Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỒ HOẠ MÁY TÍNH
1.6. Phần cứng đồ họa
1.6.2. Các thiết bị hiển thị (thiết bị ra dữ liệu)
1)Màn hình CRT
Màn hình là thiết bị hiển thị thông dụng nhất trong một hệ đồ họa. Các thao tác của hầu hết màn hình đều dựa trên thiết kế của ống tia âm cực (CRT – cathode ray tube).
16
a) Cấu tạo của CRT
Hình dưới đây minh họa thao tác cơ sở của một ống tia âm cực. Một chùm các tia điện tử (tia âm cực) phát ra từ một súng điện tử, vƣợt qua các hệ thống hội tụ (focusing) và dẫn hướng (deflection) sẽ hướng tới các vị trí xác định trên màn hình được phủmột lớp phosphor. Tại mỗi vị trí tương tác với tia điện tử, hạt phosphor sẽ phát ra một chấm sáng nhỏ. Vì ánh sáng phát ra bởi các hạt phosphor mờ dần rất nhanh nên cần phải có một cách nào đó để duy trì ảnh trên màn hình. Một trong các cách đó là lặp đi lặp lại nhiều lần việc vẽ lại ảnh thật nhanh bằng cách hướng các tia điện tử trở lại vị trí cũ. Kiểu hiển thị này gọi là refresh CRT.
Hình 1.15 Cấu tạo của CRT
Hình 1.16 Công nghệ màn hình CRT
Sốlƣợng tối đa các điểm có thể hiển thị trên một CRT đƣợc gọi là độ phân giải (Resolution). Hay độ phân giải là số lƣợng các điểm trên một cm mà có thể đƣợc vẽ theo chiều ngang và chiều dọc (được xem như tổng sốđiểm theo mỗi hướng).
Kích thước vật lý của màn hình đồ hoạ được tính từ độ dài của đường chéo màn hình và thường dao động từ 12-27 inch, hoặc lớn hơn.
17
Thuộc tính khác của màn hình là tỷ số phương (aspect ratio). Nó là tỷ lệ của các điểm dọc và các điểm ngang cần để phát sinh các đoạn thẳng có độ dài đơn vị theo cả hai hướng trên màn hình. Màn hình có tỷ số phương khác một, thì hình vuông hiển thị trên đó thành hình chữ nhật còn hình tròn thành hình Ellipse.
b) Phương thức hiển thị
Căn cứ vào phương thức hiển thị các dữ liệu hình học trên màn hình, người ta
có hai loại thiết bị hiển thị:
Các thiết bị hiển thị dạng vector
Quét vector theo tọa độ các điểm đầu và cuối của vector. Người ta sử dụng các cuộn lái tia để quét thành các đoạn thẳng và nhƣ thế để vẽ đƣợc một đối tƣợng đồ họa người ta phải phân tích đối tượng thành các đoạn thẳng cơ sở và lần lượt vẽ chúng.
Các thiết bị hiển thị dạng đường rất thích hợp cho việc hiển thị các đối tượng hình học, tịnh tiến, quay dễ dàng nhƣng lại không hiệu quả với việc tô màu các vùng kín vì để làm được điều này chúng ta phải vẽ nhiều đường thẳng thật gần nhau để xấp
xỉ thành vùng đƣợc tô và điều này hạn chế tốc độ của ứng dụng. Nhƣ vậy đối với các ảnh phức tạp cần tới thời gian vẽ lớn, tốc độ làm tươi chậm, màn hình sẽ bị nháy.
Hình 1.17. Kiến trúc hiển thị Vector
Kiến trúc hiển thị vector làm việc với tệp hiển thị chứa những vector mà hệ thống cần phải hiển thị (display commands)
MOVE 10 , 15
LINE 400 , 300
LINE 600 , 800
Refesh Buffer
18
Các thiết bị hiển thị dạng điểm
Tia điện tử quét ngang trên màn hình từ trái sang phải, khi quét hết một dòng ngang, tia điện tử đƣợc dập tắt và lái hồi về đầu dòng tiếp (hồi ngang). Một hàng là một tập hợp các điểm X khi tia điện tử quét từ trái sang phải thì nó cũng lái theo chiều dọc từ trên xuống dưới Y.Mỗi điểm màn hình tại một điểm sáng (tối) được gọi là pixel.
Hình 1.18 Kiến trúc hiển thị Bitmap
Bộ đệm (frame buffer) đƣợc tổ chức nằm bên trong bộ nhớ của hệ thống (8086/8088). Có riêng một bộ xử lý hiển thị. Dữ liệu hiển thị đƣợc dùng chung, bộ nhớ đƣợc tổ chức thành không gian nhớ ảo, Video RAM đƣợc phân biệt. (80486/80586).
Hình 1.19. Mô hình dữ liệu của thiết bị hiển thị điểm
2) Màn hình tinh thểlỏng (Liquid Crystal Display – LCD)
Dựa vào công nghệ truyền ánh sáng qua điện cực mà đặt giữa là cuộn dây xoắn. Khi chưa có từ trường (chưa có dòng điện) ở cuộn dây thì ánh sáng truyền thẳng, khi
có từ trường thì ánh sáng truyền đổi chiều.
19
Hình 1.17 Công nghệ truyền ánh sáng trong màn hình tinh thể lỏng
3) Máy in
Hiện tại có nhiều loại máy in, sử dụng các công nghệ khác nhau nhƣ in kim, in phun, in laser. Nhưng dưới quan điểm của những người nghiên cứu đồ họa vi tính, ta
sẽ xem xét tới khái niệm chất lƣợng của bản in.
Dot size: đường kính của một điểm in bé nhất mà máy in có thểin được
Addressability: khả năng địa chỉ hoá các điểm in có thể có trên một đơn vị độ dài (dot per inch)
Sốlƣợng màu có thể vẽ trên một điểm
Dot size Point per inch
InkJet 8-20/100 inch 200÷ 600
Laser 5/1000 inch 1500
Máy vẽ 6÷ 15/1000 inch 1000÷ 2000