第一章 计算机图形学和图形系统基本知识.htm

计算机图形学教程计算机图形学教程

style="MARGIN-TOP: 1px; MARGIN-BOTTOM: 1px; MARGIN-LEFT: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%; mso-list: l4 level1 lfo8; tab-stops: list 16.2pt"><FONT 
face=楷体_GB2312 size=4><SPAN lang=EN-US>1&nbsp;<SPAN 
style="FONT: 7pt 'Times New Roman'"> </SPAN></SPAN><![endif]><SPAN 
style="mso-ascii-font-family: Times New Roman; mso-hansi-font-family: Times New Roman">阴极射线管</SPAN></FONT></P>
<P class=MsoNormalIndent 
style="MARGIN-TOP: 1px; MARGIN-BOTTOM: 1px; MARGIN-LEFT: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%" 
align=center><FONT face=楷体_GB2312 size=4><SPAN lang=EN-US><![if !supportEmptyParas]>&nbsp;</SPAN><IMG height=134 
src="第一章 计算机图形学和图形系统基本知识.files/image004.jpg" width=252 
v:shapes="_x0000_s1029"><SPAN lang=EN-US><![endif]><O:P></O:P></SPAN></FONT></P>
<P class=MsoNormalIndent 
style="MARGIN-TOP: 1px; MARGIN-BOTTOM: 1px; MARGIN-LEFT: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%; mso-list: l4 level1 lfo8; tab-stops: list 16.2pt"><FONT 
face=楷体_GB2312 size=4><![if !supportLists]><SPAN lang=EN-US>2 </SPAN><SPAN 
style="mso-ascii-font-family: Times New Roman; mso-hansi-font-family: Times New Roman">显示器</SPAN></FONT></P>
<P class=MsoNormalIndent 
style="MARGIN-TOP: 1px; MARGIN-BOTTOM: 1px; MARGIN-LEFT: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%"><SPAN 
style="mso-ascii-font-family: Times New Roman; mso-hansi-font-family: Times New Roman"><FONT 
face=楷体_GB2312 size=4>&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
显示器有随机扫描显示器、存储管式显示器、光栅扫描式显示器、液晶显示器、等离子显示器等；</FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormalIndent 
style="MARGIN-TOP: 1px; MARGIN-BOTTOM: 1px; MARGIN-LEFT: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%; mso-list: l0 level1 lfo9; tab-stops: list 16.2pt"><FONT 
face=楷体_GB2312 size=4><![if !supportLists]><SPAN lang=EN-US>1）<SPAN 
style="FONT: 7pt 'Times New Roman'"> </SPAN></SPAN><![endif]><SPAN 
style="mso-ascii-font-family: Times New Roman; mso-hansi-font-family: Times New Roman">随机扫描显示器</SPAN></FONT></P>
<P class=MsoNormalIndent 
style="MARGIN-TOP: 1px; MARGIN-BOTTOM: 1px; MARGIN-LEFT: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%"><SPAN 
style="mso-ascii-font-family: Times New Roman; mso-hansi-font-family: Times New Roman"><FONT 
face=楷体_GB2312 size=4>由显示文件存储器得到指令，显示控制器控制电子束的偏移，从而在屏幕上产生图形；</FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormalIndent 
style="MARGIN-TOP: 1px; MARGIN-BOTTOM: 1px; MARGIN-LEFT: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%"><SPAN 
lang=EN-US><FONT face=楷体_GB2312 
size=4><![if !supportEmptyParas]></FONT></SPAN><FONT face=楷体_GB2312 size=4><![if !supportLists]><SPAN lang=EN-US>2）<SPAN 
style="FONT: 7pt 'Times New Roman'"> </SPAN></SPAN><![endif]><SPAN 
style="mso-ascii-font-family: Times New Roman; mso-hansi-font-family: Times New Roman">存储管式显示器</SPAN></FONT></P>
<P class=MsoNormalIndent 
style="MARGIN-TOP: 1px; MARGIN-BOTTOM: 1px; MARGIN-LEFT: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%"><SPAN 
style="mso-ascii-font-family: Times New Roman; mso-hansi-font-family: Times New Roman"><FONT 
face=楷体_GB2312 size=4>&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
图形信息首先写在细网栅格上，由读出电子枪发出的电子流把存储网上的图形写在屏幕上；</FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormalIndent 
style="MARGIN-TOP: 1px; MARGIN-BOTTOM: 1px; MARGIN-LEFT: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%"><SPAN 
lang=EN-US><FONT face=楷体_GB2312 
size=4><![if !supportEmptyParas]></FONT></SPAN><FONT face=楷体_GB2312 size=4><![if !supportLists]><SPAN lang=EN-US>3）<SPAN 
style="FONT: 7pt 'Times New Roman'"> </SPAN></SPAN><![endif]><SPAN 
style="mso-ascii-font-family: Times New Roman; mso-hansi-font-family: Times New Roman">光栅扫描式显示器</SPAN></FONT></P>
<P class=MsoNormalIndent 
style="MARGIN-TOP: 1px; MARGIN-BOTTOM: 1px; MARGIN-LEFT: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%"><FONT 
size=4><SPAN lang=EN-US><FONT 
face=楷体_GB2312>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; CRT</FONT></SPAN><FONT 
face=楷体_GB2312><SPAN 
style="mso-ascii-font-family: Times New Roman; mso-hansi-font-family: Times New Roman">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进行行和列扫描，将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。</SPAN></FONT></FONT></P>
<P class=MsoNormal style="TEXT-INDENT: 28.5pt"><FONT face=楷体_GB2312 size=4><SPAN 
style="mso-bidi-font-size: 10.0pt">早期的<SPAN 
lang=EN-US>CAD图形显示使用随机扫描显示器。这种显示器通常用于显示线框图，电子束随着线条的显示位置而移动，按亮度要求轰击荧光而发光。这种显示器的工作方式和示波器的显示方式是一致的。到了80年代，随机扫描显示器在CAD中基本淘汰，代之而起的是光栅扫描（Raster 
Scanning）显示设备。光栅扫描显示设备有单色的，也有彩色的。它由三部分组成：显示器、图形控制器和缓存寄存器。它的显示方式类似于电视机，荧光屏上的图形由荧光习的点矩阵组成，电子束按行列次序扫描点矩阵，并由显示内容来控制所扫描的点是否发亮，每扫描一遍称为一帧。但是，和电视机非常不同的是，它的显示内容不来自天线所接收的信号，而是来自一个专门的内存，称为帧缓存寄存器（Frame 
Buffer）。<O:P> </O:P></SPAN></SPAN></FONT></P>
<P class=MsoNormal style="TEXT-INDENT: 28.5pt"><FONT face=楷体_GB2312 size=4><SPAN 
style="mso-bidi-font-size: 10.0pt">荧光屏上画面的每一点称为一个象素（<SPAN 
lang=EN-US>Pixel）。每个象素都对应于Buffer中的一个存储单元，里面存放着该象素的显示亮度值。象素的亮度值控制电子束对荧光屏的轰击强度，象素在帧缓存寄存器中的位置编码控制电子束的偏转位置。<O:P> 
</O:P></SPAN></SPAN></FONT></P>
<P class=MsoNormal style="TEXT-INDENT: 28.5pt"><FONT face=楷体_GB2312 size=4><SPAN 
style="mso-bidi-font-size: 10.0pt">分辨率（<SPAN 
lang=EN-US>Resolution）是光栅扫描显示设备最重要的指标。分辨率被表示为n<SUB>1</SUB>×n<SUB>2</SUB>×n<SUB>3</SUB><SUP> 
</SUP>。 
n<SUB>1</SUB>和n<SUB>2</SUB>分别指象素矩阵所含的列数和行数。n<SUB>3</SUB>指每个象素在帧缓存寄存器中所对应的存储单元的大小，它描述了所显示的画面能包含的色彩或灰度的多少。例如，一个显示系统的分辨度为1024×768×8，则意味着该显示系统所能显示画面的最高分辨度为1024列，768行，并至多可以同时产生2<SUP>8</SUP>＝256种不同的色彩。<O:P> 
</O:P></SPAN></SPAN></FONT></P>
<P class=MsoNormalIndent 
style="MARGIN-TOP: 1px; MARGIN-BOTTOM: 1px; MARGIN-LEFT: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%"><FONT 
face=楷体_GB2312 size=4><SPAN lang=EN-US>3<SPAN 
style="FONT: 7pt 'Times New Roman'"> </SPAN></SPAN><![endif]><SPAN 
style="mso-ascii-font-family: Times New Roman; mso-hansi-font-family: Times New Roman">打印机</SPAN></FONT></P>
<P class=MsoNormalIndent 
style="MARGIN-TOP: 1px; MARGIN-BOTTOM: 1px; MARGIN-LEFT: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%"><FONT 
face=楷体_GB2312 size=4><SPAN 
style="mso-ascii-font-family: Times New Roman; mso-hansi-font-family: Times New Roman">&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
有</SPAN></FONT><SPAN 
style="mso-ascii-font-family: Times New Roman; mso-hansi-font-family: Times New Roman"><FONT 
face=楷体_GB2312 size=4>激光打印机，喷墨打印机，针打印机等。</FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormalIndent 
style="MARGIN-TOP: 1px; MARGIN-BOTTOM: 1px; MARGIN-LEFT: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%"><SPAN 
style="mso-ascii-font-family: Times New Roman; mso-hansi-font-family: Times New Roman"><FONT 
face=楷体_GB2312 size=4>&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
喷墨打印机用喷墨头将3-4种不同色的墨水射在打印纸上而印出图案。喷墨头中含有4组细小的喷嘴，分别喷射红、黄、蓝、黑四色。控制嘴电脉冲加在压电传感器上，产生压力，将由泵打入入口的墨水喷了。一个附加的空气喷头对墨水滴加速，并保持其飞行的稳定性，以每秒数米的速度射向打印纸面。彩色的形成靠不同墨水点迹混合，可产生高达15625种不同深浅和色彩的图象。喷墨打印机的分辨度达150dpi以上，完成一张彩图印刷约需一分多钟。喷墨打印机可印出相当漂亮的彩色图片。</FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormalIndent 
style="MARGIN-TOP: 1px; MARGIN-BOTTOM: 1px; MARGIN-LEFT: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%"><SPAN 
style="mso-ascii-font-family: Times New Roman; mso-hansi-font-family: Times New Roman"><FONT 
face=楷体_GB2312 size=4>&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
激光打印机以其高质量的打印效果、快捷的打印速度，在图形输出设备中独占鳌头。激光打印机的机械结构十分复杂，主要部分有墨粉、感光鼓（或称硒鼓）、显影轧辊、初级高压电晕放电线等，均装在一个可以取下的盒子中。打印开始时，鼓外表面被均匀充上负电荷，此步称为鼓的初始化，每当打印机要打一个黑点时，它将一个细小的激光二极管点亮，激光二极管发出的激光经过一系列反射镜后到达鼓上的有机光敏材料上，使该点变成导体，打印机就在鼓上留下一个无法看见的带一100V电压的象点。接着是显影过程，即让硒鼓上已感光的部分沾上墨粉，得到可见象点，打印机使用的墨粉主要成分是黑色塑料粉末，内含微小的铁粉，使得墨粉能被磁铁吸引，这样墨粉就能在磁铁控制下移动，如图1.14所示。经过显影，鼓上一100V的不可见象点变成了可见的黑色墨粉点了。接着，硒鼓与打印纸接角，纸上产生正电荷，将鼓上带有负电=听墨粉紧紧吸引，而在纸上得到一个墨粉黑点。经在纸上得到牢固的图象，必须熔化象点，迫使熔化后的墨粉进入纸的纤维之中。至此，打印过程完毕。<BR></FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormalIndent 
style="MARGIN-TOP: 1px; MARGIN-BOTTOM: 1px; MARGIN-LEFT: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%"><FONT 
face=楷体_GB2312 size=4><![if !supportLists]><SPAN lang=EN-US>4<SPAN 
style="FONT: 7pt 'Times New Roman'"> </SPAN></SPAN><![endif]><SPAN 
style="mso-ascii-font-family: Times New Roman; mso-hansi-font-family: Times New Roman">绘图机</SPAN></FONT></P>
<P class=MsoNormalIndent 
style="MARGIN-TOP: 1px; MARGIN-BOTTOM: 1px; MARGIN-LEFT: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%; mso-list: l4 level1 lfo8; tab-stops: list 16.2pt">&nbsp;&nbsp;&nbsp;<FONT 
face=楷体_GB2312 size=4><SPAN 
style="mso-ascii-font-family: Times New Roman; mso-hansi-font-family: Times New Roman"> 
绘图机按结构不同可以分为两大类：平板式（Flat）和滚筒式（Drum）。平板式绘图机将图纸固定在固定的平板上。平板上方有一y方向的导轨，电机驱动笔架沿导轨可作y方向的移动。y方向的导轨架在x方向的导轨之寂，因此可由x方向电机驱动y方向导轨带动笔架，沿着x方向导轨移动。这样笔架上的笔就可按照输出量作二维方向的移动和绘图。滚筒式绘图机的笔架的y方向的移动方式与平板式相同。但x方向的移动则由滚筒的旋转而、完成。滚筒式绘图机比平板式绘图机价格便宜，占地面积小，但是精度稍差，只能接受一种大小的图纸，而且在绘图过程中对图面监视困难。<BR></SPAN></FONT></P>
<H2 
style="MARGIN-TOP: 1px; MARGIN-BOTTOM: 1px; MARGIN-LEFT: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%"><FONT 
face=楷体_GB2312><SPAN style="mso-ascii-font-family: Arial"><FONT size=5><A 
name=5>1.</A></FONT></SPAN><A name=5><FONT size=5><SPAN 
style="mso-ascii-font-family: Arial">5 </SPAN><SPAN 
style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'">计算机图形标准</SPAN></FONT></A></FONT></H2>
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style="MARGIN-TOP: 1px; MARGIN-BOTTOM: 1px; MARGIN-LEFT: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%"><SPAN 
style="mso-ascii-font-family: Times New Roman; mso-hansi-font-family: Times New Roman"><FONT 
face=楷体_GB2312 size=4>原则：与计算机硬件无关，实现程序的可移植性；</FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormalIndent 
style="MARGIN-TOP: 1px; MARGIN-BOTTOM: 1px; MARGIN-LEFT: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%"><SPAN 
style="mso-ascii-font-family: Times New Roman; mso-hansi-font-family: Times New Roman"><FONT 
face=楷体_GB2312 size=4>包括：</FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormalIndent 
style="MARGIN-TOP: 1px; MARGIN-BOTTOM: 1px; MARGIN-LEFT: 0px; TEXT-INDENT: 0px; LINE-HEIGHT: 150%"><SPAN 
style="mso-ascii-font-family: Times New Roman; mso-hansi-font-family: Times New Roman"><FONT 
face=楷体_GB2312 size=4>核心图形系统</FONT></SPAN><FONT face=楷体_GB2312 size=4><SPAN 
lang=EN-US>CGS(Core Graphics System)</SPAN><SPAN 
style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'">，</SPAN><SPAN 
lang=EN-US>1977</SPAN><SPAN 
style="mso-ascii-font-family: Times New Roman; mso-hansi-font-family: Times New Roman">年美国计算机协会公布</SPAN></FONT></