图像类型
In respect to draw
光栅图形
Raster Graphics, e.g., JPEG, PNG
它也被称为「位图 」(Bitmap Image)，通过像素 (Pixel) 网格表示。这些像素组成了一个矩形网格，每个像素包含颜色信息。光栅图形的分辨率固定，意味着它们在放大或缩小时会出现失真或锯齿现象。
矢量图形
Vector Graphics, e.g., SVG, PDF
它是通过几何图形（如点、线、曲线和多边形）来表示的图像。这些元素通过数学公式 (Mathematical formulas) 定义，每个元素的大小、位置和形状都是精确且可调的，与分辨率无关，即无论放大或缩小多少次，图像质量都不受到影响。
- 点 (Point)：在二维空间中由其坐标位置
- 线 (Line)：可以通过两个点的坐标来定义，通常使用直线方程 或贝塞尔曲线公式
In respect to control
交互式图形
Interactive Graphics
（示例：视频游戏）
非交互式图形
Passive Graphics
（示例：电视节目）
应用领域
详见
Lecture 1 （这里只列举关键词）计算机辅助设计 (Computer-aided Design)
- Automobiles → Realistic images display for advertising
- Aircraft, Watercraft, Spacecraft → Overall design shape of body
- Textiles → Pattern designed using CAD packages
演示图形 (Presentation Graphics)
- Pie chart → Represents each category as a proportion of the whole
- Surface graphs → Represent a set of data with three dimension
计算机艺术 (Computer Art)
- Cartoon painting → Create the characters
- Animation drawing → Using Blender, Unity
娱乐 (Entertainments)
- Movies / TV serials → Generate graphics scene
教育与培训 (Education and Training)
- Educational models → Simulators for practice training of ship captains
图像处理 (Image Processing)
- Picture quality improvement
- Medical images → MRIs, CT scans
- 图形用户界面 (GUI)
- 可视化 (Visualization)
输入设备
输出设备
打印机
冲击式打印机
In impact printers, there is a physical contact established between the print head, ribbon, ink-cartridge, and paper.
- 金属或塑料的打印头会击打充墨的色带，将设计好的字母打印在纸上。
- The ink-filled ribbon is pressed on the paper and the designed the letter on the paper.
雏菊轮打印机 (Daisy Wheel Printers)
- 打印头看起来像一朵雏菊花，打印臂像花瓣一样。
- 一次只能打印一个字符。
- 大约每秒能打印 90 个字符。
鼓式打印机 (Drum Printers)
- 有一个像鼓形的组件。
- 鼓上印有许多字符，鼓的表面被划分为若干个轨道。
- 通常会有 132 个轨道。
- 大约每分钟能打印 150 到 2500 行。
点阵打印机 (Dot Matrix Printer)
- 由 9 到 24 个针头组成的打印头，针头用于在纸上形成点阵图案，从而创建一个独立的字符。它可以打印任何形状的字符、特殊字符、图形和图表。
- 一次只能打印一个字符。
非冲击式打印机
In Non-impact printers, there is no physical contact between the
print head or paper head.
- 不需要使用色带。
- 打印机通过喷嘴将墨水喷洒在纸上，形成图案，一次性打印整个页面。
- Printing is done by spraying of ink on the paper with nozzle head.
喷墨打印机 (Inkjet Printer)
- 有四个墨水喷嘴：青 (Sapphire) / 红 / 黄 / 黑色，通过喷嘴头将墨水喷洒在纸上混合生成任何颜色。
激光打印机 (Laser Printer)
- 用于生成高质量的图像和文本，在打印之前会处理并存储整个页面的信息。
绘图仪
平板绘图仪
Flatbed Plotter
- 纸张保持固定位置，放置在床面或平坦的表面上。
- 有多个笔头 (Pen) 和笔架 (Pen holder)，通过电机控制，笔头「上下左右」移动。
鼓式绘图仪
Drum Plotter, also called Roller plotter.
- 纸张放在鼓上。
- 当绘图仪工作时，鼓会「前后」移动，图像在纸上绘制。
- 它广泛应用于印刷行业，用于制作大型图纸。
显示设备
Cathode-Ray Tube (CRT)
阴极射线管，一种早期的显示技术，广泛应用于电视和计算机显示器。
组成部分
电子枪 (Electron Gun)：用于发射电子束，主要由加热丝（加热器）组成，
- It emits the ray of electrons.
- It is made up of mainly a heating filament (heater).
聚焦和加速阳极 (Focusing and Accelerating Anodes)：用于形成窄且清晰聚焦的电子束/射线。
- They are used to make a narrow and sharply focused beam/ray of electrons.
水平和垂直偏转板 (Horizontal and Vertical Deflection Plates)：用于引导电子束的路径。这些板通过产生电磁场，使电子束在穿过区域时发生弯曲。
- They are used to guide the path of the electron beam.
- They produce an electromagnetic field that bends the electron beam through the area as it travels.
磷光涂层屏幕 (Phosphorus-coated Screen)：用于显示，在高速电子束撞击时会产生明亮的光点。
- It is used to produce bright spots when the high-velocity electron beam hits it.
电子枪发射电子束，击打涂有荧光物质的屏幕，激发光子，产生图像。电子束会在屏幕上快速扫描，从左到右，从上到下，逐行显示图像。CRT 显示器通常体积较大且笨重，但具有良好的色彩表现和响应时间。
图片展示
光栅扫描 (Raster Scan)
（例子： 电视机）
- 电子束从屏幕顶部开始，从左到右逐行移动，逐渐覆盖整个屏幕，依次绘制出所有点。
- 光栅可以解释为一组矩形排列的像素点。
- 图像的描述信息存储在一个被称为刷新缓冲区 (Refresh Buffer) 或帧缓冲区 (Frame Buffer) 的内存区域中。
- 帧缓冲区中的数据被依次读取，并沿着扫描线一行一行绘制到屏幕上。
矢量扫描 (Vector Scan) / 随机扫描 (Random Scan)
（例子：示波器）
- 电子束仅指向需要绘制图像的屏幕区域，而不是像光栅扫描那样从左到右、从上到下逐行扫描。
- 图像由一系列直线段 (a sequence of straight-line segments) 构成。
- 每秒创建图像的线条约为 30 到 60 次。
Color CRT Monitor
Light Emitting Diode (LED)
发光二极管，一种在电流通过时会发光的装置。
- LED 是一种半导体（硅 / silicon) 装置，结构坚固，能在高温环境下正常工作。
- LED 的尺寸小，因此可以通过排列大量 LED 容易地制作显示单元。
Liquid crystal display (LCD)
LCD 屏幕通过液晶来控制像素的开启或关闭。液晶是一种固体和液体的混合物，它本身不会直接发光，而是通过反射器 (Reflector) 来实现显示。当电流通过液晶时，其分子排列会发生变化，从而显示出所需的颜色。
- LCD 需要使用交流电源 (AC power)，而非直流电源 (DC power)。
- LCD 的能耗比 LED 更低。
Direct View Storage Tubes (DVST)
Plasma Display
3D Display
立体显示技术 (Stereoscope Display Technology) 使显示器能够呈现三维效果。