计算机图形学简介.doc

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1、计算机图形学简介1.计算机图形学的研究内容：计算机图形学的主要核心技术是如何建立所处理对象的模型并生成该对象的图形。研究内容：（1）几何模型构造技术（2）图形生成技术（3）图形操作与处理方法（4）图形信息的存贮、检索与交换技术（5）人机交互及用户的接口技术（6）动画技术（7）图形输出设备与输出技术（8）图形标准与图形软件包的研究开发2.计算机图形学的应用领域：1. 计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）2．计算机辅助教学（CAI）3.  计算机动画4.  管理和办公自动化5．国土信息和自然资源显示与绘制6．科学计算可视化3.图形系统的组成：计算机图形系统由计算机硬件系统和软件系统两部分组成

2、。严格说来，使用系统的人也是这个系统的组成部分。1.位图和矢量图1.1.位图位图是由像素点组成的。 这些点可以进行不同的排列和染色以构成图样。当放大位图时，可以看见赖以构成整个图像的无数单个方块。扩大位图尺寸的效果是增多单个像素，从而使线条和形状显得参差不齐。然而，如果从稍远的位置观看它，位图图像的颜色和形状又显得是连续的。由于每一个像素都是单独染色的，您可以通过以每次一个像素的频率操作选择区域而产生近似相片的逼真效果，诸如加深阴影和加重颜色。缩小位图尺寸也会使原图变形，因为此举是通过减少像素来使整个图像变小的。同样，由于位图图像是以排列的像素集合体形式创建的，所以不能单独操作（如移动）局

3、部位图。例如位图中一个圆，放大来看就是这样：放大四倍可以清楚看到一个个像素点。由此，我们也可以看到位图的一个缺点。位图放大了会出现马赛克现象。倍数越大，马赛克越明显。1.2.矢量图  矢量图却相反，矢量图可以任意放大缩小，而又不会影像图像的质量。因为矢量图的保存和修改并不是以像素点为基础的，而是以数学绘图命令为基础。同样是一个圆，矢量图可能是用这样的命令表示：CIRCLEx，y，半径，边线颜色，填充颜色。（其中x，y是原点的坐标。） 要改变圆的位置，只要x，y变化就可以了；放大或者缩小圆形，则改变半径的数值。数值改变后，电脑根据新的数值重新绘画一次这个圆。当然，在实际的运用中并不是这样的命

4、令，这只是举个例子。而绘图者也不需要理会这些命令，因为都由矢量绘图软件代劳了。绘图者所要做的只是用鼠标拖拖拉拉。两点成一直线，三点合成三角形，四点成矩形或菱形…………一直到变化无穷的贝赛尔曲线。无论简单还是复杂的矢量图形，都是由这些简单的几何图形对象构成。1.1.矢量图与位图的比较位图的质量取决于分辨率。一幅位图放大几倍后，就会明显地出现“马赛克”的现象。处理位图时，输出图像的质量决定于处理过程开始时设置的分辨率高低。分辨率是一个笼统的术语，它指一个图像文件中包含的细节和信息的大小，以及输入、输出、或显示设备能够产生的细节程度。操作位图时，分辨率既会影响最后输出的质量也会影响文件的大小。处

5、理位图需要三思而后行，因为给图像选择的分辨率通常在整个过程中都伴随着文件。无论是在一个300dpi的打印机还是在一个2570dpi的照排设备上印刷位图文件，文件总是以创建图像时所设的分辨率大小印刷，除非打印机的分辨率低于图像的分辨率。如果希望最终输出看起来和屏幕上显示的一样，那么在开始工作前，就需要了解图像的分辨率和不同设备分辨率之间的关系。矢量图与分辨率无关，可以这么理解，不管矢量图放多大，都不影响它的质量和效果。矢量图的放大，只是参数的改变，电脑就会根据现有的分辨率重新计算出新的图像。矢量图可以十分灵活地进行编辑，矢量图的基本元素是对象，每个对象都是自成一体的实体，某个对象的改变不会影

6、响到没有关联的对象。位图的编辑受到限制。位图是点（像素）的排列，局部移动了或者改变了就会影响到其他部分的点。1.图形文件格式1.1.BMP格式BMP是英文Bitmap（位图）的简写，它是Windows操作系统中的标准图像文件格式，能够被多种Windows应用程序所支持。随着Windows操作系统的流行与丰富的Windows应用程序的开发，BMP位图格式理所当然地被广泛应用。这种格式的特点是包含的图像信息较丰富，几乎不进行压缩，但由此导致了它与生俱生来的缺点--占用磁盘空间过大。所以，目前BMP在单机上比较流行。1.2.GIF格式GIF是英文GraphicsInterchangeFormat

7、（图形交换格式）的缩写。顾名思义，这种格式是用来交换图片的。事实上也是如此，上世纪80年代，美国一家著名的在线信息服务机构CompuServe针对当时网络传输带宽的限制，开发出了这种GIF图像格式。GIF格式的特点是压缩比高，磁盘空间占用较少，所以这种图像格式迅速得到了广泛的应用。最初的GIF只是简单地用来存储单幅静止图像（称为GIF87a），后来随着技术发展，可以同时存储若干幅静止图象进而形成连续的动画，使之成为当时支