圖形設(shè)備與系統(tǒng)

圖形設(shè)備與系統(tǒng)第1頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四圖形顯示設(shè)備圖形輸出包括圖形的顯示和圖形的繪制：圖形顯示指的是在屏幕上輸出圖形圖形繪制通常指把圖形畫(huà)在紙上，也稱(chēng)硬拷貝，打印機(jī)和繪圖儀是兩種最常用的硬拷貝設(shè)備第2頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四圖形顯示器陰極射線管彩色陰極射線管射線穿透法蔭罩法隨機(jī)掃描顯示系統(tǒng)光柵掃描顯示系統(tǒng)第3頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

陰極射線管(CRT-CathodeRayTube)組成：包括電子槍、加速結(jié)構(gòu)、聚焦系統(tǒng)、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、熒光屏陰極射線管（CRT)第4頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四陰極射線管(CRT)工作原理

高速的電子束由電子槍發(fā)出，經(jīng)過(guò)聚焦系統(tǒng)、加速系統(tǒng)和磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)就會(huì)到達(dá)熒光屏的特定位置。熒光物質(zhì)在高速電子的轟擊下會(huì)發(fā)生電子躍遷，即電子吸收到能量從低能態(tài)變?yōu)楦吣軕B(tài)。由于高能態(tài)很不穩(wěn)定，在很短的時(shí)間內(nèi)熒光物質(zhì)的電子會(huì)從高能態(tài)重新回到低能態(tài)，這時(shí)將發(fā)出熒光，屏幕上的那一點(diǎn)就會(huì)亮了。第5頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四要保持顯示一幅穩(wěn)定的畫(huà)面，必須不斷地發(fā)射電子束刷新頻率刷新一次是指電子束從上到下掃描一次的過(guò)程刷新頻率高到一定值后，圖象才能穩(wěn)定顯示第6頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電子槍燈絲、陰極和控制柵組成。陰極：由燈絲加熱發(fā)出電子束；控制柵：加上負(fù)電壓后，能夠控制通過(guò)其中小孔的帶負(fù)電的電子束的強(qiáng)弱。通過(guò)調(diào)節(jié)負(fù)電壓高低來(lái)控制電子數(shù)量，即控制熒光屏上相應(yīng)點(diǎn)的亮度。第7頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四聚焦系統(tǒng)保證電子束在轟擊屏幕時(shí)，匯聚成很細(xì)的點(diǎn)。

加速電極加正的高壓電（幾萬(wàn)伏），使電子束高速運(yùn)動(dòng)。第8頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)控制電子束，靜電場(chǎng)或磁場(chǎng)，產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。電子束要到達(dá)屏幕的邊緣時(shí)，偏轉(zhuǎn)角度就會(huì)增大。到達(dá)屏幕最邊緣的偏轉(zhuǎn)角度被稱(chēng)為最大偏轉(zhuǎn)角最大偏轉(zhuǎn)角是衡量系統(tǒng)性能的最重要的指標(biāo)，顯示器長(zhǎng)短與此有關(guān)CRT顯示器屏幕越大整個(gè)顯象管就越長(zhǎng)第9頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四熒光屏

熒光物質(zhì)：當(dāng)它被電子轟擊時(shí)發(fā)出亮光持續(xù)發(fā)光時(shí)間：電子束離開(kāi)某點(diǎn)后，該點(diǎn)的亮度值衰減到初始值1/10所需的時(shí)間刷新(Refresh)：為了讓熒光物質(zhì)保持一個(gè)穩(wěn)定的亮度值刷新頻率：每秒鐘重繪屏幕的次數(shù)

某種CRT產(chǎn)生穩(wěn)定圖像所需要的最小刷新頻率=1秒/熒光物質(zhì)的持續(xù)發(fā)光時(shí)間（例如）=1000/40=25Hz第10頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四熒光屏像素(Pixel:PictureCell)：構(gòu)成屏幕（圖像）的最小元素分辨率(Resolution)：CRT在水平或豎直方向單位長(zhǎng)度上能識(shí)別的最大像素個(gè)數(shù)，單位通常為dpi（dotsperinch)。在假定屏幕尺寸一定的情況下，也可用整個(gè)屏幕所能容納的像素個(gè)數(shù)描述，如640*480，800*600，1024*768，1280*1024等等第11頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四產(chǎn)生彩色的常用方法：射線穿透法蔭罩法彩色陰極射線管第12頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四彩色陰極射線管-射線穿透法原理：兩層熒光涂層，紅色光和綠色光兩種發(fā)光物質(zhì)，電子束轟擊穿透熒光層的深淺，決定所產(chǎn)生的顏色電子束熒光涂層產(chǎn)生顏色低速電子束較低速電子束較高速電子束高速電子束第13頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四彩色陰極射線管-射線穿透法應(yīng)用：主要用于畫(huà)線顯示器優(yōu)點(diǎn)：成本低缺點(diǎn)：只能產(chǎn)生有限幾種顏色第14頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四彩色陰極射線管-蔭罩法原理：蔭罩被安裝在熒光屏的內(nèi)表面，用于精確定位像素的位置外層玻璃熒光涂層蔭罩第15頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

蔭罩的類(lèi)型點(diǎn)狀蔭罩代表：大多數(shù)球面與柱面顯像管柵格式蔭罩代表：Sony的Trinitron與Mitsubishi的Diamondtron顯像管溝槽式蔭罩代表：LG的Flatron顯像管第16頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四彩色陰極射線管-蔭罩法點(diǎn)狀蔭罩工作原理紅、綠、蘭三基色三色熒光點(diǎn)（很小并充分靠近--〉像素）三支電子槍電子槍、蔭罩中的一個(gè)小孔和熒光點(diǎn)呈一直線；每個(gè)小孔與一個(gè)像素（即三個(gè)熒光點(diǎn)）對(duì)應(yīng)第17頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四如果每支電子槍發(fā)出的電子束的強(qiáng)度有256個(gè)等級(jí)，則顯示器能同時(shí)顯示256*256*256=16M種顏色，稱(chēng)為真彩系統(tǒng)顯示器能同時(shí)顯示的顏色個(gè)數(shù)調(diào)節(jié)各電子槍發(fā)生的電子束中所含電子的數(shù)目，即可控制各色光點(diǎn)亮度。第18頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四球面顯示器與柱面顯示器普通的顯象管采用的都是點(diǎn)狀蔭罩顯象管，顯象管的表面呈略微凸起的球面狀，故稱(chēng)之為“球面管”。而柱面顯象管采用蔭柵式結(jié)構(gòu)，它的表面在水平方向仍然略微凸起，但是在垂直方向上卻是筆直的，呈圓柱狀，故稱(chēng)之為“柱面管”常用的蔭柵式顯象管有日本索尼公司的特麗瓏管（Trinitron）和三菱公司的鉆石瓏管（Diamondtron）第19頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四蔭柵式彩色CRT顯色原理第20頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四柱面和球面顯示器點(diǎn)距定義示意圖第21頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四隨機(jī)掃描的顯示系統(tǒng)特點(diǎn)：電子束可隨意移動(dòng)，只掃描熒屏上要顯示的部分。

邏輯部件：刷新存儲(chǔ)器(RefreshingBuffer)，顯示處理器（DPU:DisplayProcessingUuit）和CRT第22頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四應(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。 修改圖形，實(shí)際是修改顯示文件中的某些繪圖命令。工作原理第23頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四光柵掃描的顯示系統(tǒng)光柵掃描顯示系統(tǒng)特點(diǎn)：光柵掃描掃描線幀水平回掃期垂直回掃期第24頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四幾個(gè)概念行頻、幀頻水平掃描頻率為行頻。垂直掃描頻率為幀頻。逐行掃描、隔行掃描隔行掃描方式是先掃奇數(shù)行掃描線，再掃偶數(shù)行掃描線。第25頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四幾個(gè)概念象素整個(gè)屏幕被掃描線分成n行，每行有m個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)為一個(gè)象素。整個(gè)屏幕有m×n個(gè)象素。分辨率是指CRT在水平或垂直方向的單位長(zhǎng)度上能分辨出的最大光點(diǎn)（象素）數(shù)，分為水平分辨率和垂直分辨率。通常用屏幕上象素的數(shù)目來(lái)表示。比如上述的n行，每行m點(diǎn)的屏幕分辨率為m×n。分辨率越高，相鄰象素點(diǎn)之間的距離越小，顯示的字符或圖像也就越清晰。分辨率受顯示器生產(chǎn)工藝、掃描頻率以及顯示存儲(chǔ)器容量的限制。第26頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四幾個(gè)概念點(diǎn)距相鄰象素點(diǎn)之間的距離，與分辨率指標(biāo)相關(guān)。顯示速度指顯示字符、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挘ㄋ较笏?cái)?shù)×垂直象素?cái)?shù)×最大幀頻）來(lái)表示。第27頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四幾個(gè)概念色彩與亮度等級(jí)亮度等級(jí)又稱(chēng)灰度，主要指單色顯示器的亮度變化。色彩包括可選擇顯示器顏色的數(shù)目以及一幀畫(huà)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容量的影響。圖像刷新由于CRT內(nèi)側(cè)的熒光粉在接受電子束的轟擊時(shí)，只能維持短暫的發(fā)光，根據(jù)人眼視覺(jué)暫留的特性，需要不斷進(jìn)行刷新才能有穩(wěn)定的視覺(jué)效果，因此刷新是指以每秒30幀以上的頻率反復(fù)掃描不斷地顯示每一幀圖像。圖像的刷新頻率等于幀掃描的頻率（幀頻），用每秒刷新的幀數(shù)表示。目前刷新頻率標(biāo)準(zhǔn)為每秒50~120幀。第28頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四幾個(gè)概念幀緩沖存儲(chǔ)器（顯示存儲(chǔ)器）存儲(chǔ)用于刷新的圖像信息的存儲(chǔ)器。幀緩沖存儲(chǔ)器的大小通常用X方向（行）和Y方向（列）可尋址的地址數(shù)的乘積來(lái)表示，稱(chēng)為幀緩沖存儲(chǔ)器的分辨率。第29頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四顯示器的分辨率電子束按固定的掃描順序進(jìn)行掃描N條掃描線，每條掃描線有M個(gè)像素，則M*N為顯示器的分辨率。

第30頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四邏輯部件：幀緩沖存儲(chǔ)器（FrameBuffer)，視頻控制器（VideoController)，顯示處理器（DisplayProcessor），CRT幀緩沖存儲(chǔ)器作用：存儲(chǔ)屏幕上像素的顏色值簡(jiǎn)稱(chēng)幀緩沖器，俗稱(chēng)顯存第31頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四幀緩存中單元數(shù)目與顯示器上像素的數(shù)目相同，單元與像素一一對(duì)應(yīng)，各單元的數(shù)值決定了其對(duì)應(yīng)像素的顏色。顯示顏色的種類(lèi)與幀緩存中每個(gè)單元的位數(shù)有關(guān)（圖示幀緩沖器的每個(gè)單元只有一位）。16位色的系統(tǒng)可以同時(shí)顯示16*16*16=4096色第32頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四黑白光柵掃描顯示器黑白光柵顯示器的邏輯框圖如上：其中幀緩存是一塊連續(xù)的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器。對(duì)于黑白單灰度顯示器每一象素需要一位存儲(chǔ)器，對(duì)一個(gè)1024×1024象素組成的黑白單灰度顯示器所需要的最小緩存為220，并在一個(gè)位面上。一個(gè)位面的緩存只能存儲(chǔ)黑白圖形，幀緩存是數(shù)字設(shè)備，光柵顯示器是模擬設(shè)備，因而還需要數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)。第33頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四黑白灰度光柵掃描顯示器

在光柵圖形顯示器中需要足夠的位面和幀緩存結(jié)合起來(lái)才能反映圖形的顏色和灰度等級(jí)。如下圖是一個(gè)具有N位面灰度等級(jí)的幀緩存。顯示器上每個(gè)象素的亮度是由N位面中對(duì)應(yīng)的每個(gè)象素位置的內(nèi)容控制的。該存儲(chǔ)器中的二進(jìn)制的數(shù)被翻譯成灰度等級(jí)，范圍是0到2N-1之間。第34頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四彩色光柵掃描顯示器下圖是彩色光柵顯示器的邏輯圖，對(duì)于紅、綠、藍(lán)三原色有三個(gè)位面的幀緩存和三個(gè)電子槍。第35頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四彩色光柵掃描顯示器每個(gè)顏色的電子槍可以通過(guò)增加幀緩存位面來(lái)提高顏色種類(lèi)的灰度等級(jí)。如上圖，每種原色電子槍有8個(gè)位面的幀緩存和8位的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，每種原色可有256種灰度，三種原色的組合將是(28)3=224。第36頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四彩色光柵掃描顯示器若每個(gè)單元有24位（每種基色占8位）即顯示系統(tǒng)可同時(shí)產(chǎn)生224種顏色（24位真彩色）分辨率M*N、顏色個(gè)數(shù)K與顯存大小V的關(guān)系

第37頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四彩色光柵掃描顯示器若存儲(chǔ)器位長(zhǎng)固定，則屏幕分辯率與同時(shí)可用的顏色種數(shù)成反比關(guān)系。1兆字節(jié)的幀緩存，若設(shè)分辯率為640×480，則幀緩存每個(gè)單元可有24位，可能同時(shí)顯示224種顏色，若設(shè)分辯率為1024×768，則每個(gè)單元分得的位數(shù)僅略多于8，只能工作于256色顯示模式下。第38頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四彩色光柵掃描顯示器顯存問(wèn)題高分辨率和真彩要求有大的顯存；曾經(jīng)是個(gè)問(wèn)題！解決方法：采用查色表(LookupTable）或稱(chēng)彩色表(ColorTable)查色表工作原理1024*768真彩模式需要3M字節(jié)顯存第39頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四查色表（lookupTable）是一維線性表，其每一項(xiàng)的內(nèi)容對(duì)應(yīng)一種顏色，它的長(zhǎng)度由幀緩存單元的位數(shù)決定，例如：每單元有8位，則查色表的長(zhǎng)度為28＝256目的：在幀緩存單元的位數(shù)不增加的情況下，具有大范圍內(nèi)挑選顏色的能力：第40頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四存放方式顏色信息在幀緩存中兩種存放方式：一是顏色值直接存儲(chǔ)在幀緩存中。二是把顏色碼放在一個(gè)獨(dú)立的表中，幀緩存存放的是顏色表中各項(xiàng)的索引值，顏色范圍擴(kuò)充了。單色系統(tǒng)：查色表固化彩顯：可修改、創(chuàng)建查色表。第41頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四帶寬T與分辨率、幀頻F的關(guān)系帶寬問(wèn)題高分辨率和高的刷新頻率要求有高帶寬解決方法：隔行掃描（現(xiàn)在已經(jīng)不用，主流顯示器都采用逐行掃描方式）隔行掃描：把一幀分兩場(chǎng)，即奇數(shù)場(chǎng)與偶數(shù)場(chǎng)場(chǎng)頻：==2*幀頻彩色光柵掃描顯示器第42頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四隔行掃描工作原理一幀完整的畫(huà)面分成兩場(chǎng)。一場(chǎng)1／60秒，（場(chǎng)頻60HZ），（幀頻30HZ）畫(huà)面更新頻率仍為60HZ，降低了閃爍效應(yīng)，每一場(chǎng)1／60秒內(nèi)，幀緩存中數(shù)據(jù)量比逐行掃描少一半。降低了視頻控制器存取幀緩存的速度及傳輸帶寬的要求。第43頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四簡(jiǎn)單的光柵掃描圖形顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)其中，幀緩存為系統(tǒng)內(nèi)存任一塊區(qū)域，視頻控制器能夠直接存取該區(qū)域以刷新屏幕。第44頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四典型的光柵掃描圖形顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)其中，幀緩存既可以是專(zhuān)用的存儲(chǔ)器，也可以是系統(tǒng)內(nèi)存中的一塊固定區(qū)域。第45頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四視頻控制器作用：建立幀緩存與屏幕像素之間的一一對(duì)應(yīng)，負(fù)責(zé)刷新邏輯結(jié)構(gòu)第46頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四視頻控制器工作原理——刷新周期開(kāi)始，光柵掃描發(fā)生器置X地址寄存器為0，置Y地址寄存器為N-1，首先取出對(duì)應(yīng)像素（0，N-1）的幀緩存單元的數(shù)值,放入像素值寄存器，用來(lái)控制像素的顏色，然后X的地址寄存器的地址加一，如此重復(fù)，直到該掃描線上的最后一個(gè)像素。雙緩沖機(jī)制（DoubleBuffer)普通顯卡=視頻控制器+顯存第47頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四顯示處理器作用：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、紋理映射等等第48頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四顯示處理器具有專(zhuān)用顯示處理器的光柵顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖形加速卡=視頻控制器+顯存+顯示處理器第49頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

優(yōu)點(diǎn)：成本低易于繪制填充圖形色彩豐富刷新頻率一定，與圖形的復(fù)雜程度無(wú)關(guān)易于修改圖形缺點(diǎn)：需要掃描轉(zhuǎn)換會(huì)產(chǎn)生混淆（走樣）光柵顯示系統(tǒng)的特點(diǎn)第50頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四LCD(LiquidCrystalDisplay)顯示器CRT固有的物理結(jié)構(gòu)限制屏幕的加大必然導(dǎo)致顯象管的加長(zhǎng)，顯示器的體積必然要加大，在使用時(shí)候就會(huì)受到空間的限制CRT顯示器是利用電子槍發(fā)射電子束來(lái)產(chǎn)生圖像，容易受電磁波干擾長(zhǎng)期電磁輻射會(huì)對(duì)人們健康產(chǎn)生不良影響第51頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四LCD顯示器的優(yōu)點(diǎn)

外觀小巧精致，厚度只有6.5~8cm左右。不會(huì)產(chǎn)生CRT那樣的因?yàn)樗⑿骂l率低而出現(xiàn)的閃爍現(xiàn)象工作電壓低，功耗小，節(jié)約能源沒(méi)有電磁輻射，對(duì)人體健康沒(méi)有任何影響第52頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四LCD顯示器的構(gòu)成液晶顯示器是由六層薄板組成的平板式顯示器反射層水平極板水平網(wǎng)格線液晶層垂直網(wǎng)格線垂直極板觀察方向第53頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四LCD顯示器基本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(xué)性質(zhì)。當(dāng)液晶受到電壓的影響時(shí)，就會(huì)改變它的物理性質(zhì)而發(fā)生形變，此時(shí)通過(guò)它的光的折射角度就會(huì)發(fā)生變化，而產(chǎn)生色彩液晶屏幕后面有一個(gè)背光，這個(gè)光源先穿過(guò)第一層偏光板，再來(lái)到液晶體上，而當(dāng)光線透過(guò)液晶體時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生光線的色澤改變，從液晶體射出來(lái)的光線，還必須經(jīng)過(guò)一塊彩色濾光片以及第二塊偏光板第54頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四液晶顯示有主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種被動(dòng)式液晶屏幕有STN（SuperTN超扭曲向列LCD）和DSTN（DoublelayerSuperTN雙層超扭曲向列LCD）等最流行的主動(dòng)式液晶屏幕是TFT（ThinFilmTransistor薄膜晶體管）主動(dòng)式液晶顯示器使用了FET場(chǎng)效晶體管以及共通電極，這樣可以讓液晶體在下一次的電壓改變前一直保持電位狀態(tài)。這樣主動(dòng)式液晶顯示器就不會(huì)產(chǎn)生在被動(dòng)式液晶顯示器中常見(jiàn)的鬼影、或是畫(huà)面延遲的殘像等第55頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四LCD顯示器的基本指標(biāo)可視角度視線與屏幕中心法向成一定角度時(shí)，人們就不能清晰地看到屏幕圖象，而那個(gè)能看到清晰圖象的最大角度被我們稱(chēng)為可視角度。一般所說(shuō)的可視角度是指左右兩邊的最大角度相加。工業(yè)上有CR10（ContrastRatio）、CR5兩種標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷液晶顯示器的可視角度第56頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四LCD顯示器的基本指標(biāo)點(diǎn)距與分辨率液晶屏幕的點(diǎn)距就是兩個(gè)液晶顆粒（光點(diǎn)）之間的距離，一般0.28~0.32mm就能得到較好的顯示效果通常所說(shuō)的液晶顯示器的分辨率是指其真實(shí)分辨率，表示水平方向的像素點(diǎn)數(shù)與垂直方向的像素點(diǎn)數(shù)的乘積第57頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四液晶顯示器的缺點(diǎn)壽命短、怕震動(dòng)、溫度敏感分辨率相對(duì)較低，色彩不夠鮮艷，且價(jià)格相對(duì)偏高。第58頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四圖形處理器圖形處理器是圖形系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的重要元件，是連接計(jì)算機(jī)和顯示終端的紐帶早期的圖形處理器只包含簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)器和幀緩沖區(qū)，它們實(shí)際上只起了一個(gè)圖形的存儲(chǔ)和傳遞作用，一切操作都必須由CPU來(lái)控制現(xiàn)在的圖形處理器不單單存儲(chǔ)圖形，而且能完成大部分圖形函數(shù)，專(zhuān)業(yè)的圖形卡已經(jīng)具有很強(qiáng)的3D處理能力，大大減輕了CPU的負(fù)擔(dān),提高了顯示質(zhì)量和顯示速度第59頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四圖形處理器的組成顯示主芯片顯卡的核心，俗稱(chēng)GPU，它的主要任務(wù)是對(duì)系統(tǒng)輸入的視頻信息進(jìn)行構(gòu)建和渲染顯示緩存用來(lái)存儲(chǔ)將要顯示的圖形信息以及保存圖形運(yùn)算的中間數(shù)據(jù)顯存的大小和速度直接影響著主芯片性能的發(fā)揮數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器（RAMDAC）它的作用就是把二進(jìn)制的數(shù)字轉(zhuǎn)換成為和顯示器相適應(yīng)的模擬信號(hào)第60頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四顯卡工作原理簡(jiǎn)單示意圖第61頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四等離子顯示器采用空氣等離子體技術(shù)，無(wú)須刷新緩沖存儲(chǔ)器空氣等離子體可想象成一個(gè)個(gè)微型霓虹燈，紅綠藍(lán)三種不同顏色的像素。發(fā)光聚合物技術(shù)，堅(jiān)不可摧；柔韌性好，可以卷起來(lái)；顯示畫(huà)面具清晰，無(wú)鋸齒現(xiàn)象。真正的平面直角。第62頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四具有完整人機(jī)交互界面，集高性能的計(jì)算和圖形于一身，可配置大容量的內(nèi)存和硬盤(pán)，I/O和網(wǎng)絡(luò)功能完善，使用多任務(wù)多用戶操作系統(tǒng)的小型通用個(gè)人化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。1983年美國(guó)APOLLO公司推出第一臺(tái)適合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）的工作站?，F(xiàn)在全球最有名的圖形工作站屬SGI圖形工作站。圖形工作站第63頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)除了具有常規(guī)的高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件和軟件外，還必須對(duì)下列關(guān)鍵技術(shù)提供強(qiáng)有力的支持：能以實(shí)時(shí)的速度生成具有逼真感的景物圖形（三維全彩色的、有明暗、紋理和陰影的圖像）能高精度的實(shí)時(shí)跟蹤用戶的頭和手。頭戴顯示器能產(chǎn)生高分辨率圖像和較大的視角。第64頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.2圖形系統(tǒng)及其標(biāo)準(zhǔn)硬件，圖形I/O設(shè)備，系統(tǒng)軟件，圖形軟件。圖形軟件：通用編程軟件包，專(zhuān)用應(yīng)用軟件包。通用類(lèi)：提供一個(gè)可用于高級(jí)程序語(yǔ)言的圖形功能擴(kuò)展集(比如，OpenGL).

基本功能：圖元生成，屬性設(shè)置（顏色，….）選擇觀察及實(shí)施變換等。專(zhuān)用類(lèi)：不關(guān)心圖形操作過(guò)程（CAD系統(tǒng)）。第65頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四圖形系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)圖形標(biāo)準(zhǔn)：圖形系統(tǒng)及其相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)中各界面之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送和通信的接口標(biāo)準(zhǔn)，以及供圖形應(yīng)用程序調(diào)用的子程序功能及其格式標(biāo)準(zhǔn)，前者稱(chēng)為數(shù)據(jù)及文件格式標(biāo)準(zhǔn)，后者稱(chēng)為子程序界面標(biāo)準(zhǔn)。第66頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四圖形系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)面向圖形設(shè)備的接口標(biāo)準(zhǔn)：計(jì)算機(jī)圖形元文件(CGM)，(CRT,Mouse,…)計(jì)算機(jī)圖形接口(CGI).設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。面向應(yīng)用軟件的標(biāo)準(zhǔn)：程序員層次交互式圖形系統(tǒng)（PHIGS）,GL(圖形程序包)（三維）圖形核心系統(tǒng)（3D-GKS）面向圖形應(yīng)用系統(tǒng)中工程和產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型及其文件格式：基本圖形轉(zhuǎn)換規(guī)范（IGES）產(chǎn)品數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)范（STEP）第67頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四CGI（ISODP9636)CGI(ComputerGraphicsInterface)提供控制圖形硬件的一種與設(shè)備無(wú)關(guān)的方法，是圖形軟件和圖形硬件之間的接口。也可看作圖形設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的一種標(biāo)準(zhǔn)。在用戶程序和虛擬設(shè)備之間，以一種獨(dú)立于設(shè)備的方式提供圖形信息的描述和通信。第68頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四功能

控制、查詢(xún)及出錯(cuò)處理輸出圖素及其屬性圖段定義及處理輸入及響應(yīng)處理光柵圖形處理第69頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四CGM（ISOIS8632)CGM(ComputerGraphicsMetafile)

是計(jì)算機(jī)圖形元文件的縮寫(xiě)，提供圖形數(shù)據(jù)接口，它規(guī)定了記錄圖形信息的數(shù)據(jù)文件格式，使程序與程序之間，或系統(tǒng)與系統(tǒng)之間相互交換圖形數(shù)據(jù)成為可能。與設(shè)備無(wú)關(guān)的語(yǔ)義、詞法定義的圖形文件格式；規(guī)定了生成、存儲(chǔ)、傳送圖形信息的格式；面向系統(tǒng)和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者，和CGI配套提供；通用性是其關(guān)鍵屬性。第70頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四圖形元文件

圖形元文件規(guī)定了生成、存儲(chǔ)、傳送圖形信息的格式。目前常用兩種類(lèi)型的圖形元文件，一種叫圖形生成元文件，一種叫圖段生成元文件。圖形生成元文件的基本功能是生成多個(gè)與設(shè)備無(wú)關(guān)的圖形定義，它提供了隨機(jī)存取、傳送、簡(jiǎn)捷定義圖像的手段。CGM基本上屬于這類(lèi)元文件。圖段生成元文件通過(guò)圖形系統(tǒng)的某些接口生成完整的對(duì)話輸出，GKS的元文件GKSM屬于這類(lèi)圖形文件。CGM是一個(gè)靜態(tài)的圖形生成元文件，即它不能產(chǎn)生所定義圖形的動(dòng)態(tài)效果，例如不能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的幾何變換。第71頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四GKS是西德標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)提出的二維圖形核心系統(tǒng)，1982年6月被ISO組織決定作為國(guó)際圖形軟件標(biāo)準(zhǔn)，提供了在應(yīng)用程序和圖形輸入輸出設(shè)備之間的功能接口。與語(yǔ)言無(wú)關(guān)。包括一系列交互式和非交互式圖形設(shè)備的全部基本圖形處理功能。如對(duì)圖形進(jìn)行生成、刪除、復(fù)制等功能，對(duì)各種輸入設(shè)備初始化、設(shè)定設(shè)備方式等功能。GKSM用于:圖形信息存檔；系統(tǒng)傳送圖形信息；在GKS應(yīng)用程序間傳送圖形信息；與圖形信息相關(guān)的非圖形信息的存儲(chǔ)和復(fù)用。第72頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四GKS的圖形輸入與輸出GKS有六種輸入功能，分別為：定位(Locator)。輸入一個(gè)(x,y)值，如指定一個(gè)圓心。筆劃(Stroke)。輸入一系列的點(diǎn)，如折線的一組頂點(diǎn)。取值(Valuator)。輸入數(shù)值。如轉(zhuǎn)角、比例因子等。選擇(Choice)。從一組選項(xiàng)中選擇一項(xiàng)，如選擇菜單項(xiàng)。拾取(Pickup)。標(biāo)識(shí)一個(gè)顯示目標(biāo)。如使目標(biāo)圖形變色、閃爍或增亮。字串(String)。輸入一個(gè)字符串。第73頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四GKS的圖形輸入與輸出GKS有六種輸出圖素，分別為：折線(Polyline)。多點(diǎn)標(biāo)記(Polymarker)。在一組離散點(diǎn)處選用圓點(diǎn)、加號(hào)、星號(hào)、叉號(hào)作為記號(hào)標(biāo)出。文本(Text)。區(qū)域填充(FillArea)。在區(qū)域內(nèi)填充圖案、顏色。單元陣列(CellArray)。光柵顯示中像素點(diǎn)陣的抽象。它是一個(gè)矩形區(qū)域，該區(qū)域被劃分為dx×dy個(gè)單元，每個(gè)單元可任意指定一種顏色以構(gòu)成彩色陣列。廣義圖素(GeneralizedDrawingPrimitive)。除以上幾類(lèi)圖素之外的其他幾何元素，如圓弧、樣條曲線等。輸出圖素時(shí)，除了指明其大小外，還需指明諸如線寬、線型、顏色等屬性。第74頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三維圖形核心系統(tǒng)GKS-3DGKS系統(tǒng)和GKS-3D系統(tǒng)在功能上可以混合使用，如可用GKS系統(tǒng)定義一個(gè)平面，然后把它轉(zhuǎn)換到三維空間中去，用GKS-3D系統(tǒng)對(duì)它進(jìn)行各種處理。GKS-3D系統(tǒng)的三維功能有：三維圖素、填充區(qū)域圖素集、具有視圖操作的三維變換、三維輸入、隱藏線及面的消除、邊界屬性、三維幾何屬性。第75頁(yè)，共84頁(yè)，2023年，2月20日，星期四PHIGS（ISOIS9592）美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)ANSI于1986年公布的圖形軟件標(biāo)準(zhǔn)，1989年4月被ISO組織批準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；PHIGS是一種面向程序員的層次式交互圖形系統(tǒng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，其特點(diǎn)是使用戶能方便地描述三維圖形，并在最大程度上獨(dú)立于硬件環(huán)境開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序；PHIGS標(biāo)準(zhǔn)主要解決研制交互式圖形軟件的動(dòng)態(tài)圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其修改。