日志
CRT 图形显示器的发展
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在讨论 图形显示器的历史以前，我们先看一下当代生活中经常遇到的电视是如何工作的。
给个链接地址，我也不愿意转了，太累。
电视机是如何工作的，英文版 （http://electronics.howstuffworks.com/tv.htm），中文翻译 （http://article.yeeyan.org/view/76232/35198）
1970年代初许多计算机公司认识到电视输入终端比穿孔卡片要好得多，而且可以使得计算机更加容易与用户互动，产生新的应用。当时的毛病在于相对于当时的 小型计算机来说要显示一页文字所需要的内存太大了。在集成电路普及以前要显示电视信号所需要的速度对当时的逻辑门所提出的技术挑战也太高了。当时有一家公 司宣布要生产一台价值15,000美元的视频终端，吸引了许多购户，但是最后它的工程师们决定这个计划无法完成。
另一个解决方法是泰克公司发明的存储管，这台机器可以显示输出给它的信息，但是无法刷新。
直视存储管最初是为单次示波技术而研制的，由于在CRT 内部有泛射枪（flood guns）去保持屏面上的图形，因此不需要高价的刷新存储器，从而减少了图形显示器的价格，导致了分时计算机系统的发展和图形显示系统的增长。
保持屏幕图形的方法是直视存储管(DVST)通过紧贴在屏幕荧光层后的电荷分布来存储图形信息。DVST使用两支电子枪。一支是基本枪，用来存储图形图案;另一支是泛流枪，用来保持图形显示。
如果按照CRT 的管面结构和电子扫描方式对CRT 图形显示器加以分类，它主要有如下三种类型：
（1）随机扫描直视存储管显示器（直视存储管型）；（2）随机扫描屏面刷新显示器（随机扫描型）；（3）光栅扫描屏面刷新显示器（光栅扫描型）。
在早期的分时系统中，用直视存储管构成远程终端有着明显的优点。由主机一次产生一个图形向量传送给廉价的直视存储管终端，在屏面上建立图形以后，不再需要 本地存储器或刷新电路。但是，由于它不能进行部分擦除，所以它不能像另两种显示器那样具有会话能力，这一点大大限制了它的用途。
早在50 年代初就诞生了第一个带有CRT输出的计算机; 雷达显示器广泛地采用雷达示波管(早期的随机扫描CRT)。但是, 大部分指、火控设备, 不管是机电的还是数字的, 用的还是刻度盘、指示灯, 雷达显示器的CRT采用的也是模拟控制电路。
60 年代末到70 年代初, 微电子技术取得了突破性进展, 特别是中小规模集成电路和小型机的发展, 促进了CRT控制电路由模拟向数字电路的转变。7 0 年代中期国外采用数字式随机显示的CRT技术日渐成熟。可以说, 这时进入了随机扫描显示的阶段。
随机扫描显示描述一幅图形用的是一些基元(如点、线、圆) , 根据这些基元做成相应的功能部件(如线、圆、字符产生器) , 显示过程是根据显示文件(由基元组成的显示命令) 中的命令功能, 驱动电子束偏转, 并以不少于30 帧/ 秒的速率扫视文件, 在CRT显示屏上就形成了相应的画面。在随机扫描显示器中画线的速度和质量十分重要, 它决定了显示器的绘图速度和质量, 也决定了显示的信息量。因此, 各种绘图速度快、质量好的恒速矢量(线)产生器的研究成为人们关注的课题。当时在国外应用比较多的线产生器有两种, 一种是早期的也最常用的比率倍增器(BINARY RATE MULTIPLIER),简称BRM 。它的绘图速度低、画线质量差(见图1(d)) , 但其设备简单, 易实现。后来由于中规模集成电路的发展, 如快速加法器的出现, 线产生器采用较多的是数字微分分析器(DIGITAL DIFFERENTIAL ANALYZER) , 简称 DDA , 其中又分为单累加 DDA 和双累加 DDA 。从图1 可以看出, 单累加DDA 画线速度最快(步长等于最大边长), 画线质量最好, 而 BRM 画线速度最慢, 步长等于最大边长的1.5倍, 因此而产生很多附加点。
随机扫描显示的工作方式同X-Y 笔绘记录仪类似，电子束可以随意从一个坐标点移向另一个坐标点。由于刷新存储器存放的是从始点到终点的向量信息，所以通常不需要很大的存储容量。这种显示器多数是黑白的，分辨度大大高于光栅扫描型显示器。
随机扫描型CRTC 和光栅扫描型相比，较为复杂，通常要具有一定的处理能力。CPU 从数据库取出要显示的数据以后，需要按照CRTC 的要求产生一帧要显示的图形信息。CRTC 同CPU 是共享存储器的，它从主存储器接收图形信息以后，产生在CRT 屏面上移动电子束所需的模拟信号。CRTC 需要用某种频率重复读取存储器中产生的1 帧信息，对显示的图形进行刷新。如果显示的图形复杂性增加，刷新存储器的容量也要相应增大，同时刷新的周期也要变长，这时显示的图形有可能会产生闪烁。另 一方面，如果在显示周期之间由主机修改显示的数据，还可以使图形产生移动。随机扫描型显示器利用这种方法设计动画要比光栅扫描型的简单方便得多。
在国外, 采用随机扫描显示用于指、火控设备比较有代表性的是意大利的IPNIO 和法国的SENIT-5 。
随机显示取代了古老的刻度盘和指示灯, 代之以可操作的画面, 可以说是一次质的飞跃。尤其是它画线速度快、分辨率高等特点, 至今在某些特殊场合也还在用。但是, 随着计算机技术的发展, 它日益暴露出很多严重的缺点。主要表现在:
(1) 随机显示的信息量受到很多因素的限制, 信息量增加会使扫描一帧的时间拉长, 当低于30 帧/ 秒时, 画面就会出现闪烁。尽管人们在提高速度方面想了不少办法, 但是速度提高会使主频提高, 这样又会受到偏转线性、输出功率等的限制。
(2) 它不便于把多种具有不同扫描速率和格式的传感器信息综合在一起, 这是由它的扫描体制决定的, 电子束在某一时刻的偏转是唯一的, 不可能受多种驱动, 否则会使它莫衷一是。因此, 信息直接迭加很困难。在雷达态势显示中采用所谓周期挪用和视频压缩技术, 但若要获取大量的时间会引起整个性能的降低和成本的提高。
(3) 在随机显示器中是没有帧缓的, 象雷达那样输出的原始信息只能靠余辉来记忆; 在色彩上也相当有限, 做到四种以上就很困难。
可以看出, 传统的随机扫描显示方式已无法适应计算机事业飞速发展的需求, 国外在70年代后期随着微电子技术的发展, 尤其是高速大容量存储器芯片的发展, 更加刺激了光栅扫描显示的应用。到80 年代中期, 用于光栅显示的各种关键器件, 如超级图形芯片、高速大容量VRAM、高速多功能彩色查找表等VLSI 都有了突破性的进展, 使光栅显示无论是速度、分辨率, 还是图形加工能力都达到了一个空前的水平。
正如当时Genisco computers 公司市场部副总裁Jack McCarthy 所讲: “在过去的几年里(指1986 年以前) , 恐怕还没有见到哪一个工业部门象计算机图形和使用图形的计算机系统行业那样有着如此快的增长速度”。当时各大计算机公司相继推出自己的光栅图形芯片。如最早推出图形芯片的NEC 公司继UPD 722O 之后又推出UPD 72120; INTEL 公司紧随其后, 先推出527 20 , 接着又推出82786 , TI 公司在1986 年推出TMS 34010 , 到1990 年又推出TMS 34020 。
由于半导体存储器的价格急剧下降, 光栅扫描型彩色图形显示器自1975 年作为第二代图形显示器出现以来, 取得了很大的发展。它同随机扫描型的相比主要优点是, 显示的彩色丰富, 硬件简单, 有电视工业为坚强的基础。这种显示器如同电视机一样, 当电子束有规则地跨过屏面由左向右移动时, 改变电子束在各点的强度, 就可以显示字符或图形。
由于商用电视机的偏转系统价格低廉, 功耗又小, 所以多年来图形显示器一直试图引用电视工业的技术成就。字符显示器最早采用了光栅扫描技术, 而图形显示器迟迟没有引用的主要原因是用作图形缓冲器的存储器的价格过高。
伟大的突破往往来自于外行,1976年，21岁的乔伯斯在自家的车房里与26岁的斯蒂夫·沃兹尼亚克成立了苹果计算机公司。他们制造了世界最早商业化的个人计算机之一，并称为Apple I。乔布斯将Apple I批发给当地的计算机连锁经销商，获得了初步的成功。
Apple I 只是一个板子,可以接到电视上,跟学习机差不多.中华学习机就是Apple II。
面对IMSAI8080、SOL-20等竞争对手，Apple I显得相当的简陋。乔布斯找到了更多资金和设计人员，与斯蒂夫·沃兹尼亚克一同开发更为正式的产品Apple II。这时乔布斯找到了迈克·马库拉作为合伙人管理公司，并给予其1/3股份。
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CEC-I中华学习机是由电子工业部计算机与信息局组织，清华大学主持联合设计，有电子部六所、国营734厂、陕西省计算机厂及华明计算机有限公司参加研制成的一种灵巧型微型计算机。
这种电脑现在看来非常土，键盘与主机连为一体，也就是键盘的下面就是主机，显示器就是当年家中使用的电视机，CPU 是 Motorola 八位的 6502，内存64K字节，(注意:是64K,不是64M)国标一、二级汉字字库已经做在主板上了，没有硬盘，只有一个外接的5.25英寸的软盘驱动器,那个软盘真叫软，材料有像过去照片的底片，容量有360K和720K两种，还有一种方法存储数据，连接家用的收录机，利用普通的录音磁带来存储数据。操作系统DOS 3.3、BASIC语言、LOGO子集都是固化在主板上的。中华学习机里装有BASIC 语言环境，还有一个 LOGO 语言环境。可以在系统起动时选择，进入两个系统中的哪一个。LOGO 的小海龟可以用来轻松的画出各种各样递归花式的图形。 BASIC 环境下也有画图功能。不过它的编程接口比起LOGO 来说，要更加原始。
当时的应用软件不是很多，存储的方法也比较繁琐，软盘用的不多，但磁带用的倒是不少，然后用录音机慢慢调节音量，把模拟信号慢慢转换为数字传输回计算机。调节音量是个很需要技巧的活，稍许大意数据传输就失败了。一张五英寸的软盘好像是10元钱，跑到店家再花点钱，能copy不少软件或小游戏，回家后玩的津津乐道。
那个机器的确做不了什么，好不容易打一篇文稿只能在屏幕上看看，用制表符划一张表格累都累死了，游戏吗就更不能提了，记得有个“警察抓小偷”黑白游戏，界面很差劲，不过玩的也蛮开心的。说实话那个学习机练练指法打打字还是可以的，另外就是了解和认识了一些电脑的基础知识。
CPU 6502,8位微处理器，64K寻址空间，1MHz主频。
内存 64K字节RAM,两片50464(64k×4位)。
ROM 32K字节，固化监控程序及BASIC、LOGO(子集)语言,一片27256。
汉字系统 GB2312一、二级汉字字库(两片一兆位ROM)
汉字管理系统 (提供区位及拼音输入法， 另外一片27256)
显示器接口 PAL制射频信号(RF),PAL制全电视视频信号(CVBS)
录音机接口 用作外存。输出电压25mV，输出阻抗100Ω(MIC)。
输入信号峰-峰值电压1V， 输入阻抗12kΩ(EAR)
键盘 69键，在主机的面板上
9针游戏杆接口。
5.25"单面软驱接口。 0.25W,8Ω扬声器。
一个[pple]系列50线的扩展槽。 25W开关电源。
与APPLE IIe兼容。
每个时钟周期的一半时间由显示接口读内存，用于显示，同时刷新内存。
另外一半时间由处理器对内存进行读写操作。
ROM中包含小汇编程序。ROM中的BASIC就是APPLESOFT，增加了几条语句
给个链接地址，我也不愿意转了，太累。
电视机是如何工作的，英文版 （http://electronics.howstuffworks.com/tv.htm），中文翻译 （http://article.yeeyan.org/view/76232/35198）
1970年代初许多计算机公司认识到电视输入终端比穿孔卡片要好得多，而且可以使得计算机更加容易与用户互动，产生新的应用。当时的毛病在于相对于当时的 小型计算机来说要显示一页文字所需要的内存太大了。在集成电路普及以前要显示电视信号所需要的速度对当时的逻辑门所提出的技术挑战也太高了。当时有一家公 司宣布要生产一台价值15,000美元的视频终端，吸引了许多购户，但是最后它的工程师们决定这个计划无法完成。
另一个解决方法是泰克公司发明的存储管，这台机器可以显示输出给它的信息，但是无法刷新。
直视存储管最初是为单次示波技术而研制的，由于在CRT 内部有泛射枪（flood guns）去保持屏面上的图形，因此不需要高价的刷新存储器，从而减少了图形显示器的价格，导致了分时计算机系统的发展和图形显示系统的增长。
保持屏幕图形的方法是直视存储管(DVST)通过紧贴在屏幕荧光层后的电荷分布来存储图形信息。DVST使用两支电子枪。一支是基本枪，用来存储图形图案;另一支是泛流枪，用来保持图形显示。
如果按照CRT 的管面结构和电子扫描方式对CRT 图形显示器加以分类，它主要有如下三种类型：
（1）随机扫描直视存储管显示器（直视存储管型）；（2）随机扫描屏面刷新显示器（随机扫描型）；（3）光栅扫描屏面刷新显示器（光栅扫描型）。
在早期的分时系统中，用直视存储管构成远程终端有着明显的优点。由主机一次产生一个图形向量传送给廉价的直视存储管终端，在屏面上建立图形以后，不再需要 本地存储器或刷新电路。但是，由于它不能进行部分擦除，所以它不能像另两种显示器那样具有会话能力，这一点大大限制了它的用途。
早在50 年代初就诞生了第一个带有CRT输出的计算机; 雷达显示器广泛地采用雷达示波管(早期的随机扫描CRT)。但是, 大部分指、火控设备, 不管是机电的还是数字的, 用的还是刻度盘、指示灯, 雷达显示器的CRT采用的也是模拟控制电路。
60 年代末到70 年代初, 微电子技术取得了突破性进展, 特别是中小规模集成电路和小型机的发展, 促进了CRT控制电路由模拟向数字电路的转变。7 0 年代中期国外采用数字式随机显示的CRT技术日渐成熟。可以说, 这时进入了随机扫描显示的阶段。
随机扫描显示描述一幅图形用的是一些基元(如点、线、圆) , 根据这些基元做成相应的功能部件(如线、圆、字符产生器) , 显示过程是根据显示文件(由基元组成的显示命令) 中的命令功能, 驱动电子束偏转, 并以不少于30 帧/ 秒的速率扫视文件, 在CRT显示屏上就形成了相应的画面。在随机扫描显示器中画线的速度和质量十分重要, 它决定了显示器的绘图速度和质量, 也决定了显示的信息量。因此, 各种绘图速度快、质量好的恒速矢量(线)产生器的研究成为人们关注的课题。当时在国外应用比较多的线产生器有两种, 一种是早期的也最常用的比率倍增器(BINARY RATE MULTIPLIER),简称BRM 。它的绘图速度低、画线质量差(见图1(d)) , 但其设备简单, 易实现。后来由于中规模集成电路的发展, 如快速加法器的出现, 线产生器采用较多的是数字微分分析器(DIGITAL DIFFERENTIAL ANALYZER) , 简称 DDA , 其中又分为单累加 DDA 和双累加 DDA 。从图1 可以看出, 单累加DDA 画线速度最快(步长等于最大边长), 画线质量最好, 而 BRM 画线速度最慢, 步长等于最大边长的1.5倍, 因此而产生很多附加点。
随机扫描显示的工作方式同X-Y 笔绘记录仪类似，电子束可以随意从一个坐标点移向另一个坐标点。由于刷新存储器存放的是从始点到终点的向量信息，所以通常不需要很大的存储容量。这种显示器多数是黑白的，分辨度大大高于光栅扫描型显示器。
随机扫描型CRTC 和光栅扫描型相比，较为复杂，通常要具有一定的处理能力。CPU 从数据库取出要显示的数据以后，需要按照CRTC 的要求产生一帧要显示的图形信息。CRTC 同CPU 是共享存储器的，它从主存储器接收图形信息以后，产生在CRT 屏面上移动电子束所需的模拟信号。CRTC 需要用某种频率重复读取存储器中产生的1 帧信息，对显示的图形进行刷新。如果显示的图形复杂性增加，刷新存储器的容量也要相应增大，同时刷新的周期也要变长，这时显示的图形有可能会产生闪烁。另 一方面，如果在显示周期之间由主机修改显示的数据，还可以使图形产生移动。随机扫描型显示器利用这种方法设计动画要比光栅扫描型的简单方便得多。
在国外, 采用随机扫描显示用于指、火控设备比较有代表性的是意大利的IPNIO 和法国的SENIT-5 。
随机显示取代了古老的刻度盘和指示灯, 代之以可操作的画面, 可以说是一次质的飞跃。尤其是它画线速度快、分辨率高等特点, 至今在某些特殊场合也还在用。但是, 随着计算机技术的发展, 它日益暴露出很多严重的缺点。主要表现在:
(1) 随机显示的信息量受到很多因素的限制, 信息量增加会使扫描一帧的时间拉长, 当低于30 帧/ 秒时, 画面就会出现闪烁。尽管人们在提高速度方面想了不少办法, 但是速度提高会使主频提高, 这样又会受到偏转线性、输出功率等的限制。
(2) 它不便于把多种具有不同扫描速率和格式的传感器信息综合在一起, 这是由它的扫描体制决定的, 电子束在某一时刻的偏转是唯一的, 不可能受多种驱动, 否则会使它莫衷一是。因此, 信息直接迭加很困难。在雷达态势显示中采用所谓周期挪用和视频压缩技术, 但若要获取大量的时间会引起整个性能的降低和成本的提高。
(3) 在随机显示器中是没有帧缓的, 象雷达那样输出的原始信息只能靠余辉来记忆; 在色彩上也相当有限, 做到四种以上就很困难。
可以看出, 传统的随机扫描显示方式已无法适应计算机事业飞速发展的需求, 国外在70年代后期随着微电子技术的发展, 尤其是高速大容量存储器芯片的发展, 更加刺激了光栅扫描显示的应用。到80 年代中期, 用于光栅显示的各种关键器件, 如超级图形芯片、高速大容量VRAM、高速多功能彩色查找表等VLSI 都有了突破性的进展, 使光栅显示无论是速度、分辨率, 还是图形加工能力都达到了一个空前的水平。
正如当时Genisco computers 公司市场部副总裁Jack McCarthy 所讲: “在过去的几年里(指1986 年以前) , 恐怕还没有见到哪一个工业部门象计算机图形和使用图形的计算机系统行业那样有着如此快的增长速度”。当时各大计算机公司相继推出自己的光栅图形芯片。如最早推出图形芯片的NEC 公司继UPD 722O 之后又推出UPD 72120; INTEL 公司紧随其后, 先推出527 20 , 接着又推出82786 , TI 公司在1986 年推出TMS 34010 , 到1990 年又推出TMS 34020 。
由于半导体存储器的价格急剧下降, 光栅扫描型彩色图形显示器自1975 年作为第二代图形显示器出现以来, 取得了很大的发展。它同随机扫描型的相比主要优点是, 显示的彩色丰富, 硬件简单, 有电视工业为坚强的基础。这种显示器如同电视机一样, 当电子束有规则地跨过屏面由左向右移动时, 改变电子束在各点的强度, 就可以显示字符或图形。
由于商用电视机的偏转系统价格低廉, 功耗又小, 所以多年来图形显示器一直试图引用电视工业的技术成就。字符显示器最早采用了光栅扫描技术, 而图形显示器迟迟没有引用的主要原因是用作图形缓冲器的存储器的价格过高。
伟大的突破往往来自于外行,1976年，21岁的乔伯斯在自家的车房里与26岁的斯蒂夫·沃兹尼亚克成立了苹果计算机公司。他们制造了世界最早商业化的个人计算机之一，并称为Apple I。乔布斯将Apple I批发给当地的计算机连锁经销商，获得了初步的成功。
Apple I 只是一个板子,可以接到电视上,跟学习机差不多.中华学习机就是Apple II。
面对IMSAI8080、SOL-20等竞争对手，Apple I显得相当的简陋。乔布斯找到了更多资金和设计人员，与斯蒂夫·沃兹尼亚克一同开发更为正式的产品Apple II。这时乔布斯找到了迈克·马库拉作为合伙人管理公司，并给予其1/3股份。
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CEC-I中华学习机是由电子工业部计算机与信息局组织，清华大学主持联合设计，有电子部六所、国营734厂、陕西省计算机厂及华明计算机有限公司参加研制成的一种灵巧型微型计算机。
这种电脑现在看来非常土，键盘与主机连为一体，也就是键盘的下面就是主机，显示器就是当年家中使用的电视机，CPU 是 Motorola 八位的 6502，内存64K字节，(注意:是64K,不是64M)国标一、二级汉字字库已经做在主板上了，没有硬盘，只有一个外接的5.25英寸的软盘驱动器,那个软盘真叫软，材料有像过去照片的底片，容量有360K和720K两种，还有一种方法存储数据，连接家用的收录机，利用普通的录音磁带来存储数据。操作系统DOS 3.3、BASIC语言、LOGO子集都是固化在主板上的。中华学习机里装有BASIC 语言环境，还有一个 LOGO 语言环境。可以在系统起动时选择，进入两个系统中的哪一个。LOGO 的小海龟可以用来轻松的画出各种各样递归花式的图形。 BASIC 环境下也有画图功能。不过它的编程接口比起LOGO 来说，要更加原始。
当时的应用软件不是很多，存储的方法也比较繁琐，软盘用的不多，但磁带用的倒是不少，然后用录音机慢慢调节音量，把模拟信号慢慢转换为数字传输回计算机。调节音量是个很需要技巧的活，稍许大意数据传输就失败了。一张五英寸的软盘好像是10元钱，跑到店家再花点钱，能copy不少软件或小游戏，回家后玩的津津乐道。
那个机器的确做不了什么，好不容易打一篇文稿只能在屏幕上看看，用制表符划一张表格累都累死了，游戏吗就更不能提了，记得有个“警察抓小偷”黑白游戏，界面很差劲，不过玩的也蛮开心的。说实话那个学习机练练指法打打字还是可以的，另外就是了解和认识了一些电脑的基础知识。
CPU 6502,8位微处理器，64K寻址空间，1MHz主频。
内存 64K字节RAM,两片50464(64k×4位)。
ROM 32K字节，固化监控程序及BASIC、LOGO(子集)语言,一片27256。
汉字系统 GB2312一、二级汉字字库(两片一兆位ROM)
汉字管理系统 (提供区位及拼音输入法， 另外一片27256)
显示器接口 PAL制射频信号(RF),PAL制全电视视频信号(CVBS)
录音机接口 用作外存。输出电压25mV，输出阻抗100Ω(MIC)。
输入信号峰-峰值电压1V， 输入阻抗12kΩ(EAR)
键盘 69键，在主机的面板上
9针游戏杆接口。
5.25"单面软驱接口。 0.25W,8Ω扬声器。
一个[pple]系列50线的扩展槽。 25W开关电源。
与APPLE IIe兼容。
每个时钟周期的一半时间由显示接口读内存，用于显示，同时刷新内存。
另外一半时间由处理器对内存进行读写操作。
ROM中包含小汇编程序。ROM中的BASIC就是APPLESOFT，增加了几条语句
