計算機圖形學系統(tǒng)概述ppt課件

1、(1)電子槍:燈絲、陰極、柵極、陽極(加速器)、 聚焦系統(tǒng)(2)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng):由垂直和程度兩個偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)構成.控制電子束的方向和在熒光屏上運動的軌跡靜電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng),兩組極板加偏轉(zhuǎn)電壓構成靜電場電磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng),兩組線圈加偏轉(zhuǎn)電流構成電磁場(3)熒光屏:涂有熒光粉,電子束轟擊熒光涂層的某一小區(qū),產(chǎn)生光子,發(fā)出可見亮點.CRT陰極射線管(2)n余輝時間:電子束分開熒光屏后,該點亮度衰減到1/10(10)的時間.n分辨率:CRT上單位長度能顯示的不重疊光點數(shù)是該屏的分辨率，通常用此來表示顯示器的分辨率.n顯示速度:用每秒顯示矢量線段的條數(shù)來表示.n(2)CRT顯示器的類型:CRT顯示器刷新式存儲式隨機掃描顯示器

2、:光柵掃描顯示器: 象一只畫筆,實踐勾畫出圖形,可在恣意方向上延續(xù)掃描,無固定掃描線和規(guī)定順序 按固定掃描線和規(guī)定順序掃描, 在應該顯示圖形的位置點采用與背景不同的亮度.CRT陰極射線管(3)根本原理:不同的熒光物質(zhì)有著不同的發(fā)光顏色,利用三基色原理,將紅、綠、藍、三基色按不同的強度比例混合可得到各種顏色。(1)浸透型彩色CRT(射線穿透法): 熒光屏上涂有多層熒光粉,不同速度的電子射線能穿透不同的熒光粉層而發(fā)出不同顏色的光.彩色CRT(1)(2)多槍型彩色CRT(影孔板法): 熒光屏上涂有很多組呈三角形的熒光資料.多支電子槍發(fā)出多束電子束,在電子槍和熒光屏之間設有陰罩(掩膜),使電子束射在熒

3、光屏的不同位置,分別鼓勵三基色發(fā)出不同強度的光,混合后產(chǎn)生不同的顏色.彩色CRT(2)AB產(chǎn)生從點A到點B的一條線段.從P點用暗矢量x=xA-xp, y=yA-yp移到A;用亮矢量x=xB-xA, y=yB-yA從 AB; P當前電子束所在點P(xp,yp). 隨機掃描顯示器(random scan)為處理刷新式的反復刷新任務而開展的.存儲管式圖形顯示器光柵掃描顯示系統(tǒng)raster-scan display systemnCRT 顯示器(CRT display)n視頻控制器(Video controller)n系統(tǒng)內(nèi)存(Memory)n系統(tǒng)總線(Bus)nCPUn外圍設備(Peripheral

4、 devices)System busCPUPeripheraldevicesSystemmemoryVideocontrollerMonitor視頻控制器MemoryLinearaddressRaster-scangeneratorX addressY addressPixelvalue(s)DataSet orincrementSet ordecrementIntensityof colorHorizontalandverticaldeflectionsignals視頻控制器的邏輯構造(1)任務原理 光柵掃描CRT中,電子束按照固定的掃描線和規(guī)定的掃描順序,自上而下,從左到右掃描.光柵掃描

5、顯示器(raster scan)q幀q回掃q刷新qVRAMq位圖幾個概念位圖(Bitmap):在光柵掃描情況下，幀存儲器中存放的不是顯示指令,而是對應各個象素的明暗或灰度信息,這種信息稱為位圖.幀緩沖器(VRAM):為了使顯示的圖形不斷刷新,須將圖形的明暗或灰度信息存放起來.用來存放每個象素的灰度或彩色值的存儲器稱為幀緩沖器.概念(1)幀緩沖器的大小(單元個數(shù))與屏幕大小一樣.一個單元可有多個位(bit).既可有多個位平面.位平面位平面.具有1位幀緩存的黑白光柵顯示器構造圖1數(shù)模轉(zhuǎn)換電子槍 q位平面位平面:幀緩沖器中每一個單元的位數(shù)既是位幀緩沖器中每一個單元的位數(shù)既是位平面數(shù)平面數(shù).幀緩沖器的

6、一位幀緩沖器的一位(bit)稱為一個位平稱為一個位平面面.概念(2)q 象素(pixel):顯示屏上一個光點的灰度值存放在q 幀存的一個單元中,這個能被獨立定義亮度和顏色 q 的最小單元被稱為象素.一個位平面的容量等于一屏的容量.幀緩沖器中的位平面數(shù)決議了可顯示的灰度級或顏色數(shù).一個位平面只能控制一屏的一種形狀,既亮或暗.幀緩沖器01000011Pixel in bitmapat x, y67Pixeldisplayedat x, y 010 000 11RedGreenBlueGBR00 xyxmaxymax幀緩沖器顯示器具有3位幀存的黑白光柵顯示器構造圖110數(shù)模轉(zhuǎn)換電子槍 幀緩沖存儲器N

7、具有3位幀存的彩色光柵顯示器構造圖0幀緩沖存儲器N11數(shù)模轉(zhuǎn)換紅數(shù)模轉(zhuǎn)換綠數(shù)模轉(zhuǎn)換藍 彩色電子槍(真)全彩色系統(tǒng)888REDGREENBLUE光柵掃描顯示器v 幀存容量-Vv 位平面數(shù)Nv 顏色數(shù) Cv C = 2N; V = N *屏幕分辨率(bits)v 刷新頻率 : 最小頻率 30 幀/sv 每個象素的訪問周期：1/(刷新頻率*分辨率)v 實時顯示：并行處置查色表(look-up table-LUT)01000011Pixel in bitmapat x, y67Pixeldisplayedat x, y1001 1010 0001RedGreenBlueGBR00 xyxmaxymax

8、025510011010000167Frame bufferLook-up tableMonitor隔行掃描(interleaved scan)(1)處理刷新頻率與刷新周期之間矛盾的方法每次掃描一場,頻率提高一倍.添加畫面的穩(wěn)定性,減少閃爍.兩場一幀,信息量未少.幀緩存中信息量比逐行掃描降低一半,對線路的高頻通帶和存取速度要求降低.隔行掃描(interleaved scan)(2)光柵系統(tǒng)的組織 閱歷了一個開展的過程，通常包括：幀緩存器(frame buffer)視頻控制器(video controller)顯示處置器(display processor)簡單的光柵掃描圖形顯示系統(tǒng)構造CPUS

9、ystem busPeripheraldevicesSystemmemoryVideocontrollerMonitor較為典型的光柵掃描圖形顯示系統(tǒng)構造CPUSystem busPeripheraldevicesFramebufferSystemmemoryVideocontrollerMonitor具有公用顯示處置器的光柵顯示系統(tǒng)CPUSystem busPeripheraldevicesDisplayprocessorSystemmemoryMonitorDisplayprocessormemoryFramebufferVideocontrollerCPUSystem busPeripheraldevicesDisplayprocessorSystemmemoryMonitorDisplayprocessormemoryFramebuffe