《緒論與圖形設(shè)備》課件

緒論與圖形設(shè)備本課程旨在介紹計算機圖形學的基礎(chǔ)知識和圖形設(shè)備。包括圖形學的基本概念、圖形硬件、圖形軟件以及圖形處理技術(shù)。課程簡介課程名稱《緒論與圖形設(shè)備》課程性質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)課程學時/學分32學時/2學分教學目標了解圖形系統(tǒng)組成，掌握常見圖形設(shè)備的工作原理課程目標掌握圖形設(shè)計的基本理論了解圖形設(shè)計的基礎(chǔ)知識，如色彩、構(gòu)圖、版式等。熟練使用圖形設(shè)計軟件掌握常用的圖形設(shè)計軟件，如AdobePhotoshop、Illustrator等。提高圖形設(shè)計技能通過實踐項目，提升圖形設(shè)計能力，創(chuàng)作高質(zhì)量的設(shè)計作品。圖形系統(tǒng)的組成圖形系統(tǒng)是由硬件和軟件組成的，包括圖形輸入設(shè)備、圖形輸出設(shè)備、圖形處理設(shè)備和圖形軟件等。圖形輸入設(shè)備用于將現(xiàn)實世界的信息轉(zhuǎn)化為計算機可以識別的數(shù)字信號，例如鼠標、鍵盤、掃描儀、數(shù)位板等。圖形輸出設(shè)備用于將計算機生成的圖像信息呈現(xiàn)給用戶，例如顯示器、打印機、繪圖儀等。圖形處理設(shè)備是圖形系統(tǒng)核心部分，負責處理圖像信息，包括圖形處理單元、圖像處理芯片等。圖形設(shè)備的分類顯示設(shè)備包括CRT顯示器、LCD顯示器、投影儀等，主要用于將計算機生成的圖像顯示出來。打印設(shè)備主要用于將計算機中的數(shù)據(jù)以圖形或文本的形式打印在紙張上。輸入設(shè)備主要用于將用戶的操作轉(zhuǎn)化為計算機能夠識別的信號，常見的輸入設(shè)備包括鼠標、鍵盤、繪圖儀、掃描儀等。3D打印設(shè)備近年來發(fā)展迅速的一種新型圖形設(shè)備，可用于制作模型、原型等。顯示器的工作原理信號處理顯示器接收來自計算機的數(shù)字信號，將其轉(zhuǎn)換為模擬信號。圖像生成模擬信號驅(qū)動顯示器內(nèi)部的電子束，在屏幕上繪制出圖像像素。光線發(fā)射電子束激發(fā)屏幕上的磷光物質(zhì)，發(fā)出光線形成可見的圖像。刷新頻率顯示器持續(xù)刷新圖像，以保持圖像的穩(wěn)定性，避免閃爍。CRT顯示器CRT顯示器，即陰極射線管顯示器，是早期的顯示技術(shù)。其原理是利用電子束掃描熒光屏，激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光，從而顯示圖像。CRT顯示器具有色彩鮮艷、亮度高、可視角度大等優(yōu)點，但體積龐大、能耗高、易產(chǎn)生閃爍等缺點，現(xiàn)已逐漸被LCD顯示器取代。CRT顯示器主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈、聚焦線圈、蔭罩和熒光屏組成。電子槍發(fā)射電子束，偏轉(zhuǎn)線圈控制電子束的掃描方向，聚焦線圈使電子束匯聚成細線，蔭罩用來控制電子束的穿透方向，熒光屏則負責顯示圖像。LCD顯示器LCD顯示器，也稱為液晶顯示器，通過控制液晶分子排列來控制光線通過，形成圖像。LCD顯示器體積小巧，重量輕，功耗低，無輻射，色彩還原度高，成為目前主流的顯示設(shè)備。LCD顯示器分為TN、IPS、VA等多種面板類型，它們在視角、響應時間、色彩表現(xiàn)等方面各有優(yōu)勢，用戶可根據(jù)自身需求選擇合適的類型。投影儀投影儀是一種將圖像或視頻投射到屏幕或其他表面上的設(shè)備。它通常用于演示、電影放映和家庭娛樂。投影儀的工作原理是將光源發(fā)出的光束通過透鏡系統(tǒng)投射到屏幕上，從而形成圖像。投影儀的亮度、分辨率和對比度等參數(shù)會影響圖像的質(zhì)量。投影儀的類型很多，包括液晶投影儀、DLP投影儀和激光投影儀等。每種類型的投影儀都有其自身的優(yōu)缺點。打印機簡介打印機概述打印機是將計算機中的電子數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可視的硬拷貝輸出的設(shè)備。打印機是計算機系統(tǒng)中不可或缺的一部分，用于生成文檔、圖像、照片等各種內(nèi)容的紙質(zhì)副本。打印機種類常見的打印機類型包括針式打印機、噴墨打印機、激光打印機等，每種類型都有其獨特的特點和應用場景。打印機工作原理打印機的工作原理是將計算機數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應的打印指令，并控制打印機內(nèi)部的機械部件進行打印操作，最終將文字或圖像打印在紙張上。針式打印機原理針式打印機通過針頭擊打色帶，將墨水轉(zhuǎn)移到紙張上，形成圖像或文字。應用針式打印機常用于打印機票、發(fā)票、賬單等需要多聯(lián)復寫功能的場合。結(jié)構(gòu)針式打印機通常由打印頭、色帶、紙張進出機構(gòu)、控制電路等組成。噴墨打印機噴墨打印機是一種常見的打印機類型，使用墨盒噴射墨水到紙張上進行打印。噴墨打印機通常比針式打印機更安靜，打印速度也更快，適合打印照片、文檔、圖片和網(wǎng)頁等。激光打印機高分辨率打印激光打印機使用靜電成像技術(shù)，可以產(chǎn)生高質(zhì)量的文本和圖形，分辨率高，細節(jié)清晰。多功能性許多激光打印機集成了掃描、復印和傳真功能，滿足各種打印需求。彩色打印彩色激光打印機使用不同顏色的激光束，生成各種顏色，適合打印照片、圖表等。繪圖儀繪圖儀是一種用于精確繪制圖形的輸出設(shè)備。繪圖儀使用筆或其他工具在紙張或其他介質(zhì)上繪制線條和形狀，廣泛應用于建筑設(shè)計、機械工程、地圖繪制等領(lǐng)域。現(xiàn)代繪圖儀主要分為兩類：矢量繪圖儀和光柵繪圖儀。矢量繪圖儀根據(jù)指令繪制圖形，而光柵繪圖儀則使用像素來繪制圖形。數(shù)位板數(shù)位板數(shù)位板是一個輸入設(shè)備，它可以將筆的運動轉(zhuǎn)換為計算機屏幕上的光標運動，可以用于繪畫、圖形設(shè)計、照片編輯等。繪畫和設(shè)計數(shù)位板提供了更自然和直觀的繪畫和設(shè)計體驗，比鼠標更精確，更易于控制。壓力敏感度大多數(shù)數(shù)位板的筆都具有壓力敏感度，可以讓您根據(jù)筆的壓力來控制線條的粗細和顏色深淺。掃描儀掃描儀是一種將圖像或文檔轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的設(shè)備。掃描儀通過光學傳感器將圖像或文檔轉(zhuǎn)換成像素數(shù)據(jù)，并將其存儲在計算機中。掃描儀主要分為平面掃描儀、手持掃描儀和滾筒掃描儀，不同的掃描儀適用于不同的應用場景。圖像采集設(shè)備11.相機相機是常見的圖像采集設(shè)備，可以將光學圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像。22.掃描儀掃描儀用于將紙質(zhì)文檔或照片轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像。33.視頻采集卡視頻采集卡可以將模擬視頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并存儲在計算機中。44.數(shù)字攝像機數(shù)字攝像機直接生成數(shù)字視頻信號，廣泛應用于視頻會議、監(jiān)控等領(lǐng)域。3D打印技術(shù)3D打印技術(shù)是一種基于數(shù)字模型的制造技術(shù)，它通過逐層堆積材料來創(chuàng)建三維物體。3D打印技術(shù)利用計算機輔助設(shè)計（CAD）軟件創(chuàng)建數(shù)字模型，然后通過一層層地將材料堆積起來，最終形成三維物體。3D打印設(shè)備分類按技術(shù)分類熔融沉積成型(FDM)立體光刻(SLA)選擇性激光燒結(jié)(SLS)數(shù)字光處理(DLP)按尺寸分類臺式機型工業(yè)級機型按材料分類塑料金屬陶瓷復合材料3D打印流程1模型設(shè)計使用CAD軟件設(shè)計3D模型。2切片將3D模型分解成層狀切片。3打印打印機逐層堆疊材料。4后處理去除支撐物，打磨和拋光。3D打印流程包含模型設(shè)計、切片、打印和后處理四個階段。3D打印應用領(lǐng)域1工業(yè)制造3D打印為工業(yè)制造帶來新機遇，可制造復雜零件，降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期。2醫(yī)療保健3D打印在醫(yī)療保健領(lǐng)域應用廣泛，例如定制假肢，生物打印器官，手術(shù)模型等。3航空航天3D打印技術(shù)制造輕量化、高性能部件，滿足航空航天對材料和結(jié)構(gòu)的特殊要求。4教育科研3D打印提供更直觀的教學方式，促進科研項目開展，推動科技創(chuàng)新。圖形設(shè)備的性能指標分辨率顯示器分辨率是指顯示屏上像素點的數(shù)量，通常以水平像素數(shù)量×垂直像素數(shù)量表示。例如，1920×1080表示顯示屏有1920個水平像素點和1080個垂直像素點。刷新率刷新率是指顯示器每秒鐘刷新圖像的次數(shù)，通常以赫茲(Hz)為單位。刷新率越高，畫面越流暢，更適合觀看動態(tài)畫面，如游戲或視頻。響應時間響應時間是指顯示器像素點從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)所需的時間，通常以毫秒(ms)為單位。響應時間越短，畫面越清晰，更適合觀看高速運動的畫面。色彩深度色彩深度是指顯示器能夠顯示的不同顏色數(shù)量，通常以位(bit)為單位。色彩深度越高，顯示的顏色越豐富，畫面越逼真。圖形設(shè)備的選擇標準分辨率顯示器分辨率越高，圖像越清晰。色彩色彩深度越高，圖像越逼真。速度打印速度越快，工作效率越高。價格根據(jù)預算選擇合適的產(chǎn)品。圖形設(shè)備的連接和配置圖形設(shè)備的連接和配置是確保圖形系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。不同的設(shè)備連接方式和配置方法各不相同，需要根據(jù)具體情況進行操作。1連接通過接口連接設(shè)備2識別系統(tǒng)識別設(shè)備3驅(qū)動安裝驅(qū)動程序4配置調(diào)整設(shè)備設(shè)置正確連接圖形設(shè)備后，系統(tǒng)需要識別并安裝相應的驅(qū)動程序，最后根據(jù)具體需求對設(shè)備進行配置，例如分辨率、色彩模式等。設(shè)備驅(qū)動程序的安裝和更新1設(shè)備驅(qū)動程序安裝設(shè)備驅(qū)動程序是操作系統(tǒng)與硬件之間的橋梁，確保它們能夠正常通信和工作。安裝驅(qū)動程序時，應選擇與設(shè)備型號和操作系統(tǒng)版本匹配的驅(qū)動程序。2驅(qū)動程序更新定期更新驅(qū)動程序可以修復漏洞、提高性能，并支持新功能。更新驅(qū)動程序時，建議從設(shè)備制造商的官方網(wǎng)站下載，以確保驅(qū)動程序的可靠性和安全性。3驅(qū)動程序管理Windows操作系統(tǒng)提供了設(shè)備管理器，方便用戶查看和管理設(shè)備驅(qū)動程序，包括更新、卸載和回滾等操作。圖形設(shè)備的維護和保養(yǎng)定期清潔使用柔軟的布料清潔顯示器表面，避免使用刺激性清潔劑。清潔鍵盤和鼠標，保持其清潔衛(wèi)生。保持通風確保設(shè)備周圍有充足的通風，避免過熱，延長設(shè)備使用壽命。定期清理設(shè)備散熱孔，避免灰塵積聚影響散熱。正確使用根據(jù)設(shè)備說明書正確使用設(shè)備，避免過度使用或錯誤操作，延長設(shè)備使用壽命。避免在潮濕環(huán)境中使用設(shè)備。圖形系統(tǒng)故障診斷與處理1識別問題仔細觀察系統(tǒng)行為，例如設(shè)備無法啟動，顯示異常等。2確定原因檢查硬件連接、驅(qū)動程序、軟件沖突等可能的原因。3解決問題根據(jù)診斷結(jié)果采取措施，例如重裝驅(qū)動程序、修復系統(tǒng)故障等。圖形系統(tǒng)故障診斷需要系統(tǒng)性地分析問題，并進行排查和解決。未來圖形設(shè)備的發(fā)展趨勢更高分辨率顯示器將提供更高的分辨率，例如8K或更高。這將為用戶提供更加清晰、逼真的圖像體驗。更高分辨率的顯示器將使圖像更加細膩，細節(jié)更加豐富，視覺效果更加出色。更輕薄便攜圖形設(shè)備將變得更加輕薄便攜，方便用戶隨時隨地使用。例如，筆記本電腦、平板電腦和智能手機的顯示屏將變得更加纖薄，更加輕便。課程小結(jié)11.概述本課程介紹了計算機圖形學的緒論和圖形設(shè)備，為后續(xù)課程打下基礎(chǔ)。22.圖形系統(tǒng)詳細講解了圖形系統(tǒng)的組成、圖形設(shè)備的分類及其工作原理。