计算机图形学教案图形设备省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

第2章图形设备

提出问题■计算机图形系统包含哪些外部设备？

图形输入设备：概念、特点

图形显示设备：概念、结构原理、工作方式、特点

图形绘制设备：概念、特点第1页2.1图形输入设备■键盘（keyboard）

直接输入数据■鼠标器(mouse)

经过鼠标移动取得相对位置第2页■光笔(lightpen)

检测荧光屏发光点选择屏幕位置■触摸屏(touchscreen)以手指触摸方式选择屏幕位置触钮开关导线光孔透镜组笔体光导纤维图2-2光笔结构第3页■操纵杆(joystick)以杆移动选择位置■跟踪球（trackball）经过球旋转移动光标■空间球（spacegall）由受压方向取得方向数据■数据手套(dataglove)

是一个戴在手上传感器，它能给出用户全部手指关节角度改变，来自手套输入，可用来给虚拟场景中对象定位或操纵该场景。■数字化仪(digitizer)

用于跟踪输入图形坐标值模-数转换第4页■图象扫描仪(scaner)

可直接把图形图象输入到计算机中。经过光学扫描机构将灰度或彩色等级统计下来，并按图象方式进行存放。第5页■声频输入系统也称为声音输入系统，在一些图形工作站中，采取话音识别器作为输入设备，以接收操作者命令。■视频输入系统

视频信号采集板（卡）、视频信号输入卡、视频信号处理装置视霸卡（videoblunster）第6页2.2图形显示设备常见图形显示设备：

阴极射线管CRT阴极射线管彩色阴极射线管CRT图形显示器随机扫描图形显示器直视存放管图形显示器光栅扫描图形显示器平板显示器第7页■阴极射线管利用电磁场产生高速、经过聚焦电子束，偏转到屏幕不一样位置轰击屏幕表面荧光材料而产生可见图形。电子枪：产生高速电子束轰击荧光屏偏转系统：利用磁场使电子束产生偏转荧光屏：表面涂荧光粉，受电子束轰击时发光第8页

■彩色阴极射线管经过将红、绿、蓝三种彩色影象同时显示在管一个管屏上，合成一幅彩色图形。三基色标准荫罩式彩色显象管

主要结构：三色荧光屏、三支电子枪、荫罩板

第9页三色荧光屏荫罩板第10页穿透式彩色显示原理

结构经过控制电子束速度来取得不一样颜色第11页■随机扫描图形显示器（向量显示器、笔划显示器）

电子束定位和偏转含有随机性，即电子束扫描轨迹随显示内容而改变，只在需要地方扫描，而无须全屏扫描。特点：无冗余扫描、速度快、图象清楚、比光栅系统更高分辨率、生成光滑线条不能显示逼真场景、和电视标准不一致、驱动系统也较复杂第12页■直视存放管图形显示器象一个有长余辉荧光屏，一条线一旦画在屏幕上，在一小时之内都将是可见。特点：无需刷新、无闪烁、成本较低、不能显示彩色、不能局部修改、刷新慢第13页

■光栅扫描图形显示器电子束横向扫描屏幕，一次一行，从顶到底顺次进行。当电子束横向沿每一行移动时，电子束强度不停改变来建立亮点图案。分逐行扫描和隔行扫描第14页■平板显示器低电压、轻小型、数字化显示器件适合用于小型设备上显示装置

有五种：液晶显示器施加电压改变液晶光学效应等离子体显示板薄片光电显示器发光二极管显示器激光显示器第15页2.3图形显示子系统简单光栅图形显示子系统第16页惯用光栅图形显示子系统第17页

发展光栅图形显示子系统第18页相关概念■分辨率

屏幕分辨率

也称为光栅分辨率，屏幕所能显示最大分辨率。如：640×480800×6001024×768

显示分辨率

显示控制器所能够提供显示模式分辨率。显示模式

文本方式：用字符数乘积表示40×2580×25

图形方式：用象素点乘积表示

存放分辨率

帧缓冲区大小，普通用缓冲区字节数表示。

（与显示分辨率和像素点色彩都相关）第19页■象素与帧缓存

屏幕上一个象素点对应帧缓存中一组信息。

两种对应方法：

组合象素法（PackedPixelMethod）

颜色位面法（ColorPlaneMethod）第20页组合象素法一个图形象素点全部信息被编码成一个数据字节，按照一定方式存放到帧缓存中，编码字节长度与点属性（如颜色、灰度等）相关。第21页颜色位面法帧缓存被分成若干独立存放区域，每一个区域称为一个位面（BitPlane），每个位面控制一个颜色或者灰度，每一个图形象素点在每个位面中占一位，经过几个位面中同一位组合成一个象素。第22页第23页24位面帧缓存使用方法例：000RGB25500255255255黑色象素点红色象素点白色象素点第24页■颜色查找表

颜色查找表也称调色板，是由高速随机存放器组成，用来储存表示象素色彩代码。此时帧缓冲存放器中每一象素对应单元代码不再代表该象素色彩值，而是作为查色表地址索引。第25页第26页使用颜色查找表特点：

（1）节约空间（2）同屏可显示颜色数受限制

颜色索引调色板000010012010255255255255第27页

■显示长宽比

显示长宽比，即水平点数与垂直点数之