图形设备培训教材

2.1：图形输入设备
数据手套（Data Glove）
由一系列检测手和手指运动的传感器组成，发送天线和接收 天线之间的电磁耦合，可以提供关于手位置和方向的信息
2.1：图形输入设备
数字化仪（Digitizer）
用来给物体作画，或交互选择坐标位置的常用设备，可以输 入二维或三维物体的坐标值，一般，数字化仪通过对物体的扫 描，并输入一组坐标位置，相互连接后，以逼近曲线或表面形 状
磁偏转
电偏转
2.2：图形显示设备
阴极射线管（Cathode Ray Turbo）
偏转系统：
由于偏转系统的作用，电子束要到达屏幕的边缘时，偏转角 度就会增大。
到达屏幕最边缘的偏转角度被称为最大偏转角 最大偏转角是衡量系统性能的最重要的指标。显示器长短与 此有关：CRT显示器屏幕越大整个显象管就越长
第二章：图形设备
2.1 图形输入设备 2.2 图形显示设备 2.3 图形显示子系统 2.4 图形绘制设备
2.1：图形输入设备
本节内容：
键盘
数据手套
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ标器 数字化仪
光笔
图象扫描仪
触摸屏 操作杆 跟踪球
声频输入系统 视频输入系统
2.1：图形输入设备
键盘（Keyboard）
有ASCII编码键、命令控制键和功能键，是计算机的一种 最基本的输入设备，用于输入非图形数据。
偏转系统：
主要作用是控制电子束，静电场或磁场，产生偏转。电子束 偏转有电偏转和磁偏转两种方法： a.磁偏转
磁偏转系统是利用磁场使电子束产生偏转，扫描荧光屏产生 字符或图形。
b.电偏转 电子束通过两对金属偏转板，电子朝正电压的极板偏转
2.2：图形显示设备
阴极射线管（Cathode Ray Turbo）
2.2：图形显示设备
阴极射线管（Cathode Ray Turbo）
注意： 电子穿出偏转磁场后，是沿着圆周运动的切线的方向
射向屏幕的，可以导出，当偏转线圈的匝数一定时，偏转电 流I与偏转角的正弦成正比。由于屏幕四角距中心最远，会 造成光栅的枕形失真。对此，可将产生偏转磁场的锯齿形电 流预先产生一些失真；或是通过“桶形失真”抵消“枕形失 真”
电子枪结构：
栅极
第二阳 极
玻璃 石墨层
栅极 聚焦极
玻璃 石墨层
灯丝
灯丝
阴极 加速极 第三阳极 （a)三极电子枪
阴极 加速极第二、四阳极 （b)四极电子枪
聚焦系统是一个电透镜，保证电子束在轰击屏幕时，汇聚成 很细的点。
加速电极：加正高压电（几万伏），使电子束高速运动。
2.2：图形显示设备
阴极射线管（Cathode Ray Turbo）
缺陷： 遮挡住屏幕，操作不便；容易疲劳；所有屏幕象素都 要具有非零亮度；受环境光影响，有可能误读
2.1：图形输入设备
触摸屏（Touch Screen）
用手指触摸屏幕的位置进行选择：
装置检测光线的遮挡情况导致的电平变 化，或通过测量投射屏幕两边的阴影范 围来确定手指的位置。
离的两块透明板构成，其中一块涂有导 电材料另一块涂有电阻材料。利用两涂 层间的电阻和电容的变化确定触摸位置。
衰减，从而转换为X，Y坐标的。
2.1：图形输入设备
操纵杆（Joystick）
提供对屏幕光标的环绕操作，系统对操纵杆的移动和压力做 出响应
2.1：图形输入设备
跟踪球（Trackball）
跟踪球用作两维定位设备，利用附加的电压计量器测量球的 旋转量和方向，通常安装在键盘和鼠标上；空间球则提供六个 自由度。
2.2：图形显示设备
阴极射线管（Cathode Ray Turbo）
CRT由电子枪、偏转系统、荧光屏三个基本部分组成：
电子枪：由加热器，金属阴极、电平控制器组成； 阴 极：由灯丝加热发出电子束； 控制栅：加上负电压后，能够控制通过其中小孔的带负
电的电子束的强弱，通过调节负电压高低来控制电子数量， 即控制荧光屏上相应点的亮度；
目前图形显示设备大多数是基于阴极射线管CRT的监视器。 CRT是一种真空器件，它利 用电磁场产生高速的、经过聚 焦的电子束，偏转到屏幕的不 同位置轰击屏幕表面的荧光材 料，而产生可见图形。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，这时将发出荧光，屏幕上的对应点就 辉亮，不同象素的辉亮状态就产生了可见图形。
声频输入系统（Voice Input System）
也称为声音输入系统，在某些图形工作站中，采用话音识别 器作为输入设备，以接收操作者的命令。
2.1：图形输入设备
视频输入系统（Video Input System）
用于输入视频图形和图象信息。视频信号采集板（卡）、视 频信号输入卡、视频信号处理装置，其中大量采用了数字信号 处理芯片（DSP）。
2.1：图形输入设备
图象扫描仪（Scanner）
可直接把图纸、图表、照片等输入到计算机中，在将它们传 过一个光学扫描机构时，灰度或彩色等级被记录下来，并按图 象方式进行存储，目前绝大多数采用的固态器件是电荷耦合器 件，常用的分辨率是300－1000dpi（Dot Per Inch）
2.1：图形输入设备
2.1：图形输入设备
鼠标（Mouse）
将移动距离及方向的信息变成数字脉冲信息，由计算机转 换成光标的坐标数据，或采用光学感应器检测鼠标的运动；
2.1：图形输入设备
光笔（Light Pen） 利用笔尖处的孔，荧光屏上的光透过透镜聚集到光导纤维，传
至光电倍增器，形成电信号，以此来选择屏幕的位置坐标
CRT它的主要功能是产生一个沿管轴（Z轴）方向前进 的细电子束轰击荧光屏，电子束应满足下列要求： a.具有足够的电流强度 b.电流的大小和有无必须是可控的 c.具有很高的速度 d.在屏幕上能聚焦很小的光亮，以保证显示器足够的分辨率
2.2：图形显示设备
阴极射线管（Cathode Ray Turbo）
目前微机流行采用视霸卡（video blaster）采集图形图象， 经过编码和压缩后，存储在计算机中，以后可读出送到计算机 显示器或电视机中。
2.2：图形显示设备
本节内容：
阴极射线管
彩色阴极射线管
CRT图形显示器
平板显示器三维 观察设备
2.2：图形显示设备
阴极射线管（Cathode Ray Turbo）