컴퓨터 그래픽스 시스템 - 컴퓨터 그래픽스 개요 by leader6

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									컴퓨터 그래픽스 시스템
그래픽스 시스템의 구성
   Graphics hardware
        Processor: CPU 와 Graphics
         Accelerator
        Memory: System memory 와 Video
         Memory
        출력장치
        입력장치
   Graphics Program
        그래픽스 응용 프로그램
        일반적으로 그래픽스 라이브러리
         (API: Application Program
         Interface)를 이용하여 개발
   Graphics Database
        2차원 또는 3차원 물체 및 주변 환경
         을 기술하는 데이터
CRT모니터
   TV의 원리와 유사하게 전자총(Electron Gun)으로부터 전자빔(Cathode
    ray)을 스크린에 주사
       해상도(Resolution), 스캔라인(Scan Line)
       종횡비(Aspect Ratio)
   발광체의 지속성(Persistence of Phosphors) :
       Flicker 현상을 방지하기 위해 CRT screen에 주기적으로 활성화(Refresh)
       Low persistence: 애니메이션에 바람직
       High persistence: Highly complex, Static picture 에 적합
CRT의 장점
   High resolution
   Good color fidelity
   High Contrast (100:1)
   High update rates
벡터 모니터
   Line-drawing application 에 적합하며
    realistic shaded scene 에는 부적합
   Raster-scan monitor 보다 high-
    resolution 가능
   Smooth line drawing 가능
   Line-drawing commands(Display file
    program)
래스터 모니터
   Pixel(Picture Element) --> Scan line -->
    Raster(set of horizontal scan lines)
   스캐닝할 픽셀수 = (스캔라인 당 픽셀 수) X
    (스캔라인 수)
   앨리어싱(Aliasing): 지그재그(Jaggies)  앤
    티앨리어싱(Antialiasing)
   래스터(Raster): 생성된 그래픽 이미지로
    Frame Buffer에 저장
   Frame buffer, Depth of the frame buffer
랜덤 스캔 방식
   Graphics application program이 실행되어 Display
    file이 생성되어 System memory 에 저장
   이것은 Display Processor에 의해 매 Refresh Cycle
    마다 모니터에 디스플레이
래스터스캔 방식
   그래픽스 명령어들이 실행되면 픽셀이미지(Pixel Image)형태로
    프레임버퍼에 저장
       Pixel --> Scan line --> Raster
       스캔변환(Scan Conversion, Rasterization)
   비디오 제어기(Video controller)는 frame buffer내의 데이터를
    주기적으로 모니터에 활성화
LCD
   Liquid Crystal Display(LCD) becomes more
    popular
       Flat panels
       Flicker free
       Decreased viewing angle
   TFT-LCD- Thin Film Transistor-Liquid Crystal
    Display의 약어로 전자 팔목시계전자계산기
    및 기타 문자도형표시장치 등에 사용되는 액
    정표시를 말한다.
LCD의 원리
LCD의 원리
PDP
   Plasma Display Panel의 약자
   전면유리와 배면유리 및 그 사이의 칸막
    이에 의해 밀폐된 유리사이에 Ne+Ar,
    Ne+Xe 등의 개스를 삽입
   전압을 주어서 네온광을 발광
PDP의 장점
   박형이면서 대화면표시가 가능하다
   TFT-LCD의 비해 가격 경쟁률이 있다.
   화면이 완전평면이고 일그러짐이 없다.
   자기발광으로 밝고, 시야각이 우수하다.
   수명이 수만시간 이상으로 길다.
LED(Light Emitting Diode)
   LED(Light Emitting Diode)
       LED란 발광다이오드의 영어명을 줄인 것
        으로 빛을 발하는 반도체소자를 말한다.
       각종 전자제품류와 자동차 계기판의 전자
        표시판에 활용되고 있다.
       반도체라는 특성으로 인해 처리속도, 전력
        소모, 수명등 큰 장점을 가진다.
       반영구적인 수명(약 1백만시간)으로 그 활
        용도가 높다.
    Frame buffers
   The picture drawn by a raster or bitmapped display is
    stored in memory as a 2-D array of pixels. The 2-D array of
    pixel values is called a frame buffer. (Frame buffer, refresh
    buffer, raster, bitmap are used interchangeably.)
   Each row of pixels is called a scan-line or a raster line
   The video hardware continuously scans the frame buffer.
   Types of display
      B&W displays: 1 bit/pixel (bitmap).

      Basic color displays: 8, 15, 16, or 24 bits.

      High-end displays: 96 or more bits.
Full-color (RGB) displays
             For 24 bit color:
                 store 8 bits each of red,
                  green, and blue per pixel.
                 E.g. (255,0,0) is pure red,
                  and (255, 255, 255) is white.
                 2^24 = 16 million colors.
             For 15 bit color: 5 bits red
              + 5 green + 5 blue
             The video hardware uses
              the values to drive the R,G,
              and B guns.
   CLUT(Color Lookup table)




A single number (e.g. 8 bits) stored at each pixel.
      Used as an index into an array of RGB triples.
      With 8 bits per pixel, you can get the 256 colors of your choice
       (except that the window system will probably reserve some).
      Simple things to fill up color-maps with:
          A grey ramp (for grey scale pictures)
          A bunch of random colors (for color drawings.)
2차원 입력장치
   마우스(Mouse)
       2D 마우스
       3D 마우스
   그래픽스 태블렛(Graphics Tablet, Data
    Tablet)
       마우스가 relative 장치인데 비하여 그래픽스 태블
        렛은 absolute position 장치
   조이스틱(Joystick)
   라이트 펜(Light Pen)
3차원 입력장치
   3D 디지타이저(Digitizer)와 3D 스캐너
    (Scanner)
       3차원 물체의 (X, Y, Z) 좌표 입력
   모션캡쳐(Motion Capture) 장치
       사람이나 동물의 움직임과 같은 동적 데이
        터 입력
       자기적 모션캡쳐 장치
       광학적 모션캡쳐 장치
하드카피 출력장치
   Impact printer
       해드와 종이 사이에 먹지를 사용
       해드가 먹지에 충격을 가함
       Dot matrix(60~180 dpi)
   Nonimpact printer
       Ink-jet
       Laser
   컬러 모델: CMY 컬러모델, CMYK 컬러모델
플로터(Plotter)
   Plotter의 출력을 지시할 소프트웨어 명령어(Line
    drawing)가 필요, 펜이 4 ~ 16 방향으로 이동
   Roller plotter 와 Flat-bed plotter 방식
   Plotter는 선그리기 방식이기 때문에 smoothly
    shaded region 이나 raster image에는 부적합
       잉크젯방식도입으로 단점 보완
필름 레코더(Film Recorder)
   고품질의 35mm 슬라이드나 필름을 생
    성
그래픽스 소프트웨어의 기능
   Graphics Software
       그래픽스 라이브러리(Graphics Library) - CORE, GKS, PHIGS, OpenGL,
        DirectX 등
       그래픽스 응용프로그램(Graphics Application Program)




   그래픽스 라이브러리의 그래픽스 기능
       Output primitives 와 Attribute 지정: Line, Polygon, Circle, Curved line,
        Character string 등
       그래픽 객체의 모델링, 기하변환, 뷰잉변환
       객체의 Shading 및 Rendering
       논리적 그림 단위정의: Segment(GKS), Structure(Structure),
        Object(OpenGL)
       입력장치로부터 상호대화식 데이터 입력
       제어 기능
컴퓨터 그래픽스의 표준
   API: 고급 프로그래밍 언어에서 Graphics Library들을 호출
   장치 인터페이스: 입출력 장치와 표준적 방식으로 상호소통
   그래픽 데이터의 교환: 그래픽스 응용프로그램 간에 그래픽
    데이터의 교환 및 저장
API(Application Program
Interface)
   CORE(SIGGRAPH)
        1977년 제정, 1979년 개정
        SIGGRAPH에서 정한 Graphics package의 표준
   GKS
        ISO(1984), ANSI(1985) 공인
        1988년 GKS 3D로 발전
   PHIGS
        ANSI(1988)공인
        그래픽을 계층적(Hierarchical)으로 구성하기 위한 표준
        CAD/CAM, 지휘/통제, 분자 모델링 등
   OpenGL
        Silicon Graphics사의 GL(Graphics Library)로부터 1992년 플랫폼 독립적으로 개발
        지금은 산업계의 실질적 표준(de facto standard)으로 가장 널리 사용
   Java 3D
        Sun Microsystems 사에서 제안한 그래픽스 API
        OpenGL 보다 high-level graphics API를 제공
        Java 언어를 기반으로 개발되었으므로 인터넷 환경에서 많이 사용
        VRML 과 같은 장면그래프(Scene Graph) 개념에 입각
장치 인터페이스(Device
Interface)
   CGI(Computer Graphics Interface)
   ANSI Standard
   가상의 입출력장치(Virtual Device)를 장치독립적으로
    인터페이스
   장치 드라이버(Device Driver)의 개발이 필요
그래픽 데이터 교환
   CGM(Computer Graphics Metafile)
   ANSI Standard
   그래픽 정보를 데이터 파일에 저장하고 전송하
    기 위한 표준
   이외에도,
    IGES: CAD/CAM과 같은 Graphics
    engineering database를 교환하기 위한 표준
    STEP: 설계, 제조와 관련된 제품 데이터 교환
    표준

								
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