计算机图形学理论及应用技术 第1章 计算机图形学概述

1.7 常用的图形输入输出设备
1.7.1 图形显示系
1.7.2 微机中常见的显示器和图形适配 1.7.3 常用的图形输入设备 1.7.4 常用的图形输出设备
1.5 计算机图形学的基本术语
习题1
1.1 计算机图形学的发展 1.2 计算机图形学研究内容 计算机图形学有以下研究内容。
1. 图形的生成和表示技术
图形系统 图形语言：程序设计语言、数据库管理语言、图形专用语言 图形软件 图形数据库：图形对象库、操作方法库、模型库 图形程序：图形系统程序、应用程序、图形工具 图1-1 计算机图形系统结构
1. 图形硬件设备 图形 硬 件 设 备 分 为 基础 设备 、基本 图 形 设 备和 图形输入输出设备三类： (1) 计算机基础设备 (2) 基本图形设备 (3) 专用图形设备 2. 图形软件系统 1.6.2 计算机图形系统的功能 1. 图形输入输出功能 2. 图形定义和维护功能 3. 图形数据存储和管理功能
习题1
1.1 解释下列计算机图形学名词： 光点，像素，图形分辨率，图形模式，颜色调色板，视 频缓冲区，CRT，RGB三枪CRT。 1.2 简述CRT的组成和工作原理。 1.3 试述彩色CRT的种类及工作原理。 1.4 试述随机扫描方式和光栅扫描方式的工作过程和性 能特点。 1.5 为什么说每像素多平面的帧缓冲器数据组织方式比 每像素多比特方式更优越。 1.6 一个图形显示卡可以分别支持640×350和800×600 分辨率的显示模式，如果一个像素需要4位二进制位来 存储信息，那么，两者应当各采用多大的帧缓冲区？如 果每一像素能有256种颜色，两者又应当采用多大的图 形缓冲区？
1.5 计算机图形学的基本术语 1.6 计算机图形系统的组成和功能 1.6.1 计算机图形系统的组成 计算机图形系统中包括图形软件和图形硬件，其体系结 构如图1-1所示。
基础设备：主机、内存、外存等 图形硬件 基本图形设备：图形显示器、图形适配器、键盘等 专用图形设备：数字化仪、绘图仪、图形打印机等
4. 计算机艺术和计算机动画
5. 图形用户界面和图形选单的设计 6. 日常生活中的图形应用 7. 计算机图像分析和图像处理
1.4 面向对象的计算机图形学概述
1.4.1 面向对象技术及特点 1. 面向对象程序设计技术的基本机制
(1) 对象(Object)和消息(Message)
(2) 类(Class)、对象(Object)和实例(Instance)
1) 接口部分 2) 帧缓冲器
5. 帧缓冲器的数据组织方式 帧缓冲器有两种数据组织方 式：每像素多比特方式和每 像素多平面方式。 (1) 每像素多比特方式(Multi bit-per-pixel) (2) 每像素多平面方式(Multi plane-per-pixel )
3) CRT控制器
4) 显示控制器 5) CRT (3) 液晶显示器(LCD) (4) 等离子显示器
2. 面向图形对象设计方法的特点 (1) 面向图形对象方法的基本内容 1) 面向对象图形语言 2) 图形对象的数据结构 3) 图形的生成和变换方法 4) 图形软件设计和维护技术 (2) 面向图形对象设计方法的优点 1) 面向图形对象方法基于图形对象、继承性、消息和方法机制， 特别适合计算机图形自身的特点，有利于图形系统质量的提高 和图形系统的维护。 2) 面向图形对象的思想方法和程序设计思想方法一致，有利于 图形接口的设计。 3) 面向图形对象方法容易将图形的自然模型转换为数据模型， 有利于图形系统的设计。 4) 面向图形对象方法是对传统计算机图形系统设计方法的改革 和发展，面向图形对象方法不仅研究计算机图形的实现技术， 还研究计算机图形系统的设计方法。
2. 图形操作与处理方法 3. 图形输出设备与输出技术 4. 图形输入设备与输入技术 5. 图形信息的描述和表示
6. 几何模型的构造技术
7. 动画技术 8. 图形实时性和真实感 9. 图形标准与图形软件包
1.3 计算机图形学的应用 计算机图形对象技术是研究计算机图形处理方法和图形软件 设计方法的技术。随着计算机图形的广泛运用，计算机图形 技术的作用也越来越重要，其使用范围也越来越广泛，特别 是在以下有关图形专业的计算机系统中，更需要图形技术。 1. 计算机辅助设计和计算机辅助制造(CAD/CAM) 2. 计算机辅助绘图和科学计算的可视化 3. 计算机辅助教学CAI和数据绘图
第1 章 计算机图形学概述
1.1 计算机图形学的发展 1.2 计算机图形学研究内容 1.3 计算机图形学的应用 1.4 面向对象的计算机图形学概述
1.4.1 面向对象技术及特点 1.4.2 面向图形对象技术及特点
1.6 计算机图形系统的组成和功能
1.6.1 计算机图形系统的组成 1.6.2 计算机图形系统的功能
1.7.2 微机中常见的显示器和图形适配器 1. 微机中常见的显示器 微机中使用的是光栅扫描显示器，并使用 RGB 三枪彩色 CRT。常见的显示器有4种： (1) 标准彩色显示器(SCD)： (2) 增强彩色显示器(ECD) (3) 模拟显示器 (4) 多扫描变频显示器 2. 微机中常使用的图形适配器 微机中常使用的图形适配器有以下几种。 (1) 彩色／图形适配器(Color Graphics Array)CGA (2) 多色彩图形陈列(Multi-Color Graphics Array)MCGA (3) 增强型图形适配器(Enhanced Graphics Adapter)EGA (4) 视频图形陈列(Video Graphics Array)VGA (5) TVGA和XGA
1.7.3 常用的图形输入设备
图形输入设备可将用户的图形 结果及各种命令等转换成电信 号，并传递给计算机。 1. 定位器(Locator) (1) 坐标数字化仪(Digitizer)
(2) 图形输入板(Tablet)
(3) 鼠标器(Mouse) (4) 其他定位设备 2. 拾取器(Pick) 3. 键盘(Keyboard) 4. 按键(Button)
1.7.4 常用的图形输出设备 1. 图形打印机 (1) 点阵式打印机(Dot－matrix Printer) (2) 激光打印机(Laser Printer) (3) 喷墨打印机(Ink-jet Printer) 2. 笔式绘图仪(Pen Plotter) (1) 平 板 式 绘 图 仪 (Flatbed Plotter) (2) 滚筒式绘图仪(Drum Plotter) (3) 静电绘图仪(Laser Printer) (4) 喷墨绘图仪(Ink-jet Plotter)
(3) 面向对象的继承性
2. 面向对象系统的特点 (1) 面向对象系统具有多重抽象性。 (2) 面向对象系统使用面向对象语言设计程序。 (3) 面向对象系统使用数据库保存类集和对象集。
(4) 面向对象系统提供灵活多样的程序设计工具。
1.4.2 面向图形对象技术及特点 1. 面向图形对象的基本概念 (1) 图形对象(Graphic Object) 在理解面向图形对象的概念时，应注意以下几点： 1) 对象包括实体对象和图形对象两种。 2) 实体对象具有数据和方法。 3) 图形对象具有数据、方法和环境条件三要素。 (2) 图形类(Graphic Class)和图形实例(Graphic Instance) 图形类和图形实例的基本特征是： 1) 图形类是图形对象的抽象模型。 2) 图形对象由图形实例构成。 3) 图形类、图形对象和图形实例之间有继承性。 (3) 消息(Message)和方法(Methods) 图形对象执行消息会产生三种结果： 1) 创立新对象，删除不需要的对象或对已有的对பைடு நூலகம்进行修 正。 2) 向对象输入数据或向外输出数据。 3) 执行图形操作或输出图形。
4. 图形变换、图形处理和数 据计算功能
(1) 计算机图形语言
(2) 图形程序 (3) 图形数据库
1.7 常用的图形输入输出设备 1.7.1 图形显示系统 1. 图形监示器的主要部件––––阴极射线管 2. 彩色CRT 3. CRT电子束的扫描方式 (1) 随机扫描方式 (2) 光栅扫描方式 4 图形显示器工作原理 (1) 随机扫描显示器 随机扫描显示器中包括接口、显示缓冲器、显示控制器和阴极 射线管(CRT)4部分。 1) 接口 2) 显示缓冲器 显示缓冲器用于存放作图指令。 3) 显示控制器 4) 彩色CRT (2) 光栅扫描显示器 光栅扫描显示器的工作原理如图1-3所示，它包括接口部分、帧 缓冲器、CRT控制器、显示控制器和CRT五部分。