清华大学工程制图02计算机绘图系统

第二章：计算机绘图系统第二章：计算机绘图系统?2-1 2-1 计算机绘图系统的功能和组成计算机绘图系统的功能和组成?2-2 2-2 图形设备图形设备?2-3 2-3 图形软件系统图形软件系统2-1 计算机绘图系统的功能和组成计算机绘图系统的功能和组成一、一、计算机绘图系统的基本功能计算机绘图系统的基本功能计算计算交互交互输入输入输出输出存储存储?实现设计过程中所需要的计算、变换、分析等功能。实现设计过程中所需要的计算、变换、分析等功能。?存取所设计形体的几何数据及在计算机形体间的相互关系存取所设计形体的几何数据及在计算机形体间的相互关系?可实现对数据的实时检索以及变更、增删等处理。可实现对数据的实时检索以及变更、增删等处理。?用交互设备输入或获取各种参数用交互设备输入或获取各种参数?通过屏幕观察设计图形，并可对图形进行实时修改通过屏幕观察设计图形，并可对图形进行实时修改?以各种形式，输入图形设计必需的各种参数和命令。以各种形式，输入图形设计必需的各种参数和命令。?支持各种图形输出设备支持各种图形输出设备?输出设计结果和图形。输出设计结果和图形。交互设备交互设备绘图仪绘图仪显示器显示器存储设备存储设备&数据库数据库二、计算机绘图系统的组成二、计算机绘图系统的组成?一个计算机绘图系统定义为一个计算机绘图系统定义为一系列硬件和软件的集合一系列硬件和软件的集合。计算机绘图系统计算机绘图系统硬件硬件软件软件计算机及外围设备图形输入设备图形输出设备计算机及外围设备图形输入设备图形输出设备系统软件图形支撑软件图形应用软件系统软件图形支撑软件图形应用软件?计算机图形硬件系统计算机图形硬件系统?性能表现性能表现?高速大容量的处理器；高速大容量的处理器；?高精度、高速度、大幅面的图形输入输出设备高精度、高速度、大幅面的图形输入输出设备?支持较强的图形支撑软件。支持较强的图形支撑软件。?硬件系统配置硬件系统配置?主机主机?常用外围设备常用外围设备?图形输入图形输入 / 输出设备输出设备Great Great ClientClient图形输入设备图形输入设备图形显示器图形显示器图形输出设备图形输出设备CPU键盘键盘存储设备存储设备打印机打印机字符显示器字符显示器?基本配置基本配置?中央处理器中央处理器（CPU）控制和指挥整个系统运行、处理各种数据，执行实际运算和逻辑分析）控制和指挥整个系统运行、处理各种数据，执行实际运算和逻辑分析?图形输入设备图形输入设备输入数据、图形和各种信息，与图形显示设备相结合，可实时修改图形输入数据、图形和各种信息，与图形显示设备相结合，可实时修改图形?图形显示设备：图形显示设备：显示图形，反馈信息。显示图形，反馈信息。?图形输出设备：图形输出设备：永久输出图形。永久输出图形。?存储设备：存储设备：存储信息。存储信息。?打印设备：打印设备：打印文档。打印文档。主机主机键盘键盘鼠标鼠标/输入板输入板磁盘机磁盘机打印机打印机字符终端字符终端图形终端图形终端绘图仪绘图仪磁带机磁带机字符终端字符终端键盘键盘鼠标鼠标/输入板输入板图形终端图形终端?集中式大中型机系统集中式大中型机系统?多用户分享主机，主机负载随工作站多少变化，系统响应不稳定；多用户分享主机，主机负载随工作站多少变化，系统响应不稳定；?多个用户同时使用工作站，响应速度变慢；多个用户同时使用工作站，响应速度变慢；?主机发生故障，整个系统不能工作。主机发生故障，整个系统不能工作。?独立式微机系统独立式微机系统CPU键盘键盘小型数字化仪小型数字化仪/鼠标器鼠标器硬盘打印机打印机图形图形/文字显示器文字显示器绘图仪绘图仪特点特点特点特点HardwareHardware1000 1000 MHzMHzMerced chipMerced chip6464- -bitbitPentiumPentiumClusteringClustering16 16 and 32 CPUsand 32 CPUsSMPSMPPersonalPersonalComputingComputingGUIGUIClientClientServerServerN N- -TierTierDistributedDistributedInternetInternetSoftwareSoftware配置方便，价格低廉，配置方便，价格低廉，配置方便，价格低廉，配置方便，价格低廉，具有优越的性能价格比具有优越的性能价格比具有优越的性能价格比具有优越的性能价格比?图形工作站系统图形工作站系统?设计思想设计思想?每个工程师使用一台计算机每个工程师使用一台计算机摒弃多用户分时系统摒弃多用户分时系统?能够使用所有计算机能够使用所有计算机采用网络技术采用网络技术?特点特点?具有多用户性质具有多用户性质?具有强大的分布式计算功能，支持多任务进程具有强大的分布式计算功能，支持多任务进程?良好的扩展性良好的扩展性Great Great ClientClient?当前发展当前发展?高速、大容量的处理器；高速、大容量的处理器；?大幅面、高分辨率（大幅面、高分辨率（40964096）、）、24位面全彩色显示器；位面全彩色显示器；?配有配有UNIX操作系统和标准化窗口管理系统；操作系统和标准化窗口管理系统；?分布网络功能；分布网络功能；?强大的三维图形处理能力；强大的三维图形处理能力；?多媒体软、硬件的配置。多媒体软、硬件的配置。?当前主要厂商当前主要厂商SUN、IBM、HP等等每种原色有每种原色有8个位面，可有个位面，可有28 种亮度，三种原色的组合为（种亮度，三种原色的组合为（ 28）3=224? ?网络型分布式工作站网络型分布式工作站网络型分布式工作站网络型分布式工作站InternetInternetInternetServerServerData collectionData collectionPromotionsPromotionsClientClientClientClient?在某个区域内，把分散的图形工作站系统、大容量存储装置、高性能的图形设备以及通信装置通过通信协议连接起来；在某个区域内，把分散的图形工作站系统、大容量存储装置、高性能的图形设备以及通信装置通过通信协议连接起来；?满足资源共享与相互通讯的需求。满足资源共享与相互通讯的需求。?图形软件系统图形软件系统图形软件系统图形软件系统是由汇编语言和高级语言编写的一些具有各种图形功能的子程序组成的。是由汇编语言和高级语言编写的一些具有各种图形功能的子程序组成的。系统软件系统软件图形基本软件图形基本软件图形通用软件图形通用软件图形应用软件图形应用软件图形支撑软件图形支撑软件?图形基本软件：图形基本软件： 主要解决图形设备与主机的通讯、接口问题，即图形设备驱动程序；主要解决图形设备与主机的通讯、接口问题，即图形设备驱动程序；?图形通用软件：图形通用软件： 包括生成、显示基本图形包括生成、显示基本图形, 对图形进行输入、变换、修改以及交互处理的程序；对图形进行输入、变换、修改以及交互处理的程序；?图形应用软件：图形应用软件： 根据专业需要所设计的专业性绘图程序。根据专业需要所设计的专业性绘图程序。?系统软件系统软件?操作系统：一组对计算机的硬件资源和软件资源进行统一管理的程序，对整个计算机系统起到监控、管理、调度和指挥作用；操作系统：一组对计算机的硬件资源和软件资源进行统一管理的程序，对整个计算机系统起到监控、管理、调度和指挥作用；?语言加工程序：各种计算机语言的编译程序、调试程序以及子程序库等；语言加工程序：各种计算机语言的编译程序、调试程序以及子程序库等；?服务性软件：为用户对计算机进行操作和维护提供方便的程序服务性软件：为用户对计算机进行操作和维护提供方便的程序 2-2 图形设备图形设备一、 几个基本概念一、 几个基本概念?二进制位二进制位(位位) ： Bit (Binary digit)二进制记数法中用二进制记数法中用1或或0表示的、小于表示的、小于2的整数符号，是二进制数的基本单位，计算机所能存贮信息的最小单位。的整数符号，是二进制数的基本单位，计算机所能存贮信息的最小单位。?字节：字节： Byte作为一个单位来处理的一小组相邻的二进制数位，即若干个作为一个单位来处理的一小组相邻的二进制数位，即若干个Bit组成一个字节，字节是存贮容量的单位。组成一个字节，字节是存贮容量的单位。?机器字机器字 (字字)：为一个单元来传送和处理、并可存放在存贮单元中的一组二进制的数位。即若干个位或几个字节组成一个字。为一个单元来传送和处理、并可存放在存贮单元中的一组二进制的数位。即若干个位或几个字节组成一个字。二、 计算机的主要性能二、 计算机的主要性能?字长字长指参与运算的数的基本位数，即计算机一次可处理的二进制数位的数目。它标志着计算精度，字长越长，数的表示范围越大，有效数字的位数越多，数的精度越高。同时字长越长，计算机处理数据的速度越快。指参与运算的数的基本位数，即计算机一次可处理的二进制数位的数目。它标志着计算精度，字长越长，数的表示范围越大，有效数字的位数越多，数的精度越高。同时字长越长，计算机处理数据的速度越快。?存贮容量存贮容量存贮设备中能够保存的总信息量，一般以字节为单位表示。单位换算：若存贮设备中能够保存的总信息量，一般以字节为单位表示。单位换算：若8个个Bit = 1个节，则：个节，则：?1024个字节个字节 = 210= 1 KB?210KB = 1 MB (兆兆)?210 MB = 1GB ?运算速度运算速度?用每秒钟执行指令的数量表示。通常用用每秒钟执行指令的数量表示。通常用CPU的主时钟频率来衡量计算机的速度。的主时钟频率来衡量计算机的速度。?主时钟脉冲信号是主时钟脉冲信号是CPU一切操作的基本时钟和信号，其周期决定了每一个机器周期所包括的标准时间间隔。一切操作的基本时钟和信号，其周期决定了每一个机器周期所包括的标准时间间隔。?机器周期是指计算机执行一条指令所花的时间机器周期是指计算机执行一条指令所花的时间三、 交互式图形输入设备三、 交互式图形输入设备交互式图形输入设备用于输入图形数据和各种信息，实时修改图形，也是人机对话的工具交互式图形输入设备用于输入图形数据和各种信息，实时修改图形，也是人机对话的工具?键盘：键盘：输入字符串，完成图形操作的特定功能输入字符串，完成图形操作的特定功能?坐标数字化仪：坐标数字化仪：图数转换设备图数转换设备?鼠标器 ：鼠标器 ：输入图形的点坐标和进行选择、拾取操作输入图形的点坐标和进行选择、拾取操作?触摸屏：触摸屏：一种利用摸感新技术制成的屏幕，能对用户手指在显示器上的接触及运动作出响应的装置。一种利用摸感新技术制成的屏幕，能对用户手指在显示器上的接触及运动作出响应的装置。?图形扫描仪：图形扫描仪：一种自动图形输出装置，能直接把图形和图象扫描输入到计算机中，以象素信息进行存储。一种自动图形输出装置，能直接把图形和图象扫描输入到计算机中，以象素信息进行存储。?其他设备：其他设备：光笔、操作杆、跟踪球、语音输入设备。光笔、操作杆、跟踪球、语音输入设备。?坐标数字化仪坐标数字化仪?功能功能?将各种几何图形转换成精确坐标，并直接送入计算机将各种几何图形转换成精确坐标，并直接送入计算机?输入图形的点坐标输入图形的点坐标?选择菜单选择菜单?拾取图形拾取图形?类型和原理类型和原理?机械式、超声波式机械式、超声波式?全电子式：利用电磁感应原理，通过台板上全电子式：利用电磁感应原理，通过台板上X 、Y方向间隔方向间隔200微米的平行印刷线，以及指示器游标上的线圈，产生感应电流，从而测出最大信号，得出点的座标。微米的平行印刷线，以及指示器游标上的线圈，产生感应电流，从而测出最大信号，得出点的座标。?技术指标技术指标?有效幅面有效幅面1200mm X 1000mm280mmX280mm、220 mmX300mm?分辨率分辨率?指输入点时，相邻两点之间可分辨的最小距离指输入点时，相邻两点之间可分辨的最小距离?分辨率决定了使用该设备时，