1、第二讲：计算机图形硬件,视频显示设备,阴极射线管（Cathode Ray Tube, CRT） 平板显示（flat-panel）,刷新式CRT,Connector Pins: 插脚 Electron Gun: 电子枪 Focusing System: 聚焦系统 Horizontal Deflection Plates: 水平偏转板 Vertical Deflection Plates: 垂直偏转板 Phosphor-Coasted Screen: 涂有荧光层的屏幕 Electron Beam: 电子束,刷新式 CRT,基本的工作原理 刷新频率 电子枪的原理 灯丝加热阴极，阴极发射电子 电子束的
2、强度受控制栅极上的电压电平控制 可通过改变控制栅极的电压控制光强 聚焦系统 既可以使用电场，亦可使用磁场 附加聚焦硬件,刷新式 CRT,磁性偏转线圈 一对线圈实现水平偏转，一对实现垂直偏转 电子束撞击荧光层 动能转化 热能 荧光层原子的电子跃迁到较高的量子能级 激发态 稳定状态 量子跃迁过程的重要特征是它的概率性 激发态寿命 荧光层发射光线的频率（或颜色）同被激活量子态与基本状态之间的能级差成正比,刷新式 CRT,荧光层的类型 余辉时间：从屏幕发光到衰减到其亮度1/10 短余辉适用于动画 长余辉适用于显示高复杂度的静态图形 分辨率 亮点的亮度分布 显示分辨率：每个方向的总点数 影响分辨率 （p
3、pi） 打印分辨率 (dpi) 亮点的强度满足高斯分布 CRT分辨率取决于荧光层的类型、显示的亮度、聚焦系统及偏转系统 CRT系统的分辨率是易于调节的,光栅扫描显示器,一次一行，从顶到底 刷新缓存（帧缓存） 像素 颜色及其他信息 光栅扫描系统对于屏幕的每一点都有存储强度信息的能力，从而使其较好的表达细微阴影及彩色模式,光栅系统,纵横比（aspect ratio） 光栅系统可以显示的颜色或灰度等级 刷新缓存容量的算法 例子 10241024 24位 1024*1024*24bits=3*223bits 3*223bits/8=3*220bytes=3M1K=1024Bytes 1M=1024K
4、1G=1024M,光栅系统,每像素的位数也称缓存深度（depth）或位平面（bit plane） 位图（bitmap）和像素图（pixmap）,光栅系统,24帧，人体视觉感知系统 视频监视器和电影放映机的不同 刷新频率 每一帧：水平回扫 垂直回扫 隔行刷新方式,彩色CRT监视器,电子束穿透法 在屏幕上涂上多层不同的荧光粉 控制电子束的速度 通常用于红绿两层结构 荫照法（shadow-mask） 能产生更大的彩色范围 基于RGB颜色模型,荫照法（shadow-mask）,每个像素位置有三个荧光彩色点 三支电子枪对应三个荧光彩色点 激活一个点三角形，从而在屏幕上显示一个小的彩色亮点 通过改变三支电
5、子束的强度改变荫罩CRT显示的颜色 每个像素具有24个存储位的RGB彩色系统称为全彩色系统每支枪允许256级电压设置，每个像素对应24位，共有多少种颜色供选择,平板显示器,相比CRT 减小体积 减轻重量 节省功耗 分类 发射显示器（emissive display） 将电能转化为光能 非发射显示器（nonemissive display） 液晶显示器（liquid-crystal display）,发射显示器,等离子体显示板 点火电压 电子和离子辉光放电等离子区 薄膜光电显示器 发光二极管 二极管以矩阵排列形成显示器的像素位置,液晶显示器,两块玻璃板，每块都有一个偏振光器 内部充满液晶材料 一
6、块板排放水平透明导体行，另一块板放垂直透明导体列，交叉处为像素,三维观察设备,从振动的柔性镜面反射CRT技术 两只眼睛给出不同的视图,虚拟现实系统,光栅扫描系统,视频控制器或显示控制器 帧缓存可以在系统存储器的任意位置 视频控制器通过帧缓存来刷新屏幕 坐标原点一般设在屏幕左下角 两个寄存器定位x, y坐标 从顶至底，逐行扫描,显示处理器,单独的显示处理器 将应用程序给出的图形定义数字化为一组像素强度值，并存放在帧缓存中（扫描转换） 扫描转换算法 帧缓存链表与编码 行程长度编码 单元编码 随着存储成本的下降，已经很少应用,小结,视频显示设备 刷新式CRT 平板显示器 三维显示器 光栅扫描系统 视频控制器 光栅扫描显示处理器 其他输入输出设备,
