备注：*为重要内容
- 硬件与软件示意图
- 硬件
- 输入设备
- 输出设备
- 存储设备
- 图形处理设备
- 软件
- 软件包
- 应用程序
- 应用模型
- 计算:图形处理(如图形变换、光照等)
- 存储:远程和本机
- 输入:人机交互及数据文件等
- 输出:显示器、打印机等
- 对话图形:人机交互
显示器：
(1)阴极射线管CRT CRT与彩色CRT【射线穿透、影孔板法】、
(2)平板型显示器
- 共同特点
都是通过单个发光元素(点,像素)来显示图形或文字。 - 不同点
(1)LCD体积小,厚度薄,重量轻,耗能少,无辐射。
(2)CRT显示亮度高,色彩鲜艳,分辨率高。
- (1) 像素(Pixel: Picture Cell):构成屏幕(图像)的最小元素
- (2) 分辨率(Resolution)
CRT在水平或竖直方向单位长度上能识别的最大像素个数,单位通常为dpi(dots per inch)
在假定屏幕尺寸一定的情况下,也可用整个屏幕所能容纳的像素个数描述,如640*480,800*600,
1024*768,1280*1024 等等 - (3) 分辨率越高显示的图形就越精细
显示设备：显示器
视频控制器：控制显示设备（有的含图形加速处理器），
通过访问帧缓存来刷新屏幕
显示缓冲器：可以在内存或显示控制器中
电子束可以任意移动。画线设备
(1) 特点
电子束可随意移动，只扫描荧屏上要显示的部分像素
对应的显示器为画线设备的
(2) 逻辑部件
刷新存储器(Refreshing Buffer)
显示处理器（ DPU: Display Processing Unit）
CRT
电子束按固定扫描线和次序进行。画点设备
* (1) 基本原理
电子束按固定的扫描线和扫描顺序从左到右、自上
而下进行扫描。
* (2) 基本概念
扫描线：一条水平线
帧（frame）： 1次扫描生成的图像
水平回扫期：水平线间的回扫期
垂直回扫期：帧间的回扫期
* (4) 分辨率
电子束按固定的扫描顺序进行扫描N条扫描线，每条扫
描线有M个像素， M * N为显示器的分辨率
* (5) 组成
* 帧缓冲存储器(Frame Buffer)
- 帧缓冲存储器
简称帧缓存（显存中的部分存储单元）
- 作用：存储屏幕上像素的颜色值
- 帧缓存中单元数目与显示器上像素的数目相同，单元与像素一一对应，各单元的数值决定了其对应像素的颜色
- 显示颜色的种类与帧缓存中每个单元的位数有关
如：黑白显示系统的帧缓冲器的每个单元只需一位。- 帧缓存容量
分辨率M*N、颜色个数K与缓存大小V的关系
说明
- 一般像素颜色用RGB三基色表示
- 若每个帧缓存中每个存储单元有24位（每种基色占8位）即显示系统最多可表示产生224种颜色（ 24位真彩色）
例：颜色为真彩色、 分辨率是1024×1024的显示器，需要- 若存储器容量固定，则屏幕分辨率与可用的颜色种数成反比关系
问题：目前有的PC机的显存容量一般达256M以上，有必要？ 原因：显存还包括深度缓存、纹理内存等
视频控制器(Video Controller)
建立帧缓存与屏幕像素之间的一一对应关系，负责刷新普通显卡 = 视频控制器 + 显存
显示处理器(Display Processor)
代替CPU完成部分图形处理功能，图形加速卡 = 视频控制器 + 显存 + 显示处理器
- 显示器： CRT、液晶
- (6) 特点
- 优点
- 成本低
- 易于绘制填充图形
- 色彩丰富
- 刷新频率一定，与图形的复杂程度无关
- 易于修改图形
- 缺点
- 需要扫描转换，复杂图形计算量大
- 会产生混淆（走样）
- 第一层次：面向硬件系统
解决图形设备与计算机的通讯接口等问题，称为设备驱动程序
设备驱动程序现在已被作为操作系统一部分，由操作系统或设备硬件厂商开发； - 第二层次：建立在驱动程序之上
完成图元的生成、设备的管理等功能
这个层次上的图形支撑软件已经标准化，如GKS、 PHIGS、 CGI等； - 第三层次：面向用户
主要任务是建立图形数据结构，定义、修改和输出图形
具有较强的交互功能，使用方便，容易阅读，便于维护和移植
OpenGL、 Direct3D属于这一层次
基本图形绘制（线画、填充图元等）
图形变换
几何变换
投影变换
图元着色
光照效果
纹理映射
。。。
1.简述光栅扫描显示系统的组成及各部分作用。 帧缓冲存储器【存储各个像素的颜色值】， 视频控制器【建立帧缓存与屏幕像素一一对应关系，负责刷新】， 显示处理器【代替CPU完成部分图形处理功能】， 显示器【显示输出】 2.全高清指支持1080P输出显示的显示器，分辨率为1920×1080或更高。 设一全高清显示器分辨率为1920×1080 ，每个像素的颜色值用24位表示， 回答下列问题： （1）帧缓存的大小为多少？
（2）目前PC机的显存大小为什么要比所求值大很多？ 显存还包括深度缓存以及纹理内存等 （3） 一个16×16的窗口中的图形，最多同时可显示多少种颜色？ 16x16=256种 3.选择一个正确答案 （1）显示设备一般采用下列 颜色模型； A.CMY B. RGB C. HSV D. 都可以 （2）下列物质中， 不是LCD需要的。 A. 荧光物质 B. 光源 C. 液晶 D. 水平偏光板