图形系统综述【可编辑PPT】

▪ Refresh CRT: 采用电子束周期性地回到同一点 的方式来保持图象的CRT。
光点概念
CRT 屏幕上受激荧 光点的能量分布图
§Def. 光点
电子束打在显示器的荧光 屏，显示器能够显示的最小 发光点 -- 硬件最小图象点
§光点物理直径
光点亮度下降到最大亮度 的60%处的直径
Resolution屏幕分辨率
图形系统综述
2.1 Component of Graphics Systems
人
图形应用 程序
图形软件包
OS
显示器 主机
绘图仪
键盘、 光笔
硬盘等外 设
Ø图形输入 Ø图形计算 Ø图形交互 Ø图形输出 Ø图形存储
2.2 Architecture of graphics system
Graphics Application
聚焦系统作用？ 偏转系统作用？
Phosphor-coated screen（荧光屏）
荧光质两种状态: 受激态和基本态 Persistence(余辉): 定义为荧光质从发光开始到 衰减到最大亮度的10%的这段时间。
Persistence(余辉):is defined as the time it takes the emitted light from the screen to decay to one-tenth of its original intensity.
++++++++++++
Electro百度文库 Gun
荧光屏亮度控制？在控制栅极上施加电压来控制电子束的
强弱的，当加上正电压时，电子束就会大量通过，将会在屏 幕上形成较亮的点，当控制电平加上负电压时，依据所加电 压的大小，电子束被部分或全部阻截，通过的电子很少，屏 幕上的点也就比较暗。
Focusing system & Deflection System
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。由于高能态很不稳定，在很短 的时间内荧光物质的电子会从高能态重新回 到低能态，
由于荧光屏发射的光会很快衰减，要保持 显示一幅稳定的画面，必须不断地发射电 子束，在某处反复重画图像。在屏幕上重 复画图的这个频率就叫做刷新频率。
电子束扫描方式
光栅系统中电子束自顶向下全屏扫描, 一次 一行。电子束在每一行中移动时，根据图形定义 变换强度，由屏幕亮点构成图案。(P.29)
Refresh Rate刷新率
Concept
行频--电子枪每秒在屏幕上扫描过的水平线数， 以KHz为单位，水平扫描频率；r(y)
帧频--每秒钟重复绘制显示画面的次数，即重绘 率，以Hz为单位，垂直扫描频率；v
Focusing system 聚焦系统 Accelerating system 加速阳极 Deflection system 偏转系统 Phosphor-coated screen 荧光屏
显示原理——电子枪发射的电子束经过聚焦 系统和偏转系统的作用，打在荧光屏上某一位 置，使涂于该处的荧光物质发光形成一个小光 点。
Graphics Library(图形软件包层)
OS
HAL(硬件抽象层)
Device Drivers
Hardware (I/O devices)
最底层是硬件层；
其次设备驱动程序层；
再上是硬件抽象层（Hardware Abstract Layer）,实现OS的通用性；OS层的图形操作依赖 于HAL层，可做到设备无关； OS层上是图形软件包层，该层以图形库函数的形式 提供给应用程序，它的实现可分别基于OS的图形子 模块、设备驱动程序和硬件实现；
§Def. CRT上无覆盖显示的最大光点数 §表示方法：
§水平点数x垂直点数 §光点物理直径 §DPI（点每英寸） §4 影响因素 荧光质类型 、亮度大小以及聚焦和偏转系 统
Example
e.g. 已知屏幕分辨率为1024x768，光点物 理尺寸ø.28mm，需要购买多大的显示器？
解：1 inch = 2.54cm 屏幕长 ：a=1024*0.28mm=286.72mm 屏幕宽 ：b=768*0.28mm=215.04mm 对角线长：sqrt(a2+b2)=358.4mm 结果: about 14inch.
点频--单位时间内在每条扫描线上显示的频点数 总和，以MHz为单位。
Flicker闪烁
Definition ：电子束击打荧光物质不及 时，到亮度消失后再刷新，就会产生闪 烁现象。
How to eliminate?如何消除？ 延长余辉 减小亮度 提高刷新率
图形信息存储
图形定义存储在被称作帧缓冲区(Frame Buffer)的内存区域中，FB存储一组对应屏 幕所有点的强度值。
应用程序层通常直接调用图形软件包提供的函 数实现图形的建立和管理，当然应用程序也可 基于OS提供的图形API实现，或基于驱动程序 提供的基本图形实现函数实现，甚至直接读写 硬件端口、寄存器以及显存实现图形应用。
2.3.3 Video Display Devices (视频显示设备)
Refresh CRT(刷新式CRT) Refresh CRT Types (类型) Color CRT Monitors DVST（direct-view storge tube）直
视存储管 Flat-panel Displays 平板显示器 Comparison 对比
A. Refresh CRT
CRT -- Cathode - Ray Tube 阴极射线管
Electron gun (heated cathode + control grid)电子枪--加热阴极+控制栅极
显示纵横比Aspect ratio
Def. 在屏幕的两个方向产生相等长度的线 段所需的垂直点数和水平点数之比。 如：3/4表示？
也可以解释为水平点数和垂直点数的比值 如：640X480, 800X600,1024X768
Raster-Scan Displays 光栅扫描显示设备
电子束扫描方式 图形信息存储 适用范围