Bài giản về CadCamCnc gv Lê trung thực

2. PHẦN CỨNG CAD/CAM/CNC
• Nội dung
• 2.1. Cấu hình chung của hệ
thống CAD/CAM
• 2.2. Màn hình đồ hoạ
• 2.3. Các thiết bò nhập
• 2.4. Các thiết bò xuất
• 2.5. Các phần tử của máy
tính


2.1. CẤU TRÚC CƠ SƠ CỦA MỘT HỆ
THỐNG CAD/CAM ĐỘC LẬP


2.1. CẤU TRÚC CƠ SƠ CỦA MỘT HỆ
THỐNG CAD/CAM ĐỘC LẬP
Thiết bò
xuất

Thiết bò nhập

CPU

Bộ
nhớ


Ï

CÁC NHIỆM VỤ CỦA TRẠM THIẾT

KE:Á
1. Giao tiếp với CPU
2. Tạo hình ảnh đồ họa rõ ràng trên
màn hình cho người dùng.
3. Đảm bảo mô tả hình ảnh ở dạng
số
4. Truyền lệnh cho máy tính hoạt
động
5. Cho phép giao tiếp dễ dàng giữa
người và hệ thống


2.2. MÀN HÌNH ĐỒ HOẠ
Cấu trúc phần cứng của đồ họa máy
tính


2.2. MÀN HÌNH ĐỒ HOẠ

 Là màn hình sử dụng rộng rãi
nhất
 Là một chai thuỷ tinh chân không
 Có phần tử nung nóng
 Các điện tử bò lôi cuốn vào xi
lanh hội tụ Anode
 Có các tấm phản xạ nằm ngang
và thẳng đứng
 Chùm tia đập lên màng phốt pho
ở trươc ống

2.2. MÀN HÌNH ĐỒ HOẠ
2.2.1. Tạo hình ảnh trong đồ họa
máy tính
Màng phosphor cảm sáng
Hệ thống tiêu cự
Lưới điều khiển

Chùm electron
Màn hình CRT

Cathode

Hệ thống phản xạ

Sơ đồ ống phóng tia Cathode (CRT)


2.2. MÀN HÌNH ĐỒ HOẠ

Sơ đồ ống phóng tia Cathode (CRT)


2.2. MÀN HÌNH ĐỒ HOẠ
2.2.1. Tạo hình ảnh trong đồ họa
máy tính
Một cathode đã được nung nóng phóng ra
một chùm electron với tốc độ cao lên
màn hình thủy tinh được tráng một lớp
phosphor. Các điện tử nạp năng lượng cho

lớp phosphor, làm cho nó phát sáng tại
điểm bò kích thích. Bằng cách hội tụ
chùm điện tử, thay đổi mật độ và
điều khiển điểm tiếp xúc trên màng
phosphor nhờ hệ thống phản xạ
(deflector), chùm điện tử có thể dùng
để tạo ra hình ảnh.


2.2. MÀN
HÌNH ĐỒ HOẠ
Có hai kỹ thuật
tạo hình ảnh:
 Vector (vạch nét)
 Raster (quét
mành)


2.3. MÀN HÌNH ĐỒ HOẠ
Kỹ thuật vector: dùng dòng điện tử hoạt động
như một bút chì (pencil) để tạo ra hình ảnh đường
thẳng trên màn hình CRT. Hình ảnh được xây dựng
từ những đoạn thẳng nối tiếp nhau. Một đoạn
thẳng được vẽ trên màn hình bằng cách hướng
cho chùm điện tử di chuyển từ một điểm
tới
một
kia.
Mỗi
này

Màn hình
đầu
tiên điểm
thuộc loại
này
là điểm được xác đònh
Osciloscope
bởi tọa độ X,Y
Dùng trong cả máy tính số và tương tự
Kết quả tính toán dùng để dẫn trục
hoành và trục tung (X-Y)
Cường độ có thể được kiểm soát
Phần lớn dùng vẽ đường thẳng
Được gọi là vector, callgraphic hay stroker
display
Hình ảnh được tái tạo liên tục, trừ loại
ống lưu ảnh trực tiếp DVST


Kỹ thuật raster
Kỹ thuật quét mành
(raster scan):
Trong kỹ thuật quét mành,
 Màn hình được chia ra thành
những phần tử nhỏ gọi là
ma trận điểm (pixel).
 Số pixel điển hình từ 256 x
256 đến 1024 x 1024 và cao
hơn .
 Mỗi pixel trên màn hình là

một đốm sáng với độ
sáng khác nhau.
 Màn hình màu cho những
pixel màu tương tự như độ
sáng.
 Khi hoạt động, chùm điện
tử tạo hình ảnh bằng
cách quét ngang từ trái qua


2.2. MÀN HÌNH ĐỒ HOẠ
Hai phương pháp dựng ảnh trên được dùng trong
phần lớn các màn hình của CAD ngày nay. Các
màn hình khác nhau bởi:
- lớp phosphor phủ màn hình
- mật độ pixel
- bộ nhớ hình ảnh.
Chúng ta sẽ xem xét ba loại màn hình có lẽ
quan trọng nhất trong các hệ thống CAD thương
mại. Ba loại này là:
1. Loại nạp lại chùm tra trực tiếp (directed-beam
refresh) hay còn gọi là Vector Scan Display
2. Loại ống lưu ảnh trực tiếp (direct-view storage
tube)


2.2. MÀN HÌNH ĐỒ HOẠ
Directed-Beam Refresh:
Dùng trong phương pháp vector để tạo ảnh
trên màn hình. Thuật ngữ quét lại (refresh)

nghóa là màn hình phải được tái tạo nhiều
lần mà ảnh không bò rung. Các nguyên tử
phosphor trên bề mặt màn hình chỉ có khả
năng giữ độ sáng trong một thời gian ngắn.
Để ảnh tiếp tục tồn tại trên màn hình,
ống ảnh phải nạp lại bằng cách tạo ra
chùm tia trực tiếp để vẽ lại ảnh.


2.3. MAỉN HèNH ẹO HOAẽ
Maứn hỡnh kieồu Direct beam
refresh


2.2. MÀN HÌNH ĐỒ HOẠ
Màn hình kiểu Direct beam
refresh
Những màn hình có độ phân giải cao khó
tránh được ảnh bò rung động. Tuy nhiên, hệ
thống nạp lại chùm tia trực tiếp có một số ưu
điểm. Do ảnh liên tục được nạp lại nên:
•  việc xóa và thay đổi ảnh trên màn hình rất
dễ dàng,
•  có thể tạo hình ảnh chuyển động trên màn
hình.
Hệ thống directed - beam refresh là cũ nhất
trong công nghệ đồ họa hiện đại. Những tên
khác đôi khi cũng được dùng để phân biệt hệ
thống này là vector refresh và stroke writing

2.2. MÀN HÌNH ĐỒ HOẠ
Màn hình kiểu ống lưu ảnh trực tiếp
DVST (Direct-view storage tube).
Màn hình DVST cũng dùng kỹ thuật vạch
nét (Stroke writing) để tạo ảnh trên màn
hình CRT. Thuật ngữ “Storage Tube” liên quan
đến khả năng của màn hình lưu ảnh chiếu
lên đó, tránh được sự cần thiết phải vẽ
lại (Rewrite) hình ảnh liên tục. Sở dó được như
vậy là nhờ sử dụng dòng điện tử bắn
trực tiếp lên màng phosphor, giữ cho
các phần tử phosphor phát sáng một
khi được nạp năng lượng. Hình ảnh thu được
trên màn hình không bò rung. Các đường
thẳng có thể sẵn sàng được thêm vào ảnh
mà không cần phải quan tâm đến độ nhặt


2.3. MÀN HÌNH ĐỒ HOẠ
DVST display

Các điện
tử tự do
bò thu hút,
đi qua lưới
và đạp
lên màng
phốt pho

2.2. MÀN HÌNH ĐỒ HOẠ
Trước kia màn hình DVST là rẻ nhất và có thể
cho hiện nhiều dữ liệu dạng đồ họa hoặc dạng
text. Nhờ vậy, các màn hình loại này được sản
xuất nhiều hơn cả so với bất kỳ một loại màn
hình nào.
Nhược điểm cơ bản của màn hình CRT lưu ảnh
là không thể chọn các phần tử của hình
ảnh để xóa. Nếu người dùng muốn thay đổi
hình ảnh, thì những thay đổi này chỉ thực sự
xảy ra sau khi tái tạo lại toàn bộ ảnh
(regenerated). Một nhược điểm khác nữa là
không có khả năng tạo mầu, không thể
dùng bút quang (light pen) để nhập dữ liệu
và không thể tạo hoạt ảnh.


2.3. MÀN HÌNH ĐỒ HOẠ
Màn hình kiểu quét
mành


2.3. MÀN HÌNH ĐỒ HOẠ
Màn hình kiểu quét
mành
Màn hình kiểu quét mành hoạt động nhờ tạo
ra chùm điện tử quét trên màn hình theo
đường zigzag, như ta đã trình bầy trong phần
trước. Hoạt động của nó cũng giống như một

TV thương mại. Cái khác là ở chỗ TV thì dùng
tín hiệu tương tự sinh ra bởi đầu quay video để
tạo nên hình ảnh trên màn hình CRT, còn màn
hình kiểu quét mành thì lại dùng tín hiệu số
của máy tính. Do vậy mà màn hình kiểu quét
mành còn được được gọi là TV digital.


2.3. MAØN HÌNH ÑOÀ HOAÏ
Raster Display


2.3. MÀN HÌNH ĐỒ HOẠ
Màn hình kiểu quét
mành
Màn hình kiểu quét mành
được dùng hạn chế vì giá
thành cao của bộ nhớ máy tính. Vì màn hình được chia
ra thành những pixel, mỗi pixel có 2 trạng thái 1 và 0,
nếu ta có 256 dòng và mỗi dòng có 256 đòa chỉ pixel,
ta sẽ cần có 65.000 bit bộ nhớ. Mỗi bit nhớ có 2 trạng
thái on/off ứng với pixel trên màn hình. Bộ nhớ này
được gọi là bộ nhớ đệm chính (Frame buffer hoặc refresh
buffer). Chất lượng ảnh có thể được tạo ra bằng 2 cách:
tăng mật độ pixel hoặc tăng độ xám (hoặc màu). Việc
tăng mật độ pixel có nghiã là tăng số dòng phân
giải và tăng số điểm trên mỗi dòng. Một màn hình
có độ phân giải 1024X1024 cần hơn một triệu bit lưu trữ
trong bộ nhớ đệm chính. Việc tăng độ xám được thực
hiện bằng cách tăng mức độ sáng tối của mỗi pixel.

Việc này đòi hỏi phải tăng số bits cho mỗi pixel để lưu
mức xám màu. 2 bit cần cho 4 mức xám, 3 bit cần cho 8


2.3. MÀN HÌNH ĐỒ HOẠ
Màn hình kiểu quét
mành
Màn hình đồ họa có độ
phân giải cao, cần một bộ
nhớ rất lớn. Trước đây, giá thành của một bộ nhớ
loại này rất đắt, đến mức người ít tiền khó có thể
mua được màn hình có chất lượng ảnh tốt. Loại màn
hình có độ phân giải thấp không có khả năng cho
màu sắc mòn màng và không thể thực hiện động ảnh.
Nhưng bây giờ thì việc sản xuất TV digital cho gía thành
có thể cạnh tranh được với các loại màn hình khác. Ưu
điểm của màn hình kiểu quét mành là dễ sử dụng,
gía thành thấp, có màu sắc, có khả năng tạo
động ảnh (hoạt cảnh).
Những đặc điểm trên cộng với sự cải thiện liên tục
trong công nghệ sản xuất màn hình kiểu quét mành đã
làm cho nó trở thành một lónh vực phát triển nhanh
trên thò trường màn hình đồ họa.


2.3. MÀN HÌNH ĐỒ HOẠ

So sánh các loại màn
hình