第二讲 图形设备与系统2015.pdf

2015春季计算机图形学之二春季计算机图形学之二 图形硬件图形硬件设备与系统设备与系统 讲授讲授：：李李 胜胜 助教：徐泽骅，王夏冬 北京大学信息科学技术学院 图形与交互技术实验室图形与交互技术实验室 实验室：理科1楼1316E 邮箱：lisheng@ xuzh@ wangxd@ 概概要要  图形显示设备  图形显卡图形显卡  交互设备交互设备  图形软件系统（openGL等） 图形软件系统（openGL等） 硬件发展 ，年，MITMIT，旋风，旋风一号（号（WhirlwindIWhirlwindI ）计算机的图）计算机的图 形显示器，类似于示波器的CRT来显示简单图形。  1958年美国Calcomp公司的滚动式绘图仪，GerBer公司 平板式绘图仪平板式绘图仪。  电子管计算机，机器语言编程，科学计算。  50年代末期，MIT林肯实验室，在Whirlwind上开发 SAGESAGE空中防御系统空中防御系统 ，用光笔在屏幕上指点用光笔在屏幕上指点 ，交互式图形交互式图形 学诞生。 硬件发展（续）硬件发展（续） 年MITMIT林肯室验室林肯室验室IvanESutherlandIvan.E.Sutherland的博士论的博士论 文：Sketchpad：一个人机通信的图形系统。  确定学科分支。  60年代年代 ：MIT、BellLab、通通用汽车汽车公司、剑桥大剑桥大 学。 学。 Ivan Sutherland (1963)Ivan Sutherland (1963) - SKETCHPADSKETCHPAD  pop-upmenus  constraint-baseddrawing  hierarchicalmodeling  hierarchicalmodeling 硬件发展（续）  60年代中期：随机扫描显示器，较高分辨率和 对比度对比度 ，良好的动态性能良好的动态性能。闪烁闪烁，需要刷新需要刷新。  60年代后期：存储管式显示器，存为靶像，不 需要刷新和缓存，价格较低，分辩率高，但不 具显示动态图形功能 不适合交互式 具显示动态图形功能 ，不适合交互式。 硬件发展 （（续））  1969年出现初期的显示器缓冲存储器，随后70年代进入光栅 扫描显示器实验阶段。  70年代：实用化。军事、工业、开始进入教育、科研……（上 万套）  特点：图形设备昂贵，功能简单，基于图形的应用软件缺乏。 硬件发展硬件发展((续续))  80年代：光栅显示器迅速发展并成熟，图形工作站， 迅速发展，数百万套图形系统.  基于基于电视技术的光栅图形显示器电视技术的光栅图形显示器 ，按像素存储于缓存按像素存储于缓存 器，按光栅扫描方式对存储器读写。图形处理与图像 处理结合处理结合。  90年代：液晶显示器，标准化、集成化、智能化、学 科交叉、图形学的各个分支出现。  图形加速卡图形加速卡。  头盔，立体显示器，显示阵列 图形绘制((核心))  1960s–解决可见性问题  Roberts (1963), Appel (1967) – 隐藏线消除算法 Warnock (1969), Watkins (1970)Warnock (1969), Watkins (1970) – 隐藏面消除算隐藏面消除算 法 Sutherland (1974)Sutherland (1974) – 可见性可见性 == 排序算法排序算法  – 可见性问题可见性问题  Roberts