图形设备.ppt

华中科技大学计算机学院 陆枫 99-7 1999年7月 第2章 图形设备 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 2.1 图形输入设备 2.1.2 鼠标器(mouse) 鼠标按测量位移可分为： 用鼠标底部的转轮或滚轮来记录移动的总量和方向。 采用光学感应器来检测鼠标运动。 Z鼠标 2.1.3 光笔(light pen) 光笔是一种检测装置，它靠检测荧光屏上的发光点来选择屏幕的位置坐标。 2.1.4 触摸屏(touch screen) 这种装置以手指触摸的方式选择屏幕位置。 触摸板(touch panel) 红外线式触摸屏 电阻式触摸屏 电容式触摸屏 声波触摸屏 2.1.5 操纵杆(joystick) 2.1.7 数据手套(data glove) 数据手套是一种戴在手上的传感器，它能给出用户所有手指关节的角度变化，来自手套的输入，可用来给虚拟场景中的对象定位或操纵该场景。 2.1.8 数字化仪(digitizer) 数字化仪用来在所作的画或对象上扫描，并输入一组坐标位置，相互以直线段连接，以逼近曲线或表面形状。 2.1.10 图象扫描仪(scaner) 图象扫描仪可直接把图纸、图表、照片、广告画等输入到计算机中，在将它们传过一个光学扫描机构时，灰度或彩色等级被记录下来，并按图象方式进行存储。 2.1.11 声频输入系统 也称为声音输入系统，在某些图形工作站中，采用话音识别器作为输入设备，以接收操作者的命令。 2.1.12 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（video blunster） 图形输入设备实例I、II 2.2.1 阴极射线管CRT CRT（Cathode Ray Tube）是一种真空器件，它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产生可见图形。 从外形上看，CRT为：管颈部分、锥体部分、屏幕部分 从结构上看，CRT为：电子枪、偏转系统、荧光屏 (1)电子枪 电子枪的主要功能是产生一个沿管轴（Z轴）方向前进的细电子束轰击荧光屏 ?电子束应满足下列要求： a.具有足够的电流强度。 b.电流的大小和有无必须是可控的。 c.具有很高的速度。 d.在荧光屏上应能聚焦很小的光亮，以保证显示器有足够的分辨率。 造成枕形失真 可以导出，当偏转线圈的匝数一定时，偏转电流I与偏转角的正弦成正比。 校正的措施有二： 一是将产生偏转磁场的锯齿形电流预先产生一些失真； 二是“桶形失真” 电偏转 (3)CRT的荧光屏 CRT荧光屏（Phosphor Screen）是用荧光粉涂敷在玻璃底壁上制成的，常用沉积法涂敷荧光粉。玻璃底壁要求无气泡，表面光学抛光。 对荧光粉的性能要求是： 发光颜色满足标准白色、发光效率高、余辉时间合适以及寿命长等。 2. 彩色阴极射线管 三基色原则 ⑴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 三色荧光屏 显示原理 缺点 为了避免混色，荧光点的面积比电子束截面要大些 只有15%左右的电子到达屏幕 管子的亮度低 要提高管子的亮度，则需提高第二阳极的高压 黑底荫罩管 ⑵穿透式彩色显示原理 结构 缺点： 当图形彩色转换速度很快时，相应的高压转换速度亦迅速，这要求 ①转换速度 ②精度 ③功耗 2.2.2 CRT图形显示器 1. 随机扫描的图形显示器 向量（vector）显示器、笔划（Stroke writing）显示器 随机扫描（random-scan）的图形显示器中电子束的定位和偏转具有随机性，即电子束的扫描轨迹随显示内容而变化，只在需要的地方扫描，而不必全屏扫描。 随机扫描工作原理图： 随机扫描显示器的基本工作过程图 2. 直视存储管图形显示器 直视存储管DVST（direct-view storage tube）从表面上看直视存储管的特性极象一个有长余辉的荧光屏，一条线一旦画在屏幕上，在一小时之内都将是可见的。 特点： 无需刷新、 很复杂的图形都可以在极高的分辨率下无闪烁地显示、 成本较低 不能显示彩色、 不能局部修改、 擦除和重画过程对复杂图形来讲，可能要几秒钟 3. 光栅扫描的图形显示器 在光栅扫描系统中，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，电子束的强度不断变化来建立亮点的图案。 刷新速率：每秒60到80帧，即60Hz或80Hz。 水平回扫（horizontal retrace），行扫描 垂直回扫（verticle retrace），场扫描 逐行扫描和