第2部分光栅设备.ppt

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计算机图形学 * 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 第二章 光栅设备 2.1 光栅输出设备 光栅扫描显示系统 几个概念: 行频、帧频 水平扫描频率为行频。垂直扫描频率为帧频。 逐行扫描、隔行扫描 隔行扫描方式是先扫偶数行扫描线,再扫奇数行扫描线。 像素 整个屏幕被扫描线分成 n 行,每行有 m 个点,每个点为一个像素。整个屏幕有 m × n 个像素。 分辨率 是指CRT在水平或垂直方向的单位长度上能分辨出的最大光点(像素)数,分为水平分辨率和垂直分辨率。 通常用屏幕上像素的数目来表示。比如上述的 n 行,每行 m 点的屏幕分辨率为 m × n 。 分辨率越高,相邻象素点之间的距离越小,显示的字符或图像也就越清晰。 几个概念(续): 显示速度 指显示字符、图形特别是动态图像的速度,与显示器的分辨率及扫描频率有关。 可用最大带宽(水平象素数 × 垂直象素数 × 最大帧频)来表示。 几个概念(续): 点距 相邻像素点之间的距离,与分辨率指标相关。 亮度等级与色彩等级 亮度等级又称灰度,主要指单色显示器的亮度变化; 色彩等级与荧光屏的质量有关,并受显示存储器VRAM容量的影响。 几个概念(续): 图像刷新 由于CRT内侧的荧光粉在接受电子束的轰击时,只能维持短暂的发光,根据人眼视觉暂留的特性,需要不断进行刷新才能有稳定的视觉效果; 图像的刷新频率等于帧扫描的频率(帧频),用每秒刷新的帧数表示;目前刷新频率标准为每秒50~120帧。 几个概念(续): 帧缓冲存储器(显示存储器) 简称帧缓冲器,俗称显存。存储用于刷新的图像信息的存储器。 几个概念(续): 帧缓冲存储器(显示存储器) 作用:存储屏幕上像素的颜色值 帧缓冲存储器的大小通常用X方向(行)和Y方向(列)可寻址的地址数的乘积来表示,称为帧缓冲存储器的分辨率。 帧缓存中单元数目与显示器上像素的数目相同,单元与像素一一对应,各单元的数值决定了其对应像素的颜色。 显示颜色的种类与帧缓存中每个单元的位数有关(图示帧缓冲器的每个单元只有一位)。 黑白光栅扫描显示器 (逻辑框图如上):其中帧缓存是一块连续的计算机存储器。对于黑白单灰度显示器每一象素需要一位存储器,对一个1024×1024象素需要的最小缓存为220,并在一个位面上。 (上为具有N位面灰度等级帧缓存)在光栅图形显示器中需要足够的位面和帧缓存结合起来才能反映图形的颜色和灰度等级。 该存储器的中的二进制的数被翻译成灰度等级,范围是0到2N-1之间。 彩色光栅扫描显示器 (下逻辑图):对于红、绿、蓝三基色有三个位面的帧缓存和三个电子枪。 彩色光栅扫描显示器 每个颜色的电子枪可以通过增加帧缓存位面来提高颜色种类的灰度等级。 每种基(原)色电子枪有8个位位面的帧缓存和8位的数模转换器,每种原色可有256种灰度,三种原色的组合将是(28)3=224。 彩色光栅扫描显示器 若每个单元有24位(每种基色占8位)即显示系统可同时产生224种颜色(24位真彩色)。 分辨率M*N、颜色个数K与显存大小V的关系 彩色光栅扫描显示器 3个位面分辩率是1024×1024的显示器,需要3×1024×1024(3145728)位的存储器。若存储器大小固定,则屏幕分辩率与同时可用的颜色种数成反比关系。 例如:1兆字节的帧缓存---若设分辩率为640×480,则帧缓存每个单元可有24位,可能同时显示224种颜色;若设分辩率为1024×768,则每个单元分得的位数仅略多于8,只能工作于256色显示模式下。 彩色光栅扫描显示器 显存问题 高分辨率和真彩要求有大的显存; 曾经是个问题! 解决方法:采用查色表(Lookup Table)或称彩色表(Color Table) 查色表工作原理 1024*768真彩模式需要接近3M字节显存 查色表(look up Table) 是一维线性表,其每一项的内容对应一种颜色,它的长度由帧缓存单元的位数决定,例如:每单元有8位,则查色表的长度为28=256 查色表(look up Table)

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