浙江大学计算机学院：《计算机图形学》课程教学资源（PPT课件）第二章 图形设备与系统

第二章图形设备与系统 21图形显示设备 2.2图形系统及其标准 2021/1/21 计算机图形学

2021/1/21 计算机图形学 1 第二章 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

21图形设备 图形显示设备 ■图形输出包括图形的显示和图形的绘制,图 形显示指的是在屏幕上输出图形 ■图形绘制通常指把图形画在纸上,也称硬拷 贝,打印机和绘图仪是两种最常用的硬拷贝 设备 2021/1/21 计算机图形学

2021/1/21 计算机图形学 2 2.1 图形设备 ◼ 图形显示设备 ◼ 图形输出包括图形的显示和图形的绘制，图 形显示指的是在屏幕上输出图形 ◼ 图形绘制通常指把图形画在纸上，也称硬拷 贝，打印机和绘图仪是两种最常用的硬拷贝 设备

21图形显示器 2.1.1阴极射线管 2.1.2彩色阴极射线管 射线穿透法 影孔板法 2.1.3随机扫描显示系统 2.1.4光栅扫描系统 2021/1/21 计算机图形学

2021/1/21 计算机图形学 3 2.1 图形显示器 2.1.1 阴极射线管 2.1.2 彩色阴极射线管 射线穿透法 影孔板法 2.1.3 随机扫描显示系统 2.1.4 光栅扫描系统

M阴极射线管(CRT) ●阴极射线管( CRT-Cathode ray tube) 组成:包括电子枪、加速结构、聚焦 系统、偏转系统、荧光屏 加速电极 控制栅垂直偏转板 荧光涂层 电子束 阴极|水平偏转板 聚焦系统 2021/1/21 计算机图形学

2021/1/21 计算机图形学 4 ⚫ 阴极射线管(CRT- Cathode Ray Tube) –组成：包括电子枪、加速结构、聚焦 系统、偏转系统、荧光屏 阴极射线管（CRT)

阴极射线管 加速电极 控制栅垂直偏转板 (CRT 荧光涂层 灯丝 电子束 阴极水平偏转板 ■工作原理 聚焦系统 高速的电子束由电子枪发出,经过聚焦系 统、加速系统和磁偏转系统就会到达荧光 屏的特定位置。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,屏幕上的那一点就会亮了 2021/1/21 计算机图形学

2021/1/21 计算机图形学 5 阴极射线管 (CRT) ◼ 工作原理 ◼ 高速的电子束由电子枪发出，经过聚焦系 统、加速系统和磁偏转系统就会到达荧光 屏的特定位置。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，屏幕上的那一点就会亮了

■要保持显示一幅稳定的画面,必须不断地发 射电子束 刷新频率 刷新一次是指电子束从上到下扫描一次的 过程 a刷新频率高到一定值后,图象才能稳定显 小 2021/1/21 计算机图形学

2021/1/21 计算机图形学 6 ◼ 要保持显示一幅稳定的画面，必须不断地发 射电子束 ◼ 刷新频率 ◼ 刷新一次是指电子束从上到下扫描一次的 过程 ◼ 刷新频率高到一定值后，图象才能稳定显 示

加速电极 控制栅垂直偏转板 电子枪 荧光涂层 灯丝 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。 2021/1/21 计算机图形学 7

2021/1/21 计算机图形学 7 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 保证电子束在轰击屏幕 荧光涂层 时,汇聚成很细的点 灯丝 电子束 阴极水平偏转板 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 2021/1/21 计算机图形学

2021/1/21 计算机图形学 8 聚焦系统 保证电子束在轰击屏幕 时，汇聚成很细的点。 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。 ■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 2021/1/21 计算机图形学

2021/1/21 计算机图形学 9 偏转系统 ◼ 控制电子束，静电场或磁场，产生偏转。 ◼ 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

荧光屏 荧光物质:当它被电子轰击时发出亮光 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:一种荧光物质持续光时间40毫秒,刷新 频率为1000/40=25帧/秒,发光时间短,适 用于动态图形显示。发光时间长,适用于静态 图形显示 2021/1/21 计算机图形学

2021/1/21 计算机图形学 10 荧光屏 荧光物质：当它被电子轰击时发出亮光 ⚫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：一种荧光物质持续光时间40毫秒，刷新 频率为1000/40=25帧/秒，发光时间短，适 用于动态图形显示。发光时间长，适用于静态 图形显示