第二讲图形设备与系统 21图形显示设备 2.2图形系统及其标准 2021/2/24 Graphics Lab PKU
2021/2/24 Graphics Lab.PKU 1 第二讲 图形设备与系统 2.1 图形显示设备 2.2 图形系统及其标准
●图形输入设备 二维:鼠标、图形输入板、跟踪球、光笔、触摸 屏、操纵杄、扫描仪. 三维:空间球、数据手套 ●图形输出(显示、打印)系统: 阴极射线管显示器, 液晶显示器,等离子显示器, 绘图仪打印机, 2021/2/24 Graphics Lab PKU
2021/2/24 Graphics Lab.PKU 2 ⚫图形输入设备： 二维：鼠标、图形输入板、跟踪球、光笔、触摸 屏、操纵杆、扫描仪… … 三维：空间球、数据手套… … ⚫图形输出(显示、打印）系统： 阴极射线管显示器， 液晶显示器，等离子显示器，… … 绘图仪,打印机
2.1图形显示器 21.2阴极射线管 21.3彩色阴极射线管 射线穿透法 影孔板法 2.1.4随机扫描显示系统 2.1.5光栅扫描系统 2021/2/24 Graphics Lab PKU
2021/2/24 Graphics Lab.PKU 3 2.1 图形显示器 2.1.2 阴极射线管 2.1.3 彩色阴极射线管 射线穿透法 影孔板法 2.1.4 随机扫描显示系统 2.1.5 光栅扫描系统
2.1极射线管(CRT)( Cathode ray tube) ●阴极射线管(CRT) 组成:包括电子枪、聚焦系统、加速电极、偏转系统、荧光屏 工作原理:电子枪发射电子束,经过聚焦系统、加速电极、偏 转系统,轰击到荧光屏的不同部位,被其内表面的 荧光物质吸收,发光产生可见的图形。 结构 加速电极 控制栅垂直偏转板 荧光涂层 灯丝 电子束 阴极水平偏转板 聚焦系统 2021/2/24 Graphics Lab PKU
2021/2/24 Graphics Lab.PKU 4 ⚫2.1.1 阴极射线管（CRT）（Cathode Ray Tube） ⚫阴极射线管(CRT) –组成：包括电子枪、聚焦系统、加速电极、偏转系统、荧光屏 –工作原理：电子枪发射电子束，经过聚焦系统、加速电极、偏 转系统，轰击到荧光屏的不同部位，被其内表面的 荧光物质吸收，发光产生可见的图形。 –结构
加速电极 控制栅垂直偏转板 电子枪 荧光涂层 灯丝 母 电子束 阴极水平偏转板 聚焦系统 ●电灯丝,阴极和控制栅组成。 ●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 2021/2/24 Graphics Lab PKU
2021/2/24 Graphics Lab.PKU 5 电子枪 ⚫ 电灯丝，阴极和控制栅组成。 ⚫ 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
聚焦系统 加速电极 控制栅垂直偏转板 ∠焚光涂层 通过电场和磁场控制 灯丝 电子束 ●电子束,“变细”,保证 阴极水平偏转板 ●亮点足够小,提高分辩率 聚焦系统 加速电极 加正的高压电(几万伏),使电子束高速运动 2021/2/24 Graphics Lab PKU
2021/2/24 Graphics Lab.PKU 6 聚焦系统 ⚫ 通过电场和磁场控制 ⚫ 电子束， “变细” ，保证 ⚫ 亮点足够小，提高分辩率 加速电极 加正的高压电（几万伏）， 使电子束高速运动
偏转系统 ●控制电子束,静电场或磁场,产生偏转, 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 加速电极 控制栅垂直偏转板 荧光涂层 灯丝 电子束 阴极水平偏转板 聚焦系统 2021/2/24 Graphics Lab PKU
2021/2/24 Graphics Lab.PKU 7 偏转系统 ⚫ 控制电子束，静电场或磁场，产生偏转， 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
荧光屏 荧光物质:吸收电子束而发光 持续发光时间:电子束离开某点后,该点的亮度值衰减到初始值 1/10所需的时间 刷新( Refresh):为了让荧光物质保持一个稳定的亮度值 刷新频率:每秒钟重绘屏幕的次数 某种CRT产生稳定图像所需要的最小刷新频率 1秒/荧光物质的持续发光时间 (例如)=100040=25Hz 像素 Pixel: Picture Cell):构成屏幕(图像)的最小元素 ●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*480,800600,1024*768, 1280*1024等等 2021/2/24 Graphics Lab PKU
2021/2/24 Graphics Lab.PKU 8 荧光屏 荧光物质：吸收电子束而发光 ⚫持续发光时间：电子束离开某点后，该点的亮度值衰减到初始值 1/10所需的时间 ⚫刷新(Refresh)：为了让荧光物质保持一个稳定的亮度值 ⚫刷新频率：每秒钟重绘屏幕的次数 ⚫像素(Pixel:Picture Cell)：构成屏幕（图像）的最小元素 ⚫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 某种CRT产生稳定图像所需要的最小刷新频率 =1秒/荧光物质的持续发光时间 （例如）=1000/40=25Hz
2.1.2彩色阴极射线管 产生彩色的常用方法:射线穿透法、影孔板法 射线穿透法 ●原理:两层荧光涂层,红色光和绿色光两种发光物质,电 子束轰击穿透荧光层的深浅,决定所产生的颜色 荧光涂层产生颜色 低速电子束 较低速电子束 电子束 较高速电子束 高速电子束 ●应用:主要用于画线显示器 ●优点:成本低 ●缺点:只等产生有限几种颜色 2021/2/24 Graphics Lab PKU
2021/2/24 Graphics Lab.PKU 9 – 产生彩色的常用方法：射线穿透法、影孔板法 – 射线穿透法 ⚫ 原理：两层荧光涂层，红色光和绿色光两种发光物质，电 子束轰击穿透荧光层的深浅，决定所产生的颜色 ⚫ 应用：主要用于画线显示器 ⚫ 优点：成本低 ⚫ 缺点：只等产生有限几种颜色 电子束 荧光涂层 产生颜色 低速电子束 较低速电子束 较高速电子束 高速电子束 2.1.2 彩色阴极射线管
2.1.2彩色阴极射线管(续) 影孔板法 。原理:影孔板被安装在荧光屏的内表面,用于精确定位像素的位 影孔板 外层玻璃 荧光涂层 2021/2/24 Graphics Lab PKU
2021/2/24 Graphics Lab.PKU 10 2.1.2 彩色阴极射线管（续） – 影孔板法 ⚫ 原理：影孔板被安装在荧光屏的内表面，用于精确定位像素的位 置 外层玻璃 荧光涂层 影孔板