Basic Graphic System

Frame buffer에서 이미지를 저장했다가 보여줌

Video Display Devices

Cathode-Ray Tube(CRT): 브라운관(음극선관) 디스플레이
- Random-Scan Displays: 원하는 곳에 점을 그린다 → 여러개의 점이 선이 됨 → 선으로 화면을 완성
- Raster-scan display: 전자빔이 스크린의 왼쪽 상단에서 시작하여 수평으로 한 줄을 쭉 스캔하고, 다음 줄로 내려가 다시 왼쪽에서 오른쪽으로 스캔하는 과정을 화면 전체에 걸쳐 반복 (대부분의 모니터, TV에 사용
인광 물질 (Phosphor)
- 전자빔이 스크린의 인광 물질에 부딪히면, 그 지점에서 에너지를 받아 빛을 내게 됩니다. ⚡️→✨
- 이 작은 빛의 점(spot)들이 모여 우리가 보는 전체 화면 이미지를 만듭니다.
새로고침 (Refresh CRT)
- 인광 물질이 내는 빛은 아주 짧은 시간 동안만 지속되다가 사라집니다.
- 따라서 이미지가 계속 보이게 하려면, 전자빔이 매우 빠른 속도로 스크린 전체를 반복해서 훑어주어야(refresh) 합니다. 이 과정을 '새로고침' 또는 '주사(scan)'라고 부릅니다.
- *주사율 (Refresh rate)**은 1초에 얼마나 여러 번 화면을 다시 그리는지를 나타내는 빈도입니다. 예를 들어, 60Hz 주사율은 1초에 60번 화면을 새로 그린다는 의미입니다. 주사율이 높을수록 화면의 깜빡임이 적어지고 안정적으로 보입니다.

음극선관의 주요 특성

지속성(Persistent)
- 전자빔이 스크린의 한 지점을 비추고 지나간 후에도, 해당 지점의 인광 물질(phosphor)이 얼마나 오랫동안 빛을 계속 내는가를 나타내는 시간
- 측정 기준: 빛의 밝기가 처음의 1/10로 줄어드는데까지 걸리는 시간으로 정의됨.
- 지속성이 너무 짧으면 화면이 깜빡거리고(flicker), 너무 길면 움직이는 화면에서 잔상(ghosting)이 남게된다.
해상도(Resolution)
- 두 개의 점이 구별될 수 있는 최소 크기(=화면에 얼마나 많은 점을 그릴 수 있는가?)
- ex) 1024*768 해상도는 가로로 1024개, 세로로 768개의 점을 표현할 수 있다는 뜻
- 전자빔이 스크린에 부딪혀 만드는 점은 완벽한 원이 아니라, 중심이 밝고 가장자리는 흐릿한 정규분포 형태를 띄게 됨.
- 두 개의 점이 구별되려면 겹치는 부분의 밝기가 최대 밝기의 60% 이하 부분이어야 함(정규분포에서)
종횡비(Aspect ratio)
- 가로 세로 비율.
- ex) 4:3이라고 한다면 가로로 4개 점을 찍은 길이랑 세로로 3개의 점을 찍은 길이가 같다는 의미. 처음엔 4:3을 많이 썼다고 한다.
Flat-Panel Display
- Emissive display(자발광 디스플레이) 픽셀을 구성하는 소자가 직접 빛을 내는 방식입니다. 각 픽셀이 스스로 켜지고 꺼지면서 색과 밝기를 조절하기 때문에 별도의 백라이트(Backlight)가 필요 없음
- Nonemissive display(비발광 디스플레이) 스스로 빛을 내지 못하는 픽셀을 사용하며, 화면 뒤에 위치한 백라이트라는 별도의 광원을 통해 이미지를 표시합니다. 픽셀은 백라이트에서 나온 빛을 차단하거나 통과시키는 '셔터' 역할

Random-Scan Display

선(vector)를 직접 그리기 때문에 벡터 디스플레이, 스케치 패드라고 불린다.
이미지 정보는 셀의 색상 값이 담긴 '그림판'이 아니라, 선을 그리는 명령어들의 목록으로 메모리에 저장
- 이 명령어 목록을 Display file, Display list 등으로 부름
전자빔은 명령어를 순서대로 읽어서 화면의 특정지점으로 직접 이동해 한 번에 한 선씩 그림. (두 점 사이의 선을 그려줌)

Raster-Scan Display

Raster scan방식에서 이미지를 구성하는 가장 작은 단위를 “픽셀”(화소, Picture element)라고 부른다.
화면에 표시될 모든 픽셀의 색상 및 밝기 정보는 프레임 버퍼라는 특수한 메모리에 저장됨