计算机图形学系统概述

计算机图形学系统概述第一页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31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)第二页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31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)第三页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31(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)第四页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31第五页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31AB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;

P当前电子束所在点P(xp,yp).

随机扫描显示器(randomscan)第六页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31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第七页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31光栅扫描显示系统

raster-scandisplaysystemCRT显示器(CRTdisplay)视频控制器(Videocontroller)系统内存(Memory)系统总线(Bus)CPU外围设备(Peripheraldevices)SystembusCPUPeripheraldevicesSystemmemoryVideocontrollerMonitor第八页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31视频控制器视频控制器的逻辑结构第九页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31(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(rasterscan)第十页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31帧回扫刷新VRAM位图几个概念第十一页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31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.第十二页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31具有1位帧缓存的黑白光栅显示器结构图•1•数模转换电子枪第十三页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31第十四页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31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.第十五页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31帧缓冲器01000011Pixelinbitmapatx',y'67Pixeldisplayedatx',y'01000011RedGreenBlueGBR00xyxmaxymax帧缓冲器显示器第十六页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31具有3位帧存的黑白光栅显示器结构图•110••数模转换电子枪帧缓冲存储器N•第十七页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31具有3位帧存的彩色光栅显示器结构图•0••帧缓冲存储器N•11数模转换红数模转换绿数模转换蓝彩色电子枪第十八页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31(真)全彩色系统888REDGREENBLUE第十九页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31光栅扫描显示器帧存容量--V

位平面数—N

颜色数–CC=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：并行处理第二十页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31查色表(look-uptable--LUT)第二十一页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31隔行扫描(interleavedscan)(1)解决刷新频率与刷新周期之间矛盾的方法第二十二页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31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(interleavedscan)(2)第二十三页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31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(framebuffer)视频控制器(videocontroller)显示处理器(displayprocessor)第二十四页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31简单的光栅扫描图形显示系统结构第二十五页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31较为典型的光栅扫描图形显示系统结构第二十六页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31具有专用显示处理器的光栅显示系统第二十七页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3/31Displaycard具有专用显示处理器的光栅显示系统第二十八页，共二十九页，2022年，8月28日2023/3