[科普中国]-计算机图形设备

种类

关于计算机图形的定义，图形硬件种类繁多，可分为下列三大类：

图形数字化设备图形数字化设备的作用是把图形信息转化成计算机可以读入的形式，其主要功能是输入那些不宜使用标准键盘输入的信息。例如要输入一副城市的街道图，用标准键盘输入就太繁琐了，而图形数字化设备可以利用光标来指示追踪街道的位置，从而大大的简化了输入过程。1

数字绘图仪图形数字化设备是输入设备，而数字绘图仪是硬拷贝输出设备，它主要用来描绘各种图形，同时还可以加上文字与数字的注解。这类设备的价格从两千美元到四十五万美元不等，在购置这类设备时当然要考虑价格，还应当考虑其他因素：

（1）颜色；

（2）精度（每英寸的扫描行数）；

（3）图形的最大尺寸；

（4）结构类型；

（5）软件支持；

（6）智能（是否装有微处理机）；

（7）处理能力（速度）；1

图形显示器绘图仪产生高质量的正式输出，而图形显示器则体现着计算机图形技术不同凡响的优越性。利用图形显示设备的交互特性，管理人员可以快速、灵活地找到他们所需要的信息，协助他们进行决策。原来在管理上也使用图形，但成本过高，计算机图形技术正是解决了这个问题。图形本身并不新奇，而用计算机来产生图形就不一样了。1

接口制定计算机图形设备接口（CGI）的目的是提供控制图形硬件的一种与设备无关的方法，它在用户程序和虚拟设备之间，以一种独立于设备的方式提供图形信息的描述和通信，使得有经验的用户最大限度地、灵活地直接控制图形设备。2

功能（1）控制、查询及出错处理；

（2）输出图素及其属性；

（3）图段定义及处理；

（4）输入及响应处理；

（5）光栅图形处理。2

坐标系CGI的几何图素和结构图形都是在虚拟的设备坐标空间（VDC）即二维笛卡尔坐标系中定义的。用户可用到整型数、实型数在虚拟设备空间的范围内，即在VDC空间中定义一个矩形窗口，用户定义的窗口将映像到物理显示设备的一个子矩阵区域中。设备显示区可用三种单位来定义，即设备的精度单位、比例公制单位或显示范围的取数单位。这样就不必要求用户去了解设备的准确输入/输出范围和分辨率等。CGI也提供了在VDC空间下是否要做裁剪的标志，此标志规定了对图形是否要作裁剪以及如何作裁剪。

设备控制CGI具有初始化设备和终止设备执行并重新设置设备属性和控制其约定状态的功能，CGI为用户提供了从图形学缓存输出并不断修改图形的手段，也可以强迫图形设备连续修改图形。CGI还具有软考贝设备和硬拷贝设备模拟，软考贝通常是在开始图形处理时清除显示表面，在图形处理结束时并没有明显的动作，只是把图像留在屏幕上；而硬拷贝设备模拟在开始图形处理时常常需要特定的动作，在图形处理结束时或把图形存入缓冲存储区中，或者生成图形的硬拷贝。2

图素及其属性CGI的图素有：折线、圆弧及椭圆弧、符号、文本、区域填充、单元阵列等。

图素的属性因因素不同而不同，如线端的属性有线型、线宽、颜色等。2

光栅操作光栅操作的基本单位是像素和位图，位图即一个矩阵区域的像素图。CGI定义了两种类型的位图，即完全深度位图和映像位图。完全深度位图是和显示器上每个像素用多少位来表示相匹配的，而映像位图的每个像素只有一位。位图操作可以把虚拟设备空间（VDC）中特定区域内的图像映射到当前设备坐标空间（DC）中来，在从VDC到DC的一系列变换中并不会改变已有位图中像素的数量，只会影响位图在VDC中表示的区域。一旦产生了位图，它就可以作为图形输出的内容，并可对图形中的一部分重新定义和命名，也可用光栅操作把各部分位图合并起来。完全深度位图和显示设备直接有关的，也可称之为显示位图，屏幕个性操作会对它产生影响。进一步还应考虑多帧图像的存储控制，目前可用CGI中的ESCAPE功能来实现。2