計(jì)算機(jī)圖形學(xué)系統(tǒng)概述

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)系統(tǒng)概述第一頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31余輝時(shí)間:電子束離開熒光屏后,該點(diǎn)亮度衰減到1/10(10)的時(shí)間.分辨率:CRT上單位長度能顯示的不重疊光點(diǎn)數(shù)是該屏的分辨率，通常用此來表示顯示器的分辨率.顯示速度:用每秒顯示矢量線段的條數(shù)來表示.(2)CRT顯示器的類型:CRT顯示器刷新式存儲(chǔ)式隨機(jī)掃描顯示器:光柵掃描顯示器:

象一只畫筆,實(shí)際勾畫出圖形,可在任意方向上連續(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(yīng)該顯示圖形的位置點(diǎn)采用與背景不同的亮度.CRT陰極射線管(3)第二頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31基本原理: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(lán)、三基色按不同的強(qiáng)度比例混合可得到各種顏色。(1)滲透型彩色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)第三頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31(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材料.多支電子槍發(fā)出多束電子束,在電子槍和熒光屏之間設(shè)有陰罩(掩膜),使電子束射在熒光屏的不同位置,分別激勵(lì)三基色發(fā)出不同強(qiáng)度的光,混合后產(chǎn)生不同的顏色.彩色CRT(2)第四頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31第五頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31AB產(chǎn)生從點(diǎn)A到點(diǎn)B的一條線段.從P點(diǎn)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(dāng)前電子束所在點(diǎn)P(xp,yp).

隨機(jī)掃描顯示器(randomscan)第六頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31為解決刷新式的重復(fù)刷新工作而發(fā)展的.存儲(chǔ)管式圖形顯示器第七頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31光柵掃描顯示系統(tǒng)

raster-scandisplaysystemCRT顯示器(CRTdisplay)視頻控制器(Videocontroller)系統(tǒng)內(nèi)存(Memory)系統(tǒng)總線(Bus)CPU外圍設(shè)備(Peripheraldevices)SystembusCPUPeripheraldevicesSystemmemoryVideocontrollerMonitor第八頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31視頻控制器視頻控制器的邏輯結(jié)構(gòu)第九頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31(1)工作原理光柵掃描CRT中,電子束依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.???????光柵掃描顯示器(rasterscan)第十頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31幀回掃刷新VRAM位圖幾個(gè)概念第十一頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31位圖(Bitmap):在光柵掃描情況下，幀存儲(chǔ)器中存放的不是顯示指令,而是對(duì)應(yīng)各個(gè)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寄存起來.用來寄存每個(gè)象素的灰度或彩色值的存儲(chǔ)器稱為幀緩沖器.概念(1)幀緩沖器的大小(單元個(gè)數(shù))與屏幕大小一樣.一個(gè)單元可有多個(gè)位(bit).既可有多個(gè)位平面.位平面.第十二頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31具有1位幀緩存的黑白光柵顯示器結(jié)構(gòu)圖?1?數(shù)模轉(zhuǎn)換電子槍第十三頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31第十四頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31位平面:幀緩沖器中每一個(gè)單元的位數(shù)既是位平面數(shù).幀緩沖器的一位(bit)稱為一個(gè)位平面.概念(2)

象素(pixel):顯示屏上一個(gè)光點(diǎn)的灰度值存放在幀存的一個(gè)單元中,這個(gè)能被獨(dú)立定義亮度和顏色的最小單元被稱為象素.一個(gè)位平面的容量等于一屏的容量.幀緩沖器中的位平面數(shù)決定了可顯示的灰度級(jí)或顏色數(shù).一個(gè)位平面只能控制一屏的一種狀態(tài),既亮或暗.第十五頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31幀緩沖器01000011Pixelinbitmapatx',y'67Pixeldisplayedatx',y'01000011RedGreenBlueGBR00xyxmaxymax幀緩沖器顯示器第十六頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31具有3位幀存的黑白光柵顯示器結(jié)構(gòu)圖?110??數(shù)模轉(zhuǎn)換電子槍幀緩沖存儲(chǔ)器N?第十七頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31具有3位幀存的彩色光柵顯示器結(jié)構(gòu)圖?0??幀緩沖存儲(chǔ)器N?11數(shù)模轉(zhuǎn)換紅數(shù)模轉(zhuǎn)換綠數(shù)模轉(zhuǎn)換藍(lán)彩色電子槍第十八頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31(真)全彩色系統(tǒng)888REDGREENBLUE第十九頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31光柵掃描顯示器幀存容量--V

位平面數(shù)—N

顏色數(shù)–CC=2N;V=N*屏幕分辨率(bits)刷新頻率:最小頻率>30幀/s每個(gè)象素的訪問周期：1/(刷新頻率*分辨率)實(shí)時(shí)顯示：并行處理第二十頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31查色表(look-uptable--LUT)第二十一頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31隔行掃描(interleavedscan)(1)解決刷新頻率與刷新周期之間矛盾的方法第二十二頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31每次掃描一場(chǎng),頻率提高一倍.增加畫面的穩(wěn)定性,減少閃爍.兩場(chǎng)一幀,信息量未少.幀緩存中信息量比逐行掃描降低一半,對(duì)線路的高頻通帶和存取速度要求降低.隔行掃描(interleavedscan)(2)第二十三頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31光柵系統(tǒng)的組織

經(jīng)歷了一個(gè)發(fā)展的過程，通常包括：幀緩存器(framebuffer)視頻控制器(videocontroller)顯示處理器(displayprocessor)第二十四頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31簡單的光柵掃描圖形顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第二十五頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31較為典型的光柵掃描圖形顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第二十六頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31具有專用顯示處理器的光柵顯示系統(tǒng)第二十七頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3/31Displaycard具有專用顯示處理器的光柵顯示系統(tǒng)第二十八頁，共二十九頁，2022年，8月28日2023/3