計算機圖形學

1、第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 1.1 圖形輸入設備圖形輸入設備 1.2 圖形顯示設備圖形顯示設備 1.3 圖形繪制設備圖形繪制設備 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 1.1 圖形輸入設備圖形輸入設備1.1.1 鼠標器鼠標器 鼠標器是使用較廣的圖形輸入設備， 目前幾乎成為計算機的標準配置。 鼠標器具有定位(輸入一個點的坐標)、 拾取(如選中屏幕上一條圖線)及選擇(如選取菜單中的某一項)功能，其中定位功能是由屏幕光標的位置所提供的。鼠標器的這些功能均由其上面的按鍵(按鈕)來完成。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 目前常用的鼠標器有二鍵、三鍵、

2、四鍵式，在不同的應用中，軟件定義鼠標器按鍵的操作方式及其功能是不同的。鼠標器按鍵一般有以下五種操作方式： (1) 點擊(click)， 即按下一鍵(通常為左鍵)， 立即釋放。 (2) 撳住(press)， 即按下一鍵， 不釋放。 (3) 拖動(drag)， 即按下一鍵， 不釋放， 并且移動鼠標器。 (4) 同時按住(chord)， 即同時按下兩個或三個鍵， 并且立即釋放。 (5) 改變(change)， 即不移動鼠標器， 連續(xù)點擊同一個鍵兩次或三次。 按照測量位移的傳感系統(tǒng)來分， 鼠標器有光電式、 光機式和機電(機械)式這幾種類型。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 1. 光電式鼠標器光電

3、式鼠標器 圖 1.1.1 光電式鼠標器 按鈕反射式襯墊第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 反射式襯墊又稱鼠標板，其內部X、Y方向皆印有間隔相同的網格。鼠標盒內X、Y方向各有兩組發(fā)光二極管(LED)和光敏三極管，圖 1.1.2 為一個方向上發(fā)光二極管和光敏三極管的安裝情況， 其位置對鼠標板的網格尺寸而言相差90。光電式鼠標器利用發(fā)光二極管發(fā)出來的光投射到鼠標板上，其反射光經過光學透鏡聚焦投射到光敏三極管上。當鼠標器在鼠標板上移動時，反射的光就有強弱之分，在光敏三極管中就變成強弱不同的電流，經放大、整形就變成表示位移的脈沖序列。鼠標的運動方向是由兩個脈沖序列(脈沖A和脈沖B)的90相位差確定的，

4、 位移量是通過對脈沖計數求得的。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 圖 1.1.2 光電式鼠標器工作原理 LEDLEDAB光敏管光敏管第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 2. 光機式鼠標器光機式鼠標器 光機式鼠標器也是常用的鼠標器之一，它在光滑的桌面上或配制的軟墊上移動即可工作。這種鼠標器也用半導體光敏元件測量位移，但其工作方式與光電式鼠標器有些不同。光機式圖 鼠標器里面有三個滾軸，其中兩個各連一個碼盤(譯碼輪)， 第三個滾軸是空的。這三個滾軸都與同一個可滾動的小球接觸， 小球的一部分露出鼠標底部。當在桌面或軟墊上移動鼠標器時， 摩擦力使小球滾動，小球帶動三個滾軸轉動，其中X、Y方向的滾

5、軸帶動碼盤旋轉。碼盤上等角度地刻有透明小孔，如圖 1.1.3 所示。兩組發(fā)光二極管(LED)和光敏三極管分別對稱地安裝在碼盤的兩側，在幾何位置上相差T/4(四分之一周期)，分別稱為A組和B組。當碼盤轉動時，發(fā)光二極管發(fā)出的光束時而照射在光敏三極管上，時而被阻斷，從而產生了兩個相位相差90的脈沖序列。脈沖的個數代表鼠標的位移量，而相位則表示鼠標運動的方向。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 1.1.3 光機式鼠標器LEDLED譯碼輪光敏元件傳感器A傳感器B第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 3. 機電式鼠標器機電式鼠標器 機電式鼠標器所采用的測量方法與光機式鼠標器相似，只是用于測量鼠標位移

6、的部件不同而已。機電式鼠標器的碼盤上沒有孔， 而是有一圈間隔相等的金屬片，碼盤插在兩個電刷對之間，兩個電刷對的幾何位置相差T/4。當移動鼠標時，碼盤就會轉動，電刷接觸到金屬片時就接通開關；反之就斷開開關， 從而產生脈沖序列。兩個脈沖序列的相位差為90，代表鼠標運動的方向，脈沖個數代表鼠標的位移量。 不論是哪種鼠標器，屏幕光標的位移量取決于鼠標器在桌面上或襯墊上移動時的位移量，與鼠標器在其上的絕對位置無關。 當鼠標器離開桌面或襯墊時，屏幕光標就不改變。光標中心的坐標由應用軟件確定。鼠標器通過串行接口(COM1或COM2)與計算機連接，使用時先運行鼠標驅動程序，指明鼠標與計算機的哪個串口相連以及通

7、訊參數等。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 1.1.2 圖形輸入板與數字化儀圖形輸入板與數字化儀 圖 1.1.4 圖形輸入板 游標按鈕臺板第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 圖 1.1.5 數字化儀 游標支架第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 圖形輸入板、數字化儀的種類較多，按測量坐標的原理分， 有電位梯度式、電容耦合式、超聲波式及電磁感應式等，其中電磁感應式應用較多。 電磁感應式數字化儀(圖形輸入板)由網格板(臺板)、 控制電路和坐標讀取頭(游標)三部分組成。網格板主要由相互垂直的X、Y兩個方向的網格線組成，如圖 1.1.6 所示。網格線之間的距離較小，是利用照相腐蝕工藝或絲網印刷

8、工藝在較薄的雙面敷銅板上形成的。游標由振蕩線圈、具有十字中心線的放大鏡、 按鈕組成。放大鏡用于幫助使用者將十字線對準要讀的坐標點， 減小讀數誤差；振蕩線圈的功能是產生高頻正弦信號；按鈕供操作人員選擇數字化儀(圖形輸入板)的工作方式和輸入格式。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 圖 1.1.6 網格板 kx0kxnky0kymkymky0kxnkx0第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 數字化儀(圖形輸入板)工作時，控制電路對X方向、Y方向的網格線進行掃描并依次控制電子開關閉合，使網格線依次循環(huán)導通。當對X方向網格線掃描時，Y方向的網格線處于開路狀態(tài)；而當對Y方向的網格線掃描時，X方向的網格

9、線則處于開路狀態(tài)。當游標的十字線對準某一點時，由于游標線圈一直加有高頻勵磁信號，就會產生交變的電磁場，位于游標線圈下方的網格線上就會感應出電動勢。如果此時依次閉合網格線的開關， 則網格線上就有交流信號產生，此信號的幅度和相位都與網格和游標的相對位置有關。感應信號送至檢測電路即可確定出游標十字線中心的位置，從而得到該點的坐標值。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 數字化儀(圖形輸入板)的主要性能指標有： (1) 分辨率。設備能夠測量的最小長度單位稱為分辨率。例如 0.025 mm，即它只能測量大于 0.025 mm的線段，或者說量化誤差為 0.025 mm。需要指出的是，分辨率并不一定等于網

10、格線之間的距離。為了提高位置檢測精度，通常將網格間距進行細分處理，從而可提高設備的分辨率。 (2) 精度。把游標放在設備臺面的任意一點上讀取的坐標與實際坐標值之差，取最大者定為設備的精度。目前較好的數字化儀(圖形輸入板)的精度為 0.10.05 mm。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 (3) 幅面。指可數字化的范圍，通常用毫米或英寸表示， 如 1250 mm950 mm，11 英寸11 英寸等。有時為表示簡單起見， 也可用與幅面接近的圖幅代號A0、A1、A2、A3或A4 來表示。 數字化儀(圖形輸入板)具有定位、拾取、選擇三個基本功能。此外，它與軟件配合還可以進行徒手繪畫，即移動游標時，

11、 屏幕上將產生與游標移動路徑相對應的軌跡圖線，這稱為筆劃功能。數字化儀(圖形輸入板)與計算機的連接大多采用串行接口，數據傳輸速率(波特率，即每秒信號變化的次數)、數據位、 停止位和奇偶校驗位都可根據需要設置。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 1.1.3 圖形掃描儀圖形掃描儀 圖形掃描儀是直接把圖形、圖像、文字掃描輸入到計算機中，以像素信息進行存儲表示的設備。按顏色等級劃分，圖形掃描儀有黑白式、 灰度式和彩色式三種。黑白式掃描后每個像素點在計算機內占一位(0 或 1)， 灰度式掃描后每個像素點占一個字節(jié)，而彩色式掃描后每個像素點占三個字節(jié)(紅、 綠、 藍三個原色各占一個字節(jié))?；叶仁綊呙璧?/p>

12、到的圖像真實感強于黑白式，彩色式真實感最強。按所采用的固態(tài)器件劃分， 圖形掃描儀有CCD(電荷耦合器件)掃描儀、MOS(金屬氧化物半導體)電路掃描儀、緊貼型掃描儀等。按掃描方式劃分，圖形掃描儀有手持式、平臺式、滾筒式三種。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 常用的圖形掃描儀為平臺式CCD掃描儀，其組成原理如圖 1.1.7 所示。工作時，用光源照射原稿，投影光線經過一組光學鏡頭射到CCD器件上，再經過模/數轉換器、圖像信號處理器、 圖像數據暫存器等，最后輸入到計算機或硬拷貝機(打印機或繪圖機)。為了使投射在原稿上的光線均勻分布，掃描儀中使用長條形光源。對于黑白式掃描儀，可取黑白顏色所對應電壓

13、的中間值作為閾值， 凡低于閾值的電壓就為 0(黑色)，反之為 1(白色)?；叶仁綊呙鑳x采用類似的方法進行處理。彩色式掃描儀則要從原稿信息中提取彩色信息。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 圖 1.1.7 圖形掃描儀的組成原理 熒光燈電源原稿CCD驅動器圖像信號處理器控制器步進電機驅動微機系統(tǒng)存儲器輸出接口電源220 V步進電機熒光燈透鏡計算機硬拷貝機第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 圖形掃描儀的性能指標除顏色等級外，還有分辨率和幅面兩個重要指標。分辨率是指在原稿的單位長度(英寸)上取樣的點數，單位是d/i(每英寸點數)， 常用的分辨率為 3001000 d/i。 分辨率越高，掃描得到的

14、圖像越逼真，但所需的存儲空間也就越大?，F在多數掃描儀都提供了可選擇分辨率的功能，對于復雜圖像，可選用較高的分辨率；對于較簡單的圖像，則選擇較低的分辨率。掃描儀的幅面有A0、A1、A4等。 目前，圖形掃描儀主要用在圖形圖像處理、 排版印刷、人事檔案管理、圖紙存檔管理、文字輸入等領域。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 1.1.4 其他圖形輸入設備其他圖形輸入設備 1. 跟蹤球跟蹤球 跟蹤球(trackball)的功能與鼠標器相同， 其外形如圖 1.1.8 所示。 跟蹤球的工作原理與光機式鼠標器類似，只不過是用手代替了摩擦平板，工作時用手撥動小球轉動，小球轉動時帶動兩只相互垂直安裝的編碼器跟著

15、轉動， 并產生偏轉電壓，用此電壓控制屏幕光標的移動。按鈕是用來實現定位、拾取及選擇功能的。與鼠標器、數字化儀(圖形輸入板)相比，其優(yōu)點在于它避免了手臂的頻繁移動，并且占據的桌面空間要少。目前有些微機鍵盤上也裝有跟蹤球。 便攜式計算機上適合采用跟蹤球。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 圖 1.1.8 跟蹤球 按鈕球第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 2. 操縱桿操縱桿 操縱桿(joystick)的功能也與鼠標器相同，其外形如圖 1.1.9 所示。 操縱桿手柄下端通過一個球鉸與盒子相連接，手柄在半球內的任意方向上轉動。手柄轉動時帶動兩只相互垂直的脈沖編碼器， 經過計數器及數/模轉換器后輸出

16、偏轉電壓，用此電壓控制屏幕光標的移動。使用時，手柄往哪個方向推，光標就向哪個方向移動。 操縱桿通常被連到計算機的游戲接口。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 圖 1.1.9 操縱桿 手柄按鈕第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 3. 觸摸屏觸摸屏 觸摸屏最早在機場管制方面獲得應用，后來作為計算機輸入設備應用得越來越廣泛。觸摸屏指的是一種能對物體觸摸產生反應的屏幕，當人的手指或其他物體觸到屏幕不同位置時，計算機能接收到觸摸信號并按照軟件要求進行相應的處理。按工作原理劃分，觸摸屏有電阻式、電容式、紅外線式、聲表面波(SAW)式幾種。 電阻式觸摸屏使用一個兩層導電且高透明度的物質做的薄膜涂層(兩

17、層之間有較小的間隙)涂在玻璃或塑料表面上，再安裝到屏幕上；或直接涂到屏幕上。當手指觸到屏幕時，在接觸點產生一個電接觸，使該處的電阻發(fā)生變化。在屏幕的X、Y方向上分別測得電阻的改變量就能確定觸摸的位置。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 電容式觸摸屏是用一個接近透明的金屬涂層覆蓋在一個玻璃表面上，當手指接觸到這個涂層時，由于電容的改變，使得連接在一角的振蕩器頻率發(fā)生變化，據此可確定觸摸的位置。 這兩種觸摸屏由于對涂層的均勻性和測量精度要求較高，成本較高，故應用較少。 紅外線式觸摸屏是在屏幕的一邊兩個方向上用紅外器件發(fā)射紅外光形成一個網格或者利用傾斜角光束掃描系統(tǒng)從屏幕兩角發(fā)出扇形光形成一個光

18、平面，當手指觸在屏幕上時，就會擋住一些光束，而在屏幕另一邊設置的接收裝置則會檢測出光線的遮擋情況，從而確定出觸摸的位置。紅外線式觸摸屏性能價格比好，應用較多。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 聲表面波觸摸屏由傳感器、反射器、觸摸屏器件組成，它們可以固定在一塊平的或彎曲的玻璃表面上，也可以直接固定在顯示器的玻璃表面上。傳感器通常為壓電傳感器，被固定在玻璃表面上，用于產生高頻聲。反射器沿著屏幕的頂部和右邊排列。 傳感器和反射器一起工作， 當發(fā)射的聲波穿過玻璃表面時，若手指觸在屏幕上，則在觸及到的地方使聲波發(fā)生衰減，這一信號的衰減被接收到并根據其傳送的時間轉換成X、Y坐標傳給計算機。聲表面波觸

19、摸屏比紅外線觸摸屏的分辨率高， 有良好的應用前景。 觸摸屏具有定位、拾取及選擇功能。觸摸屏輸入具有自然、 方便、快速的特點，即使從未接觸過計算機的人也能方便地使用。 目前，觸摸屏已被使用在公共信息、商品零售、教育、醫(yī)藥、 金融和工業(yè)控制等領域，它最終可能成為人機接口設備中的流行設備。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 4. 光筆光筆 光筆是一種能檢測出屏幕上亮光的筆, 它具有拾取功能。 光筆的形狀和大小像一支圓珠筆，筆尖處開有一個圓孔，讓熒光屏上的光通過這個孔進入光筆。光筆的頭部有一組透境， 它把所收集的光聚集至光導纖維的一個端面上， 光導纖維再把光引至光筆另一端的光電信增管，從而將光信號

20、轉換成電信號， 經過整形后輸出一個邏輯電平，并作為中斷信號送給計算機和顯示器的顯示控制器，根據刷新地址可得到光筆檢測到的亮點位置。有些光筆把光電信增管和放大整形電路都裝在筆體里， 這樣可省去光導纖維。光筆在便攜式計算機中亦得到了廣泛應用。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 1.2 圖形顯示設備圖形顯示設備 1.2.1 光柵掃描圖形顯示器光柵掃描圖形顯示器 在光柵掃描圖形顯示器上，顯示屏幕被分割為許多大小相等的柵格，它們排成一個矩形陣列，這些柵格稱為像素(pixel)或像點。顯示器工作時， 每個像素處于“亮”與“不亮”兩種狀態(tài)， 由所有發(fā)亮的像素點來拼成一幅圖形。 可見， 此種顯示器既能顯示

21、圖形，又能顯示圖像。由于它的不斷刷新原理又可實現屏幕動畫，因此，光柵掃描圖形顯示器獲得了廣泛的應用。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 屏幕分辨率(screen resolution)、點陣縱橫比(aspect ratio)、 背景(background)和前景(foreground)是與光柵掃描圖形顯示器有關的幾個概念。屏幕分辨率是指屏幕可顯示的像素點數，用水平方向的像素點數乘以豎直方向的像素點數來表示，如 640480 等。高分辨率顯示器的分辨率在 10001000 以上。 顯示器分辨率越高，所顯示的圖形越光滑、越清晰。豎直方向與水平方向每英寸像素點數之比稱為屏幕的點陣縱橫比。由于制造

22、工藝方面的原因， 不少顯示器像素點密度在水平和豎直方向不等，即點陣縱橫比不是 1，因此畫一個圓或正方形時屏幕上顯示的卻是一個橢圓或長方形。要使圖形顯示正確，在設計或使用圖形軟件時必須校正點陣縱橫比。背景是指屏幕上未被字符或圖形填充的區(qū)域。前景是指屏幕上屬于字符或圖形自身填充所占的區(qū)域。 光柵掃描圖形顯示器由圖形監(jiān)視器、 幀緩沖存儲器及顯示控制器等主要部分組成。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 1. 圖形監(jiān)視器圖形監(jiān)視器 圖形監(jiān)視器是一個單獨的部件，它類似于家用電視機，但無調諧系統(tǒng)。大多數圖形監(jiān)視器采用了電視掃描(光柵掃描)技術來不斷刷新屏幕上的圖像。 圖形監(jiān)視器的核心部件是陰極射線管(C

23、athode Ray Tube, 簡稱CRT)， 與電視機顯像管類似。圖 1.2.1 為CRT結構示意圖。 CRT部件包括：一個陰極，當燈絲加熱它時發(fā)射出電子；一個控制柵，它既控制發(fā)射電子的方向又控制發(fā)射電子的頻率；一個加速結構，它將提高電子的速度，使電子束轟擊熒光屏時能產生一個可見的亮點； 一個聚焦系統(tǒng)，使電子束變細以使它轟擊熒光屏時成為一個細小的點；一個偏轉系統(tǒng)，控制電子束在希望的位置轟擊熒光屏而產生亮點；熒光粉層，當電子束轟擊它時發(fā)出輝光。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 值得注意的是，熒光粉的質量直接影響CRT的成像效果。當熒光粉受到電子轟擊時，便發(fā)出可見的熒光，停止轟擊后，熒光

24、仍會保持一段時間才消失，這種現象稱為余輝。從電子束停止轟擊開始，直到余輝亮度下降到其初始值的10%所用的時間稱為余輝時間。余輝時間一般很短(在 0.1 s以下)，為了得到持續(xù)穩(wěn)定的圖形，就要不斷訪問幀緩存器， 使電子束反復畫同一圖形， 即不斷刷新。第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 在CRT結構中，燈絲、陰極、控制柵、加速電極以及聚焦系統(tǒng)組成了電子槍。黑白CRT中僅有一支電子槍，而在彩色CRT中有三支電子槍，其發(fā)射的電子束分別轟擊熒光粉層上的紅、綠、藍熒光點。彩色CRT的結構示意圖如圖 1.2.2， 這是一種帶有蔭罩板的彩色CRT，可用于光柵掃描圖形顯示器。第第 1 1 章章 圖形設備圖形設

25、備 圖 1.2.1 CRT結構示意圖 燈 絲 陰 極控 制 柵聚 焦系 統(tǒng)偏 轉系 統(tǒng)熒 光 層加 速電 極第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 圖 1.2.2 蔭罩式彩色CRT 綠電子槍紅電子槍藍電子槍蔭罩板熒光屏藍綠紅第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 在蔭罩式彩色CRT中， 三支電子槍分別對應紅、綠、藍三原色。通常，三支電子槍安置成三角形， 和CRT表面上的紅、 綠、藍熒光點的類似三角形圖案相對應，如圖 1.2.3 所示。為確保每支電子槍轟擊對應的熒光點(例如紅電子槍只轟擊紅的熒光點)， 在電子槍和CRT表面之間安置著一張帶孔的金屬網格，稱為蔭罩。蔭罩上孔的三角形排列與熒光點的三角圖案

26、相同。彩色槍的布置要使得三條電子束在同一偏轉系統(tǒng)控制下共同穿過蔭罩上的一個小孔，射到各自對應的熒光點上。例如，紅電子槍發(fā)出的電子束經過蔭罩上小孔后只轟擊紅的熒光點。通過改變每種原色對應的電子束的強度，在熒光屏上可以得到不同深淺的色彩。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 假定紅、 綠電子槍按最大強度發(fā)射電子束， 藍電子槍不發(fā)射電子束，則熒光屏出現的色彩為黃色(紅色與綠色的合成色)。 因紅、綠、藍熒光點相距很近，以致于在它們發(fā)出三種彩色光時，人眼不能分辨出這三種原色，看到的只是三種原色的合成色。這些深淺不同的原色在每個像素中可合成大量不同的顏色。 對高分辨率顯示器來說， 每個像素一般對應圖 1

27、.2.3 中的兩個到三個彩色小三角。 圖中R、 G、 B分別代表紅、 綠、藍熒光粉點。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 圖 1.2.3 蔭罩式CRT熒光點的圖案 BRRGGBRGBRGBBRGGBRBRGRBBRRGBRGBRGBRGBRGBRGBGGGG第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 2. 幀緩沖存儲器幀緩沖存儲器 幀緩沖存儲器(也叫視頻存儲器)，簡稱幀緩存，用來存放圖形信息。 幀緩存的地址和屏幕地址是一一對應的(參見圖 1.2.4)， 其中所存的信息就是屏幕上對應位置的圖形信息，這些信息在存儲器內的分布完全和屏幕上所顯示圖形的形狀及顏色、 明暗程度相對應。要在屏幕上顯示圖形，首

28、先要將圖形信息寫入幀緩存器中，然后顯示系統(tǒng)訪問幀緩存器，再把其中的內容顯示在屏幕上， 這就是我們看到的圖形。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 圖 1.2.4 具有調色板的幀緩存系統(tǒng) 01011紅亮度DAC顏色索引綠亮度DAC藍亮度DAC顏色索引(地址)寄存器W 位的數模轉換器藍電子槍綠電子槍紅電子槍熒光屏010N0 0 1 1 1 1 1 1000000010010001101000101111011110 0 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0WWW第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 假定顯示器的屏幕分辨率為640480，那么屏幕上就有 640480 個像素點， 幀

29、緩存器中就有與此對應的 640480 個存儲地址，每個地址存放著以二進制數表示的像素亮度(色彩)信息， 每個地址對應著一個或多個存儲位(1 位代表二進制的 0 或 1)。 如果幀緩存器只有 640480 個存儲位，那么每個地址對應一個存儲位， 每位只有“0”和“1”兩種狀態(tài)，分別代表屏幕上的像素“不亮”和“亮”，這樣的顯示器只能進行黑白表示。要實現彩色顯示或多級灰度(對單色顯示器)顯示，就需要擴大幀緩存器的存儲區(qū)域。 我們把像 640480 這樣的存儲區(qū)叫做位平面。 位平面大小由屏幕分辨率決定。如屏幕分辨率為 1024768，則位平面為 1024768 個存儲位。 第第 1 1 章章 圖形設備

30、圖形設備 通過增加位平面的個數，可使顯示器具有色彩或灰度。設位平面?zhèn)€數為N，則可顯示的顏色數或灰度等級為2N。例如，顯示器具有 4 個位平面，則可顯示 24即 16 種顏色或灰度。 利用位平面實現彩色顯示的幀緩存結構有兩種：不帶調色板的幀緩存結構和帶調色板的幀緩存結構。 在不帶調色板的幀緩存結構中，位平面分為相等的三組， 分別對應紅、綠、藍三原色。第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 控制電子槍電子束強度的紅、綠、藍三原色亮度值直接從每組位平面中獲得。例如位平面?zhèn)€數為 12，則分為 3 組， 每組 4 個位平面， 紅、 綠、 藍三原色的亮度值分別從每組的 4 個位平面中取得。這種幀緩存結構若要

31、實現大量的顏色， 相應地要增加位平面?zhèn)€數，從而導致幀緩存器容量成倍數增加。 這種結構使用不多。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 帶有調色板的幀緩存器結構使用較多，圖 1.2.4 就是這種結構的原理圖。從位平面中取出像素的顏色索引(或叫顏色地址、 像素值、 顏色屬性)， 用此索引查找出紅、綠、藍三原色的亮度值， 經過數/模轉換器后得到模擬信號，用此模擬信號控制電子槍發(fā)出電子束，在屏幕上經過顏色合成后就得到該像素的顯示顏色。 顏色索引與紅、綠、藍三原色亮度值之間的查找表稱為調色板(palette)。 它是顏色索引和實際顯示色之間的映射。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 在圖1.2.4

32、所示結構中，N為位平面?zhèn)€數(這里N=4)， 則顯示器在屏幕上可同時顯示的顏色數為 2N(這里為 16)。調色板中每一原色的亮度值有效位數為W(這里W=6)， 并且WN。通過對紅、 綠、 藍亮度賦不同值，可以調配出2W2W2W種顏色(這里為262626=262 144種)。調色板從2W2W2W種顏色中選2N種顏色顯示。這種結構在不增加幀緩存器容量的情況下，提高了顯示器圖形輸出的顏色范圍。 目前，具有圖形功能的程序設計語言系統(tǒng)都提供了映射調色板的語句，通過對顏色索引指定不同的紅、綠、藍原色亮度值， 可獲得眾多的顏色。如果用戶不映射調色板的話，可以使用系統(tǒng)提供的缺省調色板。缺省調色板能滿足大多數應用

33、程序的需要。 表 1.2.1 給出了EGA、VGA兩種適配器缺省的調色板。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 表表 1.2.1 EGA、VGA的缺省調色板的缺省調色板 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 除了位平面法能夠實現彩色顯示外，壓縮像素法也能實現彩色顯示。在壓縮像素法中，將 1 個像素點的全部顏色信息壓縮成 1 個內存數據字，紅、綠、藍三原色分占其中的幾位。1 個數據字為 1 個字節(jié)或多個字節(jié)。 幀緩存器的一個重要指標是其存儲容量。存儲容量可簡單地由屏幕分辨率和顯示顏色數(或灰度等級)估算，估算方法為：)(8)(1字節(jié)顏色數屏幕分辨率存儲容量b 例如，屏幕分辨率為 640480，

34、 顯示色為 16 色， 則估算的幀緩存器容量為： Bb6001538161480640第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 3. 顯示控制器顯示控制器 顯示控制器的組成關系如圖 1.2.5 所示。顯示控制器的作用是反復掃描幀緩存器，取出像素的顏色值(即實際顏色)，并經數/模轉換后把模擬信號送給監(jiān)視器的亮度與色彩控制部件。同時， 控制器按像素的x、y地址控制監(jiān)視器將電子束偏轉到相應的位置，轟擊熒光點，產生不同亮度(或色彩)的圖像。 顯示控制器與幀緩存器及其附件合稱為顯示適配器(adapter)， 又稱顯示卡。顯示卡是一塊板子，插在主機箱內的插槽上。顯示卡和圖形監(jiān)視器要配套使用。 表 1.2.2

35、給出了幾種使用較多的顯示適配器的屏幕分辨率及可實現的顏色，供讀者選購或使用時參考。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 圖 1.2.5 顯示控制器的組成 幀緩沖存儲器X地址寄存器Y地址寄存器顏色值寄存器光柵掃描發(fā)生器CRT地址地址地址亮度信號偏轉信號顯示控制器第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 1.2.2 液晶顯示器液晶顯示器 液晶是液態(tài)晶體的簡稱。液晶分子的排列不像晶體結構那樣牢固，它柔軟易變形，當液晶分子受電場、磁場、溫度(熱)、 應力等外部條件作用時，液晶分子就會重新排列，基于液晶光學各向異性的各種特性也隨著變化。液晶的這種柔軟的分子排列特性是液

36、晶器件的應用基礎。與CRT發(fā)光器件顯示原理不同， 液晶器件本身是非發(fā)光器件，它是利用環(huán)境光的反射或者利用背面裝有熒光燈等光源的透射而顯示字符或圖形的。利用環(huán)境光來實現顯示的液晶器件不能在暗處使用。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 液晶顯示器LCD(Liquid Crystal Display)是由六層薄板組成的平板式顯示器，如圖1.2.6 所示。其中第一層是垂直電極板，第二層是鄰接晶體表面的垂直細網格線組成的電解層，第三層是液晶層(約 0.177 mm厚)，第四層是與晶體另一面鄰接的水平網格線層，第五層是水平電極層，第六層是反射層。液晶材料是由長晶線分子構成， 各個分子在空間的排列通常處

37、于和極化光(即極化方向)相互垂直的位置。 光線進入第一層是和極化方向垂直。當光線通過液晶時，極化方向和水平方向的夾角是90， 這樣光線可以通過水平極板，并到達兩個極板之間的液晶層。 晶體在電場作用下，它們將排列成行并且方向相同。晶體在這種情況下不改變穿透光的極化方向。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 若光在垂直方向被極化，就不能穿透后面的極板，光被遮擋， 在表面會看到一個黑點。在液晶顯示器的表面，在其相應的矩陣編址中如何使(x1,y1)點變黑? 通常是在水平網格x1處加上負電壓(-U)，在垂直網格y1處加上正電壓(+U)，并稱其為觸發(fā)電壓。如-U或+U以及它們之間的電壓差都不足夠大，晶體

38、分子仍排成行， 這時光仍然可以穿過(x1, y1)點且不改變極化方向，即仍然保持垂直極化方向， 入射光也就不能穿過晶體到達尾部極板，從而在(x1, y1)處產生黑點。要顯示從(x1, y1)到(x2, y2)的一條直線段，就需要連續(xù)地一個接一個地選擇需要顯示的點。在液晶顯示器中，晶體一旦被極化，它將保持此狀態(tài)達幾百毫秒，甚至當觸發(fā)電壓切斷后仍然保持這種狀態(tài)不變， 這對圖形的刷新速度影響極大。 為了解決這個問題，在液晶顯示器表面的網格點上有一個晶體管， 通過晶體管的開關作用來快速改變晶體狀態(tài)，同時也用來控制狀態(tài)改變的程度。晶體管也可用來保存每個單元的狀態(tài)，從而可隨刷新頻率周期性地改變晶體單元的狀

39、態(tài)。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 圖 1.2.6 液晶顯示器的六層結構 反 射 層水 平 極 板水 平 網 絡 線液 晶 層垂 直 網 格 線垂 直 極 板觀 察 方 向第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 1.2.3 等離子顯示器等離子顯示器 等離子顯示器是用許多小氖氣燈泡構成的平板陣列， 每個燈泡處于“開”或“關”狀態(tài)。等離子板不需要刷新。目前典型的等離子板可以做到 15 英寸左右，每英寸上安裝有 175 個左右的燈泡。要達到商品化，需要等離子板做到 56 英寸。 等離子顯示器一般由三層玻璃板組成，如圖 1.2.7 所示。第一層是里面涂有導電材料的垂直條，中間層是燈泡陣列，第三層

40、是表面涂有導電材料的水平條。要點亮某個地址的燈泡，開始要在相應行上加較高的電壓， 等該燈泡點亮后， 可用低電壓維持氖氣燈泡的亮度。要關掉某個燈泡，只需將相應行的電壓降低。燈泡開關的周期是15 ms，通過改變控制電壓，可以使等離子板顯示不同灰度的圖形。彩色等離子板目前還處于研究階段。等離子顯示器的優(yōu)點是平板式、透明、 顯示圖形無鋸齒現象，也不需要刷新緩沖存儲器。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 圖 1.2.7 等離子顯示器的三層結構1234567觀 察 方 向水 平 網 格 線(Y向 地 址 )垂 直 網 格 線(X向 地 址 )玻 璃 極 板單 元1234567第第 1 1 章章 圖形設

41、備圖形設備 1.3 圖形繪制設備圖形繪制設備 圖形繪制設備又稱為硬拷貝機， 它是在介質上(如紙、 膠片等)繪出圖形的設備。圖形繪制設備分為筆式繪圖機、無筆繪圖機和圖形打印機三種。筆式繪圖機采用繪圖筆繪圖，其基本圖形元素是直線段；無筆繪圖機采用諸如噴頭、潛像頭、熱敏頭等這樣一些裝置來印制圖形，其基本圖形元素是像素點；圖形打印機中除點陣針式打印機之外，其余設備的硬件原理與無筆繪圖機沒有本質區(qū)別，如噴墨打印機與噴墨繪圖機、熱敏打印機與熱敏繪圖機等。那么如何來區(qū)分圖形打印機和無筆繪圖機呢? 依據是設備控制語言的種類。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 控制語言分為具有繪圖功能的打印語言(如Adob

42、e Postscript、 Epson FX、 IBM Proprinter等)、矢量繪圖語言(如HP-GL、HP- GL/2、CC-GL、DM -PL等)、光柵傳輸語言(HP-RTL)、打印繪圖集成語言(如HP PCL5等)四類。其中，Adobe Postscript、HP- GL幾乎成為控制語言的標準，越來越多的硬拷貝機都支持這些語言。若設備僅支持具有圖形功能的打印語言，則稱之為圖形打印機；若設備僅支持矢量繪圖語言、光柵傳輸語言，則稱之為繪圖機，其中把不使用繪圖筆的繪圖機稱為無筆繪圖機。當然， 若設備既支持具有圖形功能的打印語言，又支持矢量繪圖語言(或光柵傳輸語言)或者僅支持打印繪圖集成語

43、言，則稱之為打印繪圖兩用機。 目前， 市場上已有此類產品。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 無筆繪圖機和圖形打印機均屬于點陣記錄設備，要實現繪圖， 需要解決矢量數據光柵(像素)化和彩色繪制問題。矢量數據光柵化， 也稱VRC變換(VectorRaster Conversion)，即把矢量圖形數據變換成光柵(點陣)圖形數據。VRC變換是通過一定的算法(如DDA算法、 Bresenham算法等)實現的(參見第 3 章有關內容)。 對于大幅面或加長繪圖， 為了解決像素點多而引起所需存儲空間過大的問題，可將幅面分成若干個帶區(qū)依次繪制。帶區(qū)內的圖形是對要繪制的整幅圖按帶區(qū)進行裁剪而得的。點陣記錄設備

44、實現彩色繪制的方法有兩種， 一種方法是設備提供 3 種以上的染料(色帶、 油墨或墨水)，需要印制哪種顏色就采用哪種染料，這種方法印制速度較高，也不必重復定位；缺點是可印制的顏色數目有限。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 另一種方法是套色，設備提供青、品紅、黃三種原色染料，采用減色法合成各種顏色。例如，要印制紅色，可先印品紅色， 再印黃色即可。從理論上講，要印制黑色，需將三原色各印一遍，這樣印制速度太慢，一般設備除提供三原色染料外，還提供黑色染料，可直接印制黑色，以提高印制速度。第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 繪圖機或打印機工作時，接受計算機傳來的繪圖或打印命令， 然后由設備的命令解

45、釋程序(一般固化在機器內的ROM、 EPROM內)進行解釋， 再去控制設備的執(zhí)行機構繪圖或打印。 繪圖機或打印機作為計算機的外部設備，它和計算機的連接除硬件接口(串行口或并行口)外，還需要一個軟件接口，即圖形軟件與繪圖機或打印機的接口程序(或稱為驅動程序)。該接口程序的主要任務是實現圖形數據到繪圖命令或打印命令格式的轉換， 并將轉換結果傳送給繪圖機或打印機。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 1.3.1 筆式繪圖機筆式繪圖機 筆式繪圖機發(fā)展歷史較長，技術成熟，商品化程度高，性能價格比高且使用費用較低， 是目前繪圖機的主流產品。 1. 滾筒式繪圖機和平臺式繪圖機滾筒式繪圖機和平臺式繪圖機 按

46、繪圖機的結構原理劃分，筆式繪圖機分為滾筒式和平臺式兩大類。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 1) 滾筒式繪圖機 滾筒式繪圖機的結構原理如圖 1.3.1 所示。這種繪圖機是用兩只電機(步進電機或伺服電機)分別帶動繪圖紙和繪圖筆運動， 從而產生圖形軌跡。X向電機帶動滾筒使紙沿著一個方向(X方向)運動， 而繪圖筆架在紙上方由Y向電機帶動， 沿垂直于紙運動的方向(Y方向)運動。早期的滾筒繪圖機使用滾筒安裝紙， 目前的滾筒式繪圖機使用摩擦輪(或稱壓輥)安裝紙，通過摩擦輪轉動帶動紙運動， 如圖 1.3.2 所示。 滾筒式繪圖機的主要產品是大幅面(A0和A1)型，如HP系列、 Calcomp系列及DM

47、P系列。其特點是：結構簡單，繪圖速度較高， 占地面積小，精度在不斷提高，價格適宜。這類繪圖機廣泛用于CAD系統(tǒng)，是CAD系統(tǒng)中繪圖機的主要類型。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 圖 1.3.1 滾筒式繪圖機的結構原理 控制裝置計算機 Z Z Y Y X XY 向電機X向電機YX抬筆落筆筆筆架滾筒圖紙第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 圖 1.3.2 滾筒式繪圖機 壓 輥筆控 制 面 板筆 架圖 紙第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 2) 平臺式繪圖機 平臺式繪圖機的特點是繪圖紙平鋪在繪圖平臺上(參見圖 1.3.3)， 并用磁性鋼皮(或橡膠)條或以靜電吸附、真空吸附的方式將其固定在臺面

48、上。由于繪圖紙完全平鋪在臺面上，因此便于設計人員監(jiān)視繪圖過程，而且易于將繪圖筆架改為刻圖刀架進行刻圖。從驅動方式來看，平臺式繪圖機可分為三種，一種是步進電機或伺服電機驅動、機械傳動的繪圖機；一種是平面電機驅動的繪圖機；第三種是直線電機驅動的繪圖機。后兩種繪圖機不需機械傳動，直接靠這兩種電機的動子帶動筆架移動繪圖， 主要用于大幅面繪圖。圖 1.3.3 是步進電機或伺服電機驅動、機械傳動繪圖機的結構原理。機械傳動繪圖機的傳動裝置一般為鋼絲繩、齒輪齒條箱或滾珠螺旋，需要在X、Y兩個方向上用電機拖動筆架運動，筆架裝在橫梁上。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 圖 1.3.3 平臺式繪圖機的結構原理

49、 Y 向電機X 向電機導軌臺面圖紙橫梁筆筆架XY第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 平臺式繪圖機按其繪圖幅面分為小型(A3幅面)、中型(A1、 A2幅面)和大型(A0、1.5A0、2A0等)三種。大型平臺式繪圖機大多是高速度、 高精度型，如用平面電機驅動的繪圖機，速度可達 60120m/min。這種繪圖機適合畫集成電路掩膜圖以及頻繁抬筆落筆的大量隨機直線圖。但由于其結構復雜，技術要求高， 因而價格昂貴，加之市場需求量遠不如中、小型繪圖機，故生產規(guī)模不大。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 中、小型繪圖機是平臺式繪圖機的主流產品。 因其性能可滿足一般繪圖的需要，且價格便宜，故應用領域較廣。

50、特別是配合PC機等使用的小型平臺式繪圖機，近幾十年來發(fā)展較快， 品種很多， 如SPL系列(400、450、460)、 DXY系列(800、 1100、 1200)、SR - 6602、HP7475等。圖 1.3.4 是SPL - 400 繪圖機的外形圖。這類繪圖機由于使用機械傳動，慣性大，速度受到影響， 一般為20 m/min左右。另外，其精度較低，并且隨著機械磨損， 其精度也容易下降。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 SPL4001.3.4第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 2. 筆式繪圖機的主要性能指標筆式繪圖機的主要性能指標 (1) 繪圖幅畫。 繪圖幅面通常指標準的圖紙尺寸，用A

51、0、 A1、 A2、 A3等表示。許多滾筒式繪圖機可加長繪圖。按繪圖幅面分， 繪圖機有A0、A1、A2 及A3 幅面的，也有 1.5A0、2A0 等大幅面的。 幅面大的繪圖機可以繪制比其幅面小的任何圖形，如A0 幅面的繪圖機，可以繪制A0、A1、A2、A3、A4 等幅面圖形。 繪圖機能夠繪出圖形的幅面(稱為有效繪圖面積)總是比圖紙尺寸要小。如SPL- 400為A3 幅面繪圖機，其有效繪圖面積為 385 mm280 mm。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 (2) 繪圖速度與加速度。繪圖時，筆由靜止到運動，然后又停下來， 是作變速運動的，因此，筆的加速度決定了筆的速度高低。繪圖機的加速度取決

52、于驅動部件和運動部件的慣性，運動部件的質量愈小，繪圖機的加速度愈大。平面電機、直線電機驅動的繪圖機以及滾筒式繪圖機加速度較大，一般為 36g； 繪圖速度較高， 可達 30120 m/min。如HP7596的加速度為 5.7g， 繪圖速度為 66 m/min。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 (3) 步距(分辨率)。 步距也稱為脈沖當量， 即每個脈沖信號下繪圖筆所移動的距離。步距一般為 0.10.01 mm。 0.1 mm的步距就可以使人們對一般圖形感到滿足，比0.01 mm更小的步距用于精密繪圖的需要。如SPL-400 的步距為 0.1 mm， HP7596 的步距為 0.006 25

53、mm。步距越小，畫圖精度越高，繪出的圖線越光滑。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 (4) 繪圖精度。繪圖精度包括距離精度和重復精度。繪圖筆移動時，實際移動距離與按脈沖計算的理論距離之偏差，稱為距離精度。繪圖筆從一點出發(fā)移動一段距離，再返回到該點時，實際到達點與出發(fā)點之間的偏差， 稱為重復精度。 如SPL - 400 的重復精度小于 0.4 mm，較精密繪圖機的重復精度在 0.1 mm以下。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 (5) 繪圖功能。繪圖功能包括繪圖筆的個數及生成各種圖線的能力等。 根據筆式繪圖機的結構原理及數字控制原理，繪圖筆只能沿X、Y方向移動，它不可能直接作直線運動或圓

54、周運動從一點到達另一點。 筆式繪圖機繪制直線或圓弧的原理是插補運算， 即由給定的直線端點或圓弧的端點及圓心計算畫圖所需要的一系列中間點。也就是說用折線來逼近直線或圓弧，折線的每一段長為一個步距。直線插補和圓弧插補是基本的插補運算。此外，還有拋物線插補等。 插補運算一般用硬件來實現，即采用稱為線發(fā)生器、弧發(fā)生器的插補器完成插補運算，目的在于提高圖線生成速度。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 1.3.2 無筆繪圖機無筆繪圖機 無筆繪圖機按其記錄(印字)原理分類， 有噴墨繪圖機、 靜電繪圖機、熱敏繪圖機、激光繪圖機等。 1. 噴墨繪圖機噴墨繪圖機 噴墨繪圖機(或打印機)的核心部件是噴射頭，其內

55、部含有多個噴嘴。噴墨繪圖(印字)的原理是使墨水或油墨在壓力作用下， 從尺寸很小的噴嘴噴出， 根據構成圖形或字符點陣的需要，對墨滴進行控制，使之在記錄紙上產生圖形、圖像或文字。噴墨設備中使用的墨有液態(tài)的墨水和固態(tài)的油墨。墨水中的油性墨水比水性墨水好，因水性墨水容易干涸而造成噴嘴的堵塞。將墨水變成墨水粒子的方法對水性墨水采用壓電式(根據圖形或字符信息對壓電器件作用電壓，壓迫墨水噴成墨滴)、氣泡式(對噴嘴內的發(fā)熱體加電使墨水受熱膨脹產生氣泡，從噴嘴擠出)，對油性墨水采用靜電式， 即利用靜電吸引力把墨水噴在紙上。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 根據噴射方式分類，噴墨繪圖機(或打印機)有連續(xù)噴射

56、方式和間歇噴射方式兩種類型。 圖 1.3.5 為連續(xù)噴射原理示意圖。連續(xù)噴射方式是給墨水加壓，墨水流通過噴嘴(孔徑很小)連續(xù)噴射而粒子化。若想記錄， 則控制偏轉電極上的電壓為零，小墨水滴穿過擋板的小孔，噴射在記錄紙上。若不希望記錄，則控制偏轉電極上的電壓為高電壓，由于墨水帶有正離子，墨水滴因此發(fā)生偏轉，噴射在擋板上，經墨水回收管流入廢墨水瓶中。過濾層用于濾去墨水中的雜質，以防止雜質顆粒堵塞噴嘴。連續(xù)噴射方式具有頻率響應高，可實現高速記錄等優(yōu)點。 其缺點是難以實現小型化，且價格貴、墨水利用率低等。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 圖 1.3.5 連續(xù)噴射原理示意圖 加壓墨水過濾層1過濾層2

57、擋板紙400 V400 V墨水回收第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 圖 1.3.6 為間歇噴射原理示意圖。間歇噴射方式是在墨水上加微小的壓力，由于電場的吸引而粒子化，只有在記錄時墨水才噴出，是否噴出完全由電場控制。氣壓泵提供具有一定壓力的空氣流，一路通過記錄頭內的空氣室，由周圍流入，由氣嘴流出。另一路進入封閉的墨水槽，給墨水提供一定的壓力pa。 在墨水噴嘴處，由于存在空氣流，使該點的壓力小于pa，故在噴嘴處形成球狀墨水液面。 當在電極上加脈沖電壓時，由于靜電的作用，把墨水拉伸成極微細的液柱狀，在氣嘴流出的氣流作用下，墨水粒子飛射到記錄紙上，便形成圖形或字符。間歇噴射裝置結構簡單，墨水無須回

58、收，記錄分辨率較連續(xù)方式高，利用脈沖寬度調制，還可獲得線性好的灰度特性。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 圖 1.3.6 間歇噴射原理示意圖 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 噴墨繪圖機的主要性能指標有繪圖速度、分辨率、幅面等。 繪圖速度以完成某一幅面圖形繪制所需的時間來計算，單位為分鐘。分辨率以每英寸像點數來衡量， 單位為d/i，如 400 d/i、 600 d/i等。 噴墨繪圖機(或打印機)具有結構簡單, 噪音小，可使用普通紙，容易實現彩色化等優(yōu)點，是發(fā)展很快的硬拷貝設備。 噴墨繪圖機、噴墨打印機將分別成為筆式繪圖機、點陣針式打印機強有力的競爭者。 第第 1 1 章章 圖形設備圖形設備 2. 靜電繪圖機靜電繪圖機 靜電繪圖機采用靜電記錄原理繪制圖形。靜電記錄一般包括潛像、顯影、定影三個過程。潛像就是利用電學的方法在靜電紙或靜電薄膜(兩者均含有基底上覆蓋十幾微米厚電介質的記錄層)的選定部位上帶上靜