计算机图形学chap2

2.1.3 随机扫描的显示系统
工作原理
应用程序发出绘图命令，→解析成显示处理器可 接受命令格式，存放在刷新存储器中。刷新存储器中所 有的绘图命令组成一个显示文件，由显示处理器负责解 释执行(刷新)， →驱动电子枪在屏幕上绘图。
修改图形，实际是修改显示文件中的某些绘图命令。
2.1.4 光栅扫描的显示系统
现在市场上的主流显象管
纯平显象管
表面：纯平面
时间：90年代后期
代表：Sony公司的FD Trinitron，Mitsubishi公司的 Diamondtron，Samsung公司的DanyFlat，LG公司的Flatron
今后的主流显象管
*LCD显示器*
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。
发光聚合物技术，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。
2.1.3 随机扫描的显示系统
特点：电子束可随意移动，只扫描荧屏上要显示的部分。
逻辑部件：刷新存储器(Refreshing Buffer),显示处理器 （DPU:Display Processing Uuit）和CRT
单色系统：查色表固化 彩显：可修改、创建查色表。
2.1.4 光栅扫描的显示系统 彩显：
•带宽T与分辨率、帧频F的关系
TM NF
带宽问题 –高分辨率和高的刷新频率要求有高带宽 --依然是个问题！ –解决方法：隔行扫描（现在已经基本不用，主流 显示器都采用逐行扫描方式） –隔行扫描的：把一帧分两场，即奇数场与偶数场 –场频：==2*帧频
为真彩系统
*纯平显示器*
走向平面的显像管

透镜组
光 孔
触钮开关
导线
笔体 光导纤维
图2.3 光笔的结构
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图形输入设备
触摸屏(touch screen) 当用手指或者小杆触摸屏幕时，触点位置
便以光学的（红外线式触摸屏）、电子的（电 阻式触摸屏和电容式触摸屏）或声音的（声音 探测式）方式记录下来。
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图形输入设备
随机扫描（random-scan）的图形显示器中电 子束的定位和偏转具有随机性，即电子束的扫 描轨迹随显示内容而变化，只在需要的地方扫 描，而不必全屏扫描。
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随机扫描的图形显示器
2
Y
2
3
1
1
3
t
1
X
2
3
图2.16 随机扫描图形显示器的工作原理
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随机扫描的图形显示器
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2.4 显示子系统
光栅扫描图形显示子系统的结构 绘制流水线 相关概念
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光栅扫描图形显示子系统的结构
CPU
系统 主存
显示 控的光栅图形显示子系统
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光栅扫描图形显示子系统的结构
CPU
系统 主存
帧缓存
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液晶显示器——原理
液晶分子的排列在微弱的外部电场、磁场或者 应力、温度变化等作用下非常容易改变。当液 晶分子的某种排列状态在电场作用下变为另一 种状态时，液晶的光学性质随之改变，这种产 生光被电场调制的现象称为液晶的电光效应。
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bool ClipT(float p, float q, float *u1, float *u2){ float r; if(p<0){ r= q/p if(r>*u2) return false; else if(r>*u1) { *u1=r; return true; } } else if(p>0){ r=q/p; if(r<*u1) return false; else if(r<*u2) { *u2=r; return true;} } else if(q<0) return false; return true;
2.5 裁剪
什么叫裁剪？
1
裁剪：确定图形中哪些部分落在显示区之内，哪些落 在显示区之外，以便只显示落在显示区内的那部分图 形。这个选择过程称为裁剪。
2.5.1 直线段裁剪
2.5.2 多边形裁剪 2
多边形裁 剪实例
2.5.1 直线段裁剪
直线段裁剪算法是复杂图元裁剪的基础。复杂的 曲线可以通过折线段来近似，从而裁剪问题也可以化 为直线段的裁剪问题。
– 若P1P2完全在窗口内code1 = 0，且code2 = 0，则“取” – 若P1P2完全在窗口外code1 & code2 ≠ 0，则“弃” – 在交点处把线段分为两段。其中一段完全在窗口外，
可弃之。然后对另一段重复上述处理。
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编码
线段裁剪
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2.5.1.2 中点分割裁剪算法
基本思想：与前一种Cohen-Sutherland算法一样首先对 线段端点进行编码，并把线段与窗口的关系分为三种情况:
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– 当pk > 0, 线段从裁剪边界延长线的内部延伸到外部。
Line1 k=2 (Right) p2 = △x = x2- x1 > 0 x2 > x1

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图形软件
图形支撑 软件
图形基元模型 几何描述数据
1. 图形硬件
图形硬件=输入+CPU+内存+帧缓存+输出
Output device
Input devices
Image formed in FB
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1. 图形硬件
输入设备 • 键盘、鼠标 • 触摸板 • 数字化仪 • 数据手套 • Kinect
图形系统1?图形系统概述2?图形系统体系结构3?图形支撑软件4?图形硬件显示原理计算机图形学的发展4?图形硬件系统?主机显示器各种输入输出设备等?图形软件系统?应用软件支撑软件等?用户?操纵计算机的人211图形系统组成结构用户键盘鼠标显示器各种io设备主机应用程序图形软件操作系统5图形硬件图形软件图形应用数据结构图形应用软件图形支撑软件图形系统图形数据文件几何描述数据图形基元模型三维
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1. 图形硬件
输出设备 • 阴极射线管CRT • 液晶显示器LCD • 打印机PRT • 绘图仪
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2. 图形软件
图形应用软件
解决某种应用问题的图形软件
图形支撑软件
图形应用程序
由一组公用的图形子程序组成的。它扩 展了系统中原有高级语言和操作系统的 图形处理功能。
图形应用数据结构
图形支撑软件
#include <GL/glut.h> void myDisplay(void) { glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0); glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glColor3f (1.0f, 1.0f, 1.0f); glPointSize(3); glBegin (GL_POINTS); glColor3f (1.0f, 0.0f, 0.0f); glVertex2f (-0.4f, -0.4f); glEnd (); glFlush(); }