计算机图形软件系统


通用编程软件包： GKS、PHIGS、OpenGL 专用应用软件包： AutoCAD、3DMax、Photoshop、CorelDRAW 图形输入、输出设备 图形显示设备
计算机图形硬件系统

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计算机图形系统
人员 软件 应用软件 图形软件 数据库 高级语言 操作系统 硬件 输入设备 键盘 鼠标 数字化仪 光笔 扫描仪 主机 输出设备 显示器 绘图仪 打印机 ……
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打印机：根据打印机制式的不同，打印机有点阵式打 印机和激光打印机两种。点阵式打印机又分为针打点 阵打印机、静电点阵打印机、喷墨点阵打印机、热转 换打印机等。
针打点阵打印机
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喷墨打印机
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大幅面打印机
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未来显示器
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图形系统基本功能与性能
功能要求

计算 存储 输入 输出 对话 处理速度（与硬件有关） 存储容量（随机存储容量、外部存储容量、显示缓冲区容量） 处理精度（图形采集，分辨率、色彩显示等，软件有关）
性能要求



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硬件发展
图形输入设备的发展

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清华紫光扫描仪
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数据手套:（Data Glove）通常用于虚拟环境中，可 用来抓住“虚拟”对象。手套由一系列检测手和手 指运动的传感器构成。发送天线和接收天线之间的 电磁耦合，用来提供关于手的位置和方向的信息。 发送和接收天线各自由一组三个相互垂直的线圈构 成，形成三维笛卡儿坐标系统。来自手套的输入， 可用来定位或操纵虚拟环境中的对象。
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交互式计算机图形处理系统
Computer + 人 = 交互式
要求主机性能更高（强大的浮点运算 能力），速度更快，存储容量更大， 外设种类更齐全 图形加速卡，大屏幕显示器
Personel Computer图形处理系统 workstation图形处理系统
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交互式计算机图形处理系统
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摄像头：可以将摄像直接输入计算机
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图形输出(显示、打印）设备
阴极射线管显示器（CRT） 液晶显示器（LCD） 绘图仪 打印机
绘图仪：主要有笔绘式、喷墨式和静电式三类。笔绘式绘图仪可分为平台式、 滚筒式、平面电机式以及小型式四种。这是近些年来应用较多的图形输出设备。

第一阶段：控制开关、穿孔纸等 第二阶段：键盘、光笔 第三阶段：二维定位设备，如鼠标、坐标数字化 仪、跟踪球、触摸屏、操纵杆、扫描仪等 第四阶段：三维输入设备（如三维鼠标、空间球、 数据手套、数据衣），用户的手势、表情等
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数字化仪和图形输入板是常见的定位设备，其中 全电子式坐标数字化仪由于精度高，使用方便，得到 普遍应用。这种设备利用电磁感应原理：在台板的 X 方向上有许多水平方向的平行印刷线， Y 方向上是垂 直方向的平行印刷线。游标中装有一个线圈，当线圈 中通有交流信号时，十字交叉丝的中心便产生一个电 磁场，当游标在台板上运动时，台板下的印刷线上就 会产生感应电流。印刷板周围的多路开关等线路可以 检测出最大信号的位置，即十字叉线中心所在的位置， 从而得到该点的坐标值。图形输入板（Tablet）工作原 理相同于数字化仪，只是面积较小而已。 数字化仪时常用来拾取放在它上面的工程图上的大 量点，经数字化后存储起来，以此作为图形输入一种 手段。
采用空气等离子体技术

空气等离子体可想象成一个个微型霓虹灯，红绿蓝三种 不同颜色的像素 显示屏薄，挂在墙上 无锯齿现象，分辨率好 无需刷新缓存，重量轻，无辐射 价格贵 坚不可摧；柔韧性好，可以卷起来 显示画面具有无与伦比的清晰度 真正的平面直角
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发光聚合物技术

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使用数据手套同计算机交互示图：
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声音系统：（Voice－System）使用语音识别技术， 把人们说的话转换成计算机能懂的数字代码。这样 的代码能使其可以用于各种各样的应用程序 ,从口授 文本变成字处理的文档、到说话控制计算机的功能。 在计算机图形系统中可被用作接收声音命令的输入 设备，可用于图形操作或输入数据等。
图形显示器
随机扫描显示器
CRT
图形显示器
存储管式显示器 逐行扫描 光栅扫描式显示器
6层薄板（平板式显示器） 第3层为液晶层（长晶线） 晶体一旦极化，将保持， 通过晶体管开关改变 3层玻璃板 许多氖气灯泡； 平板阵列； 不需刷新
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隔行扫描
液晶
等离子
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CRT显示器分类
阴极射线管（CRT）（Cathode Ray Tube） 单色CRT 彩色CRT CRT：利用电场产生高速的聚焦电子束，通过偏 转系统控制，最终轰击荧光屏的不同部位，产生 可见的图形。
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操纵杆，跟踪球是将位移量转变成屏幕光标移动的输 入设备。
触摸屏容许用手指触摸显示的物体或屏幕位置来实 现选择，典型应用是对用图符或菜单表示的处理选 项进行选择。目前广泛应用于公告查询系统。触摸 屏的工作原理分电容、电阻和声波等。
图象扫描仪:（Image Scanner）是直接把视图、图表、 彩色和黑白照片扫描输入到计算机中，以像素信息 进行存储表示的设备。扫描仪的幅面有A0,A1,A4等。 扫描仪的分辨率是指在原稿的单位长度（英寸）上 取样的点数，单位是dpi（dot per inch)，常用分辨率 为300dpi～1000dpi之间。扫描图形分辨率越高，所 需的存储空间就越大。
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阴极射线管(CRT)
–组成：包括电子枪、聚焦系统、加速电极、偏转系统、荧光屏
–工作原理：电子枪发射电子束，经过聚焦系统、加速电极、偏
转系统，轰击到荧光屏的不同部位，被其内表面的 荧光物质吸收，发光产生可见的图形。
–结构
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荧光屏
荧光物质：吸收电子束而发光 余辉时间：持续发光时间，电子束离开某点后，该点的亮度值衰减到初始值