计算机图形学（一） 视频显示设备_4_彩色CRT监视器

彩色CRT监视器
       CRT监视器利用能发射不同颜色光的荧光层的组合来显示彩色图形。不同荧光层的发射光组 合起来，可以生成一种按其比例而定的可见颜色。 显示彩色图形的一种方法是在屏幕上涂上多层不同的荧光粉。发射颜色由电子束在荧光层中的 穿透深度决定。这种方法称为电子束穿透法(beam-penetration )，它常用于红、绿两层结构。速度 慢的电子束只激活外面的红色层，速度快的电子束能穿过红色层并激活里面的绿色层。而中速的电子束通过发射红、绿光的组合来生成两种另外的颜色:橙色.和黄色。 电子的速度，也就是屏幕_上任意一点的颜色，受电子束的加速电压控制。电子束穿透法是随机扫描监视器生成彩色图形的廉价途径，但是只可能有较少的颜色种类， 而且图形质量不如其他方法的好。

       荫罩法(shadow-mask ) 常用于光栅扫描系统(包括彩色电视机)，因为它能产生的彩色范围比电子束穿透法大得多。这种方法基于我们熟悉的由红、绿、蓝三原色来组合颜色的原理，称为RGB颜色模型(RGB color model )。对于每个像素位置，荫罩CRT有三个荧光彩色点:一个荧光点发射红光，另一个发射绿光，而第三个发射蓝光。这类CRT有三支电子枪，与每个彩色点一一对应，而荫罩栅格位于紧靠涂覆有荧光层的屏幕之后。由于人眼可将三点发出的光结合成一种组合色。因此，三种荧光粉发射出的光生成像素位置的一个小颜色点。图2.10给出了通常用于彩色CRT系统的delta-delta荫罩法。其中的三支电子束一起被偏转、聚焦并发射到荫罩上。荫罩上有按荧光点模式分布的一系列孔。当三支电子束通过荫罩上的孔时，将激活一个点三角形，从而在屏幕上显示一个小的彩色亮点。荧光点以三角形排列，并使每支电子束通过荫罩时，只能激活与之相对应的彩色点。三支电子枪的另一配置结构是按线(in-line)排列。其中，三支电子枪及屏幕上相应的红-绿-蓝彩色点都沿扫描线而不是成三角形模式排列。这种电子枪的按线排列容易保持对齐状态，通常用于高分辨率的彩色CRT。

        改变三支电子束的强度等级，可以改变荫罩CRT显示的颜色。关掉三支枪中的两支，我们只 能得到来自单个激活荧光点的颜色(红、绿、蓝)。在以相同的电子束强度激活三点时，我们将看 到白色。黄色由相同强度的绿点和红点产生，品红由相同强度的蓝点和红点产生。而当蓝点和绿点 的激活程度相同时，将呈现青色。在某些低价格系统中，电子束只能置为开或关，因此只能显示八 种颜色。较高级的系统可以为电子束设置中间强度等级，这样就允许生成几百万种不同的颜色。
       彩色图形系统可以根据配用多种CRT显示设备进行设计。某些廉价的家用计算机系统和电视 游戏机则设计成能配用彩色电视机和RF ( radio-frequency，无线电频率)调制器。RF调制器的作用 是模拟广播电视台的信号。这意味着必须组合图形的颜色和亮度信息，并叠加到广播频率载波信号 上来作为电视机的输人。然后，电视机中的电路从RF调制器接收这种信号，抽取图形信息，并在 屏幕上进行显示。正如我们可以预料的，由于RF调制器和TV电路对图形信息的额外处理，将会 降低图像显示的质量。
       合成式监视器(composite monitor)是用于允许广播电路旁路的电视适配设备。这些显示设备 仍然要求组合图形信息，但无需载波信号。它将图形信息组合为合成信号，然后由监视器分离，所 得图形的质量仍然不是太好:。
    人们将图形系统的彩色CRT设计成RGB监视器(RGB monitor )这些监视器采用荫罩法且不 经任何中间处理，直接从计算机系统取得每支电子枪(红、绿和蓝)的强度等级。在高质量的光栅 图形系统的帧缓存中，每个像素对应24位，每支电子枪允许256级电压设置，因而每个像素有近 1700万种颜色可供选择。每个像素具有24个存储位的RGB彩色系统通常称为全彩色系统(full-color  system)或真彩色系统(true-color system )。