1、辅导班级辅导班级姓姓 名名联系电话联系电话10011001王王 爽爽1839238129610011002杨密静杨密静1530928263010011003李龙飞李龙飞1839238127310011004 计算机图形学教程计算机图形学教程,傅雅宁主编傅雅宁主编,国防工业出版社国防工业出版社,2005.8提提 纲纲1 计算机图形学的研究内容计算机图形学的研究内容2 计算机图形学发展历史计算机图形学发展历史3 计算机图形学应用举例计算机图形学应用举例4 当前的研究动态当前的研究动态5 图形的硬件设备图形的硬件设备 图形输入、显示、输出图形输入、显示、输出(绘制绘制)及处理及处理1 计算机图形学的
2、研究内容计算机图形学的研究内容1 计算机图形学的研究内容计算机图形学的研究内容1 计算机图形学的研究内容计算机图形学的研究内容1 计算机图形学的研究内容计算机图形学的研究内容构成图形的要素构成图形的要素几何要素：刻画对象的轮廓、形状等几何要素：刻画对象的轮廓、形状等非几何要素：刻画对象的颜色、材质等非几何要素：刻画对象的颜色、材质等图形：图形：计算机图形学的研究对象计算机图形学的研究对象泛指能在人的视觉系统中产生视觉印象的客观泛指能在人的视觉系统中产生视觉印象的客观对象，包括自然景物、拍摄到的图片、用数学对象，包括自然景物、拍摄到的图片、用数学方法描述的图形等等方法描述的图形等等计算机中表示图
3、形的方法计算机中表示图形的方法点阵表示：枚举出图形中所有的点，简称为图点阵表示：枚举出图形中所有的点，简称为图像（像素图）像（像素图）参数表示：形状参数参数表示：形状参数+属性参数，简称为图形属性参数，简称为图形x2+y2=1 1 计算机图形学的研究内容计算机图形学的研究内容v 计算机图形学的研究内容计算机图形学的研究内容图形的输入、处理、输出图形的输入、处理、输出1 计算机图形学的研究内容计算机图形学的研究内容 相关学科相关学科图像处理图像处理 计算机视觉计算机视觉,模式识别模式识别 计算几何计算几何数数字字图图像像数数据据模模型型图像生成（计算机图形学）图像生成（计算机图形学）模型（特征）
4、提取模型（特征）提取（计算机视觉，模式识别）（计算机视觉，模式识别）模型变换模型变换（计算几何）（计算几何）图像变换图像变换（图像处理）（图像处理）被动式图形学时代被动式图形学时代 1950年，第一台图形显示器作为美国麻年，第一台图形显示器作为美国麻省理工学院省理工学院(MIT)旋风旋风I号号(Whirlwind I)计算机的附件诞生了。该显示器用一个计算机的附件诞生了。该显示器用一个类似于示波器的阴极射线管类似于示波器的阴极射线管(CRT)来显来显示一些简单的图形，主要用于图形输出，示一些简单的图形，主要用于图形输出，没有交互功能。没有交互功能。2 计算机图形学发展历史（1/11）被动式图形
5、学时代被动式图形学时代 1958年美国Calcomp公司由联机的数字记录仪发展成滚筒式绘图仪滚筒式绘图仪，GerBer公司把数控机床发展成为平板式绘图仪平板式绘图仪。在整个50年代，计算机，用机器语言编程，主要应用于科学计算，图形设备仅具有输出功能。计算机图形学处于准备和酝酿时期，并称之为：“被动式”图形学2 计算机图形学发展历史（2/11）2 计算机图形学发展历史（3/11）交互式计算机图形学交互式计算机图形学 到到50年代末期，年代末期，MIT的林肯实验室在的林肯实验室在“旋风旋风”计算机上开发计算机上开发SAGE空中防御体空中防御体系，第一次使用了具有指挥和控制功能的系，第一次使用了具有
6、指挥和控制功能的CRT显示器，操作者可以用笔在屏幕上指显示器，操作者可以用笔在屏幕上指出被确定的目标。与此同时，类似的技术出被确定的目标。与此同时，类似的技术在设计和生产过程中也陆续得到了应用，在设计和生产过程中也陆续得到了应用，它预示着它预示着计算机图形学的诞生。计算机图形学的诞生。1962年，年，MIT林肯实验室的林肯实验室的Ivan E.Sutherland 发表了一篇题为发表了一篇题为“Sketchpad：一个人机交互通：一个人机交互通信的图形系统信的图形系统”的博士论文，他在论文中首次使用的博士论文，他在论文中首次使用了了“Computer Graphics”这个术语这个术语证明了交
7、互计算机图形学是一个可行的、有用的研证明了交互计算机图形学是一个可行的、有用的研究领域，从而确定了计算机图形学作为一个崭新的究领域，从而确定了计算机图形学作为一个崭新的科学分支的独立地位科学分支的独立地位被称为被称为“图形学之父图形学之父”。他在论文中所提出的一些。他在论文中所提出的一些基本概念和技术，至今还在广为应用基本概念和技术，至今还在广为应用。1.2 计算机图形学发展历史（4/11）1.2 计算机图形学发展历史（5/11）1964年MIT的教授Steven A.Coons提出了被后人称为超限插值超限插值的新思想，通过插值四条任意的边界曲线来构造曲面。同在60年代早期，法国雷诺汽车公司的
8、工程师Pierre Bzier发展了一套被后人称为Bzier曲线、曲面的理论，成功地用于几何外形设计，并开发了用于汽车外形设计的UNISURF系统。Coons方法和Bzier方法是CAGD最早的开创性工作。计算机图形学的最高奖是以Coons的名字命名的，而获得第一届（1983）和第二届(1985)Steven A.Coons 奖的，恰好是Ivan E.Sutherland和Pierre Bzier。1.2 计算机图形学发展历史（6/11）图形显示设备的发展图形显示设备的发展画线显示器（矢量显示器画线显示器（矢量显示器/随机扫描显示器随机扫描显示器）60年代中期，只能画线，价格昂贵 存储管式显示
9、器存储管式显示器无需刷新，价格较低，但没有动态修改图形的能力。刷新式光栅扫描显示器刷新式光栅扫描显示器当前的主流显示器 性能高 价格低 计算机图形学发展历史（计算机图形学发展历史（7/117/11）图形输入设备的发展图形输入设备的发展第一阶段：控制开关、穿孔纸等等第一阶段：控制开关、穿孔纸等等第二阶段：键盘第二阶段：键盘第三阶段：二维定位设备，如鼠标、光笔、第三阶段：二维定位设备，如鼠标、光笔、图形输入板、触摸屏等等，语音图形输入板、触摸屏等等，语音第四阶段：三维输入设备（如空间球、数据第四阶段：三维输入设备（如空间球、数据手套、数据衣），用户的手势、表情等等手套、数据衣），用户的手势、表情等
10、等第五阶段：用户的思维第五阶段：用户的思维计算机图形学发展历史（计算机图形学发展历史（8/118/11）计算机图形学发展历史（计算机图形学发展历史（9/119/11）1.2 计算机图形学发展历史（10/11）图形软件的发展及软件标准的形成图形软件的发展及软件标准的形成发展历程发展历程两类标准两类标准官方标准官方标准（标准组织制定的标准）：（标准组织制定的标准）：GKS(Graphical Kernel System)，PHIGS(Programmers Hierarchical Interactive Graphics System)工业标准工业标准（事实上的标准）：（事实上的标准）：SGI公
11、司的公司的OpenGL，微软公司的，微软公司的DirectX 3D，X财财团的团的Xlib，Adobe公司的公司的PostScript等等等等诸侯割据诸侯割据标准讨论标准讨论标准形成标准形成1.2 1.2 计算机图形学发展历史（计算机图形学发展历史（11/1111/11）真实感图形和实体造型技术的发展真实感图形和实体造型技术的发展(1970年代年代1980年代年代光线跟踪算法和辐射度算法光线跟踪算法和辐射度算法的提的提出，标志着真实感图形的显示算法已逐渐成熟出，标志着真实感图形的显示算法已逐渐成熟)图形学有关学术会议的发展图形学有关学术会议的发展 ACM(美国计算机协会)SIGGRAPH会议是
12、计算机图形学领域最权威的国际会议，每年在美国召开 (the Special Interest Group on Computer Graphics and Interactive Techniques)用户接口用户接口CAD/CAMCAD/CAM科学、技术及事务管理中的交互绘科学、技术及事务管理中的交互绘图（统计图）图（统计图）*绘制测量、勘探图形绘制测量、勘探图形 *过程控制及系统环境模拟过程控制及系统环境模拟电子印刷及办公室自动化电子印刷及办公室自动化艺术模拟艺术模拟科学计算的可视化科学计算的可视化 *工业模拟工业模拟计算机辅助教学计算机辅助教学1.3 计算机图形学应用举例计算机辅助设计计
13、算机辅助设计(Computer-Aided Design)应用领域：飞机、轮船、汽车外形，大规模集成电路，建筑，服装，玩具 优点：设计周期短，成本低，质量高CAD应用举例应用举例（a）工程图）工程图（b）线框图）线框图（c）实体图）实体图 计算机图形学应用举例（续）科学计算可视化科学计算可视化（Scientific Visualization）必要性：直接分析大量的测量数据或统计数必要性：直接分析大量的测量数据或统计数据有困难据有困难目标：用图形表现抽象的数据目标：用图形表现抽象的数据应用领域：医学，遥感，流场等等应用领域：医学，遥感，流场等等 1.3 计算机图形学应用举例图形实时绘制与自然景
14、物仿真图形实时绘制与自然景物仿真 在计算机中重现真实世界的场景叫做真在计算机中重现真实世界的场景叫做真实感绘制。实感绘制。真实感绘制的主要任务是模拟真实物体真实感绘制的主要任务是模拟真实物体的物理属性，简单的说就是物体的形状、的物理属性，简单的说就是物体的形状、光学性质、表面的纹理和粗糙程度，以光学性质、表面的纹理和粗糙程度，以及物体间的相对位置、遮挡关系等等。及物体间的相对位置、遮挡关系等等。由清华大学自然景物平台生成的野外场景由清华大学自然景物平台生成的野外场景 日本日本Yoshinori Dobashi等人绘制的真实感云（等人绘制的真实感云（Siggraph2000）Xfrog3.0 生
15、成的挪威云杉生成的挪威云杉 基于特征的图象变形（猫变虎）基于特征的图象变形（猫变虎）1.3 计算机图形学应用举例图形用户接口图形用户接口(界面界面)发展历程发展历程操作系统操作系统Macintosh，OS/2，Windows，Unix/X-Window人人机机界界面面命令行界面命令行界面CLICLI图形用户界面图形用户界面GUIGUI多通道用户界面多通道用户界面(MMI)(MMI)计算机图形学应用举例（续）计算机艺术计算机艺术书法、艺术图片输入工具：键盘、鼠标、手写笔等等软件工具：PhotoShop、CorelDraw、PaintBrush等等优点：功能多、创作轻松、调色方便等等缺点：目前难以
16、容入人的 灵感（未来的研究课题）图12 侧锋效果图13 综合效果仿真Researches in CS department,TJUChinese Ink-wash Drawing计算机动画与仿真计算机动画与仿真,以及广告影视创作以及广告影视创作传统动画：费时费力，质量差，传统动画：费时费力，质量差，例子：例子：大闹天宫大闹天宫，90*60*24=129，600张胶片，几十位动画工作者近两年的时间张胶片，几十位动画工作者近两年的时间计算机动画（计算机动画（Computer Animation):效率高，效率高，质量高质量高 例子：例子：侏罗纪公园侏罗纪公园计算机动画创作工具：计算机动画创作工具：
17、3D MAX,MAYA等等等等1.3 计算机图形学应用举例计算机图形学应用举例（续）计算机图形学应用举例（续）虚拟现实系统（虚拟现实系统（Virtual Reality）或或称虚拟环境（称虚拟环境（Virtual Environment)是用计算机技术来生成一个逼真的三维视是用计算机技术来生成一个逼真的三维视觉、听觉、触觉或嗅觉等感觉世界，让用觉、听觉、触觉或嗅觉等感觉世界，让用户可以从自己的视点出发，利用自然的技户可以从自己的视点出发，利用自然的技能和能和 某些设备对这某些设备对这 一生成的虚拟世界客一生成的虚拟世界客 体进行浏览和交互考体进行浏览和交互考 察。察。计算机图形学应用举例（续）
18、计算机图形学应用举例（续）网上虚拟现实：虚拟现实网上虚拟现实：虚拟现实建模语言建模语言VRML计算机图形学应用举例（续）计算机图形学应用举例（续）科技、教育、商业领域的交互式绘图科技、教育、商业领域的交互式绘图计算机图形学应用举例（续）地理信息系统地理信息系统GIS（Geographical Information System）建立在地理图形之上的关于各种资源建立在地理图形之上的关于各种资源的综合信息管理系统的综合信息管理系统电脑游戏电脑游戏实时性；逼实性；蕴含了先进的图形实时性；逼实性；蕴含了先进的图形处理技术处理技术计算机图形学应用举例（续）多媒体系统多媒体系统在计算机控制下，对多种媒体
19、信息进行在计算机控制下，对多种媒体信息进行生成、操作、表现、存储、通信、或集生成、操作、表现、存储、通信、或集成的信息系统，其中媒体至少应包括一成的信息系统，其中媒体至少应包括一种种“连续媒体连续媒体”及一种及一种“离散媒体离散媒体”计算机处理的常见媒体：文本、图形、计算机处理的常见媒体：文本、图形、图像、语音、音频、视频、动画图像、语音、音频、视频、动画特点：媒体的多样性、操作的交互性、特点：媒体的多样性、操作的交互性、系统的集成性系统的集成性1.4 1.4 当前的研究动态当前的研究动态造型技术造型技术规则形体：欧氏几何方法规则形体：欧氏几何方法不规则形体：不规则形体：分形几何方法分形几何方
20、法粒子系统粒子系统纹理映射纹理映射分形图形L系统造型 规则物体造型 当前的研究动态(续)实体造型实体造型特征造型技术特征造型技术 基本思想：把物体表示成为一组特征的集合，同一类基本思想：把物体表示成为一组特征的集合，同一类物体具有相同的特征值，不同的特征值刻画了不同型物体具有相同的特征值，不同的特征值刻画了不同型号的物体。号的物体。基于物理的造型基于物理的造型 基本思想：根据物体本身的物理特性及其所遵循的物基本思想：根据物体本身的物理特性及其所遵循的物理规律，就可以自动产生各种状态下的模型。理规律，就可以自动产生各种状态下的模型。基于图像的造型基于图像的造型 基本思想：通过图像分析等手段从真实
21、世界中直接获基本思想：通过图像分析等手段从真实世界中直接获取对象的几何信息和表面纹理信息，结合其它方法和取对象的几何信息和表面纹理信息，结合其它方法和纹理映射等技术，产生逼真度更高的图形。纹理映射等技术，产生逼真度更高的图形。Image based Modeling and Rendering123当前的研究动态(续)真实感图形绘制技术真实感图形绘制技术光照明模型光照明模型绘制算法绘制算法(快速算法快速算法)基于图像的绘制基于图像的绘制例子例子当前的研究动态（续）人机交互技术人机交互技术与计算机网络技术的紧密结合与计算机网络技术的紧密结合远程医疗与诊断远程医疗与诊断远程导航与维修远程导航与维修
22、远程教育远程教育计算机网络技术计算机网络技术 高质量的计算机图形离不开高性能高质量的计算机图形离不开高性能的计算机图形硬件设备。一个图形的计算机图形硬件设备。一个图形系统通常由系统通常由图形处理器，图形输出图形处理器，图形输出设备和输入设备构成设备和输入设备构成。输入设备输入设备输出设备输出设备显示设备显示设备绘制设备绘制设备图形处理器图形处理器图形输入设备的逻辑分类图形输入设备的逻辑分类 名称名称基本功能基本功能相应的典型设备相应的典型设备定位定位(Locator)输入一个点的坐标输入一个点的坐标触摸屏、叉丝、指拇轮触摸屏、叉丝、指拇轮笔划笔划(Stroke)输入一系列点的坐标输入一系列点的
23、坐标图形输入板图形输入板数值数值(Valuator)输入一个整数或实数输入一个整数或实数数字键盘数字键盘选择选择(Choice)由一个整数得到某种由一个整数得到某种选择选择功能键、叉丝、光笔选择功能键、叉丝、光笔选择单项单项拾取拾取(Pick)通过一种拾取状态来通过一种拾取状态来判别一个显示着的图判别一个显示着的图形形光笔或叉丝接触屏幕上已光笔或叉丝接触屏幕上已显示图形显示图形字符串字符串(String)输入一串字符输入一串字符字符键盘字符键盘键盘键盘 配有ASCII编码键之外，还设有一些命令控制键、光标控制键和功能键 鼠标鼠标光电式光电式光机式光机式机械式机械式光笔光笔触摸屏触摸屏是一种定位
24、设备是一种定位设备提供一种简单、方便、自然的人机交提供一种简单、方便、自然的人机交互方式互方式 具有坚固耐用、反应速度快、节省空具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点间、易于交流等许多优点 触摸屏由触摸检测部件和控制器组成触摸屏由触摸检测部件和控制器组成按工作原理和传输信息的介质，可分按工作原理和传输信息的介质，可分为四种为四种 电阻式电阻式电容式电容式红外线式红外线式声表面波式声表面波式 清晰度较高、透光率好、抗刮伤性良好清晰度较高、透光率好、抗刮伤性良好(相对相对于电阻、电容等有表面度膜于电阻、电容等有表面度膜)、反应灵敏、反应灵敏、分辨率高、寿命长，不受温度、湿度等环境分
25、辨率高、寿命长，不受温度、湿度等环境因素影响，没有漂移，有第三轴（即压力轴）因素影响，没有漂移，有第三轴（即压力轴）响应响应 各类触摸屏性能比较P10坐标数字化仪坐标数字化仪是一种把图形转变成计算机能是一种把图形转变成计算机能接收的数字形式专用设备接收的数字形式专用设备 其采用电磁感应技术其采用电磁感应技术 图形扫描仪图形扫描仪语音语音三维输入设备三维输入设备数字手套数字手套指套指套 操纵盒操纵盒控制球控制球三维扫描仪三维扫描仪图形输出包括图形输出包括图形的显示图形的显示和和图形的图形的绘制绘制。图形显示图形显示指的是在屏幕上输出图形指的是在屏幕上输出图形图形绘制图形绘制通常指把图形画在纸上，
26、通常指把图形画在纸上，也称硬拷贝，打印机和绘图仪是两也称硬拷贝，打印机和绘图仪是两种最常用的硬拷贝设备种最常用的硬拷贝设备 图形显示设备(1/21)阴极射线管阴极射线管(CRT-CathodeRay Tube)组成：包括电子枪、聚焦系统、加速电极、偏转系组成：包括电子枪、聚焦系统、加速电极、偏转系统、荧光屏统、荧光屏工作原理：电子枪发射电子束，经过聚焦系统、加工作原理：电子枪发射电子束，经过聚焦系统、加速电极、偏转系统，轰击到荧光屏的不同部位，被速电极、偏转系统，轰击到荧光屏的不同部位，被其内表面的荧光物质吸收，发光产生可见的图形。其内表面的荧光物质吸收，发光产生可见的图形。结构结构图形显示设
27、备(2/21)荧光屏荧光屏荧光物质：吸收电子束而发光持续发光时间：电子束离开某点后，该点的亮度值衰减到初始值1/10所需的时间刷新(Refresh)：为了让荧光物质保持一个稳定的亮度值刷新频率：每秒钟重绘屏幕的次数像素(Pixel:Picture Cell)：构成屏幕（图像）的最小元素分辨率(Resolution)：CRT在水平或竖直方向单位长度上能识别的最大像素个数。在假定屏幕尺寸一定的情况下，也可用整个屏幕所能容纳的像素个数描述，如640*480，800*600，1024*768，1280*1024等等某种CRT产生稳定图像所需要的最小刷新频率=1秒/荧光物质的持续发光时间（例如）=100
28、0ms/40ms=25Hz图形显示设备(3/21)彩色阴极射线管彩色阴极射线管产生彩色的常用方法产生彩色的常用方法：射线穿透法、影孔板法射线穿透法、影孔板法射线穿透法射线穿透法原理原理应用：画线显示器应用：画线显示器优点：成本低优点：成本低缺点：只等产生有限几种颜色缺点：只等产生有限几种颜色电子束电子束荧光涂层荧光涂层产生颜色产生颜色低速电子束低速电子束较低速电子束较低速电子束较高速电子束较高速电子束高速电子束高速电子束图形显示设备(4/21)影孔板法影孔板法原理：影孔板被安装在荧光屏的内表面，原理：影孔板被安装在荧光屏的内表面，用于精确定位像素的位置用于精确定位像素的位置外层玻璃外层玻璃荧光
29、涂层荧光涂层影孔板影孔板图形显示设备图形显示设备(5/21)(5/21)影孔板的类型影孔板的类型点状影孔板点状影孔板代表：大多数球面与柱面显像管代表：大多数球面与柱面显像管栅格式影孔板栅格式影孔板代表：代表：Sony的的Trinitron与与 Mitsubishi的的 Diamondtron显像管显像管沟槽式影孔板沟槽式影孔板代表：代表：LG的的Flatron显像管显像管图形显示设备图形显示设备(6/21)(6/21)点状影孔板工作原理点状影孔板工作原理红红、绿绿、兰兰三基色三基色三色荧光点三色荧光点三个电子枪三个电子枪图形显示设备图形显示设备(7/21)显示器能同时显示的颜色个数显示器能同时
30、显示的颜色个数如果每个电子枪有256个等级，则显示器能同时显示256*256*256=16M种颜色，称为真彩系统图形显示设备(8/21)点距点距图形显示设备(9/21)*纯平显示器*走向平面的显像管球面显象管：表面：球面的一部分时间：90年代初柱面显象管：表面：柱面的一部分，垂直方向上平直，水平方向上有弯曲时间：90年代中期代表：Sony公司的Trinitron，Mitsubishi公司的Diamondtron平面直角显象管表面：球面的一部分，类似于平面时间：90年代中后期现在市场上的主流显象管纯平显象管表面：纯平面时间：90年代后期代表：Sony公司的FD Trinitron，Mitsubi
31、shi公司的Diamondtron，Samsung公司的DanyFlat，LG公司的Flatron今后的主流显象管图形显示设备图形显示设备(10/21)(10/21)纯平显示器的技术指标纯平显示器的技术指标点距：0.26mm,0.25mm,0.24mm带宽：110M208M最大分辨率：1600*1200/85，1280*1024/85对比度：亮度不均匀性：闪烁：功耗：100w左右主要产品举例LG的未来窗，美格的平面龙（Sony显象管），ADI的MicroScan（Sony显象管），三星700IFT等等图形显示设备图形显示设备(11/21)(11/21)随机扫描显示系统随机扫描显示系统特点：电子
32、束在任意方向上自由移动特点：电子束在任意方向上自由移动逻辑部件：刷新存储器逻辑部件：刷新存储器(Refreshing Buffer)，显，显示处理器示处理器(DPU:Display Processing Unit)，CRT系统结构系统结构图形显示设备图形显示设备(12/21)(12/21)显示文件显示文件(Display File)刷新存储器中所有绘图命令组成的文件刷新存储器中所有绘图命令组成的文件工作原理工作原理:存储管式的图形显示器存储管式的图形显示器光栅扫描显示系统光栅扫描显示系统特点：光栅扫描特点：光栅扫描扫描线扫描线帧帧水平回扫期水平回扫期垂直回扫期垂直回扫期应用程序 显示文件 CR
33、TDFTDPU图形显示设备(13/21)(13/21)图形显示设备(14/21)绘图过程绘图过程图形显示设备图形显示设备(15/21)(15/21)逻辑部件：帧缓冲存储器（逻辑部件：帧缓冲存储器（Frame Buffer)，视频控制器（视频控制器（Video Controller)，显示处，显示处理器（理器（Display Processor），），CRT帧缓冲存储器帧缓冲存储器作用：存储屏幕上像素的颜色值作用：存储屏幕上像素的颜色值简称帧缓冲器，俗称显存简称帧缓冲器，俗称显存工作原理工作原理Frame BufferIt contains colour information for each
34、 pixel1280 X 1024 X1 (B/W)4 (16 Colors)=0.655 M Byte8 (256 Colors)=1.31 M Byte24(16M Colors)=3.932 M ByteColor ModesTell how to interpret frame buffer valuesDirect Color ModeAlso called:True Color Mode or RGB Color ModePhysical law-these additive colors are enough to compose all other colorsIndexed
35、Color ModeAlso called:Color Map ModeMany applications do not require 16 million colors in the same picture at the same timeHardware implemented Color Map or Color Look-Up TableDirect,True or RGB Color ModeThe pixel value in the frame buffer is taken and directly interpreted as red,green and blue int
36、ensity and these values are then fed to the color gun of the displayMapped or Indexed Color Mode图形显示设备(17/21)图形显示设备图形显示设备(18/21)(18/21)简单的光栅扫描图形显示系统的结构简单的光栅扫描图形显示系统的结构较为典型的光栅扫描图形显示系统的结构较为典型的光栅扫描图形显示系统的结构图形显示设备(19/21)视频控制器视频控制器作用：刷新作用：刷新结构结构工作原理工作原理双缓冲机制（双缓冲机制（Double Buffer)普通显卡普通显卡=视频控制器视频控制器+显存显存图形
37、显示设备(20/21)显示处理器显示处理器作用：代替作用：代替CPU完成部分图形处理功能，扫描转完成部分图形处理功能，扫描转换、几何变换、裁剪、光栅操作、纹理映射等等换、几何变换、裁剪、光栅操作、纹理映射等等具有专用显示处理器的光栅显示系统的结构具有专用显示处理器的光栅显示系统的结构图形加速卡图形加速卡=视频控制器视频控制器+显存显存+显示处理器显示处理器图形显示设备(21/21)光栅显示系统的特点光栅显示系统的特点优点：优点：成本低成本低易于绘制填充图形易于绘制填充图形色彩丰富色彩丰富刷新频率一定，与图形的复杂程度无关刷新频率一定，与图形的复杂程度无关易于修改图形易于修改图形缺点：缺点：需要
38、扫描转换需要扫描转换会产生混淆会产生混淆缺点正在被克服缺点正在被克服优点使其占据了市场主流优点使其占据了市场主流液晶显示器液晶显示器LCD（Liquid Crystal Display)由六层薄板组成的平板显示器LCD技术指标技术指标可视角度可视角度 能看到清晰图象的最大角度能看到清晰图象的最大角度 点距点距 两个液晶颗粒（光点）之间的距离，一般0.280.32mm就能得到较好的显示效果 分辨率分辨率 液晶显示器的分辨率是指其真实分辨率，比如1024768的含义就是指该液晶显示器含有1024768个液晶颗粒 LCD优点优点 外观小巧精致外观小巧精致 不会产生闪烁现象不会产生闪烁现象 工作电压低
39、，功耗小，节约能源工作电压低，功耗小，节约能源 没有电磁辐射没有电磁辐射 等离子显示器等离子显示器PDP(-Plasma display planel)等离子体显示板也称为气体放电显示器（Gas-Discharge Display），通常用包括氖气在内的混合气体充如两块玻璃之间的区域，一块玻璃板上放置一组垂直导电带，而另一玻璃板上构成一组水平导电带，在成对的水平和垂直导电带上施以点火电压，导致两导电带交叉处的气体进入辉火放电的电子和离子等离子区。优点：平板式、透明，是一种非常稳定的器件。以上三种显示技术比较以上三种显示技术比较 其它显示器其它显示器薄片光电显示器薄片光电显示器发光二极管显示器发
40、光二极管显示器LED 激光显示器激光显示器 性质性质功功耗耗屏屏幕幕厚厚度度平平面面度度亮度亮度分辨分辨率率对对比比度度灰灰度度等等级级视角视角色彩色彩价价格格CRT大大大大大大一般一般好好中中中中好好大大丰富丰富低低LCD小小小小小小好好适中适中一般一般 差差差差一般一般中中低低等离子等离子中中中中小小中中好好好好好好中中 中中中中2008年4月16日,在日本首都东京举行的国际平板显示设备展览会上，一名男子在索尼公司展出的XEL-1型电视机前驻足观看，这款11英寸的有机EL电视机显示屏仅厚3毫米。有机EL电视机的显示器采用通电后自身能发光的有机材料制成，不需要背光源，因此可以做得更薄，而且还
41、有亮度和对比度高、画质好、省电等特点，被认为是可能取代液晶和等离子电视的下一代平板电视主力产品。新华社发（伍婧丹编辑）针式打印机针式打印机喷墨打印机喷墨打印机墨水：品红、黄、青、黑墨水：品红、黄、青、黑连续式和随机式；压电式、气连续式和随机式；压电式、气泡式、静电式、固体式泡式、静电式、固体式激光打印机激光打印机打印效果好、质量高打印效果好、质量高(清晰清晰)、速、速度快，但结构复杂。度快，但结构复杂。工作原理工作原理P22激光打印机激光打印机绘图仪绘图仪静电绘图仪静电绘图仪P22笔式绘图仪笔式绘图仪P24滚筒式滚筒式平板式平板式一种专用于图形显示的处理器，故一种专用于图形显示的处理器，故也称
42、显示处理器也称显示处理器DPU。采用流水线、并行处理等技术采用流水线、并行处理等技术Texas 的的TMS 34020Intel的的i860人们常听说的人们常听说的3dfx公司的公司的Voodoo系系列，列，S3公司的公司的GX系列，系列，nVIDIA公公司的司的TNT2，GeForce256以及用于专以及用于专业领域的业领域的Quadro(俗称俗称GeForce GL)都指的是显卡主芯片的代号都指的是显卡主芯片的代号 定义：定义：计算机硬件、系统和图形软件、计算机硬件、系统和图形软件、图形输入输出设备的集合。图形输入输出设备的集合。基本功能基本功能计算功能计算功能 形体设计，算法，数据库形体
43、设计，算法，数据库存储功能存储功能 图形数据，连接关系及属性图形数据，连接关系及属性对话功能对话功能 人人-机通讯机通讯输入功能输入功能 尺寸、参数、命令等尺寸、参数、命令等输出功能输出功能 个人计算机图形系统个人计算机图形系统工作站工作站32位或位或64位，位，CPU1个个精简指令精简指令(RISC)网络环境网络环境UNIX操作系统操作系统显示器显示器图形处理能力图形处理能力内外存较大内外存较大SGI IRIS工作站工作站P169 k=dy/dx k=(float)dy/(float)dx P185 图图4.3.9中，中，“边填充边填充”“种子填充种子填充”P201 图图4.6.3中，中，p2p3,P4p2,P3P4P316 图图6.2.17中点的标号中点的标号P327 1=P(1-cos/2)中，中，PP335 球面方程球面方程y=y0+rcossinP344 P2(u,w)=P3(u,w)?当当i=qP345 C1G1P364(Nx-1)/Ny-1)(Ny-1)/(Nx-1)图图7.2.5中，下面中，下面a-aP367 图图7.3.1中，中，b、c标题互换标题互换
