计算机图形系统 (2)

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二. 图形系统的基本功能及其硬件性能要求
计算机图形系统至少应具有以下五个方面基本功能:
1.计算功能
（1）形体设计和分析方法的程序库，描述形体的图形数据 库。
（2）坐标的平移、旋转、投影、透视等几何变换程序库的 数据库。
（3）曲线、曲面生成和图形相互关系的检测库。
2.存储功能
在计算机内存储器和外存储器中，应能存放各种形体的 几何数据及形体之间相互关系，可实现对有关数据的实时 检索以及保存对图形的删除、增加、修改等信息。
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(5)计算机网络
计算机网络是指将上述四类计算机平台，或者其 中某一类通过某种互联技术彼此连接，按照某种通信 协议进行数据传输、数据共享、数据处理的多机工作 环境。
它的特点是多种计算机相连，可以充分发挥各个 机器的性能和特点，以达到很高的性能价格比。
网络图形系统要考虑的关键问题是网络服务器的 性能，图形数据的通信、传输、共享以及图形资源的 利用问题。
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2.2 计算机图形显示器
显示器是图形系统中必备的输出设备，目前，图形 显示器占统治地位仍是阴极射线管（CRT－Cathod Ray Tube）显示器。此外，还有液晶显示器和等离子板显示 器等。
一. CRT显示器工作第原2二.理1章计算计机算图机形图系形统系的统组成
CRT显示器其◆分2辨.2率计好，算可机靠图性形高显，示速器度快。为了 不影响主机的数据处2.理3能计力算，机CR图T形显示输器入作设为备计算机的 外屏幕围编设辑备功而能独，立并存有在22..标，45准它计图的有形算串自核机行己心图接的口系形控与制输统主电（出机路设G连，K备接专S）。门简负责介
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3.输入功能
由图形输入设备将所设计的图形形体的几何参数（例如 大小、位置等）和各种绘图命令输入到图形系统中。
4.输出功能
图形系统应有文字、图形、图像信息输出功能。在显 示屏幕上显示设计过程当前的状态以及经过图形编辑后的 结果。同时还能通过绘图仪、打印机等设备实现硬拷贝输 出，以便长期保存。
2.6 通用图形软件简介
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1.CRT单色显示原理
电子枪
由偏转系统产生电子 束的偏转电场（或磁 场），使电子束左右 、上下偏转
灯丝加热阴极，阴 极表面向外发射自 由电子，控制栅控 制自由电子是否向 荧光屏发出
电子流在到达屏幕的 途中，被加速、聚焦 成很窄的电子束
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在指定时刻在屏 幕指定位置上产 生亮点
不需要中间介质（磁盘或磁带）传递绘图信息，处理 时间缩短了。但由于绘图机是机械速度，这样造成了 计算机对绘图机等待，降低了计算机工作效率。
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(3) 交互式绘图系统
绘图系统将处理结果输出到图形
终端（图形显示器）或图形工作
站。用户对所显示图形还可用定
位、拾取和描绘等设备进行编辑
和标注等
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余辉时间：电子束离开光点后光点保持的时间。 屏幕刷新：荧光亮度随着时间按指数衰减，整个画面
必须在每一秒钟内重复显示许多次，人们 才能看到一个稳定而不闪烁的图形，因此 必须重复地使荧光质发光，即使电子束迅 速回到同一点 余辉时间越短，所需屏幕输刷新率越高 荧光粉的质量直接影响到CRT成像效果。
(1).
脱机绘图系统 将输入图形 数据在主机
内进行处理
将图形处理后 的图形数据送 入中间介质
用磁盘或磁带 控制绘图输出 机输出图形
脱机绘图系统是将图形数据和图形输出分别进行处理， 避免计算机处于等待状态，加快计算机的工作效率。
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(2) 联机绘图系统
将输入图形 数据在主机 内进行处理
计算机将图形处 理信息直接送给 绘图机输出图形
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2.计算机图形系统的硬件工作平台
目前，计算机图形系统的硬件平台有如下几种:
(1).微型计算机（简称微机）
随着微型计算机性能进一步提高，用微型计算机实 现三维形体的设计及显示能力在不断提高。
(2).工作站
实际上是一类超级微型计算机，该系统主要用于工程 设计，为研究、开发提供一整套软硬件工作环境支持。 工作站是具有高速的科学计算、丰富的图形处理、灵活 的窗口及网络管理功能的交互式计算机系统。美国的 SUN、SGI、HP、DEC、IBM等公司的产品均属此类。
5.对话功能
可通过显示器或其他人－机交互设备直接进行人－机 通信，对计算结果和图形，利用定位、拾取等手段进行修 改，同时对设计者或操作员执行的错误给予必要的提示和 帮助。
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为了实现以上功能，对图形系统的硬件性能要求是：
1.处理速度
图形系统的处理速度既与图形系统硬件有关，也与 图形软件的图形处理算法有关。
2‘存储容量
存储容量包括三部分：内存储容量、外部存储容量 和显示缓冲区容量。
3. 处理精度
处理精度主要是指图形采集输入质量和显示输出质 量：这里主要指图形分辨率、图形色彩的显示等。而且 很大一部分与所采用的图形处理软件有关。
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三. 图形系统分类及硬件工作平台要求
1.计算机图形系统的分类
根据其硬件配置和信息传递方式分为:
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(3).中、小型计算机
一般在特定的部门、单位和应用领域中采用此类环境 。它是大型信息系统建立的重要环境，这种环境中信息和 数据的处理量是很大的，要求机器有极高的处理速度和极 大的存储容量。
(4).大型机
以大型计算机为基础，具有容量庞大的存储器和极强 的计算功能,大量的显示终端及高精度、大幅面的硬拷贝 设备。还往往拥有自行开发的、功能齐全的应用软件系统 。例如，美国第三大汽车公司（CHRYSLER汽车公司） 就拥有庞大的计算机系统来进行计算机辅助设计、实体造 型、结构分析、运动模拟、工程和科学计算、项目管理、 生产过程控制等。
第二章 计算机图形系统
2.1 计算机图形系统的组成
2.2 计算机图形显示器
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2.3 计算机图形输入设备
2.4 计算机图形输出设备
2.5 图形核心系统（GKS）简介
2.6 通用图形软件简介
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第二章 计算机图形系统
2.1 计算机图形系统的组成
一. 图形系统的结构
由硬件和软件两部分组成。
第二章 计算机图形系统 2.1 计算机图形系统的组成 2.2 计算机图形显示器 2.3 计算机图形输入设备 2.4 计算机图形输出设备 2.5 图形核心系统（GKS）简介 2.6 通用图形软件简介