2024/9/11图形硬件与图形软件标准化图形硬件与图形软件标准化图形输入设备图形输入设备图形输出设备图形输出设备显示设备显示设备硬拷贝设备硬拷贝设备图形软件标准化图形软件标准化2024/9/11图形输入设备图形输入设备图形输入设备的逻辑分类图形输入设备的逻辑分类光笔结构示意图2024/9/11触摸屏触摸屏触摸屏触摸屏是一种是一种定位定位设备，能，能对物体触摸物体触摸产生反生反应,如如图4-8所示。当人的手指或其它物体触到屏幕不同位置所示。当人的手指或其它物体触到屏幕不同位置时，计算机能接收到触摸信号并按照算机能接收到触摸信号并按照软件要求件要求进行相行相应处理。随着技理。随着技术的不断改的不断改进，触摸屏的，触摸屏的应用越来越广泛，用越来越广泛，已成已成为学校、机构以及公共学校、机构以及公共场所常用的信息所常用的信息查询设备。2024/9/11坐标数字化仪示意图坐标数字化仪示意图坐坐标数字化数字化仪是是一种把一种把图形形转变成成计算机能接收的数字形式的算机能接收的数字形式的专用用设备，其，其基本工作原理是采用基本工作原理是采用电磁感磁感应技技术。通常在一。通常在一块布布满金属金属栅格的格的绝缘平面板平面板上放置一个可移上放置一个可移动的定位的定位设备，当有，当有电流通流通过该定位定位设备上的上的电感感线圈圈时，便会便会产生相生相应的磁的磁场，从而使其正下方的金属，从而使其正下方的金属栅格上格上产生相生相应的感的感应电流。流。根据已根据已产生生电流的金属流的金属栅格的位置，就可以判断出定位格的位置，就可以判断出定位设备当前所当前所处的几何的几何位置。然后将位置。然后将这种位置信息，以坐种位置信息，以坐标的形式的形式传送送给计算机，就算机，就实现了数字化了数字化的功能。的功能。2024/9/11扫描仪的模块图扫描仪的模块图2024/9/11图形输出设备图形输出设备图形输出设备概念图形输出设备概念具有将计算机中的图形数据转化为可视具有将计算机中的图形数据转化为可视化的图形，并以某种形式输出的功能。化的图形，并以某种形式输出的功能。分类：分类：图形输出设备可分为图形输出设备可分为向量型向量型和和光栅扫描光栅扫描型两大类。型两大类。2024/9/11阴极射线管阴极射线管CRT阴极射线管CRT由电子枪、聚焦系统、加速结构、偏转系统、荧光屏组成。高速的电子束由电子枪发出，经过聚焦系统、加速系统和偏转系统就会到达荧光屏的特定位置。由于荧光物质在高速电子的轰击下会发生电子跃迁，即电子吸收到能量从低能态变为高能态。而高能态很不稳定，在很短的时间又会从高能态重新回到低能态，这时将发出荧光，屏幕上的那一点就会亮了。2024/9/11阴极射线管示意图阴极射线管示意图2024/9/11彩色阴极射线管彩色阴极射线管 一个CRT能显示不同颜色的图形是通过把产生不同颜色的荧光物质进行组合而实现的。常用射线穿透法射线穿透法和影孔板法影孔板法实现彩色显示 。如果每支电子枪发出的电子束的强度有256个等级，则显示器能同时显示256*256*256=16M种颜色，称为真彩系真彩系统统 2024/9/11随机扫描的图形显示器框图随机扫描的图形显示器框图随机随机扫描的描的图形形显示器中示器中电子束的定位和偏子束的定位和偏转具有随机性，即具有随机性，即电子束可随意移子束可随意移动，只，只扫描描荧屏上要屏上要显示的部分示的部分 。2024/9/11随机扫描的图形显随机扫描的图形显示器使用了一个独示器使用了一个独立的存储器来存储立的存储器来存储图形信息，然后不图形信息，然后不断地取出这些信息断地取出这些信息来刷新屏幕。由于来刷新屏幕。由于存取信息速度的限存取信息速度的限制，使得显示稳定制，使得显示稳定图形时的画线长度图形时的画线长度有限，且造价较高。有限，且造价较高。针对这些问题，针对这些问题，70年代后期发展了利年代后期发展了利用管子本身来存储用管子本身来存储信息的技术，这就信息的技术，这就是存储管技术。是存储管技术。存储管的结构示意图存储管的结构示意图2024/9/11光栅扫描式图形显示器光栅扫描式图形显示器 光栅扫描式图形显示器（简称光栅显示器）是画点设备画点设备，可看作是一个点阵单元发生器，并可控制每个点阵单元的亮度。可分为：黑白光栅显示器黑白光栅显示器 和彩色光栅显彩色光栅显示器示器 帧缓冲存储器是一块连续的计算机存储器 2024/9/11光栅显示器结构图光栅显示器结构图具有一位具有一位帧缓存的存的黑白黑白光光栅扫描式描式图形形显示器示器结构构2024/9/11黑白灰度光栅显示器结构图黑白灰度光栅显示器结构图具有具有N位位帧缓存存黑白灰度光黑白灰度光栅显示器示器2024/9/11 光栅彩色光栅显示器结构图彩色光栅显示器结构图具有具有N位位帧缓存和存和W位位颜色色查找表的光找表的光栅显示器示器2024/9/11一个具有一个具有2424位面的彩色帧缓存位面的彩色帧缓存2024/9/11一个具有一个具有2424位面彩色帧缓存和位面彩色帧缓存和1010位位颜色查找表的结构图颜色查找表的结构图2024/9/11液晶显示器液晶显示器CRT的缺陷：的缺陷：1.体积大：体积大：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像管的加长、显示器体积的加大，在使用时候就会受到空间的限制；2.电磁波干扰电磁波干扰：另外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。液晶显示器的优势：液晶显示器的优势：LCD显示器外观小巧精致，厚度只有6.58cm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。 2024/9/11液晶显示器的六层结构液晶显示器的六层结构2024/9/11等离子显示器等离子显示器等离子显示器是用许多小氖气灯泡小氖气灯泡构成的平板阵列，每个灯泡处于“开”或“关”状态。等离子板不需要刷新不需要刷新。典型的等离子板可以做到15英寸左右，每英寸上安装有175个左右的灯泡。要达到商品化需要等离子板做到4040英寸。等离子显示器一般由三层玻璃板组成三层玻璃板组成。第一层是表面涂有导电材料的垂直条，中间层是灯泡阵列，第三层是表面涂有导电材料的水平条。 2024/9/11等离子显示器的三层结构图等离子显示器的三层结构图2024/9/11几种显示技术的比较几种显示技术的比较2024/9/11图形绘制设备图形绘制设备 硬赋值设备是将计算机产生的各种图形直接绘硬赋值设备是将计算机产生的各种图形直接绘制在纸上的一种设备。例如：打印机和绘图仪。制在纸上的一种设备。例如：打印机和绘图仪。打印机打印机是廉价的产生图形的硬拷贝设备，从机是廉价的产生图形的硬拷贝设备，从机械动作上常分为械动作上常分为撞击式撞击式和和非撞击式非撞击式两种。撞击两种。撞击式打印机使成型字符通过色带印在纸上，如行式打印机使成型字符通过色带印在纸上，如行式打印机、点阵式打印机等。非撞击式打印机式打印机、点阵式打印机等。非撞击式打印机常用的技术有：喷墨技术、激光技术等，这类常用的技术有：喷墨技术、激光技术等，这类打印设备速度快，噪声小，已逐渐替代以往的打印设备速度快，噪声小，已逐渐替代以往的撞击式打印机。撞击式打印机。2024/9/11激光打印机的工作原理图激光打印机的工作原理图2024/9/11绘图仪绘图仪 主要种类主要种类有有笔绘式、喷墨式、和静电式。笔绘式笔绘式：笔式绘图仪分为滚筒式和平板式静电绘图仪静电绘图仪 ：是一种光栅扫描设备，利用静电同极相斥异极相吸的原理制成 喷墨式：采用喷墨的方式绘图，其绘图的速度比普通笔式要快得多，而且所绘彩色图效果更好 2024/9/11单色静电绘图仪结构图单色静电绘图仪结构图2024/9/11彩色静电绘图仪结构图彩色静电绘图仪结构图2024/9/11笔式绘图仪结构图笔式绘图仪结构图2024/9/11计算机图形标准计算机图形标准概念概念：计算机图形的标准通常是指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数据及文件格式标准，后者称为子程序界面标准子程序界面标准。 2024/9/11图形系统中各界面的标准图形系统中各界面的标准为了提高计算机图形软件、计算机图形的为了提高计算机图形软件、计算机图形的应用软件在不同的计算机和图形设备之间应用软件在不同的计算机和图形设备之间的可移植性，早在的可移植性，早在1974年，在美国国家标年，在美国国家标准化局（准化局（ANSI）举行的举行的“与机器无关的与机器无关的图形技术图形技术”的工作会议上，就提出了计算的工作会议上，就提出了计算机图形的标准化和制订有关标准的规则。机图形的标准化和制订有关标准的规则。在此会议之后，美国计算机协会在此会议之后，美国计算机协会（ACM）成立了一个成立了一个图形标准化协会图形标准化协会，在总结以往多年图形软件工作经验的基础在总结以往多年图形软件工作经验的基础上，上，1977年该协员会提出了年该协员会提出了“核心图形系核心图形系统统”（Core Graphics System）的规范；的规范；1979年公布了修改后的第二版。在近二十年公布了修改后的第二版。在近二十年中，国际标准化组织（年中，国际标准化组织（ISO）已经批准已经批准和正在讨论的与计算机图形有关的标准有：和正在讨论的与计算机图形有关的标准有：计算机图形核心系统（计算机图形核心系统（GKS）及其语言联及其语言联编、三维图形核心系统（编、三维图形核心系统（GKS3D）及其及其语言联编、程序员层次交互试图形系统语言联编、程序员层次交互试图形系统（PHIGS）及其语言联编、计算机图形元及其语言联编、计算机图形元文件（文件（CGM）、）、计算机图形接口计算机图形接口（CGI）、）、基本图形转换规范（基本图形转换规范（IGES）、）、产品数据转换规范（产品数据转换规范（STEP）等。等。2024/9/11计算机图形标准在图形及其应用系统计算机图形标准在图形及其应用系统各界面之间的关系图各界面之间的关系图 2024/9/11图形程序标准介绍图形程序标准介绍GKS是国际标准化组织批准的、在应用程序和图形输入输出设备之间的功能接口。 GKS-3D是GKS-2D的扩展，所有的2D功能保持不变。所增加的3D功能规定了3D输出原语、3D变换、3D到2D的视图变换以及3D坐标输入，还有隐藏线、隐藏面处理等PHIGS即“程序员层次化交互式图形系统”，它提供了基本的三维图元，并有一个层次化的数据结构。 2024/9/11图形程序接口标准图形程序接口标准CAD系统软件的层次结构2024/9/112024/9/112024/9/11