[理学]2、计算机图形学的设备-系统.ppt

图形绘制设备(胶片输出机) 滚 筒、 激 光 头 服务器、 网目发生板、 数据交换板 电源、 激光控制电路 激光胶片输出机的硬件组成 图形绘制设备(胶片输出机) 有MapSetter 2000、MapSetter 4000、MapSetter 5000和MapSetter 6000四个型号。 MapSetter 2000：它的幅面为51厘米×66厘米，激光束8束，所用激光为氩离子蓝色激光，绘图分辨率2000点／英寸，能产生70～240线／英寸的网线或网目，网目百分比以及网线角度可任意设定，每4～6分钟可以输出一张胶片。 MapSetter 6000：幅面达120厘米×160厘米，绘图分辨率可达3629点／英寸。 美国Intergraph公司的MapSetter系列： 图形绘制设备(胶片输出机) Linotronic 930激光胶片输出机的幅面为75厘米×ll0厘米，绘图分辨率最高达3251点／英寸，有专用的Postscript光栅格式处理器。 Lino-Hell公司的Linotronic系列 图形处理器和图形系统 简单的光栅扫描图形显示系统的结构 其中，帧缓存为系统内存任一块区域，视频控制器能够直接存取该区域以刷新屏幕。 图形处理器和图形系统 较典型的光栅扫描图形显示系统的结构 其中，帧缓存可以是专用的存储器，也可以是系统内存中的一块固定区域。 普通显卡=视频控制器+显存 图形处理器和图形系统 较高端的光栅扫描图形显示系统的结构 图形加速卡=视频控制器+显存+显示处理器 显示处理器:代替CPU完成部分图形处理功能，扫描转换、几何变换、裁剪、光栅操作、纹理映射等 图形处理器和图形系统 图形处理器（GPU）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很强的3D处理能力，大大减轻了CPU的负担，提高了显示质量和显示速度。 图形处理器和图形系统 显卡工作原理简单示意图 图形处理器和图形系统 显示主芯片 显卡的核心，俗称GPU，它的主要任务是对系统输入的视频信息进行构建和渲染 显示缓存 用来存储将要显示的图形信息以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（RAM/DAC） 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 图形处理器和图形系统 典型的图形系统：计算机硬件，图形 I/O 设备，系统软件，图形软件。 外设 计算机 图形输入设备 图形输出设备 终端（可能不只一个） 软件 图形处理器和图形系统 图形系统=硬件设备+软件系统 现代计算机图形系统与一般计算机系统最主要的差别是具有图形的输入、输出设备以及必要的交互工具。 一个计算机图形系统一般应具有图形的计算、存储、对话、输入、输出等五个方面的基本功能。 图形处理器和图形系统 Basic Graphics System Input devices Output device Image formed in FB 图形处理器和图形系统 交互式图形系统=硬件设备+软件系统+人 图形处理器和图形系统 具有完整人机交互界面，集高性能的计算和图形于一身，可配置大容量的内存和硬盘，I/O和网络功能完善，使用多任务多用户操作系统的小型通用个人化计算机系统。 图形工作站 微机图形系统 ： PC＋图形显卡＋外设 专用图形工作站：SGI 、 SUN 图形处理器和图形系统 基本的图形硬件流水线 图形处理器和图形系统 应用程序阶段：把数据以图元的形式提供给图形硬件，例如用来描述三维几何模型的点、线或多边形。同时也提供用于表面纹理映射的图像或者位图。 图形处理器和图形系统 几何处理阶段：几何阶段主要负责大部分多边形和顶点操作，给定经过变换和投影之后的顶点、颜色以及纹理坐标。可以将这个阶段进一步划分为下图所示的几个功能阶段。 图形处理器和图形系统 像素处理阶段：光栅阶段的目的就是给每个像素正确配色，以便正确绘制整幅图像，这个过程称为光栅化或者扫描转换，也就是把屏幕空间的二维顶点转化为屏幕上的像素。 图形处理器和图形系统 图形标准：图形系统及其相关应用系统中各界面之间进行数据传送和通信的接口标准，以及供图形应用程序调用的子程序功能及其格式标准，前者称为数据及文件格式标准，后者称为子程序界面标准。 图形处理器和图形系统 面向图形设备的接口标准： 计算机图形元文件(CGM)，(CRT,Mouse,…) 计算机图形接口(CGI).设备驱动程序。 面向应用软件的标准： 程序员层次交互式图形系统（PHIGS）,GL