缓冲器(VRAM):为了使显示的图形不断刷新,须将图形的明暗或灰度信息寄存起来.用来寄存每个象素的灰度或彩色值的存储器称为帧缓冲器.,概念(1),帧缓冲器的大小(单元个数)与屏幕大小一样.,一个单元可有多个位(bit).既可有多个位平面.,位平面.,2019/8/9,具有1位帧缓存的黑白光栅显示器结构图,2019/8/9,2019/8/9,位平面:帧缓冲器中每一个单元的位数既是位平面数.帧缓冲器的一位(bit)称为一个位平面.,概念(2),象素(pixel):显示屏上一个光点的灰度值存放在 帧存的一个单元中,这个能被独立定义亮度和颜色 的最小单元被称为象素.,一个位平面的容量等于一屏的容量.,帧缓冲器中的位平面数决定了可显示的灰度级或颜色数.,一个位平面只能控制一屏的一种状态,既亮或暗.,2019/8/9,帧缓冲器,01000011,Pixel in bitmap,at x, y,67,Pixel,displayed,at x, y,010,000,11,Red,Green,Blue,G,B,R,0,0,x,y,x,max,y,max,帧缓冲器,显示器,2019/8/9,具有3位帧存的黑白光栅显示器结构图,帧缓冲存储器,N,2019/8/9,具有3位帧存的彩色光栅显示器结构图,帧缓冲存储器,N,彩色电子枪,2019/8/9,(真)全彩色系统,8,8,8,RED,GREEN,BLUE,2019/8/9,光栅扫描显示器,帧存容量-V 位平面数N 颜色数 C C = 2N; V = N *屏幕分辨率(bits) 刷新频率 : 最小频率 30 帧/s 每个象素的访问周期：1/(刷新频率*分辨率) 实时显示：并行处理,2019/8/9,查色表(look-up table-LUT),2019/8/9,隔行扫描(interleaved scan)(1),解决刷新频率与刷新周期之间矛盾的方法,2019/8/9,每次扫描一场,频率提高一倍.增加画面的稳定性,减少闪烁. 两场一帧,信息量未少. 帧缓存中信息量比逐行扫描降低一半,对线路的高频通带和存取速度要求降低.,隔行扫描(interleaved scan)(2),2019/8/9,光栅系统的组织,经历了一个发展的过程，通常包括： 帧缓存器(frame buffer) 视频控制器(video controller) 显示处理器(display processor),2019/8/9,简单的光栅扫描图形显示系统结构,2019/8/9,较为典型的光栅扫描图形显示系统结构,2019/8/9,具有专用显示处理器的光栅显示系统,2019/8/9,Display card,具有专用显示处理器的光栅显示