计算机图形学：图形设备与标准详解

"图形系统标准分类-计算机图形学-图形设备与系统-ppt" 在计算机图形学领域，图形系统标准的分类对于确保不同设备和软件之间的兼容性至关重要。这些标准主要分为面向图形设备的接口标准、面向应用软件的标准以及面向图形应用系统中的工程和产品数据模型及其文件格式。 面向图形设备的接口标准旨在定义计算机如何与图形设备如显示器、鼠标等进行通信。计算机图形元文件（CGM）是一种标准，用于存储和交换二维图形，包括各种输入输出设备如CRT显示器和鼠标。计算机图形接口（CGI）定义了硬件与软件之间交互的方式，而设备驱动程序则具体实现了这些接口，使得操作系统可以控制图形设备。 程序员层次交互式图形系统（PHIGS）和GL（图形库）是面向应用软件的标准，为程序员提供了一套标准化的接口，简化了图形程序的开发。PHIGS允许创建复杂的交互式图形应用程序，而GL则更侧重于高性能的图形渲染，尤其是三维图形。此外，(三维)图形核心系统(3D-GKS)提供了一个通用的框架，支持多种三维图形操作。 面向图形应用系统中工程和产品数据模型及文件格式的标准，如基本图形转换规范（IGES）和产品数据转换规范（STEP），是为了促进不同CAD系统间的数据交换。IGES被广泛用于机械设计和制造行业，允许不同软件系统之间的二维和三维几何数据交换。STEP则是ISO标准，用于定义和交换产品生命周期管理中的复杂产品信息，不仅包括几何数据，还涵盖了材料属性、工艺信息等。 图形显示设备是计算机图形学的基础，主要包括图形显示器。阴极射线管（CRT）是早期显示器的核心技术，由电子枪、加速结构、聚焦系统、偏转系统和荧光屏组成。电子枪发射的电子束在经过加速和聚焦后，通过偏转系统控制其在荧光屏上指定位置产生光点，形成图像。为了保持图像的稳定性，需要不断刷新电子束，刷新频率越高，图像显示越稳定。 在CRT中，阴极产生电子束，控制栅用于调整电子束强度，聚焦系统保证电子束聚焦成细点，加速电极提供高电压让电子束高速移动，而偏转系统通过静电场或磁场改变电子束方向，使其覆盖整个屏幕。荧光屏的荧光物质在电子束轰击下发光，形成可见图像。不同类型的CRT，如彩色阴极射线管，采用不同的方法实现颜色显示，例如射线穿透法和影孔板法。 图形系统标准和图形设备技术的发展极大地推动了计算机图形学的进步，使得我们可以享受到高质量的图形显示和跨平台的数据交换。这些知识对于理解和应用计算机图形学技术，特别是在软件开发、游戏制作、工程设计等领域，具有深远的影响。