圖形系統ppt課件(2)(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 《交互式計算機圖形學》 南京航空航天大學 伍鐵軍 33 屬于非發射平板顯示器。 利用光學效應，將太陽光或其它光源的光，轉換為圖形圖案。 生成圖形的機理： 通過能阻塞或傳遞光的液晶材料，傳遞或阻塞來自周圍的或內部光源的偏振光。 用于計算器、電子表、手機、尋呼機、商務通、便攜式 /筆記本計算機等儀器上。 特點： 體積小、功耗 /價格低，但分辨率 /對比度低、色彩 /灰度等級不豐富。 1) 液晶顯示器 (LCD—— Liquidcrystal display) 《交互式計算機圖形學》 南京航空航天大學 伍鐵軍 34 液晶是一種介于液體和固體之間的 線狀結晶結構分子 ，它具有液體的流態性質和固體的光學性質。當液晶受到電壓的影響時，因液晶分子重新排列就會發生形變而改變它的物理性質，此時通過它的光的折射角度就會發生變化，而產生色彩。 液晶屏幕后面通常有一個 背光 ，這個光源先穿過第一層 偏光板 ，再來到 液晶體 上，而當光線透過液晶體時，就會產生光線的色澤改變，從液晶體射出來的光線，還須經過一塊 彩色濾光片 以及第二塊偏光板。由于兩塊偏光板的 偏振方向 成 90度，再加上電壓的變化和一些其他的裝置，液晶顯示器就能顯示我們想要的顏色了。 《交互式計算機圖形學》 南京航空航天大學 伍鐵軍 35 兩塊玻璃板上分別有一個互成一定角度的光偏振器；還分別排放有水平 /垂直的透明導體行 /列。兩行列導體交叉處定義一個像素位置。 《交互式計算機圖形學》 南京航空航天大學 伍鐵軍 36 關態 《交互式計算機圖形學》 南京航空航天大學 伍鐵軍 37 屬于發射平板顯示器。 在高壓電的作用下，氣體被電離，電子從原子中游離出。當電子又重新與原子結合在一起時，能量會以光子的形式釋放出來，此時氣體就會釋放出具有特征的橙紅色輝光。還有薄片光電顯示器、發光二極管等。 特點： 有很好的動態特性，分辨率 /對比度高，功耗低，但價格高。 2）等離子顯示器 《交互式計算機圖形學》 南京航空航天大學 伍鐵軍 38 《交互式計算機圖形學》 南京航空航天大學 伍鐵軍 39 圖象生成器 顯示存儲器 彩色表 監視器 主機 CRT控制器 讀 /寫 讀 同步信號 象素值 顏色 (亮度 ) 1. 圖象生成器根據主機發送來的繪圖命令 ,把圖畫在顯示存儲器中 ,即在顯示存儲器中生成所顯示畫面的位圖 . 1 （ 3）光柵掃描顯示器的工作過程 1）光柵掃描顯示器的組成 《交互式計算機圖形學》 南京航空航天大學 伍鐵軍 40 圖象生成器 顯示存儲器 彩色表 監視器 主機 CRT控制器 讀 /寫 讀 同步信號 象素值 顏色 (亮度 ) 1 2 2 2. CRT控制器一方面產生水平和垂直同步信號送到監視器去 ,使 CRT電子束掃描 ,形成光柵 , 另一方面根據電子束在屏幕上的行、列位置，自動計算生成顯示存儲器的相應地址，不斷地讀出顯示存儲器中的位圖數據。 《交互式計算機圖形學》 南京航空航天大學 伍鐵軍 41 圖象生成器 顯示存儲器 彩色表 監視器 主機 CRT控制器 讀 /寫 讀 同步信號 象素值 顏色 (亮度 ) 3. 顯示存儲器中讀出的數據 (象素值 ),經過查彩色表后 ,轉換成 RGB三原色的亮度 ,在不使用彩色表的顯示器中 ,象素值直接是三原色的亮度值 . 1 3 2 2 《交互式計算機圖形學》 南京航空航天大學 伍鐵軍 42 圖象生成器 顯示存儲器 彩色表 監視器 主機 CRT控制器 讀 /寫 讀 同步信號 象素值 顏色 (亮度 ) 4. 顏色亮度信號也稱為圖象信號或視頻信號 ,它控制著CRT電子束的通、斷、強和弱，從而在 CRT屏幕上形成一幀與顯示存儲器中所存映象相對應的可見顯示畫面 . 1 3 2 4 2 《交互式計算機圖形學》 南京航空航天大學 伍鐵軍 43 為了不使屏幕上的畫面發生閃爍，上述過程24應反復進行。一般要求 CRT的幀頻為 5060/秒，高性能顯示器的幀頻為 6070/秒 。 《交互式計算機圖形學》 南京航空航天大學 伍鐵軍 44 光柵顯示系統離不開圖形處理器，圖形處理器是圖形系統結構的重要元件，是連接計算機和顯示終端的紐帶。 有顯示系統就有圖形處理器（俗稱 顯卡 ），早期的顯卡只包含簡單的 系統存儲器和幀緩沖存儲器 ，它們只起了圖形的 存儲和傳遞 作用， 一切操作都必須有 CPU來控制 。這對于文本和一些簡單的圖形來說是足夠的，但是當要處理復雜場景特別是一些真實感的三維場景，這種系統是無法完成任務的。 2) 圖形處理器 《交互式計算機圖形學》 南京航空航天大學 伍鐵軍 45 后來發展的圖形處理器新增加了有 圖形處理功能（如掃描轉換、光柵操作等）的 顯示處理器 ；不僅 存儲圖形 ，而且 能完成大部分圖形函數 ，大大減輕了 CPU的負擔，提高了顯示能力和顯示速度。 因為這種圖形處理系統有 兩個處理器 （ CPU、 顯示處理器）、 三個存儲器 （系統存儲器、顯示處理存儲器、幀緩沖存儲器）。系統存儲器存放由 CPU執行的程序、圖形指令、操作系統命令等；顯示處理存儲器存放掃描轉換、光柵操作的程序；幀緩沖存儲器存放掃描轉換、光柵操作所產生的圖像。 《交互式計算機圖形學》 南京航空航天大學 伍鐵軍 46 隨著電子技術的發展，顯卡技術含量越來越高，功能越來越強，許多專業的圖形卡已經具有很強的3D處理能力 ，這些 3D圖形卡 已走向個人計算機。 一些專業的顯卡具有的晶體管數甚至比同時代的 CPU的晶體管數還多。如 2022年加拿大 ATI公司 推出的 RADEON顯卡芯片 含有 3千萬顆晶體管，達到每秒15億個像素填寫率。 《交互式計算機圖形學》 南京航空航天大學 伍鐵軍 47 一個顯卡的主要配件有 顯示主芯片、顯示緩存（簡稱顯存）、數字模擬轉換器（ RAMDAC）。 《交互式計算機圖形學》 南京航空航天大學 伍鐵軍 48 顯示主芯片 是顯卡的核心，俗稱 GPU， 主要任務是對系統輸入的視頻信息進行構建和渲染，各圖形函數基本上都集成在這里。如現在許多 3D卡都支持的 OpenGL硬件加速功能和 DirectX功能以及各種紋理渲染功能就是在這里實現的。 顯卡主芯片的能力直接決定了顯卡的能力。3dfx公司的 Voodoo系列， S3公司的 GX系列， nVIDIA公司的 TNT2， GeForce256以及用于專業領域的Quadro(俗稱 GeForce GL)都指的是顯卡主芯片的代號。 《交互式計算機圖形學》 南京航空航天大學 伍鐵軍 49 顯存是用來存儲將要顯示的圖形信息以及保存圖形運算的中間數據的，它與顯示主芯片的關系，就