1.2 认识图形系统

图形系统浅析
从穿孔纸到数据衣：输入设备
从CRT到3D显示
从CPU到GPU：图形显示子系统

图形系统浅析

计算机图形系统的功能

计算、交互

计算及图形系统的组成

图形硬件、图形软件

图形硬件

输入设备（从穿孔纸到数据衣）

输出设备（从CRT到3D显示）

计算机

图形显示子系统（从cpu到gpu）

图形软件

应用软件

运行在某个操作系统上？

有没有用到游戏引擎？是基于OpenGL还是DirectX？

本课程图形编程思路

不使用引擎，直接基于OpenGL图形标准进行编程 （引擎是基于图形标准编写的的）
基于可编程管线的图形编程
基于GLSL的着色器shader编程

从穿孔纸到数据衣：输入设备

输入设备的四个发展阶段

第一阶段：控制开关、穿孔纸来手动操控设备

第二阶段：光笔（一种具有捡取功能的输入装置检测到光，因此称之为光笔）

第三阶段：出现了图形用户界面GUI和交互设备。鼠标、触摸屏、扫描仪

　　触摸屏：及时输出设备也是输入设备。红外线、声表面波、电阻、电容式

第四阶段：多通道、多媒体的智能化人机交互阶段

　　拟人化，嵌入化

　　VR中的动态感知设备：

　　三维鼠标、数据手套、数据衣（动作捕捉/感知反馈）、力反馈器

从CRT到3D显示

CRT

阴极射线管

结构、余晖特性

彩色阴极射线管

三基色原则-红、绿、蓝

扫描方式

随机扫描（不适合复杂显示去求）、光栅扫描（水平回扫、场回扫、刷新速率）（逐行扫描和隔行扫描）

平板的奥秘

平板显示器

分类：

主动发光

被动发光：液晶显示器

液晶显示器

视觉效果柔和、触碰流动性

彩色显示原理

每个像素有三个亚像素（对应RGB三原色每个亚像素）

可视角度

等离子体显示器

LED显示器

神奇的3D显示

人眼的立体视觉原理

头盔显示器

裸眼立体显示器

从CPU到GPU：图形显示子系统

图形显示子系统结构

帧缓冲存储器：一块用来存储像素的颜色或者灰度值的存储空间，简称帧缓存。

早期显示子系统结构，帧缓存在主存中CPU负责显示处理，后来把GPU和显存从CPU和主存中独立出来。

图形显示处理器

GPU主芯片：擅长计算、矩阵运算、密集型任务方面更有优势

BoysCryToo