西工大软微计算机图形学复习资料2017

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1、计算机图形学复习资料BYFT第1章绪论1.1计算机图形学概念及研究内容定义：计算机图形学（ComputerGraphics）是研究怎样用计算机生成、处理和显示图形的一门学科。研究内容：图形输入技术，图形表示（图形建模方法），图形处理和输出技术，图形应用技术。构成图形的要素可以分成两类：一类是刻画形状的点、线、面、体等几何要素；一类是反映物体表面属性或材料的明暗、色彩等非几何要素。图的两种表示方法：1点阵法(像素)2参数法（几何要素：刻画对象的轮廓、形状、几何元素组成等。非几何要素：刻画对象的颜色、材质

2、、纹理等。）图像的特点和分类：图像一定是二维的基本单位是像素图像分为两色图（黑白）、灰度图、彩色图、真彩色图图形的特点：图形可以是二维的、或者三维的图形的基本信息包括它的基本几何元素（必须），拓扑关系，以及颜色、材质、纹理等可选要素计算机图形学一个主要的目的就是要利用计算机产生令人赏心悦目的真实感图形。最终生成的图形按基本的处理技术分为两类：一类是线条，如工程图、地图、曲线图表等；一类是明暗图，与照片相似。1.2计算机图形学的相关学科计算机图形学与图像处理区别：计算机图形学是研究有非图像的信息而产生“

3、逼真”的图像，是研究自然事物的建模、表示和显示的方法。例如：计算机游戏图形显示和操纵；自然景物的模拟。图像处理所讨论的问题中输入和输出两者均为图像，它研究：如何对一幅连续的图像采样、量化以产生数字图像；如何对数字图像做各种变换以方便处理；如何压缩图像数据以便于存储和传输；如何提取图像中的无用噪声或增强图像中的某些特征；1.3计算机图形系统的软件结构图形数据模型图形支撑软件（图行生成语言，扩充的计算机语言，程序包）,opengl图形应用软件，eg3DMAX1.4计算机图形学的应用领域：⒈用户接口⒉计算机

4、辅助设计与制造(CAD/CAM)⒊地形地貌和自然资源图⒋计算机动画和艺术⒌分析计算中的应用6.游戏7.虚拟现实1.5计算机图形学的当前研究课题科学计算可视化（用图形表现抽象的数据）虚拟现实第2章图形系统与图形生成2.1计算机图形系统构成（硬件+软件）2.1.1图形系统的基本功能一个计算机图形系统至少应当具有计算、存储、对话、输入、输出五个方面的基本功能。2.1.2图形系统的硬件组成2.1.3图形系统的选择要点（1）图形系统是否符合人们的使用经验和习惯；（2）经济因素1：以最少的投资获得最大的收益，避免

5、浪费；（3）经济因素2：系统安装、运行、维护、管理的条件，选择要求硬件配置低、易于使用和维护的图形系统；（4）用户接口，选择界面友好，操作方便的图形系统。2.1.4常用的图形输入输出设备输入：鼠标器，坐标数字化仪，图形扫描仪输出：图形显示器，打印机，绘图仪2.1.5图形处理器在个人计算机上，将用于图形显示的处理器（DPU）、视频处理控制器、显示处理存储器以及接口电路等集成在一起，单独做成一块板卡，称为图形显示适配器（GraphicDisplayAdapter,简称显卡）2.1.6工作站工作站是具有高速

6、的科学计算、丰富的图形功能处理、灵活的窗口界面及网络管理功能的交互式计算机系统。一般地说，工作站具有如下的特点：（1）具有32位或64位字长的CPU，广泛采用精简指令系统（RISC）；（2）配备大容量的内存和外存，运算速度很高，可达20MIPS和5MFLOPS以上；（3）一般采用UNIX及类似的操作系统，配有高性能的窗口管理系统，如Motif或OpenLook等；（4）具有很强的图形图像处理功能，配有专用的图形图像处理器，大尺寸高分辨率的显示器，如19英寸或21英寸，1280X1024以上的分辨率，颜

7、色深度可达100个位面以上；（5）具有网络功能，支持TCP/IP协议；（6）基本用户是工程和产品的设计师，主要用于工程和产品的设计与绘图、工业模拟和艺术设计等。2.2图形显示原理显示器按其发光性质分为：CRT：阴极射线管显示器LCD：液晶显示器PDP：等离子显示器2.2.1阴极射线管(CRT)1CRT工作原理：由电子枪发射电子束(阴极射线)，通过聚焦系统（电子透镜）和偏转系统，射向涂覆荧光层的屏幕上的指定位置。在电子束冲击的每个位置，荧光层发出一个小亮点，从而产生可见图形。结构功能：2荫罩法彩色图形显

8、示原理：彩色CRT和单色显示器的不同是由于荧光粉的缘故荫罩孔的作用在于保证三束电子共同穿过同一个荫罩孔，准确的激发荧光粉，使之发出红、绿、蓝三色光。2彩色CRT2.2.2光栅扫描显示原理1光栅扫描式显示器的特点光栅扫描显示器是画点设备，可以看作是一个点阵单元发生器，并可控制每个点阵单元的亮度。它不能直接从单元阵列中的一个可编址的像素画一条直线到另一个编址的像素，只能用尽可能靠近这条直线路径的像素点集来近似地表示这条直线。（…）为了得到稳定的画面，光栅扫描