1、 計算機圖形學 概念總結(jié)1. 計算機圖形學 研究怎樣利用計算機來顯示、生成和處理圖形的原理、方法和技術(shù)的一門學科。 研究通過計算機將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形，并在專門的顯示設(shè)備上顯示的原理、方法和技術(shù)的學科。 2. 圖形從客觀世界中抽象出來的帶有顏色及形狀信息的圖和形。一般指用計算機繪制的 HYPERLINK /view/905346.htm t _blank 畫面，如 HYPERLINK /view/15102.htm t _blank 直線、 HYPERLINK /view/323536.htm t _blank 圓、 HYPERLINK /view/793508.htm t _blank 圓弧、任

2、意曲線和圖表等，圖形文件中只記錄生成圖的算法和圖上的某些特點，也稱矢量圖 （參數(shù)法）圖像則是指由 HYPERLINK /view/632680.htm t _blank 輸入設(shè)備捕捉的實際場景畫面或以數(shù)字化形式存儲的任意畫面。 HYPERLINK /view/42116.htm t _blank 圖像是由一些排列的 HYPERLINK /view/575.htm t _blank 像素組成的。（點陣法）3. 計算機圖形學的應(yīng)用計算機輔助設(shè)計與制造（CAD/CAM） 計算機輔助繪圖 計算機輔助教學（CAI）辦公自動化和電子出版技術(shù)（Electronic Publication） 計算機藝術(shù) 在工

3、業(yè)控制及交通方面的應(yīng)用 在醫(yī)療衛(wèi)生方面的應(yīng)用 圖形用戶界面4. 計算機圖形系統(tǒng)：計算機硬件+圖形輸入輸出設(shè)備+計算機系統(tǒng)軟件+圖形軟件5. 圖形系統(tǒng)的基本功能和計算機圖形系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖形系統(tǒng)的基本功能： 6：典型的圖形輸入設(shè)備 ： 鼠標器、操縱桿、跟蹤球、空間球、數(shù)字化儀的觸筆或手動光標，圖形掃描儀數(shù)據(jù)手套。7：邏輯輸入設(shè)備 ：定位、比劃、數(shù)值、字符串、選擇、拾取設(shè)備8：輸入模式：如何管理、控制多種輸入設(shè)備進行工作。常用的輸入模式：請求（request）采樣（sample）事件（event）組合形式9：圖形顯示設(shè)備：顯示器 、顯示控制器（卡）10：陰極射線管CRT 從外形上看，CRT為：管頸部分

4、、錐體部分、屏幕部分 從結(jié)構(gòu)上看，CRT為：電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、熒光屏余輝時間：從電子束停止轟擊到發(fā)光亮度下降到初始值的1%所經(jīng)歷時間。 CRT圖形顯示器包括： 隨機掃描的圖形顯示器 直視存儲管圖形顯示器 光柵掃描的圖形顯示器 平板顯示器包括：液晶顯示器 等離子體顯示板 薄片光電顯示器 發(fā)光二極管顯示器 平板CRT顯示器 激光顯示器11：圖形顯示子系統(tǒng)簡單的光柵圖形顯示子系統(tǒng). 分辨率光點一般是指電子束打在顯示器的熒光屏上，顯示器能夠顯示的最小的發(fā)光點。象素點是指圖形顯示在屏幕上時候，按當前的圖形顯示分辨率所能提供的最小元素點。)屏幕分辨率，也稱為光柵分辨率，它決定了顯示系統(tǒng)最大可能的分辨率，任

5、何顯示控制器所提供的分辨率也不能超過這個物理分辨率。 屏幕分辨率=水平方向上的光點數(shù)*垂直方向上的光點數(shù)顯示分辨率，是計算機顯示控制器所能夠提供的顯示模式分辨率，實際應(yīng)用中簡稱為顯示模式存儲分辨率是指幀緩沖區(qū)的大小，一般用緩沖區(qū)的字節(jié)數(shù)表示。存儲分辨率不僅與顯示分辨率有關(guān)，還與象素點的色彩有關(guān)。幀緩存大小的計算： (x方向的象素點數(shù)*y方向的象素點數(shù)*log2n)/8 (B) （其中：n為顏色數(shù)或灰度等級數(shù)）顏色查找表也稱調(diào)色板，是由高速的隨機存儲器組成，用來儲存表達象素色彩的代碼。此時幀緩沖存儲器中每一象素對應(yīng)單元的代碼不再代表該象素的色彩值，而是作為查色表的地址索引。12：造型技術(shù)：圖形對

6、象：規(guī)則+不規(guī)則對象 （是否可以用歐式幾何來描述）基本圖形元素與段：圖素：是指可以用一定的幾何參數(shù)和屬性參數(shù)描述的最基本的圖形輸出元素。體素：是三維空間中可以用有限個尺寸參數(shù)定位和定形的體。段是指具有邏輯意義的有限個圖素（或體素）及其附加屬性的集合。段一般具有三個特性：可見性、醒目性、可選擇性圖形信息又包括：幾何信息：形體在歐氏空間中的位置和大小。拓撲信息：形體各分量（點、邊、面）的數(shù)目及其相互間的連接關(guān)系。 1.空間位置枚舉表示 2. 八叉樹（對空間進行自適應(yīng)劃分，采用具有層次結(jié)構(gòu)的八叉樹來表示實體） （四叉樹 ） 3.BSP樹 非規(guī)則對象的表示基于分數(shù)維理論的隨機模型 基于文法的模型 粒子

7、系統(tǒng)模型區(qū)域填充算法：多邊形的掃描轉(zhuǎn)換1:x掃描線填充算法 求交 排序 配對 填充 2：改進算法（Y連貫性算法）： 求交點的時候 利用增量的方法 計算出下一個交點 在排序配對的時候只有在新加入邊的時候才進行為了防止走樣 ：填充的原則 左閉右開 下閉上開 邊表構(gòu)造以及AET表 兩個不同的部分 x，ymax，1/k、next 算法步驟：(1)初始化：構(gòu)造邊表，AET表置空； (2)將第一個不空的ET表中的邊與AET表合并； (3)由AET表中取出交點對進行填充。填充之后刪除y=ymax的邊； (4)yi+1=yi+1,根據(jù)xi+1=xi+1/m計算并修改AET表，同時合并ET表中y=yi+1桶中的

8、邊，按次序插入到AET表中，形成新的AET表； (5)AET表不為空則轉(zhuǎn)(3)，否則結(jié)束 4：區(qū)域填充 把位于給定區(qū)域的邊界上的象素一一列舉出來的方法稱為邊界表示法。 邊界填充算法（Boundary-fill Algorithm） 枚舉出給定區(qū)域內(nèi)所有象素的表示方法稱為內(nèi)點表示。4連通區(qū)域 8聯(lián)通區(qū)域 改進：通過沿掃描線填充水平象素段，來代替處理4-鄰接點和8-鄰接點 內(nèi)-外測試奇-偶規(guī)則 交點的奇偶數(shù) 奇內(nèi)偶外 非零環(huán)繞數(shù)規(guī)則任意位置p作一條射線。當從p點沿射線方向移動時，對在每個方向上穿過射線的邊計數(shù)，每當多邊形的邊從右到左穿過射線時，環(huán)繞數(shù)加1，從左到右時，環(huán)繞數(shù)減1。 處理完多邊形的所

9、有相關(guān)邊之后，若環(huán)繞數(shù)為非零，則p為內(nèi)部點，否則，p是外部點。屬性處理 ： 線寬以及字符等線寬 線刷子與方刷子 +線帽走樣及反走樣 走樣 ：用離散量表示連續(xù)量引起的失真反走樣 ： 用于減少或消除這種效果的技術(shù)處理方法：過取樣（supersampling），或后濾波 區(qū)域取樣（area sampling），或前濾波過取樣 ：簡單 重疊 加權(quán) 區(qū)域取樣 ：簡單 重疊 加權(quán)二維變化及觀察齊次坐標圖形的幾何變換是指對圖形的幾何信息經(jīng)過平移、比例、旋轉(zhuǎn)等變換后產(chǎn)生新的圖形，是圖形在方向、尺寸和形狀方面的變換二維裁剪及裁剪算法：裁剪算法包括：編碼裁剪算法 中點分割算法（與編碼的區(qū)別是如何確定邊界的交點 二分逼近法） 梁友棟算法 直線的參數(shù)方程 下邊的三個點 上邊的三個點 判斷這三個點的位置來確定哪一個點為邊界點來進行 最后填充 算法區(qū)域裁剪算法 1. 邊界線來切割 輪流 設(shè)置邊界表及邊表 2. 利用向量的方法判斷入點及出點 若入點則話，出點的話，找邊界上那個離它較近的那個點，畫起來 三維觀察以及變換和裁剪三維圖形的投影變化平面幾何投影主要指平行投影、透視投影以及通過這些投影變換而得到的三維立體的常用平面圖形：三視圖、軸測圖。觀察投影是指在觀察空間下進