计算机图形学第一章计算机图形色概述

第一章计算机图形色概述

二陈任二

上海大学计算机学院

rchen@

2009-11-291

什么是计算机图形学?

□计算机图形学是利用计算机研究图形的表,

示、生成、处理、显示的学科。

□计算机图形学是计算机科学中最为活跃、得

到广泛应用的分支之一。

2009-11-292

本课程将会讲到…

□程序控制的二维绘图=

□二维图形显示

□程序控制的三维建模(线框、面、体)

□程序控制的三维绘制」

■投影

■消隐

■光照模型与渲染(Rendering)算法

□色彩学

2009-11-293

本课程不会讲到...

口任何软件的应用，包括=

■Photoshop,CorelDraw,Flash,etc

■3DSMAX,Maya,etc

■AutoCAD,etc

□艺术设计_

□游戏设计

□OpenGL&DirectX的开发

□图像、视频处理

2009-11-294

□图形：计算机图形学的研究对象

■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

学方法描述的图形等等

□构成图形的要素

■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

2009-11-295

计奥机中表示图形的方法

□点阵表示

■枚举出图形中所有的点的灰度或颜色（强调图形由

点构成）

■简称为图像（数字图像）

□参数表示

■由图形的形状参数（方程或分析表达式的系数，线

段的端点坐标等）+属性参数（颜色、线型等）来表

示图形

■简称为图形

2009-11-296

1.1计算机图形学的收究内容

□如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图

形的计算、处理和显示的相关原理与算法，构成了

计算机图形学的主要研究内容。包括：

■图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图

「形生成算法、

■曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与

显示算法，

■科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿

真、虚拟现实等。

2009-11-297

归纳为：

□图形的输入

■如何开发利用图形输入设备及软件将图形输入到计

算机中去，以便作各种处理。

□图形的处理

■包括对图形进行变换（几何变换，投影变换）和运算

（集合运算），着色，形变等……

□图形的输出

■如何将图形特定的表示形式转换成图形输出系统便

于接受的表示形式，并将图形在显示屏、打印机绘

图机等输出设备上输出。

2009-11-298

计算机图形学与相关学科

图像生成（计算机图形学）

数

数

字

据

图像变换模型变换

模

图

（图像处理）y（计算几何）

型

像模型（特征）提取

（计算机视觉，模式识别）

□计算几何：研究几何形体在计算机中的表示；分析、研究怎样建

立几何形体的数学模型；研究曲线、曲面的表示、生成、拼接。

□图像处理：研究如何对数字图像做各种变换以方便处理；如何滤

波；如何压缩图像数据；图像边缘提取，特征增强。

□计算机视觉：图形学的逆过程，分析和识别输入的图像并从中提

取二维或三维的数据模型（特征）。如手写体识别、机器视觉。

□发展特点：交叉、界线模糊、相互渗透

2009-11-299

□计算机图形学

2009-11-2910

□图像处理

根

化►

前

优

化►

后

2009-11-2911

□计算几何

2009-11-2912

□计算机视觉

2009-11-2913

L2计算机图形学的发展历史

□50年代

■1950年，第一台图形显示器作为美国麻省理工学院

(MIT)旋风I号(WhirlwindI)计算机的附件诞

生了，它类似于示波器的CRT来显示简单图形。--

CRT的出现为计算机生成和显示图形提供了可能

■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，GerBer公司把数控机床发展

成为平板式绘图仪

■50年代末期，MlT的林肯实验室在“旋风”计算机上

开发SAGE空中防御体系，通过光笔在屏幕上指点

与系统交互。--标志着交互式图形技术的诞生

2009-11-2914

□60年代

■1962年，雷诺汽车公司的工程师PierreBQzier提

出B6zier曲线、曲面的理论

■1963年，MIT林肯实验室的IvanSutherland发表

了题为“Sketchpad：一个人机交互通信的图形系

统”的博士论文，提出了基本交互技术、图元分层表

-示概念及数据结构。确定了交互图形学作为一个学

科分支的施彳立。Sutherland本人也被公认为囱形

学之父。

■1964年MIT的教授StevenA.Coons提出了超限

插值的新思想，通过插值四条任意的边界曲线来构

造曲面。

2009-11-2915

□70年代

■光栅图形学迅速发展

□区域填充、裁剪、消隐等基本图形概念、及其相应

算法纷纷诞生

■图形软件标准化

□1974年，ACMSIGGRAPH的与“与机器无关的图

形技术”的工作会议

□ACM成立图形标准化委员会，制定“核心图形系

统”(CoreGraphicsSystem)

□ISO发布CGI、CGM、GKS、PHIGS等标准。

2009-11-2916

■真实感图形学

□1970年，Bouknight提出了第一个光反射模型

□1971年Gourand提出“漫反射模型+插值”的思

想，被称为Gourand明暗处理

□1975年，Phong提出了著名的简单光照模型-

Phong模型

■实体造型技术

□英国剑桥大学CAD小组的Build系统

□美国罗彻斯特大学的PADL-1系统

2009-11-2917

□80年代

■1980年Whitted提出了一个光透视模型-

Whitted模型，并第一次给出光线跟踪算法的范

例。

■1984年，美国Cornell大学和日本广岛大学的

学者分别将热辐射工程中的辐射度方法引入到

计算机图形学中，提出基于辐射度的图形绘制

方法。

■图形硬件和各个分支均在这个时期飞速发展

2009-11-2918

小知识：IvanSutherland

□1938年5月16日，出生于美国内布拉斯加州。

□在MIT导师Shannon的指导下，进行了图形编程的开发，作为

他博士研究的一部分。作为著名的科学家，ClaudeShannon

以前是不会和一个研究生共同工作的。

□Sutherland的计算机编程，被称为Sketchpad，是第一个可

以在显示屏幕上直接构造图形图像的系统，不用再通过键盘向

计算机输入代码和公式。

□1964年成为ARPA的信息处理技术办公室主任。1966年到哈

佛大学担任电子工程专业的副教授。在哈佛，Sutherland开始

研究通过把用户放入计算机生成的三维世界中进一步集成人脑

与计算机的可能性。这一方案的实现是通过在戴在用户头上的

双目眼镜内的小计算机屏幕上放映图像而完成的——这就是第

一台头盔式显示器。

2009-11-2919

小知识：IvanSutherland

□1968年，犹他大学电子工程教授。同时创立了Evans&

Sutherland,如今已成为业内的主导设计者和制造商。

□1975年，离开犹他大学和Evans&Sutherland,返回加州理

工学院型计算机科学系的系主任。

□1980年离开力口州理工，建立了Sutherland,Sproull,and

Associates,一个顾问和资本投资公司，即现今Sun微系统实

验室的五家伙伴公司之一。

□1988年获得A.M.图灵奖(A.M.TuringAward)。

2009-11-2920

ACMSIGGRAPH会整小知识

□全称：美国计算机协会图形学专业委员会，“the

SpecialInterestGrouponComputer

GraphicsandInteractiveTechniques^^

□60年代中期，由Brown大学的教授Andries

vanDam(Andy)和IBM公司的SamMatsa发

起

□1974年，在Colorado大学召开了第一届

SIGGRAPH年会，并取得了巨大的成功

□每年只录取大约50篇论文，而参加人数达几万人

□开设大量的相关课程，进行研究和应用培训

2009-11-2921

硬件的发展

□图形显示器的发展

■60年代中期：画线显示器（亦称矢量显示

器）。需要不停的刷新，设备昂贵，限制普及。

■60年代末，存储管式显示器

■70年代初，刷新式光栅扫描显示器出现，大大

地推动了交互式图形技术的发展。以点阵形式表

示图形，使用专用的缓冲区存放点阵，由视频控

制器负责刷新扫描

2009-11-2922

图形输入设备的发展

□第一阶段：控制开关、穿孔

纸等等

□第二阶段：键盘

□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，

□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、语音

表情等等

□第五阶段：用户的思维

2009-11-2923

图形软件发展及软件标准形成

三种类型的计算机图形软件系统：

□用某种语言写成的子程序包(图形库)

■GKS(GraphicsKernelSystem)

■PHIGS(Programmer'sHierarchicalInteractive

Graphicssystem)

■GL,DirectXDraw&DirectX3D

■便于移植和推广、但执行速度相对较慢，效率低

□扩充计算机语言，使其具有图形生成和处理的功能

■TurboPascal>TurboC,AutoLisp等。

■简练、紧凑、执行速度快，但不可移植

□专用图形系统：效率高，但系统开发量大，可移植性差

2009-11-2924

□通用的、与设备无关的图形包，图形标准

■GKS(GraphicsKernelSystem),第一个官方标准，

1977

■PHIGS(Programmer5sHerarchicalInteractive

Graphicssystem),1988

□一些非官方图形软件，广泛应用于工业界，成为事

实上的标准

■DirectX(MS)

■OpenGL(SGI)

■Xlib(X-Window系统)

■Adobe公司Postscript

□趋势:开放式、高效率

2009-11-2925

1.3计算机图形学的应用

□计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）

■CAD/CAM是计算机图形学在工业界最广泛、最活跃

的应用领域

□飞机、汽车、船舶的外形的设计

「□发电厂、化工厂等的布局「

]□土木工程、建筑物的设计「

□电子线路、电子器件的设计

Or**'atratr-az>«（»U«■•«・・，••»mai

2009-11-2926

波音公司的CAD案例

□波音飞机的设计：

■庞大的波音777飞机有300万

个部件，其设计过程却没有使

用过一张图纸，也没有做任何

1比1模型，全部都在电脑系统

中模拟完成。

■专业人员可在计算机网络上进

行三维模拟设计。利用数字软

件，波音777的300万个零部

件的尺寸和形状数据在工作开

始时就被存入了数据库。

■设计人员在需要时，可随时从

部件数据库中寻找匹配的部

件，无需重新设计。据计算，

应用这样的方法可使飞机设计

效率提高约3倍。

2009-11-2927

图形用户界面

□人机界面（HCI）：介于人与计算机之间，人与机器

的通信。用户接口是人们使用计算机的第一观感。一

个友好的图形化的用户界面能够大大提高软件的易用

性

□发展：

■由指示灯和机械开关组成的操纵界面

■由终端和键盘组成的字符界面（80年代）

■由多种输入设备和光栅图形显示设备构

成的图形用户界面（90年代）

■VR技术（发展方向）

2009-11-2928

□图形学已经全面融入HCI的方方面面，很多软件几乎可

以不看任何说明书，而根据它的图形、或动画界面的指

示进行操作，现代计算机界面是建立在以前的计算机图

形学研究基础上的。

□目前几个大的软件公司都在研究下一代用户界面，开发

面向主流应用的、自然、高效多通道的用户界面。研究

多通道语义模型、多通道整合算法及其软件结构和界面

范式是当前用户界面和接口方面研究的主流方向，而图

形学在其中起主导作用。

2009-11-2929

地理信息系统（GIS）

□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

□1998年，美国前副总统戈尔提出数字地球概念。以地形数

据作为载体，全球信息化.

□军事，政府决策，旅游，资源调查

2009-11-2930

M,

美国UCLA城市仿真小组：虚拟洛杉矶

深圳规划国土局：虚拟深圳

2009-11-2931

DataSourcesConnectorLayer

2009-11-2932

计算机艺术

□二维交互式绘图：Coreldraw,Photoshop

□相片真实感模拟与自然物体仿真技术

□三维建模和渲染软件包：3DSMAX,Maya

□分形艺术

2009-11-2933

早期：简单的二维交互式绘图(PhotoShop,

Flash,CorelDraw)

□优点：

■提供多种风格的画笔画刷

■提供多种多样的纹理贴图，甚至能对图象进行

雾化，变形等操作

「■可以任意修改，取消败笔「

□不足：

■无法达到传统绘画中风格化的艺术效果

■很难得到有素描效果、油画效果的艺术品

2009-11-2934

非真实感绘制（NPR,Non-

PhotorealisticRendering)

□用于模拟艺术效果，研究方法有别于真实感图形学

□钢笔素描的生成

■钢笔素描产生于中世纪，从19世纪开始成为一门艺术,

20世纪90年代开始研究用计算机模拟。

GeorgesWinkenbach绘制的Salisbury绘制的茶壶

壶和碗(Siggraph'96)(Siggraph'97)

2009-11-2935

Salisbury绘制的熊(Siggraph'97)OliverDeussen绘制的素描树

(Siggraph'2000)

2009-11-2936

□中国国画与书法的生成

2009-11-29

科学计算可视化

■海量的数据使得人们对数据的分析和处理变得越来越

难，用图形来表示数据的迫切性与日俱增

■1986年，美国科学基金会(NSF)专门召开了一次研讨

会，会上提出了“科学计算可视化(Visualizationin

ScientificComputing)”

■科学计算可视化广泛应用于医学、流体力学、有限元分

析、气象分析当中。

2009-11-2938

■在医学领域，可视化有着广阔的发展前途

□是机械手术和远程手术的基础

□将医用CT扫描的数据转化为三维图象，帮助医生

判别病人体内的患处

「□由CT数据产生在人体内漫游的图象「

■可视化的前沿与难点

□可视化硬件的研究

□实时的三维体绘制

□体内组织的识别分割---Segmentation

2009-11-2939

VirtualReality（虚拟现实、灵境）

□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，让用户可以从

自己的视点出发，利用自然的

技能和某些设备对这一生成的

虚拟世界客体进行浏览和交互

考察。

2009-11-2940

CAVE

□CAVEAutomaticVirtualEnvironment

2009-11-2941

在线虚拟现实

□VRML

□QuickTimeVR

模报高懑公路

2009-11-2942

计算机图形学的热点茗术

□真实感图形实时绘制=

□自然景物仿真------------

□计算机动画---------------

□造型技术

2009-11-2943

真实感图形实时绘制

□计算机中重现真实世界的场景叫做真实感绘制。

□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，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

余寸寸。

□研究内容：

■光照模型：简单光照模型；局部光照模型；整

体光照模型

■绘制方法：光线跟踪；辐射度

2009-11-2944

真实感图形实时绘制

□物体网格模型的面片简化：对网格面片表示的模型，在一定

误差的精度范围内，删除点、边、面，从而简化所绘制场景

的复杂层度，加快图形绘制速度

□基于图象的绘制(IBR,ImageBasedRendering)：完全

摒弃传统的先建模，然后确定光源的绘制的方法。它直接从

一系列已知的图象中生成未知视角的图象，适用于野外极其

复杂场景的生成和漫游。

2009-11-2945

自然景物的模拟

□野外场景远远复杂于室内场景，绘制难度更大，方法更趋

多样化

□主要绘制山、水、云、树、草、火等等

□绘制火的粒子系统(ParticleSystem),基于生理模型

的绘制植物的方法，绘制云的细胞自动机方法等

2009-11-2946

由清华大学自然景物平台生成日本YoshinoriDobashi等

的野外场景人绘制的真实感云

2009-11-2947

Xfrog3.0生成

的挪威云杉

2009-11-2948

计算机动画

□计算机动画近十多年来取得了很大的发展，已渗透到人们生活

的各个角落

■商业广告、影视特技/片头、动画片

■教育、军事、飞行模拟等

口分类_

■二维动画

□图象变形

□形状混合

■三维动画

□关键帧动画

□变形物体的动画

□过程动画

□关节动画与人体动画

2009-11-2949

基于特征的图象变形

2009-11-2950

TheIncredibles

2009-11-2951

造型技术

■规则形体：欧氏几何方法

■不规则形体：

□分形几何方法

「□粒子系统「

□纹理映射

■实体造型

■基于物理的造型

■基于图像的造型

2009-11-2952

2009-11-29

2009-11-2954

2009-11-2955

L5图形设备

□图形显示设备

■图形输出包括图形的显示和图形的绘制，图形

显示指的是在屏幕上输出图形

■图形绘制通常指把图形画在纸上，也称硬拷

贝，打印机和绘图仪是两种最常用的硬拷贝设

备

2009-11-2956

□彩色CRT显示器

■CRT（CRTCathode-RayTube,阴极射线

管）

■组成

□电子枪

□聚焦系统

□加速系统

□磁偏转系统

2009-11-2957

聚焦系统加速电极

偏转板

（高压包）

CRT显示器的简易结构图

2009-11-2958

显示器工作原理

□高速的电子束由电子枪发出，经过聚焦系统、加

速系统和磁偏转系统就会到达荧光屏的特定位

置。

□由于荧光物质在高速电子的轰击下会发生电子跃

迁，即电子吸收到能量从低能态变为高能态。由

于高能态很不稳定，在很短的时间内荧光物质的

电子会从高能态重新回到低能态，这时将发出荧

光，屏幕上的那一点就会亮了

■由于余晖时间有限，所以要保持显示一幅稳定的画

面，必须不断地发射电子束。

2009-11-2959

□电平控制器（控制栅）是用来控制电子束的强弱的，

当加上正电压时，电子束就会大量通过，将会在屏

幕上形成较亮的点，当控制电平加上负电压时，依

据所加电压的大小，电子束被部分或全部阻截，通

过的电子很少，屏幕上的点也就比较暗。

□聚焦系统是一个电透镜，能使众多的电子聚集于一

点。

□加速电极使电子达到轰击激发荧光屏应有的速度。

最后由磁偏转系统来达到指定位置。

2009-11-2960

□偏转系统控制电子束，使其在荧光屏的适当位置

绘图。

■要到达屏幕的边缘时，偏转角度就会增大。到达屏幕

最边缘的偏转角度被称为最大偏转角

■CRT显示器屏幕越大，要求最大偏转角越大，则整个

显象管就越长

■刷新频率

□刷新一次是指电子束从上到下扫描一次的过程

□刷新频率高到一定值后，图象才能稳定显示

2009-11-2961

扫描线

垂直回扫

电子束扫描过程示意图

2009-11-2962

■隔行扫描与逐行扫描

□有些扫描速度较慢的显示器，为了

能得到好的显示效果，采用一种叫

隔行扫描的技术。

□首先从第。行开始，每隔一行扫

扫描线

描，将偶数行都扫描完毕垂直回扫

后，电子束从第1行开始扫描所有

奇数行。

□这样的技术相当于将扫描频率加

倍，比如逐行扫描30Hz人们会觉

得闪烁，但是同样的扫描频率，如

果用隔行扫描技术人们就不会觉得

垂直回扫

闪烁。

2009-11-2963

□荧光屏是最终显示图形的部件。电子束打在荧光屏

上，产生光点。

■电子束的强弱决定了光点的亮度。

■CRT在水平方向和垂直方向上能识别的最大光点数称为

分辨率。光点也称为像素(Pixel)。

■常见的分辨率有

640X480,1024X768,1024*1024,1280*1024

等。

2009-11-2964

彩色CRT显示器

□早期：射线穿透法

□影孔板法

■彩色CRT显示器的荧光屏上涂有三种荧光物

质，它们分别能发红、绿、兰三种颜色的光。

而电子枪也发出三束电子束来激发这三种物

质，中间通过一个控制栅格来决定三束电子到

达的位置。

■三束电子经过荫罩的选择，分别到达三个荧光

点的位置。通过控制三个电子束的强弱就能控

制屏幕上点的颜色。

2009-11-2965

荫罩式彩色CRT显色原理

2009-11-2966

■三束电子经过荫罩的选择，分别到达三个荧光

点的位置。通过控制三个电子束的强弱控制屏

幕上点的颜色。

■如将红、绿两个电子枪关了，屏幕上就只显示

二兰色了。

■如果每一个电子枪都有256级（8位）的强度控

制，那么这个显象管所能产生的颜色就是我们

平时所说的24位真彩色了。

■VC编程中的颜色控制“0XFF8800”

2009-11-2967

球面显示器与柱面显示器

□普通的显象管采用的都是荫罩式显象管，显象管的表面呈

略微凸起的球面状，故称之为“球面管，而柱面显象管采

用荫栅式结构，它的表面在水平方向仍然略微凸起，但是

在垂直方向上却是笔直的，呈圆柱状，故称之为“柱面

管”。

□事实上从原理来说两者的区别只是光线的选择方式和荧光

点的排列不同而已，但是两者的显示效果区别是很明显

的，荫栅式显象管亮度更高，色彩也更鲜艳。

□柱面管由于在垂直方向上平坦，因此与球面管相比几何失

真更小，而且能将屏幕上方的光线反射到下方而不是直射

入人眼中，因而大大减弱了眩光。

2009-11-2968

□常用的荫栅式显象管

有：

■日本索尼公司的特丽珑管

Trinitron

■三菱公司的钻石珑管二

Diamondtron

■两者稍有不同。

荫栅式彩色CRT显色原理

2009-11-2969

息H:为.25的性点X为.诩球

面显示器

柱面和球面显示器点距定义示意图

2009-11-2970

平面显示器

□最近两年刚刚推出的产品，荧光屏为完全平面，大

大提高了图形的显示质量。

□由于玻璃的折射，屏幕会产生内凹的现象，但是通

过一定的补偿技术，就能产生真正平面的感觉。

□由于平面显示器的高清晰度、低失真以及对人眼的

低伤害，已经越来越得到人们的喜爱。

2009-11-2971

LCD显示器

□CRT固有的物理结构限制了它向更广的显示领域发

展

■屏幕的加大必然导致显象管的加长，显示器的体积必然要

加大，在使用时候就会受到空间的限制

■CRT显示器是利用电子枪发射电子束来产生图像，容易受

电磁波干扰

■长期电磁辐射会对人们健康产生不良影响

□LCD显示器的优点

■外观小巧精致，厚度只有6.5〜8cm左右。

■不会产生CRT那样的因为刷新频率低而出现的闪烁现象

■工作电压低，功耗小，节约能源

■没有电磁辐射，对人体健康没有任何影响

2009-11-2972

两款LCD(SONY)

2009-11-2973

LCD显示器基本原理

□液晶是一种介于液体和固体之间的特殊物质，它具有液

体的流态性质和固体的光学性质。当液晶受到电压的影

响时，就会改变它的物理性质而发生形变，此时通过它

的光的折射角度就会发生变化，而产生色彩。

□液晶屏幕后面有一个背光，这个光源先穿过第一层偏光

板，再来到液晶体上，而当光线透过液晶体时，就会产

生光线的色泽改变，从液晶体射出来的光线，还得必须

经过一块彩色滤光片以及第二块偏光板。

2009-11-2974

口液晶显示有主动式和被动式两种

■被动式液晶屏幕有STN（SuperTN超扭曲向列LCD）

和DSTN（DoublelayerSuperTN双层超扭曲向列

LCD）等

■最流行的主动式液晶屏幕是TFT（ThinFilm

Transistor薄膜晶株管）

■主动式液晶显示器使用了FET场效晶体管以及共通电

极，这样可以让液晶体在下一次的电压改变前一直保持

电位状态。这样主动式液晶显示器就不会产生在被动式

液晶显示器中常见的鬼影、或是画面延迟的残像等

2009-11-2975

LCD显示器的基本指标

□可视角度

■视线与屏幕中心法向成一定角度时，人们就不能清晰地看到

屏幕图象，而那个能看到清晰图象的最大角度被我们称为可

视角度。一般所说的可视角度是指左右两边的最大角度相

加。

■工业上有CR10(ContrastRatio)、CR5两种标准来判断

液晶显示器的可视角度。

□点距与分辨率

■液晶屏幕的点距就是两个液晶颗粒(光点)之间的距离，一

般0.28〜0.32mm就能得到较好的显示效果

■通常所说的液晶显示器的分辨率是指其真实分辨率，表示水

平方向的像素点数与垂直方向的像素点数的乘积

2009-11-2976

图形处理器(GPU)

□图形处理器是图形系统结构的

重要元件，是连接计算机和显

示终端的纽带。

□早期的图形处理器只包含简单

的存储器和帧缓冲区，它们实

际上只起了一个图形的存储和

传递作用，一切操作都必须有

CPU来控制。

□现在的图形处理器不单单存储

图形，而且能完成大部分图形

函数，专业的图形卡已经具有RADEONX800

很强的3D处理能力，大大减轻制作工艺：0.13Micron

了CPU的负担，提高了显示质晶体管：160Million

量和显示速度。

2009-11-2977

图形处理器的组成

□显示主芯片

■显卡的核心，俗称GPU,它的模拟信号输出

主要任务是对系统输入的视频信

息进行构建和渲染计算

□显示缓存机控

制信

■用来存储将要显示的图形信息以号

及保存图形运算的中间数据

■显存的大小和速度直接影响着主

芯片性能的发挥

□数字模拟转换器（RAMDAC）

■它的作用就是把二进制的数字转

换成为和显示器相适应的模拟信

号

2009-11-2978

□帧缓存⑴

■存储将要显示的图形信息：屏幕每象素的色彩

■不同的显示器设置，帧缓存不同

■双帧缓存：用于计算密集的情况（如实时三维游戏）

0

0

帧缓存

后台缓\前台缓

记录屏幕每象素

冲区冲区

的色彩

计算COPY一周