計(jì)算機(jī)圖形學(xué)1-2005-9

1、CAD系統(tǒng)與方法 1教材：教材：CAD系統(tǒng)與方法，潘云鶴編著，浙江大學(xué)出版社Computer Graphics with OpenGL, 3rd Edition, Donald Hearn, M. Pauline Baker,2004 (作者1: University of Illinois at Urbana-Champaign)2教學(xué)內(nèi)容（大綱）：教學(xué)內(nèi)容（大綱）：1）計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介（2學(xué)時(shí)）2）二維的基本圖元生成（6學(xué)時(shí)）3）三維圖形的繪制（8學(xué)時(shí)），包括圖形變換、光照、消隱、視見(jiàn)系統(tǒng)等。4）三維造型（8學(xué)時(shí)），包括一般造型方法簡(jiǎn)介、基于半邊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的造型操作等5）計(jì)算

2、機(jī)動(dòng)畫(huà)與科學(xué)計(jì)算可視化（3學(xué)時(shí)）6）CG&CAD系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)（3學(xué)時(shí)）復(fù)習(xí)考試. n 考試內(nèi)容（二選一）l 書(shū)面考試+算法實(shí)現(xiàn)l 書(shū)面考試+論文閱讀n 書(shū)面考試（85%）l 閉卷形式l 時(shí)間待定：4個(gè)班統(tǒng)一考試n 算法實(shí)現(xiàn)（ 15% ）l 實(shí)現(xiàn)三個(gè)圖形學(xué)中的算法 源代碼、執(zhí)行文件、設(shè)計(jì)文檔n 論文閱讀（15%）l 閱讀三篇以上CAD&CG方面的論文， 圍繞同一主題，寫(xiě)出一份讀書(shū)筆記（5000字以上） 或?qū)懗雒科撐膶?xiě)一份讀書(shū)報(bào)告（每篇2000字左右）3考試形式和評(píng)分考試形式和評(píng)分 4、本課程的由來(lái) 與目前的分班n莊越挺 n耿衛(wèi)東n童若峰n陳衛(wèi)東5、如何學(xué)習(xí)本課程？n以教材為主線：本教材的特色n勤

3、于實(shí)踐；n利用網(wǎng)絡(luò)資源；n熟練OpenGL；n隨時(shí)接受CG的新思想和新進(jìn)展第1章 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與CAD基本知識(shí)1.1 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的概念及主要內(nèi)容 1.2 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展 1.3 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用 1.4 計(jì)算機(jī)圖形硬件簡(jiǎn)介 1.5 CAD 概論 1.1 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的概念 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)：是研究怎樣用計(jì)算機(jī)表示、生成、處理和顯示圖形的一門學(xué)科。指物體的輪廓、形狀或外部的界限圖形:客觀存在的物體（桌、椅、山、水、人）幾何圖形（點(diǎn)、線、 面）用計(jì)算機(jī)表示表示圖形：給出合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存放圖形點(diǎn)： Point3D double x; double y; double z; 長(zhǎng)方體

4、:cuboid Axis local; double x; double y; double z; 桌子，椅子：？任意多面體：？眼鏡：？山，水，云，霧：？貓，狗，蟲(chóng)，人：？用計(jì)算機(jī)生成生成圖形：將上述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)例化（交互手段）評(píng)價(jià)圖形表示的好壞的標(biāo)準(zhǔn)：1。 表達(dá)能力2。 存儲(chǔ)量3。 易生成、處理、顯示用計(jì)算機(jī)處理處理圖形：圖形變換、變形（位置，形狀）圖形A 圖形B 用計(jì)算機(jī)顯示顯示圖形：照片，鏡子中的形象，屏幕上的形象圖像：1。繪制、攝制或印制的形象。 2。圖形在媒介上的投影。（Two synthetic renderings of animated hair.）Johnny Chang, J

5、ingyi Jin, and Yizhou Yu, A Practical Model for Hair Mutual Interactions, ACM SIGGRAPH Symposium on Computer Animation, San Antonio, July 2002, pp.73-80. 用計(jì)算機(jī)顯示圖形：圖形 - 圖像顯示Display, rendering計(jì)算機(jī)圖形 ：用計(jì)算機(jī)表示、生成、處理和顯示的對(duì)象。由幾何數(shù)據(jù)和幾何模型利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示，并修改、完善后形成。 本質(zhì)：圖像：顏色值（RGB），沒(méi)有物體的概念。圖形：物體（形狀、外表屬性、）。n What woul

6、d we have to model/simulate ?n models of shape - need to be deformable skeleton, skinn lighting (shadows)n physical motionn light bending by lenses (refraction)n surface texturen controlling/specifying motionn perspectiven depth of fieldn camera model / camera controln sound effects & musicn storyn

7、lots of computersn Important Application Areasn Entertainmentn Movie production (special effects & full-length features)n Computer gamesn Industrial designn CADn automated machiningn Visualizationn scientific datasetsn medical scans (e.g., x-rays, MRI)n architectural prototypingn Online distribution

8、n Three Main Themes of Computer Graphicsn Modelingn How do we represent (or model) 3-D objects?n How do we construct models for specific objects?n Animationn How do we generate the motion of objects?n How do we give animators control of this motion?n Renderingn How do we simulate the formation of im

9、ages?n How do we simulate real-world light-material interaction?計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的3大主題n Modelingn How do we represent (or model) 3-D objects?n How do we construct models for specific objects?n Animationn How do we generate the motion of objects?n How do we give animators control of this motion?n Renderingn How

10、 do we simulate the formation of images?n How do we simulate real-world light-material interaction?How do we represent objects/environments? shape the geometry of the object appearance emission, reflection, and transmission of lightHow do we construct these models? manual description (e.g., write do

11、wn a formula) interactive manipulation procedurally write a generating program (e.g., fractals) scan a real object (laser scanners, computer vision, )ModelingAnimationHow do we represent the motion of objects? positions, angles, etc. as functions of timeHow do we control/specify this motion? generat

12、e poses by hand, fill in with keyframing behavioral simulation (program little “brains” for objects) physical simulation motion captureHow do we simulate the formation of images? incoming light is focused by a lens light energy “exposes” a lightsensitive “film” represent images as discrete 2-D array

13、s of pixelsHow do we simulate the behavior of light? consider light as photons (light particles) trace straight-line motion of photons must model interactions when light hits surfacesRendering1.1 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的概念 幾個(gè)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的相關(guān)概念幾個(gè)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的相關(guān)概念 ： 圖像處理 ：將客觀世界中原來(lái)存在的物體的影像處理成新的數(shù)字化圖像的相關(guān)技術(shù)，如CT掃描、X射線探傷等。 原始Lena圖像 直方圖均

14、衡后的Lena圖像 1.1 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的概念（續(xù)） 2. 模式識(shí)別 ：對(duì)所輸入的圖像進(jìn)行分析和識(shí) 別，找出其中蘊(yùn)涵的內(nèi)在聯(lián)系或抽象模型， 如郵政分揀、地形地貌識(shí)別等 3. 計(jì)算幾何 ：研究幾何模型和數(shù)據(jù)處理的學(xué) 科，探討幾何形體的計(jì)算機(jī)表示、分析和 綜合 數(shù)字圖像數(shù)據(jù)模型計(jì)算機(jī)圖形學(xué)模式識(shí)別計(jì)算幾何圖像處理n2001年， UC Berkeley /projects/vision/workshop01/conference.html A Workshop on the Convergence of Graphics, Vision, and V

15、ideo. n Image-based Rendering, Heung Yeung Shum , Yin Li , Sing Bing Kang, An introduction to image-based rendering, Integrated image and graphics technologies, Kluwer Academic Publishers, Norwell, MA, 2004 注意發(fā)展趨勢(shì)注意發(fā)展趨勢(shì)l David F. Forsyth(UC Berkeley) Jean Ponce (Univ. of Illinois at Urbana-Champaign

16、) Computer Vision: A Modern Approach, 2003 Contents: Part1: Image Formation and Image Models Part2: Early Vision: Just One Image Part3: Early Vision: Multiple Images Part4: Mid-level Vision Part5: High-Level Vision: Geometric Methods Part6: High-Level Vision: Probabilistic and Inferential Methods Pa

17、rt7: Applications1.2 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究起源于美國(guó)麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究起源于美國(guó)麻省理工學(xué)院,從從20世世 紀(jì)紀(jì)50年代初期到年代初期到60年代中期，美國(guó)麻省理工學(xué)院積極年代中期，美國(guó)麻省理工學(xué)院積極 從事現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)從事現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/制造技術(shù)的開(kāi)拓性研究。制造技術(shù)的開(kāi)拓性研究。 1952年，在該校誕生了世界上第一臺(tái)數(shù)控銑床的原型。年，在該校誕生了世界上第一臺(tái)數(shù)控銑床的原型。隨后，麻省理工學(xué)院發(fā)展了隨后，麻省理工學(xué)院發(fā)展了APT，這演變成國(guó)際上最，這演變成國(guó)際上最 通用的加工編程工具。通用的加工編程工具。 1964年，孔斯年，孔斯(

18、Steve Coons)在麻省理工學(xué)院提出了用在麻省理工學(xué)院提出了用 小塊曲面片組合表示自由型曲面時(shí)使曲面片邊界達(dá)到小塊曲面片組合表示自由型曲面時(shí)使曲面片邊界達(dá)到 任意高次連續(xù)階的理論，此方法得到工業(yè)界和學(xué)術(shù)界任意高次連續(xù)階的理論，此方法得到工業(yè)界和學(xué)術(shù)界 的極大推崇，稱之為孔斯曲面。的極大推崇，稱之為孔斯曲面。 1962年第一臺(tái)光筆交互式圖形顯示器在美國(guó)麻省理工年第一臺(tái)光筆交互式圖形顯示器在美國(guó)麻省理工 學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室研制成功學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室研制成功. 給我們的啟示？給我們的啟示？1.2 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展 （續(xù)）在美國(guó)工業(yè)界，研制交互式圖形顯示器的工作也同時(shí)在美國(guó)工業(yè)界，研制交互式圖形顯示器

19、的工作也同時(shí) 開(kāi)展，其中所起作用最重要的是開(kāi)展，其中所起作用最重要的是IBM公司公司 在1964年秋， IBM公司推出了IBM 2250顯示器。 洛克希德飛機(jī)公司利用IBM 2250施行開(kāi)發(fā)的 CADAM繪圖加工系統(tǒng)，成為目前IBM主機(jī)上應(yīng) 用最廣的CAD/CAM軟件。 IBM 2250在1978年前后改型為IBM 3250，1984年 又改型為IBM 5080，采用光柵掃描技術(shù) 。20世紀(jì)60年代末和70年代初，美國(guó)Tektronix公司 發(fā)展了存儲(chǔ)管技術(shù)。 由于大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展和專用圖形處理 芯片的出現(xiàn)，光柵掃描型顯示器的質(zhì)量越來(lái)越好， 價(jià)格越來(lái)越低，已成為圖形顯示器的常規(guī)形式。

20、1.2 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展 （續(xù)）在圖形顯示技術(shù)發(fā)展的歷程中，需要強(qiáng)調(diào)兩家公司的產(chǎn)品，在圖形顯示技術(shù)發(fā)展的歷程中，需要強(qiáng)調(diào)兩家公司的產(chǎn)品， 這就是這就是Evans & Sutherland公司的公司的PS 300型和型和Silicon Graphics公司的公司的IRIS型顯示設(shè)備。型顯示設(shè)備。 PS 300采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)式原理；圖形處理中的矩陣運(yùn)算 和其他基本算法使用3個(gè)位片處理機(jī)組成的流水線。 三維物體輪廓線的顯示亮度可以隨距離遠(yuǎn)近而變化，離 眼睛越遠(yuǎn)的部分線條越淡，這樣可更好地體現(xiàn)出立體圖 的真實(shí)感。 Silicon Graphics公司的IRIS工作站采用數(shù)字成像工作原 理。此后，其他公

21、司紛紛效仿。這種持續(xù)不斷的提高顯 示畫(huà)面質(zhì)量、加快交互速度的努力會(huì)繼續(xù)進(jìn)行，必將進(jìn) 一步推動(dòng)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展。1.2 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展 （續(xù)）Spacewars: first computer graphics game (MIT 1961)SketchPad: first interactive graphics (1961)Whirlwind: early graphics using VectorScope (1951)first CAD system (IBM 1959)1.3 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用 隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的不斷發(fā)展，它的應(yīng)用范圍也日趨隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的不斷發(fā)展，它

22、的應(yīng)用范圍也日趨廣泛。目前，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域主要有以下幾種廣泛。目前，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域主要有以下幾種: :3 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)和藝術(shù)計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)和藝術(shù) 1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CAD/CAM) 2 地形地貌和自然資源圖地形地貌和自然資源圖 8 用戶接口用戶接口 (User Interface, HCI)4 分析計(jì)算及視圖中的應(yīng)用分析計(jì)算及視圖中的應(yīng)用(Data Visualizations )(Data Visualizations ) 6 游戲游戲(Game, Digital Entertainment)(Game, Digital Entertainment) 7 虛

23、擬現(xiàn)實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí) （Virtual RealityVirtual Reality）5 教育與訓(xùn)練教育與訓(xùn)練 1.3 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用 1。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CAD/CAM)CAD機(jī)械機(jī)械CAD電路電路CAD建筑建筑CAD服裝服裝CAD。機(jī)械CAD系統(tǒng)所生成的零件、裝配件 1.3 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用 1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CAD/CAM) (續(xù)續(xù)) 二維繪圖（autoCAD）三維造型（Pro/E, UG, CATIA）CAMCAE發(fā)展方向:Computer AidedDrawing Design 概念設(shè)計(jì) 三維造型 虛擬裝配協(xié)同設(shè)計(jì)工具1.3 計(jì)

24、算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用 2 地形地貌和自然資源圖地形地貌和自然資源圖 我國(guó)正在籌建國(guó)土基礎(chǔ)信息系統(tǒng)，此系統(tǒng)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)信息系統(tǒng)的組成部分。三維的地形地貌圖 網(wǎng)上地圖網(wǎng)上地圖1.3 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用 2 地形地貌和自然資源圖地形地貌和自然資源圖 1.3 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用 （續(xù)）計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的一個(gè)分支，并逐步進(jìn)入實(shí)用階段。1996 IndependenceDay 因其可視效果獲Oscar.3 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)和藝術(shù)計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)和藝術(shù) 1.3 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用 （續(xù)）3 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)和藝術(shù)計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)和藝術(shù) （有專題講座）1.3 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用 4 分析計(jì)算及視圖中的應(yīng)用分析計(jì)算及視圖中的應(yīng)

25、用(Data Visualization)(Data Visualization) 既可用二維曲線圖表和三維模型，也有彩色高維幾何表示 1.3 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用 4 分析計(jì)算及視圖中的應(yīng)用分析計(jì)算及視圖中的應(yīng)用( (續(xù)續(xù)) ) 1.3 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用 4 分析計(jì)算及視圖中的應(yīng)用分析計(jì)算及視圖中的應(yīng)用( (續(xù)續(xù)) ) 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的可視化蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的可視化1.3 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用 5 教育與訓(xùn)練教育與訓(xùn)練 5 游戲游戲 1.3 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用 目前圖形硬件發(fā)展的動(dòng)力所在 ?！?“Tekken Tag Tournament” Playstation 2 6 虛擬現(xiàn)實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí) （Virtu

26、al RealityVirtual Reality）飛行等模擬訓(xùn)練 。游戲。1.3 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用 1.3 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用 7 用戶接口用戶接口 Macintosh微機(jī)首先在商品化產(chǎn)品上用形象的圖形表示操作命令，使得普通用戶也會(huì)用計(jì)算機(jī)畫(huà)圖、作日常計(jì)算，打破了人們對(duì)操作計(jì)算機(jī)所持的神秘感。圖文形式相結(jié)合大大改善了計(jì)算機(jī)交互操作的用戶界面，開(kāi)辟了計(jì)算機(jī)應(yīng)用的很多新領(lǐng)域。1.4 計(jì)算機(jī)圖形硬件簡(jiǎn)介 常用的圖形輸入設(shè)備分為兩種：常用的圖形輸入設(shè)備分為兩種：向量型圖形輸入設(shè)備向量型圖形輸入設(shè)備 它采取跟蹤軌跡、記錄坐標(biāo)點(diǎn)的方法輸入圖形。 常用的有數(shù)字化儀、鼠標(biāo)器、光筆等。光柵掃描型圖形輸入設(shè)備

27、光柵掃描型圖形輸入設(shè)備 它采取逐行掃描、按一定密度采樣的方式輸入圖形。 常用的有掃描儀和攝像機(jī)。 圖形輸入設(shè)備的功能可分為圖形輸入設(shè)備的功能可分為6類：類：確定點(diǎn)坐標(biāo)即定位 確定一系列點(diǎn)的坐標(biāo)即筆劃 確定數(shù)值 進(jìn)行選擇 進(jìn)行圖形識(shí)別 識(shí)別字符串 1.4 計(jì)算機(jī)圖形硬件簡(jiǎn)介 (續(xù)）幾種主要圖形輸入設(shè)備幾種主要圖形輸入設(shè)備鍵盤(pán)鍵盤(pán) 鼠標(biāo)鼠標(biāo) : :1)光電式鼠標(biāo) 2)機(jī)械式鼠標(biāo) 3. 3. 光筆光筆 觸摸屏觸摸屏: : 電阻式和電容式 2)2)紅外線式 3) 聲表面波式 5. 5. 掃描儀掃描儀: : 二維： 掃描儀通過(guò)光電轉(zhuǎn)換、點(diǎn)陣采樣的方式，將一幅畫(huà)面變?yōu)閿?shù)字圖像 三維：三維： 三維物體的幾何

28、形狀及表面顏色屬性。三維物體的幾何形狀及表面顏色屬性。 1.4 計(jì)算機(jī)圖形硬件簡(jiǎn)介 (續(xù)）美國(guó)CALCOMP公司生產(chǎn)的數(shù)字化儀1.4 計(jì)算機(jī)圖形硬件簡(jiǎn)介 (續(xù)）LightPenMouseKeyboardDisplayGraphicsSystemApplicationProgramInterface(API)GraphicsApplicationJoystick常用的圖形輸入設(shè)備常用的圖形輸入設(shè)備Data GlovesnUsed to grasp a “virtual object” (position or manipulate objects) in a virtual scene. Dig

29、itizersnGraphics Tablet: Image Scanner1.4 計(jì)算機(jī)圖形硬件簡(jiǎn)介 (續(xù)）常用的圖形輸出設(shè)備分為兩類：常用的圖形輸出設(shè)備分為兩類：向量型向量型(Vector Display, Random-Scan Display)(Vector Display, Random-Scan Display) 向量型設(shè)備的作畫(huà)機(jī)構(gòu)隨著圖形的輸出形狀而移動(dòng) 并成像 光柵掃描型（光柵掃描型（Raster-Scan DisplayRaster-Scan Display） 光柵掃描型設(shè)備的作畫(huà)機(jī)構(gòu)按光柵矩陣方式掃描整 張圖面，并按輸出內(nèi)容對(duì)圖形成像。幾種圖形輸出設(shè)備介紹幾種圖形輸出設(shè)備

30、介紹 1. 1. 陰極射線管陰極射線管 陰極射線管通常利用電磁場(chǎng)產(chǎn)生高速的、經(jīng)過(guò)聚焦的電 子束，使其偏轉(zhuǎn)到屏幕的不同位置以轟擊屏幕表面的熒 光材料而產(chǎn)生可見(jiàn)圖形 。其主要組成部分如下其主要組成部分如下： 陰極 當(dāng)它被加熱時(shí)，發(fā)射電子。 控制柵 控制電子束偏轉(zhuǎn)的方向和運(yùn)動(dòng)速度。 加速結(jié)構(gòu) 用以產(chǎn)生高速的電子束。 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)。 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) 控制電子束在屏幕上的運(yùn)動(dòng)軌跡。 熒光屏 當(dāng)它被電子轟擊時(shí)，發(fā)出亮光。 所有這些部件都封閉在一個(gè)真空的圓錐形玻璃殼內(nèi)， 其結(jié)構(gòu)如圖所示:1.4 計(jì)算機(jī)圖形硬件簡(jiǎn)介 (續(xù)）陰極射線管的組成 1.4 計(jì)算機(jī)圖形硬件簡(jiǎn)介 (續(xù)）2.

31、2. 顯示器顯示器 隨機(jī)掃描顯示器隨機(jī)掃描顯示器 邏輯框圖如圖所示:隨機(jī)掃描圖形顯示器的邏輯框圖 彩色陰極射線管彩色陰極射線管 通過(guò)把發(fā)出不同顏色的熒光物質(zhì)進(jìn)行組合而實(shí)現(xiàn)的。 通常用射線穿透法和影孔板法實(shí)現(xiàn)彩色顯示。 1.4 計(jì)算機(jī)圖形硬件簡(jiǎn)介 (續(xù)） 存儲(chǔ)管式圖形顯示器存儲(chǔ)管式圖形顯示器 隨機(jī)掃描圖形顯示器使用一個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)圖形 信息，然后不斷地取出這些信息來(lái)刷新屏幕。由于存取 信息速度的限制，使得顯示穩(wěn)定圖形時(shí)的畫(huà)線的長(zhǎng)度受 到限制，且造價(jià)較高。針對(duì)這些問(wèn)題，20世紀(jì)70年代后 期發(fā)展了利用管子本身來(lái)存儲(chǔ)信息的技術(shù)，這就是存儲(chǔ) 管技術(shù) 存儲(chǔ)管式顯示器的一般結(jié)構(gòu)如圖所示:1.4 計(jì)算

32、機(jī)圖形硬件簡(jiǎn)介 (續(xù)） 光柵掃描式圖形顯示器光柵掃描式圖形顯示器 光柵掃描式圖形顯示器(簡(jiǎn)稱光柵顯示器)是畫(huà)點(diǎn)設(shè)備， 可看作是一個(gè)點(diǎn)陣單元發(fā)生器，并可控制每個(gè)點(diǎn)陣單 元的亮度。 光柵掃描式圖形顯示器的直線顯示效果 它不能直接從單元陣列中的一個(gè)可編址的像素畫(huà)一條直線到另一個(gè)可編址的像素，只能用盡可能靠近這條直線路徑的像素點(diǎn)集來(lái)近似地表示這條直線。 1.4 計(jì)算機(jī)圖形硬件簡(jiǎn)介 (續(xù)）一個(gè)黑白光柵顯示器的工作狀況圖一個(gè)黑白光柵顯示器的工作狀況圖 :在光柵圖形顯示器中，需要有足夠的位面和幀緩沖存儲(chǔ)器結(jié)合才能反映圖形的顏色和灰度等級(jí)。具有顏色查找表的N位面灰度等級(jí)幀緩沖存儲(chǔ)器 1.4 計(jì)算機(jī)圖形硬件簡(jiǎn)介

33、 (續(xù)）為了限制幀緩沖存儲(chǔ)器的增加，可采用顏色查找表來(lái)提為了限制幀緩沖存儲(chǔ)器的增加，可采用顏色查找表來(lái)提高灰度級(jí)別，如圖所示高灰度級(jí)別，如圖所示: : 具有顏色查找表的N位面灰度等級(jí)幀緩沖存儲(chǔ)器 1.4 計(jì)算機(jī)圖形硬件簡(jiǎn)介 (續(xù)）彩色光柵顯示器的工作狀況圖彩色光柵顯示器的工作狀況圖: : 1.4 計(jì)算機(jī)圖形硬件簡(jiǎn)介 (續(xù)）全色光柵顯示器工作狀況圖全色光柵顯示器工作狀況圖: : 1.4 計(jì)算機(jī)圖形硬件簡(jiǎn)介 (續(xù)）配有顏色查找表的全色幀緩沖存儲(chǔ)器配有顏色查找表的全色幀緩沖存儲(chǔ)器 :1.4 計(jì)算機(jī)圖形硬件簡(jiǎn)介 (續(xù)）具有具有3個(gè)位面的幀緩沖存儲(chǔ)器的顏色表個(gè)位面的幀緩沖存儲(chǔ)器的顏色表 : 紅(R)綠(

34、G)藍(lán)(B)黑(Black)000紅(Red)100綠(Green)010藍(lán)(Blue)001黃(Yellow)110青(Cyan)011紫(Magenta)101白(White)111n平板式顯示(Flat-Panel Display)設(shè)備, 其最大的特點(diǎn)是: 比CRT薄(可以掛于墻上, 或戴于手腕之上).正在取代CRT.n可以分為兩類: lEmissive(發(fā)光的) Displays: 如: Plasma(等離子) panels, lNon-emissive Displays: 如LCD. 液晶顯示器液晶顯示器(LCD) 液晶顯示器LCD(Liquid Crystal Display)與其他顯示器不 同，它是由6層薄板組成的平板式顯示器。 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(gòu)成的平板陣列， 每個(gè)燈泡處于“開(kāi)”或“關(guān)”狀態(tài)。 1.4 計(jì)算機(jī)圖形硬件簡(jiǎn)介 (續(xù)）等離子顯示器的結(jié)構(gòu) 1.4 計(jì)算機(jī)圖形硬件簡(jiǎn)介 (續(xù)） 幾種顯示技術(shù)的比較如表所示幾種顯示技術(shù)的比較如表所示: :性質(zhì)陰極射線管等離子顯示器液晶顯示器性質(zhì)陰極射線管等離子顯示器液晶顯示器功耗大中小對(duì)比度中好差屏幕大中小灰度