图形显示设备简述.doc

图形显示设备简述 §1 图形显示设备 一般的计算机都配备了高分辨率的显示器、图形卡或集成的视频系统，还配备了支持图形用户界面的操作系统。图形已经成为了标准。 在计算机应用程序中，最常用的CRT（阴极射线管）显示技术有向量刷新和光栅扫描。 矢量刷新显示器 刷新式CRT使用短余辉的荧光粉，涂层必须靠每秒30至50次的电子速轰击，来保持屏幕图形不闪烁(重画画面)。除阴极射线管外，它需要一个显示文件，一个显示控制器。 显示文件：一个内存区，容纳绘制要显示的对象的指令； 显示控制器：从显示文件中读取这些信息并把它转化为数 字命令，并将其发送到CRT。 矢量刷新显示器 :(P19) 有时有控制栅极和加速阳极（P19）。 ⊿ 控制栅极：通过改变控制栅的电压来控制显示的光强。荧光涂层发射光的强度依赖轰击屏幕的电子数量， 聚焦系统用来控制电子束，在轰击荧光屏时会聚 到一个小点，否则由于电子互相排拆，电子束 在靠近屏幕时会散开； ⊿ 加速阳极：带负电荷的自由电子，在高正电压作用下加速冲向荧光屏。 在高精度系统中，还使用附加的聚焦硬件，以保持电子束 能聚焦到所有屏幕位置，否则电子束只能在屏幕中心较好地聚焦，在屏幕边框时，所显示的图像变得模糊。 使用图形软件命令设定各个屏幕位置的亮度级。 ⊿ 二对偏转线圈 （X轴水平偏转和Y轴垂直偏转）： 偏转线圈的产生电磁场作用于电子束，使轰击屏幕的电子束发生偏转。 ⊿ CRT的分辨率（resolution） resolution是可以无重叠显示的最多点数。电子束轰击荧光屏，形成一个亮点，亮点中心位置的亮度最大，并按正态分布向亮点的边缘衰减。这个分布依赖于CRT电子束横截面电子密度分布。 resolution常常简述为每个方向的总点数，但更精确的定义是在水平和垂直方向上每厘米可绘制的点数640*480、1024*768. 1280*1024高分辨率 。 高清晰度系统（High-definition system） ⊿纵横比（aspect ratio） 在屏幕的二各方向上画相同长度的线段，二个方向点数的比值。（example chap2 pickCurve.prj） 光栅扫描显示器 一般使用的CRT图形监视器是基于电视技术的光栅扫描显示器。 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，电子的强度不断变化，以建立亮点的图案。 图形信息存于刷新缓冲器（refresh buffer）或帧缓冲器（fram buffer）的存储器中 该缓冲器保存一组对应屏幕所有点的强度值。 每个屏幕点看作一个象素pixel(picture element)。 光栅扫描系统对屏幕每一点都有存储强度信息的能力，使之较好地适用于包含细微阴影和彩色模式的场景的逼真显示。（家用电视即为一例） 亮度（ 颜色）：象素位置的亮度范围依赖于光栅系统的能力。 在简单的黑白系统中，每个屏幕点亮1、暗0，一位就可表示。 在彩色系统中，每个象素可多达24位，32位。 R、G、B各8位，颜色数224 = 17M种（真彩色系统） resolution: 1024*1024,24位(3 byte)的真彩色系统需要3M存储量作缓冲器。 ⊿ 水平(horizontal)回扫：每条扫线扫过后，返回到屏幕左端 ⊿ 垂直(vertical)回扫：在每帧的终了，电子束返回到屏幕左上角 光栅扫描显示的刷新是60-80帧/S的速率. ⊿ 刷新速度 每秒刷新的次数，称刷新速度。 如刷新速度60帧/秒，则称为刷新频率为60Hz。 有的系统采用隔行（interlaced）刷新方式，主要用于较慢的刷新速率，30帧/S采用隔行扫描，近似于60帧/S不闪烁。 2) 光栅扫描系统的组成（P29） CPU(中央处理器)，存储器， video controller视频控制器 （显示控制器display controller）， 监视器（显示器，屏幕） 3) 加速像素处理的速度 ⊿视频控制器每次从刷新缓冲器中取出多个像素放在像素寄存器中。 ⊿高性能系统中，提供两个帧缓冲器，一个用来刷新，另一个用来填充强度值；然后互换。 随机扫描显示器( random scan) （ 向量vecter显示器）， 当CRT的电子束只在屏幕的图形部分移动，扫描监视器一条线一条线地画图。 也称为笔划式（stroke writing），笔迹（calligraphic）显示器。 随机扫描显示器设计成30至60次/S画出图形的所有线条。（存储一组画线命令） 高性能的向量系统在这样的刷新速率中能处理约10万条短线，当显示的线条很少时，则延迟刷新周期，以免刷新速率超过60帧/S。（线条的刷新过快，可能烧坏荧光层）。 向量显示