第 2章 图形系统
第 2章 图形系统
2.1 图形系统的组成
计算机图形系统由计算机硬件系统和软件系统两
部分组成。严格说来，使用系统的人也是这个系统的
组成部分。
第 2章 图形系统
2.1.1 图形系统的功能
1．计算功能
2．存储功能
3．对话功能
4．输入功能
5．输出功能
第 2章 图形系统
2.1.2 图形系统的分类
1．以大型机为基础的图形系统
2．以中型或小型机为基础的图形系统
3．以工作站为基础的图形系统
4．以微机为基础的图形系统
第 2章 图形系统
2.2 图形硬件设备
2.2.1图形显示设备
1,阴极射线管 （ CRT）
?最大偏转角
?余辉时间
?刷新
?刷新频率
第 2章 图形系统
2,彩色阴极射线管 （ 彩色 CRT）
?电子束穿透法
?荫罩法
第 2章 图形系统
3,随机扫描显示器
工作原理：
要显示的图形的定义是存放在刷新缓存的一组画线命令,
有时刷新缓存称为显示文件存储器 。 为了显示指定的图形, 系
统周期性地按显示文件存储器中的一组命令, 由显示控制器控
制电子束的偏移, 依次画出其组成线条, 从而在屏幕上产生图
形；当所有画线命令处理完后, 系统周期地返回到该刷新缓存
的第一条画线命令 。
第 2章 图形系统
4．存储管式显示器
存储管从表面上看类似于 CRT，但是存储管的电子束
不是直接打在荧光屏上，而是先将图形信息通过写入电子
枪写在荧光屏前的存储栅上（写有图形信息的部分呈正电
荷），再由读出电子枪发出低能量的漂浮电子流，通过收
集栅使这些电子均匀地散开流向存储栅。存储栅上呈正电
荷的地方吸引电子，使电子通过并轰击荧光材料而发光，
在其他位置上则不通过电子，这样就能把存储栅上的图形
,重写, 在屏幕上。所以存储管式显示器既能产生图形，
也能存储图形。
第 2章 图形系统
5,光栅扫描显示器
光栅扫描显示器是画点设备，它不能直接从单元阵列中
的一个可编地址的像素画一条直线到另一个可编地址的像素，
只可能用尽可能靠近这条直线路径的像素点集来近似地表示这
条直线。
第 2章 图形系统
光栅扫描方式将 CRT屏幕分成由像素构成的光栅网格，
其中像素具有灰度和颜色；所有像素的灰度和颜色信息
（也称为显示内容）保存在一个专门的内存区域中，称为
帧缓冲存储器（ Frame Buffer），简称帧缓存。
CRT中的水平和垂直偏转线圈分别产生水平和垂直磁
场，电子束则在不同方向磁场力作用下从左向右，从上向
下扫描荧光屏，产生一幅幅光栅，并由显示内容来控制所
扫描的像素点是否发亮，从而形成具有多种彩色及多种明
暗度的图像。
每一幅光栅称为一帧，每一条从左向右的直线称为
扫描线（显示）；虚线是扫描的逆程（消隐），也称为回
扫，分为水平回扫与垂直回扫两种。
第 2章 图形系统
常用概念：
?图像刷新
?行频、帧频
?逐行扫描、隔行扫描
?像素
?分辨率
?点距
?显示速度
?帧缓冲存储器（帧缓存、显示存储器）
?色彩与灰度等级
?颜色查找表
第 2章 图形系统
6,液晶显示器 （ Liquid-Crystal Display）
?可视角度
?点距和分辨率
7,等离子显示器
8,图形处理器
第 2章 图形系统
2.2.2 图形绘制设备
1．绘图仪
?笔式绘图仪
?静电绘图仪
2．打印机
?点阵式打印机
?喷墨打印机
?激光打印机
3．摄像机
第 2章 图形系统
4,颜色模型
?RGB颜色模型
?CMY颜色模型
?HSL颜色模型
?YUV颜色模型
第 2章 图形系统
2.2.3 图形输入设备
1,键盘和鼠标
2,数字化仪
3,光笔
4,跟踪球和空间球
5,触摸板
6,扫描仪
第 2章 图形系统
2.3 图形软件系统
2.3.1 图形软件的层次
1．零级图形软件
2．一级图形软件
3．二级图形软件
4．三级图形软件
第 2章 图形系统
2.3.2 图形软件标准
1．核心图形系统 CGS
2．计算机图形核心系统 GKS
3．程序员层次交互式图形系统 PHIGS
4．图形库 GL
第 2章 图形系统
2.1 图形系统的组成
计算机图形系统由计算机硬件系统和软件系统两
部分组成。严格说来，使用系统的人也是这个系统的
组成部分。
第 2章 图形系统
2.1.1 图形系统的功能
1．计算功能
2．存储功能
3．对话功能
4．输入功能
5．输出功能
第 2章 图形系统
2.1.2 图形系统的分类
1．以大型机为基础的图形系统
2．以中型或小型机为基础的图形系统
3．以工作站为基础的图形系统
4．以微机为基础的图形系统
第 2章 图形系统
2.2 图形硬件设备
2.2.1图形显示设备
1,阴极射线管 （ CRT）
?最大偏转角
?余辉时间
?刷新
?刷新频率
第 2章 图形系统
2,彩色阴极射线管 （ 彩色 CRT）
?电子束穿透法
?荫罩法
第 2章 图形系统
3,随机扫描显示器
工作原理：
要显示的图形的定义是存放在刷新缓存的一组画线命令,
有时刷新缓存称为显示文件存储器 。 为了显示指定的图形, 系
统周期性地按显示文件存储器中的一组命令, 由显示控制器控
制电子束的偏移, 依次画出其组成线条, 从而在屏幕上产生图
形；当所有画线命令处理完后, 系统周期地返回到该刷新缓存
的第一条画线命令 。
第 2章 图形系统
4．存储管式显示器
存储管从表面上看类似于 CRT，但是存储管的电子束
不是直接打在荧光屏上，而是先将图形信息通过写入电子
枪写在荧光屏前的存储栅上（写有图形信息的部分呈正电
荷），再由读出电子枪发出低能量的漂浮电子流，通过收
集栅使这些电子均匀地散开流向存储栅。存储栅上呈正电
荷的地方吸引电子，使电子通过并轰击荧光材料而发光，
在其他位置上则不通过电子，这样就能把存储栅上的图形
,重写, 在屏幕上。所以存储管式显示器既能产生图形，
也能存储图形。
第 2章 图形系统
5,光栅扫描显示器
光栅扫描显示器是画点设备，它不能直接从单元阵列中
的一个可编地址的像素画一条直线到另一个可编地址的像素，
只可能用尽可能靠近这条直线路径的像素点集来近似地表示这
条直线。
第 2章 图形系统
光栅扫描方式将 CRT屏幕分成由像素构成的光栅网格，
其中像素具有灰度和颜色；所有像素的灰度和颜色信息
（也称为显示内容）保存在一个专门的内存区域中，称为
帧缓冲存储器（ Frame Buffer），简称帧缓存。
CRT中的水平和垂直偏转线圈分别产生水平和垂直磁
场，电子束则在不同方向磁场力作用下从左向右，从上向
下扫描荧光屏，产生一幅幅光栅，并由显示内容来控制所
扫描的像素点是否发亮，从而形成具有多种彩色及多种明
暗度的图像。
每一幅光栅称为一帧，每一条从左向右的直线称为
扫描线（显示）；虚线是扫描的逆程（消隐），也称为回
扫，分为水平回扫与垂直回扫两种。
第 2章 图形系统
常用概念：
?图像刷新
?行频、帧频
?逐行扫描、隔行扫描
?像素
?分辨率
?点距
?显示速度
?帧缓冲存储器（帧缓存、显示存储器）
?色彩与灰度等级
?颜色查找表
第 2章 图形系统
6,液晶显示器 （ Liquid-Crystal Display）
?可视角度
?点距和分辨率
7,等离子显示器
8,图形处理器
第 2章 图形系统
2.2.2 图形绘制设备
1．绘图仪
?笔式绘图仪
?静电绘图仪
2．打印机
?点阵式打印机
?喷墨打印机
?激光打印机
3．摄像机
第 2章 图形系统
4,颜色模型
?RGB颜色模型
?CMY颜色模型
?HSL颜色模型
?YUV颜色模型
第 2章 图形系统
2.2.3 图形输入设备
1,键盘和鼠标
2,数字化仪
3,光笔
4,跟踪球和空间球
5,触摸板
6,扫描仪
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2.3 图形软件系统
2.3.1 图形软件的层次
1．零级图形软件
2．一级图形软件
3．二级图形软件
4．三级图形软件
第 2章 图形系统
2.3.2 图形软件标准
1．核心图形系统 CGS
2．计算机图形核心系统 GKS
3．程序员层次交互式图形系统 PHIGS
4．图形库 GL
