计算机美术设计第二章

1、计算机图形设备及系统LOREM IPSUM DOLOR LOREM 201 计算机图形系统概述计算机图形系统概述02图形输入设备03图形显示设备图形显示设备04图形绘制设备目录04图形处理设备22.1.1 计算机图形系统的功能及组成图形软件图形软件图形硬件设备图形硬件设备图形应用软件图形应用软件图形支撑软件图形支撑软件图形计算机平台图形计算机平台图形设备图形设备计算机图形系统32.1.2计算机图形系统的基本功能1、处理功能：包含形体设计、分析，图形描述，基本几何元素（点、线、面等）的表示、求交运算、分类、几何变换，光、色模型的建立和计算，干涉检测等。2、存储功能：存储图形数据，包括图形几何数据

2、、拓扑关系及属性信息等。3、交互功能：通过图形显示器和图形输入设备实现用户与图形系统的人机通信。用户通过显示屏幕观察设计的图形，利用交互输入设备对图形进行在线的操作（增加、删除、修改等）以得到满意的设计结果。4、输入功能：将图形的形状、尺寸等有关的图形数据和操作命令输入到计算机中去。5、输出功能：把所设计的图形从计算机中输出出来，包括显示输出和硬拷贝输出两种形式。2.1.3工作站的特点与选择 工作站 具有高速的科学计算、丰富的图形处理、灵活的窗口及网络管理功能的交互式计算机系统。优点 价格便宜 良好的高层次的用户界面 可通过网络共享资源 图形功能强 硬件可扩充2.2图形输入设备最基本的输入设备

3、，具有最基本的输入设备，具有ASCII编码键、命令控制键和功能编码键、命令控制键和功能键，能用来输入图形坐标、选择菜单、选择图形功能等。键，能用来输入图形坐标、选择菜单、选择图形功能等。1 1、 键键盘盘控制光标移动用来输入定位坐标或选择操作的输入设备，它将移动控制光标移动用来输入定位坐标或选择操作的输入设备，它将移动距离及方向的信息变成数字脉冲信息送给计算机，由计算机转换成距离及方向的信息变成数字脉冲信息送给计算机，由计算机转换成光标的坐标数据，从而达到定位目的。根据位移测量方法不同将其光标的坐标数据，从而达到定位目的。根据位移测量方法不同将其分为：机电式、光机式和光电式三种分为：机电式、光

4、机式和光电式三种。 2 2、 鼠鼠标标光笔是一种检测装置，是光笔是一种检测装置，是“能检测出光的笔能检测出光的笔”。它。它靠检测荧光屏上的发光点来选择屏幕的位置坐标。靠检测荧光屏上的发光点来选择屏幕的位置坐标。 3 3、 光笔光笔（Ligt Pen）光笔的基本功能光笔的基本功能：定位、拾取和笔划跟踪。拾取是选中显示器上已显示的图形或文字。：定位、拾取和笔划跟踪。拾取是选中显示器上已显示的图形或文字。笔划跟踪是用光笔拖动光标实现定位笔划跟踪是用光笔拖动光标实现定位游戏杆：游戏杆：是有一根手柄的可摇动装置。手柄通过一个球形是有一根手柄的可摇动装置。手柄通过一个球形轴承半固定在底座上，在手柄运动时带

5、动一对电位器或电轴承半固定在底座上，在手柄运动时带动一对电位器或电脉冲产生器产生信号，控制屏幕上的光标的运动。脉冲产生器产生信号，控制屏幕上的光标的运动。跟踪球：跟踪球：跟踪球是一个球，可用手掌或掌心旋转使屏幕光跟踪球是一个球，可用手掌或掌心旋转使屏幕光标移动。附加的电位计量器用来测量球的旋转量和方向。标移动。附加的电位计量器用来测量球的旋转量和方向。4 4、游戏杆、游戏杆（Joy Stick）和跟踪球和跟踪球触摸屏触摸屏是允许用手指触摸的方式选择显示屏幕位置的显示器。是允许用手指触摸的方式选择显示屏幕位置的显示器。根据触点记录方式将触摸屏根据触点记录方式将触摸屏分为分为光学的、电子的和声学。

6、光学的、电子的和声学。5 5、 触摸屏（触摸屏（Touch ScreenTouch Screen）触摸屏绝对坐标系统触摸屏的视觉效果 透明度 色彩失真度 反光性 清晰度1）红外线技术触摸屏由装在触摸屏外框上的红外线发射与接收感测元件构成，在屏幕表面上，形成红外线探测网，任何触摸物体可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰，适宜恶劣的环境条件，红外线技术是触摸屏产品最终的发展趋势。优点 价格低廉 安装方便 缺点 容易损坏 分辨率低2）电容式触摸屏构造玻璃屏幕镀一层透明薄膜导体层，再在外面加一块保护玻璃。电容屏四边镀上电极。原理 电极低电压交流电场导体 耦合电容电流

7、人体电场手指电流强弱与手指到电极的距离成正比屏幕后的控制器计算电流比例及强弱得出触摸点的位置。3）电阻式触摸屏构造是薄膜加上玻璃的结构，薄膜和玻璃相邻的一面上均涂有导电涂层，具有很好的导电性和透明性。原理当触摸操作时，薄膜下层的涂层会接触到玻璃上层涂层，经由感应器传出相应的电信号，经过转换电路送到处理器，通过运算转化为屏幕上的X、Y值，而完成点选的动作，并呈现在屏幕上。构造由触摸屏、声波发生器、反射器和声波接受器组成。原理声波发生器能发送一种高频声波跨越屏幕表面，当手指触及屏幕时，触点上的声波即被阻止，由此确定坐标位置。4）声表面波式触摸屏6 图形扫描仪扫描仪是扫描仪是一种图像输入设备，是一种

8、图像输入设备，是直接把图形（工程图纸）和图像直接把图形（工程图纸）和图像（照片、广告等）扫描输入到计（照片、广告等）扫描输入到计算机中并以图像形式存储表示的算机中并以图像形式存储表示的设备。设备。单色扫描仪单色扫描仪彩色扫描仪彩色扫描仪手持式扫描仪手持式扫描仪大型扫描仪大型扫描仪台式扫描仪台式扫描仪扫描仪的扫描仪的两个重要指标两个重要指标是分辨率和支持的颜色是分辨率和支持的颜色数或灰度等级。数或灰度等级。7三维数字化仪2.3图形显示设备图形显示指的是在显示器屏幕上输出图形，图形显示指的是在显示器屏幕上输出图形，显示器通过显示卡接到系统总线上，显示器显示器通过显示卡接到系统总线上，显示器和显示卡

9、共同构成了显示系统。和显示卡共同构成了显示系统。阴极射线管式（阴极射线管式（CRT）平板显示器平板显示器2.3.1 CRT显示器单色阴极射线管单色阴极射线管彩色阴极射线管彩色阴极射线管1）阴极射线管阴极射线管阴极射线管（阴极射线管（CRT，Cathode Ray Tube）是）是CRT显显示器的主要组成部分。示器的主要组成部分。CRTCRT是一种真空器件，利用电磁场产生高速的、经过聚焦的是一种真空器件，利用电磁场产生高速的、经过聚焦的电子束，偏转到屏幕的不同位置轰击屏幕表面的荧光材料而电子束，偏转到屏幕的不同位置轰击屏幕表面的荧光材料而产生可见图形。产生可见图形。 电灯丝电灯丝阴极阴极控制栅控

10、制栅聚焦系统聚焦系统加速电极加速电极偏转系统偏转系统屏幕屏幕技术指标技术指标分辨率显示速度2）光栅扫描显示帧：帧：扫描方式：扫描方式：帧缓冲存储器存储空间 用来存放正在合成或显示的图像的存储器它是屏幕所显示画面的一个直接映象，又称为位映射图(Bit Map)或光栅。帧缓存的每一存储单元对应屏幕上的一个像素，整个帧缓存对应一帧图像。2.3液晶显示器液晶是一种介于液体和固体之间的具有规则性分子排列的有液晶是一种介于液体和固体之间的具有规则性分子排列的有机化合物，分子形状为细长棒形，长宽约机化合物，分子形状为细长棒形，长宽约1nm10nm。液晶受到电压时，改变物理性质发生形变，通光折射角度改液晶受到

11、电压时，改变物理性质发生形变，通光折射角度改变，产生色彩。变，产生色彩。由于由于CRT显示器体积大、重量重、耗电量高、产生显示器体积大、重量重、耗电量高、产生辐射与电磁波干扰等缺点，而液晶显示器能克服这辐射与电磁波干扰等缺点，而液晶显示器能克服这些不足，应用日益广泛，前景十分广阔。些不足，应用日益广泛，前景十分广阔。液晶显示器具有如下优点：体积小，重量轻；功耗低，液晶显示器具有如下优点：体积小，重量轻；功耗低，散热小；精确还原画面，文字锐利；画面不闪烁；幅散热小；精确还原画面，文字锐利；画面不闪烁；幅射小；屏幕调节简单方便。射小；屏幕调节简单方便。LCDLCD显示器图像质量还不够完善，色彩表现

12、和饱和度不及显示器图像质量还不够完善，色彩表现和饱和度不及CRTCRT显示器，而且响应时间也比显示器，而且响应时间也比CRTCRT显示器长，当画面更新速度显示器长，当画面更新速度快而剧烈时，画面延迟会产生重影、脱尾等现象。快而剧烈时，画面延迟会产生重影、脱尾等现象。2.3 图形绘制设备 图形输出包括图形显示和图形绘制。图形输出包括图形显示和图形绘制。图形绘制通常指把图形画在纸上，也图形绘制通常指把图形画在纸上，也称硬拷贝。绘图仪和打印机是两种最称硬拷贝。绘图仪和打印机是两种最常用的硬拷贝设备。常用的硬拷贝设备。 针式打印机针式打印机喷墨打印机喷墨打印机激光打印机激光打印机打印机可用打印机可用来

13、输出文本、来输出文本、数据和图形。数据和图形。针式打印机针式打印机 针式打印机的打印机头上装有一组打印针式打印机的打印机头上装有一组打印钢针，在打印机和打印头之间装有色带，通钢针，在打印机和打印头之间装有色带，通过选择打出的某些钢针撞击色带和纸将点阵过选择打出的某些钢针撞击色带和纸将点阵图案印在纸上。图案印在纸上。 打印时打印头从左至右移动来打印一行打印时打印头从左至右移动来打印一行，当打完一行后打印纸以一定的行距向前移，当打完一行后打印纸以一定的行距向前移动，以便打印下一行。动，以便打印下一行。按原理：拍合式、储能式。按原理：拍合式、储能式。机器本身和耗材的价格便宜机器本身和耗材的价格便宜精

14、度低、噪声大、容易断针、速度慢精度低、噪声大、容易断针、速度慢主要用于打印存折、票据、蜡纸等主要用于打印存折、票据、蜡纸等喷墨打印机 基本原理是通过喷墨头在打印纸上横向移基本原理是通过喷墨头在打印纸上横向移动时将小墨点喷射到打印纸上来形成图案动时将小墨点喷射到打印纸上来形成图案的。的。 墨水泵将黄、品红、青墨水泵将黄、品红、青3 3种颜色的墨水分别种颜色的墨水分别注入注入3 3支很细的喷笔中，在高压下，墨水通支很细的喷笔中，在高压下，墨水通过喷笔内细而长的玻璃毛细管喷到纸上。过喷笔内细而长的玻璃毛细管喷到纸上。 喷墨打印机因其价格喷墨打印机因其价格较激光打印机便宜，较激光打印机便宜，使用彩色墨盒的彩喷使用彩色墨盒的彩喷可打印彩色图形，所可打印彩色图形，所以是较理想的图形打以是较理想的图形打印设备，但速度较慢印设备，但速度较慢且耗财昂贵。且耗财昂贵。绘图仪 滚筒式绘图仪滚筒式绘图仪 平板式绘图仪平板式绘图仪