第3章 图形图像输入输出设备

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图形图像处理技术
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3.3.2 扫描仪的解析度 扫描仪的解析度是指在原稿的单位长度（英寸）上取样的点数，单位是dpi， 常用的分辨率为3000～1000dpi之间。扫描图像的分辨率越高，所需的存储 空间就越大。现大多数扫描仪都提供了可选择分辨率的功能。对于复杂图 像，可选用较高的分辨率；对于较简单的图像，就选用较低的分辨率。 3．4打印机 ． 打印机 打印机是计算机系统使用最广泛的输出设备，是把字符的编码转换成字符 的形状并印刷在纸介质上的设备。打印机的品种很多，基本上可分为击打 式和非击打式两大类。目前击打工打印机最常用是点阵针式打印机，非击 打工打印机有激光打印机。
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目前的显示卡接口的发展趋势是AGP接口。要留意的是，AGP技术分 AGP1和AGP2，后者的最大理论数据传输率是前者的2倍，最近出现了支持 AGP4的显示卡（例如Savage4），它的最大理论数据传输率将达到1056MB/s。 区分AGP接口和PCI接口很容易，前者的引线上下宽度错开，俗称“金手 指”，后者的引线上下一般齐。 3.2.1 颜色位数 色深是指在某一分辨率下，每一个像点可以有多少种色彩来描述，它的单位 是bit（位）。具体地说，8位的色深是将所有颜色分为256种。那么，每一个 像点就可以取这256种颜色中的一种来描述。当然，把所有颜色简单地分为 256种实在太少了点，因此，人们就定义了一个“增强色”的概念来描述色深， 它是指16位（216=65536色，即通常所说的“64K色”）及16位以上的色深。 在此基础上，还定义了真彩24位和32位色等。
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1.点阵针式打印机 点阵针式打印机是应用最广泛一种打印机设备，它的特点是结构简单、体 积小、重量轻、价格低，字符种类不受限制，较易实现汉字打印，还可以 打印图形和图像。所以微、小型计算机几乎都配置这种打印机。这种打印 机主要由走纸机构、打印头和色带组成。打印头上的针数多少将会影响打 印质量和速度，一般有9针、24针和48针等，我国常用的为24针。这些针组 成了点阵形式，根据主机送出的打印信号，使点阵中的一部分针击打色带, 于是在打印纸上产生一个字符或一个图形。点阵打印机的行宽一般为80列 和132列，80列常用于打印文本，而132列可用于打印表格。点阵式打印机 有单向打印和双向打印之分，单向打印时打印头单方向打印（返回时不打 印），而双向打印时打印头在返回时亦打印，因此双向打印速度快。打印 速度以每秒打印多少字符来计算，目前点阵打印机的打印速度一船为几百 个字符／秒至几千个字符／秒，另外打印速度与打印质量有关，一般来说， 打印质量高，则其打印速度慢。
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2.喷墨打印机 喷墨打印机利用喷墨技术将字符印刷在纸上。喷墨技术像光学复印机中用 的一样，当纸通过打印头时，墨水就从喷嘴喷到上面。喷墨打印机的印刷 纸张宽度为A0～A4复印纸规格，打印分辨率可达300～1440dpi, 可印刷的 颜色数最高为6～7色，打印速度为每分钟4～6页（A4纸）。喷墨打印机的 优点为印刷简单、噪声小、分辨率高、颜色鲜艳逼真，是一种比较理想的 彩色打印机类型，价格适中，比点式贵，但比激光打印机便宜。 3.激光打印机 与其他类型的打印机相比，激光打印机有着无可比拟的优势。其主要特点 是技术成熟、性能稳定、打印速度快、噪音低、使用成本低廉、输出质量 高。尽管它的价格比较高，但在需要打印大量文字和图像的情况下，激光 打印机依然是最佳的选择。激光打印机的主要部件是激光面和印字控制器。 分辨率是指激光打印机在一定的区域内所能打出的点数，一般为每英寸的 点数，英文缩写为dpi。在大多数情况下，激光打印机dpi的数量在横向与 纵向上是相同的。由于激光光束能聚焦成很细的光点，所以激光打印机的 分辨率可以达到1200dpi，甚至更高。
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3.1 监视器 计算机的显示系统由显示器和显示适配器组成。显示器必须在显示适 配器的支持下才能正常工作。显示器由阴极射线管（CRT）和控制电路组成。 显示适配器，俗称显示卡，由寄存器、视频存储器和控制电路三部分集成。 在一般情况下，显示器应与显示适配器配套使用，不同的显示器应配置不同 的适配器，这主要是适配器的工作频率必须与显示器的扫描频率相同时，系 统才能稳定工作。目前有一种多同步显示器，具有多频同步能力，能与多种 显示适配器组成稳定工作的显示系统。 1.分辨率 阴极射线管的技术指标主要有两条，一是分辨率，二是显示速度。一个 阴极射线管在和垂直方向单位长度上能识别出的最大光点数称之为分辨率。 光点亦称为像素。分辨率主要取决于阴极射线管荧光屏所用荧光物质的类型、 聚集和偏转系统。显然，对相同尺寸的屏幕，光点数越多，距离越小，分辨 率越高，显示的图形就会越精细。常用CRT的分辨率在1024×1024左右，即 屏幕的水平和垂直方向上各有1024个像素点。高分辨率的图形显示器分辨率 达到4096×4096。分辨率的提高除了CRT 自身的因素外，还与确定像素位置 的计算机字长、存储像素信息的介质、模数转换的精度及速度有关。
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3.2.3 显示分辨率
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最大分辨率是指显示卡能在显示器上描绘点数的最大数量，通常以“横向点数×纵 向点数”表示，例如“1024×768”，这是图形工作者最注重的性能。 显示芯片决定了分辨率与色深大小。但如果显示的内存不够，还是达不到芯片所能 提供的最大性能。显存与分辨率、色深的关系是：如果要在1024 × 768分辨率下达 到16位色深，显存必须存储1024 × 768 × 16 = 12582912bit的信息，由于1Byte（字 节）= 8bit（位），计算机中的1KB（千字节）= 1024Byte，1MB（兆字节）= 1024KB，所以显存至少12582912 ÷ 8 ÷ 1024 ÷ 1024 = 1.5M。由于显存的大小一 般是1MB、2MB、4MB、8MB……的整数，因此，必须要有2MB显存才能实现上 述要求。 3.3 扫描仪 图形扫描仪是直接把图形（如工程图纸）和图像（如照片、广告画）扫描输入到计 算机中的设备。
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（1）手持式扫描仪：由手工移动扫描仪从图稿上经过，扫描宽度为 10.5cm，扫描大幅面图稿时由软件拼接。分辨率为300～2400dpi。其优点 是体积小、重量轻、价格低。缺点为幅面小、精度低、扫描图像容易失真。 因此，手持式扫描仪主要用于精度要求不高的场合。 （2）平板式扫描仪：由软件控制扫描仪自动完成图稿扫描过程，扫描宽 度为A4幅面。分辨率为600～9600dpi，色彩位为24～36bit。其优点是速度 快、精度高、操作简单。但其价格比手持式高。平板式扫描仪适用于多媒 体平台中的图像扫描。 （3）滚筒式扫描仪：扫描图像放在滚筒上，由软件控制扫描头自动完成 图稿扫描过程。其扫描宽度大，可以用作大幅面图稿的输入。分辨率为 600～4800dpi.，色彩位为24～36bit。除了具有平板式扫描仪的速度快、精 度高、操作简单等优点之外，还能连续扫描（自动进纸）。滚筒式扫描仪 适合于CAD图形、地形图等大幅面图形（像）媒体的输入。 CCD扫描仪工作原理：用光源照射原稿投射光线经过一组光学镜头投射到 CCD 器件上，再经过模／数转换器，图像数据暂存器等，最终输入到计 算机，或者图形／文字输入设备。
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3.2.2 显示存储器 3D显示卡的显存较一般显示卡的显存不同之处在于：3D显示卡上还有专门 存放纹理数据或Z-Buffer数据的显存，例如带有6MB显存的VooDooⅠ显示卡，Leabharlann Baidu其中的2MB显存就是用于上述用途。由于3D的应用越来越广泛，以及大分 辨率、高色深图形处理的需要，对显存速度的要求也越来越快。从早期的 DRAM，过渡到EDO-DRAM，一直到现在经常见到的SDRAM和SGRAM， 速度越来越快，性能越来越高。一般标有“08”、“10”、“12”等字样的多 数是SDRAM，标有“80”、“70”、“60”、“-6”、“-7”等字样的多半是 EDO-DRAM。除了上述3种常见的显存外，还有更专业的显存如VRAM（双 端口视频内存）、WRAM（窗口内存）、RDRAM、CacheRAM等，多用在 图形处理工作站上。 显存的大小不固定，从单条256KB、512KB、1MB到单条2MB都有，因 此不能仅看显存芯片的个数来猜测显示卡上有多大显存容量。 很多老的显示卡上还有一些空插座用来扩充显存。在扩充时要注意与显 示卡上已有的显存速度配套。例如原显存是80ns，新扩充的显存也要是80ns， 这样在扩充后才能少出故障。
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2.像素 光点也称为像素。 3.点距 点距是相邻两个同色荧光点的中心距离。目前配备显示器时，最好选择点 距小于0.28mm的显示器。 3.2 图形显示卡 显示卡是计算机内主要的板卡之一。CPU处理的是数字信号，而显示卡 则承担了后续图像的处理、加工及转换为模拟信号等工作。由于工作性质不 同，不同的显示卡提供了性能各异的功能。一般来说，二维（2D）图形图 像的输出是必备的。在此基础上将部分或全部的三维（3D）图像处理功能 纳入显示芯片中，由这种芯片做成的显示卡，就是通常所说的“3D显示 卡”。没有2D功能而仅有3D功能的显示卡（例如用VooDoo、VooDooⅡ显示 卡）必需有一个具有2D功能的显示卡共同使用，这种显示卡称为3D子卡。 显示卡上主要的部件有：显示芯片、RAMDAC、显示内存、BIOS、断 线接VGA插座、特性连接器等。
3.3.1 扫描仪的分类 按其所支持的颜色分类，可以为单色扫描仪和彩色扫描仪；按所采用的固 态器件又分为电荷耦合器件(CCD)扫描仪、MOS电路扫描仪、紧贴型扫描 仪等；按扫描宽度和操作方式可分为大型扫描仪、台式扫描仪和手动式扫 描仪。
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通常的分类为手持式、平板式和滚筒式三类。
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第3章 图形图像输入输出设备 章
3.1 监视器 3.2 图形显示卡 3.2.1 颜色位数 3.2.2 显示存储器 3.2.3 显示分辨率 3.3 扫描仪 3.3.1 扫描仪的分类 3.3.2 扫描仪的解析度 3.4 打印机 3.5 习题