图像形成原理

2.1.4　图像形成原理

显示器是由电子束在荧光屏上做定向运动而形成图像。我们将阴极射线管抽成真空，加热发射材料，电子便从阴极中释放出来，当然带有负电的电子会从电位较低的阴极逆电场向电位较高的加速极运动，或者说带负电的电子受带正电的加速极的吸引。加速极的位置距阴极较近，这样电子受到的加速度就非常大，这些管子中的元器件组合在一起就叫做电子枪，它唯一的任务就是发射电子和将电子加速。

发射出来的电子又被电位更高的阳极吸引加速，最后以相当高的速度轰击在荧光屏上。当电子打击在荧光屏上时，屏幕上的荧光粉发光。在观察者看来屏幕上出现一个单独的短暂的光点。

使电子束以一个固定方向运动是水平偏转线圈（Horizontal Deflection York）与垂直偏转线圈（Vertical Deflection York）的工作。产生于偏转线圈的定向磁场将使电子束沿我们所期望的方向运动。电子束从左顶点向右运动，这样屏幕上电子束扫过的地方相继出现光点，这些都是在相当短的时间内完成的，但是由于人眼的视觉暂留现象，所以屏幕上电子束扫过的这些点将连成一条亮线，这叫做水平扫描（Horizontal Scan）。其后电子束回到左端，屏幕上仍应该出现一条亮线（回扫线），因为回扫线在数据显示中没有用，所以我们将它消隐（Blanking）掉。下一条扫描线将出现在上一条扫描线的下端，这样循环往复直到最后电子束到达屏幕的右下角，这叫做垂直扫描（Vertical Scan）。之后再次将电子束消隐直到其回到屏幕的左角。这样电子束就相继到达了屏幕的每个地方，屏幕上每个地方都相继出现光点，在观察者看来这个屏幕都被点亮，如图2-11所示。将图像信号调制在阴极上，这样电子束将受图像信号的控制，屏幕上将显示与阴极调制信号相对应的图像，单色的情形就是这样。

彩色的情形就复杂一些。将要显示颜色的三基色分量分别调制在三个阴极上，三束电子分别打在荧光彩色三点组（Color Triple）对应的荧光点上，用彩色三点组定义一条线上的点，这样在这点上就得到了我们所需要的颜色。由计算机图形卡发出的信号来定义整个一条线上的点及整个画面，就产生了一幅彩色图像。例如一幅PAL制电视图像，每秒钟要重复上述动作25次。由于我们的眼睛每秒钟接收低于25幅图像的时候就会感觉闪烁，因而每秒钟产生50个半帧，而不是25个全帧。每个半帧仅包括奇数行或者偶数行。

图2-11　扫描示意图