1、會計學1 圖形系統及圖形硬件圖形系統及圖形硬件 2 第1頁/共92頁 3 計算機圖形系統的功能 圖圖2.1 計算機圖形系統的功能計算機圖形系統的功能 第2頁/共92頁 4 計算機圖形系統的結構 圖圖2.2 計算機圖形系統的結構計算機圖形系統的結構 第3頁/共92頁 5 第4頁/共92頁 6 第5頁/共92頁 7 光 孔 透鏡組 筆體 觸鈕開關 光導纖維 導線 圖圖2.3 光筆的結構光筆的結構 第6頁/共92頁 8 第7頁/共92頁 9 第8頁/共92頁 10 圖圖2.4 跟蹤球跟蹤球圖圖2.5 空間球空間球 第9頁/共92頁 11 第10頁/共92頁 12 第11頁/共92頁 13 第12頁/

2、共92頁 14 第13頁/共92頁 15 第14頁/共92頁 16 第15頁/共92頁 17 電子槍電子槍偏轉系統偏轉系統 熒光屏熒光屏 圖圖2.6 CRT的結的結 構構 第16頁/共92頁 以保證顯示器有足夠的分辨率。 18 第17頁/共92頁 19 燈絲 陰極 柵極 加速極 第二陽 極 第三陽極 石墨層 玻璃 燈絲 陰極 柵極 加速極 聚焦極 第二、四陽極 石墨層 玻璃 （b)四極電子槍（a)三極電子槍 圖圖2.7 CRT電子槍的結構電子槍的結構 第18頁/共92頁 20 圖圖2.8 磁偏轉磁偏轉 第19頁/共92頁 偏轉角較大，同樣的偏轉電流 增量所造成的偏轉距離增量最 大。 21 第2

3、0頁/共92頁 22 圖圖2.9 枕形失真與桶形失真枕形失真與桶形失真 周圍略弱。 第21頁/共92頁 23 圖圖2.10 電偏轉電偏轉 燈 絲 陰 極 加 速 極 控 制 柵 聚 焦 極 加 速 極 熒 光 屏 水 平 偏 轉 板 垂 直 偏 轉 板 第22頁/共92頁 余輝時間合適以及壽命長等。 24 第23頁/共92頁 25 彩色陰極射線管蔭罩式 圖圖2.11 三色熒光屏三色熒光屏 第24頁/共92頁 26 三支電子搶 電子束 小孔 蔭罩 三色熒光屏 彩色陰極射線管蔭罩式 圖圖2.12 三支電子槍三支電子槍 第25頁/共92頁 27 彩色陰極射線管蔭罩式 圖圖2.13 蔭罩蔭罩 第26頁

4、/共92頁 28 蔭罩 三色熒光屏 RGBR BRG RGBR 圖圖2.14 原理圖原理圖 第27頁/共92頁 29 彩色陰極射線管蔭罩式 圖圖2.15 黑底蔭罩管黑底蔭罩管 GR BRG G R B B R G RB 第28頁/共92頁 30 CRT圖形顯示器 p隨機掃描的圖形顯示器 p直視存儲管圖形顯示器 p光柵掃描的圖形顯示器 第29頁/共92頁 31 只在需要的地方掃描，而不必 全屏掃描。 隨機掃描的圖形顯示器 第30頁/共92頁 32 隨機掃描的圖形顯示器 圖圖2.16 隨機掃描圖形顯示器的工作原理隨機掃描圖形顯示器的工作原理 第31頁/共92頁 33 p 無冗余掃描、速度快、圖像清

5、晰、比光柵系統 更高的分辨率、生成光滑線條； p 不能顯示逼真場景、和電視標準不一致、驅動 系統也較復雜。 隨機掃描的圖形顯示器 第32頁/共92頁 34 都將是可見的。 直視存儲管圖形顯示器 第33頁/共92頁 35 屏 幕 存儲柵收集柵 寫電 子槍 電子流讀出電子槍 寫陰極 直視存儲管圖形顯示器 圖圖2.17 直視存儲管圖形顯示器的工作原理直視存儲管圖形顯示器的工作原理 工作原理工作原理 第34頁/共92頁 36 直視存儲管圖形顯示器 第35頁/共92頁 37 光柵掃描圖形顯示器 圖圖2.18 光柵掃描原理光柵掃描原理 水平掃描（顯示）水平掃描（顯示） 水平回掃（消隱）水平回掃（消隱） 垂

6、直回掃（消隱）垂直回掃（消隱） 第36頁/共92頁 輝亮放大器 視頻信號 水平同步 垂直同步 水平振蕩 垂直振蕩 水平驅動 垂直驅動 水平輸出 垂直輸出 高壓 CRT y x z 圖圖2.19 光柵掃描圖形顯示器的工作原理光柵掃描圖形顯示器的工作原理 第37頁/共92頁 39 入幀緩沖區的過程稱之為掃描 轉換過程。 光柵掃描圖形顯示器 第38頁/共92頁 40 emissive display） n發 射 顯 示 器 （ e m i s s i v e display） 平板顯示器（flat-panel display） 第39頁/共92頁 41 Diode, LED） 平板顯示器（flat-

7、panel display） 第40頁/共92頁 42 為液晶的電光效應。 液晶顯示器原理 第41頁/共92頁 43 圖圖2.20 液晶顯示原理液晶顯示原理 液晶顯示器原理 o液晶顯示的機理是通過能阻塞或傳遞光的液 晶材料，傳遞來自周圍的或內部光源的偏振 光。 第42頁/共92頁 44 液晶顯示器類型 第43頁/共92頁 45 液晶顯示器彩色 o液晶顯示器利用在一側的玻璃基板上加上一 個彩色濾光片（CF，Color Filter）實現彩色 。 o彩色濾光片上均勻分布著紅、綠、藍色小點 ，每個小點有各自不同的灰度，相鄰的一組 RGB小點構成一個基本的彩色顯示單元，即 一個像素。 第44頁/共92

8、頁 46 液晶顯示器彩色 圖圖2.21 彩色濾光片排列方式彩色濾光片排列方式 第45頁/共92頁 47 液晶顯示器分類 o扭曲向列型（TN，Twisted Nematic） o超扭曲向列型（STN，Super TN） o雙層超扭曲向列型（DSTN，Dual Scan TN ） o薄膜晶體管型（TFT，Thin Film Transistor） 第46頁/共92頁 48 等離子體顯示板 圖圖2.22 等離子體顯示板的基本結構等離子體顯示板的基本結構 第47頁/共92頁 49 薄片光電顯示器 圖圖2.23 薄片光電顯示器的基本結構薄片光電顯示器的基本結構 第48頁/共92頁 50 發光二極管（LE

9、D） o發光二極管采用二極管激發發光來顯示圖像。 二極管以矩陣排列形成顯示器的像素位置。圖 形的定義存儲在刷新緩沖器中。信息從刷新緩 沖器讀出，并轉換為電壓施于二極管，在顯示 器上產生發光圖案。 第49頁/共92頁 51 三維觀察設備 圖圖2.24 采用震動鏡面的三維顯示系采用震動鏡面的三維顯示系 統統 第50頁/共92頁 52 三維觀察設備 第51頁/共92頁 53 第52頁/共92頁 54 圖圖2.25 簡單的光柵圖形顯示子系統簡單的光柵圖形顯示子系統 第53頁/共92頁 55 圖圖2.26 常用的光柵圖形顯示子系統常用的光柵圖形顯示子系統 第54頁/共92頁 56 圖圖2.27 發展的光

10、柵圖形顯示子系統發展的光柵圖形顯示子系統 第55頁/共92頁 57 第56頁/共92頁 58 第57頁/共92頁 59 第58頁/共92頁 60 n光柵階段 繪制流水線 第59頁/共92頁 61 繪制流水線 圖圖2.28 繪制流水線的結構繪制流水線的結構 第60頁/共92頁 62 相關概念 第61頁/共92頁 63 相關概念分辨率 第62頁/共92頁 64 垂直方向上的光點數的乘積來 表示。 相關概念分辨率 第63頁/共92頁 65 相關概念分辨率 第64頁/共92頁 66 其中：n為顏色數或灰度等級數 相關概念分辨率 第65頁/共92頁 67 p 屏幕分辨率決定了所能顯示的最高分辨率。屏幕分

11、辨率決定了所能顯示的最高分辨率。 p 顯示分辨率和存儲分辨率對所能顯示的圖形分辨顯示分辨率和存儲分辨率對所能顯示的圖形分辨 率有控制作用。率有控制作用。 p 顯示器中的分辨率顯示器中的分辨率 帶寬帶寬 = A*水平像素點數水平像素點數*垂直像素點數垂直像素點數*刷新頻率刷新頻率 A常取常取1.344 相關概念分辨率 第66頁/共92頁 68 相關概念像素與幀緩存 第67頁/共92頁 69 相關概念像素與幀緩存 圖圖2.29 組合象素法組合象素法 第68頁/共92頁 70 相關概念像素與幀緩存 圖圖2.30 顏色位面法顏色位面法 第69頁/共92頁 圖圖2.31 具有具有24位面彩色幀緩存的顯示

12、位面彩色幀緩存的顯示 器器 第70頁/共92頁 72 的色彩值，而是作為查色表的 地址索引。 相關概念顏色查找表 第71頁/共92頁 圖圖2.32 具有具有24位面彩色幀緩存和位面彩色幀緩存和10位顏色查找表的顯示器位顏色查找表的顯示器 第72頁/共92頁 74 相關概念顯示長寬比 第73頁/共92頁 75 相關概念屏幕坐標系 圖圖2.33 不同顯示器的坐標不同顯示器的坐標 第74頁/共92頁 76 第75頁/共92頁 機、染料熱升華打印機和靜電 打印機等。 77 第76頁/共92頁 78 第77頁/共92頁 79 第78頁/共92頁 Architecture Review Board （AR

13、B）以投票方式產生，并 制成規范文檔公布。 80 第79頁/共92頁 81 第80頁/共92頁 82 第81頁/共92頁 83 圖圖2.34 OpenGL圖形處理系圖形處理系 統在計算機系統中的層次結統在計算機系統中的層次結 構構 統，第四層為 OpenGL，最上 面的層為應用軟 件。 第82頁/共92頁 84 圖圖2.35 一條簡化的一條簡化的OpenGL繪制流水線繪制流水線 第83頁/共92頁 85 nWindows專用庫：wgl 第84頁/共92頁 86 點數參數。 第85頁/共92頁 87 OpenGL數據類型數據類型內部表示法內部表示法定義為定義為C類型類型C字面值后綴字面值后綴 G

14、Lbyte8位整數位整數signed charB GLshort16位整數位整數shortS GLint，GLsizei32位整數位整數longL GLfloat，GLclampf32位浮點數位浮點數floatF GLdouble，GLclampd64位浮點數位浮點數doubleD GLubyte，GLboolean8位無符號整數位無符號整數unsigned charUb GLshort16位無符號整數位無符號整數unsigned shortUs GLuint，GLenum， GLbitfield 32位無符號整數位無符號整數unsigned longUi 表表2.1 OpenGL的數據結構的數據結構 第86頁/共92頁 88 第87頁/共92頁 89 glutDisplayFunc n運行框架（glutMainLoop） 第88頁/共92頁 90 第89頁/共92頁 91 混合色混合色紅色成分（紅色成分（R）綠色成分（綠色成分（G）藍色成分（藍色成分（B） 黑黑0.00.00.0 紅紅1.00.00.