2.1 图形系统浅析——对图系统的功能和结构介绍
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计算机图形系统的功能
交互 输入 计算 存储 输出
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计算机图形系统的组成
硬件：显示设备 图形输入设备 存储介质 图形输出设备(图形显示子系统)
软件：游戏——>游戏引擎——>图形标准（OpenGL或DirectX)——>显卡驱动【——>GPU——>显存】(硬件)
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图形硬件
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输入设备：穿孔纸、光笔、鼠标、数据衣（四个阶段）
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显示设备：CRT显示器、液晶显示器、3D显示
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输出设备：打印机/绘图仪
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图形显示子系统
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输入设备发展的四个阶段
穿孔纸——>光笔（开启了交互式图形学的阶段）——>鼠标（GUI）——>数据衣（多通道、多媒体的智能化人机交互阶段）
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VR中的动态感知设备
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三位鼠标
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虚拟空间中的六个自由度：
沿X、Y、Z三个直角坐标轴方向的移动自由度以及绕这三个坐标的转动自由度
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数据手套
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核心：用于动作捕捉的部件
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数据衣
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动作捕捉数据衣：让VR系统识别全身运动而设计的输入装置
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感知反馈数据衣：输出触觉及其他感知
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力反馈器
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2.3 CRT基本原理
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阴极射线管
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CRT(Cathode Ray Tube)是一种真空器件，它利用电磁场将高速的、经过聚焦的电子束，偏转到屏幕的不同位置轰击屏幕表面的荧光材料而产生可见图形
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结构上：
① 电子枪：产生沿Z轴的方向前进的细电子书轰击荧光屏
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电子束的要求：强度足够大；大小、有无应该可控；充分聚焦
② 偏转系统：磁偏转/电偏转
③ 荧光屏：用荧光粉涂敷在玻璃底壁上制成的
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荧光粉的要求：发光效率高；余辉时间合适；寿命长
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彩色阴极射线管
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三基色原则——红黄蓝（RGB）
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典型：三枪三束彩色显像管
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颜色书问题：
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每支电子枪只能控制开关：2*2*2=8
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每支电子枪n个不同强度：n*n*n
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每支电子枪能控制256种强度：256*256*256=224【真彩色系统】
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扫描方式
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随即扫描的图形显示器
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随机扫描（Random-Scan)：不适合复杂图像
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光栅扫描的图形显示器
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工作原理：控制电子束按某种光栅形状进行的顺序扫描，而字符、图像是靠Z轴信号控制辉亮来形成的。
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相关概念：
① 刷新速率：每秒刷新的次数
② 水平扫描
③ 水平回扫（消隐）
④ 垂直回扫（消隐）
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逐行扫描与隔行扫描
隔行扫描：先扫描偶数行，再扫描奇数行
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缺点：
① 需要扫描转换
② 会产生走样
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2.4 平板显示器基本原理
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平板显示器
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特点：轻薄、省电（功耗小）、辐射低、无闪烁、无干扰
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分类：
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发射型：主动发光，介质本身发光（LED、等离子显示器）
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非发射型：被动发光，介质本身不发光（液晶显示器）
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液晶显示器
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彩色显示原理：每个像素有三个亚像素（RGB）
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可视角度：左右两边的可视最大角度的和
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等离子体显示器
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Plasma Display Panel(PDP)采用气体放电原理实现的自发光显示技术
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LED显示器
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Liquid-Emitting Diode(LED)发光二极管显示器
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二极管以矩阵排列形成显示器的像素位置
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优点：高亮度、高效率、长寿命、可视角度广……
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2.5 当前流行的3D显示设备
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较早的三维立体显示
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远小近大
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三维立体显示原理
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人眼的立体视觉原理
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3D动画或电影原理：两台摄像机拍摄，配合3D眼镜
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三维立体显示设备
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三维立体眼镜：滤色式3D眼镜、偏光式3D眼镜、光阀式3D眼镜
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头盔显示器：两个小型显示器，对两只眼睛进行不同显示
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眼镜盒子：分屏显示
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裸眼立体显示器
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基于液晶显示器的视差屏障技术
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气体投影技术
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发展方向：裸眼、全息、交互
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2.6 显示子系统
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图形显示子系统结构
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图形显示处理器（显卡）
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（显示主芯片/图形处理器）GPU：擅长计算，在矩阵运算、运算密集型任务方面更有优势
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相关概念
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像素：点阵中每个单元就是一个像素
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分辨率：显示分辨率=水平像素个数*垂直像素个数
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取决于：光点大小；帧缓存的大小（帧缓存容量=分辨率*颜色位面数）
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