第五章 1.图形显示算法基础

合集下载

《图形显示算法基础》课件

《图形显示算法基础》 PPT课件
什么是图形显示算法
图形显示算法主要用于将计算机中的数据以图形的形式展示出来。它有广泛的应用领域，包括计算机游戏、计算机辅助设计、虚拟现实等。
绘制图形的基本元素
图形显示算法常用的基本元素有点、直线、面和曲线。通过对这些基本元素的绘制，我们可以创建出各种复杂的图形。
总结与展望
各种图形显示算法各有特点，根据不同的需求可以选择合适的算法。未来，随着技术的发展，图形显示算法将会继续优化和创新，为我们带来更好的视觉体验。
Bresenham算法
用于绘制直线和圆，具有快速计算Biblioteka 特点，被广泛应用于计算机图形学中。
Cohen-Sutherland算法
用于线段裁剪，可以快速判断线段与视口的关系，并进行裁剪。
Liang-Barsky算法
用于线段裁剪，可以快速计算线段与裁剪窗口的交点，
Bezier曲线算法
用于绘制平滑的曲线，广泛应用于计算机辅助设计和
算法分类
扫描线算法
通过扫描线的方式，逐行扫描图形，填充像素的颜色，从而绘制出完整的图像。
逐点算法
使用逐个像素点的方式绘制图形，适用于绘制像素较少的图形。
中点画线算法
通过计算直线斜率和像素位置的关系，实现更快速地绘制直线。
多边形填充算法
用于填充多边形内部的颜色，实现图形的填充效果。
常用的图形显示算法

计算机应用基础掌握计算机形学的基本算法

计算机应用基础掌握计算机形学的基本算法计算机形学是计算机科学与图像处理的重要分支领域，它研究如何使用计算机来进行图像的表示、处理、分析和识别。

在计算机形学中，基本算法是学习和应用的关键，本文将介绍一些常用的计算机形学基本算法及其应用。

一、图像预处理算法1. 图像平滑算法图像平滑是指通过一定的算法将图像中的噪声、纹理等干扰因素进行抑制，使图像更加清晰和平滑。

常用的图像平滑算法包括均值滤波、中值滤波和高斯滤波等。

均值滤波将每个像素周围的邻域求平均值来平滑图像，中值滤波则是取邻域像素的中位数作为当前像素的值，而高斯滤波则通过将像素值与邻域权重的加权平均来实现平滑效果。

2. 图像增强算法图像增强是指通过一系列的算法和技术使图像在视觉上更加清晰、鲜艳和具有高对比度。

常用的图像增强算法包括直方图均衡化、灰度拉伸和锐化等。

直方图均衡化通过调整图像的像素分布来增强图像的对比度，灰度拉伸则通过对像素值进行线性变换来扩展图像的灰度范围，而锐化算法则是通过增强图像的边缘和细节来提高图像的清晰度。

二、特征提取算法1. 边缘检测算法边缘是图像中相邻区域之间灰度变化较大的边界，边缘检测是图像处理中的重要任务。

常用的边缘检测算法包括Sobel算子、Canny算子和Laplacian算子等。

Sobel算子利用图像中的梯度信息来检测边缘，Canny算子则在Sobel算子的基础上进一步优化了边缘检测的结果，而Laplacian算子则是通过计算图像的二阶导数来检测边缘。

2. 特征描述算法特征描述是指对图像中的特征进行编码和表示，常用的特征描述算法包括SIFT、SURF和HOG等。

SIFT算法将图像中的局部特征提取出来，并通过特征描述子对其进行描述，SURF算子则在SIFT算法的基础上进一步提高了特征描述的速度和稳定性，而HOG算法则是通过统计图像局部区域的梯度信息来对图像进行特征描述。

三、图像分割算法图像分割是将图像划分成若干个具有独立语义的区域的过程，常用的图像分割算法包括阈值分割、区域生长和图割算法等。

第5章-基本图形生成算法

新为(x+1,y+1)，同步将d更新为d-1；不然(x,y)更新为(x+1,y)。 5.当直线没有画完时，反复环节3和4。不然结束。
改善1：令e=d-0.5
yi1
xi1
yi yi
xi 1
1 (e (e
0) 0)
• e初=-0.5， • 每走一步有e=e+k。 • if (e>0) then e=e-1
若直线上旳点Q在M旳下方，阐明直线离P1近，则应取P1为下一点。若直线上旳点Q在M旳上方，阐明直线离P2近，则应取P2为下一点，
问题：怎样判断Q在M旳什么位置?
二别式推导：
P5
1 直线方程：
F(x,y)=ax+by+c=0
直线上旳点： F(x,y)=0
直线上方旳点： F(x,y)>0
直线下方旳点： F(x,y)<0
分
法
示
意图
(xi, yi)
(xi+1, yi+k)
(xi, (int) (yi))
理想直线上旳坐标点扫描转换后旳像素点
2 算法：
1)计算斜率 k=△y/△x 2)画第1个点(x0,y0)
3)计算下一种点（x，y）旳值P，
x=x+1, y=y+k 小数部分≥0.5, 则 y=y+1
小数部分< 0.5, 则 y=y 画点（x，y）
3）根据M2选择P4与P5之一： dk+1 = dk+a+b
4) d 旳初始值为：
d0=a+0.5b
三进一步改善算法：
注意到初始值中有浮点运算，消除浮点能够进一步改善算法。
考察鉴别式dk，鉴别使用旳仅仅是dk旳符号，且dk旳增量都是整数，故用2dk来替代dk，摆脱小数（浮点），从而提升速度。

计算机图形显示原理

计算机图形显示原理
图形显示原理是指将数字化的图形信息转化为可视化的图像展示出来的过程。

计算机图形显示的原理主要包括了图像采集、图像处理、图像存储和图像显示等几个关键步骤。

图像采集是指通过感光设备或传感器捕捉到的光信号，然后将光信号转化为电信号的过程。

常用的图像采集设备包括数码相机、摄像机和扫描仪等。

图像采集的质量决定了后续图像处理和显示的效果。

图像处理是指对采集到的图像进行数字化处理的过程。

在图像处理过程中，可以使用各种算法和技术，如对比度调整、颜色校正和噪声去除等，以改善图像质量和增强图像细节。

图像存储是指将处理后的图像数据存储到计算机的存储设备中。

常见的图像存储格式包括JPEG、PNG和BMP等。

图像的存
储格式不仅影响了图像的文件大小，还会对图像的质量产生一定影响。

图像显示是将存储的图像数据通过显示器等输出设备展示出来的过程。

在图像显示过程中，计算机会将图像数据转化为像素点的亮度和颜色信息，然后通过调整像素点的排列和亮度变化，来实现图像的显示效果。

总结起来，计算机图形显示原理涉及图像采集、图像处理、图像存储和图像显示等多个环节，通过这些环节的协同作用，可以将数字化的图形信息转化为人们可视化的图像显示。

计算机图形学知识要点

一般关系式取值对应的几何意义，即和下一个像素的对应关系；
3、椭圆的光栅化方法
中点法：
基本原理判别式的构造方法；
根据椭圆弧法向量的取值变化，分成两个区域进行判断，两个区域中，上一个判别式的取值和下一个像素点选取之间的关系；
4、多边形的扫描转换
多边形的扫描转换：顶点表示点阵表示；逐点判断法：射线法、累计角度法、编码法等
八叉树表示
优点可以表示任何物体，且形体表示的数据结构简单简化了形体的集合运算。只需同时遍历参加集合运算的两形体
相应的八叉树，无需进行复杂的求交运算。简化了隐藏线（或面）的消除，因为在八叉树表示中，形体上
各元素已按空间位置排成了一定的顺序。
缺点没有边界信息，不适于图形显示对物体进行几何变换困难是物体的非精确表示占用大量存储。实际上，八叉树表示是以存储空间换取算
正则集合运算：分类函数、正则集合算子及其几何意义；
2、规则三维形体的表示
形体表示的分类线框模型
缺点
表面模型
多边形表，拓扑信息：显示和隐式表示
显示表示：在数据结构中显式的存储拓扑结构。例如，翼边结构表示（Winged Edges Structure）
隐式表示：即根据数据之间的关系在运行时实
4、扫描线z-buffer算法
算法思想：和上一个算法相比，使用一个一维数组作为一条扫描线的z-buffer。只处理与当前扫描线相关的多边形，以及每个多边形中相关的边对；
一种增量算法
多边形分类表，活化多边形表的数据结构；
边、边的分类表、边对、活性边对表；
5、区间扫描线算法
基本思想需要避免的情况以及解决方法数据结构
适用对象：任意非自相交多边形

计算机图形学的基本概念与算法

计算机图形学的基本概念与算法计算机图形学是研究如何利用计算机生成、处理和显示图像的学科。

它在许多领域中都有广泛应用，例如电影制作、游戏开发、医学成像等。

本文将介绍计算机图形学的基本概念和算法，并分步详细列出相关内容。

一、基本概念1. 图像表示：计算机图形学中，图像通常使用像素（Pixel）来表示。

每个像素包含了图像上一个特定位置的颜色或灰度值。

2. 坐标系统：计算机图形学使用不同的坐标系统来表示图像的位置。

常见的坐标系统有笛卡尔坐标系、屏幕坐标系等。

3. 颜色模型：计算机图形学中常用的颜色模型有RGB模型（红、绿、蓝）和CMYK模型（青、品红、黄、黑）等。

RGB模型将颜色表示为三个分量的组合，而CMYK模型用于打印颜色。

4. 变换：变换是计算机图形学中常用的操作，包括平移、旋转、缩放和剪切等。

通过变换，可以改变图像的位置、大小和方向。

5. 插值：在计算机图形学中，插值是指通过已知的数据点来推测未知位置的值。

常见的插值方法有双线性插值和双三次插值等。

二、基本算法1. 线段生成算法：线段生成是图形学中最基本的操作之一。

常见的线段生成算法有DDA算法（Digital Differential Analyzer）和Bresenham算法。

DDA算法通过计算线段的斜率来生成线段上的像素，而Bresenham算法通过绘制画板上的一个像素来逐渐描绘出整条直线。

2. 多边形填充算法：多边形填充是将一个多边形内的区域用颜色填充的过程。

常见的多边形填充算法有扫描线算法和边界填充算法。

扫描线算法通过扫描多边形的每一条水平线，不断更新当前扫描线下方的活动边并进行填充。

边界填充算法从某点开始，向四个方向延伸，逐渐填充整个多边形。

3. 圆弧生成算法：生成圆弧是计算机图形学中常见的操作之一，常用于绘制圆形和曲线。

常见的圆弧生成算法有中点圆生成算法和Bresenham圆弧生成算法。

中点圆生成算法通过计算圆弧中的每个点与圆心的关系来生成圆弧上的像素，而Bresenham圆弧生成算法通过在八个特定的扫描区域内绘制圆弧上的像素。

数字图像处理-图像基本运算

数字图像处理_图像基本运算图像基本运算1点运算线性点运算是指输⼊图像的灰度级与输出图像呈线性关系。

s=ar+b（r为输⼊灰度值，s为相应点的输出灰度值）。

当a=1，b=0时，新图像与原图像相同；当a=1，b≠0时，新图像是原图像所有像素的灰度值上移或下移，是整个图像在显⽰时更亮或更暗；当a＞1时，新图像对⽐度增加；当a＜1时，新图像对⽐度降低；当a＜0时，暗区域将变亮，亮区域将变暗，点运算完成了图像求补；⾮线性点运算是指输⼊与输出为⾮线性关系，常见的⾮线性灰度变换为对数变换和幂次变换，对数变换⼀般形式为：s=clog（1+r）其中c为⼀常数，并假设r≥0.此变换使窄带低灰度输⼊图像映射为宽带输出值，相对的是输出灰度的⾼调整。

1 x=imread('D:/picture/DiaoChan.jpg');2 subplot(2,2,1)3 imshow(x);4 title('原图');5 J=0.3*x+50/255;6 subplot(2,2,2);7 imshow(J);8 title('线性点变换');9 subplot(2,2,3);10 x1=im2double(x);11 H=2*log(1+x1);12 imshow(H)13 title('⾮线性点运算');%对数运算幂次变换⼀般形式：s=cr^γ幂级数γ部分值把窄带暗值映射到宽带输出值下⾯是⾮线性点运算的幂运算1 I=imread('D:/picture/DiaoChan.jpg');2 subplot(2,2,1);3 imshow(I);title('原始图像','fontsize',9);4 subplot(2,2,2);5 imshow(imadjust(I,[],[],0.5));title('Gamma=0.5');7 imshow(imadjust(I,[],[],1));title('Gamma=1');8 subplot(2,2,4);9 imshow(imadjust(I,[],[],1.5));title('Gamma=1.5');2代数运算和逻辑运算加法运算去噪处理1 clear all2 i=imread('lenagray.jpg');3 imshow(i)4 j=imnoise(i,'gaussian',0,0.05);5 [m,n]=size(i);6 k=zeros(m,n);7for l=1:1008 j=imnoise(i,'gaussian',0,0.05);9 j1=im2double(j);10 k=k+j1;11 End12 k=k/100;13 subplot(1,3,1),imshow(i),title('原始图像')14 subplot(1,3,2),imshow(j),title('加噪图像')15 subplot(1,3,3),imshow(k),title(‘求平均后的减法运算提取噪声1 I=imread(‘lena.jpg’);2 J=imnoise (I,‘lena.jpg’,0,0.02);3 K=imsubtract(J,I);4 K1=255-K;5 figure;imshow(I);7 figure;imshow(K1);乘法运算改变图像灰度级1 I=imread('D:/picture/SunShangXiang.jpg')2 I=im2double(I);3 J=immultiply(I,1.2);4 K=immultiply(I,2);5 subplot(1,3,1),imshow(I);subplot(1,3,2),imshow(J);6 subplot(1,3,3);imshow(K);逻辑运算1 A=zeros(128);2 A(40:67,60:100)=1;3 figure(1)4 imshow(A);5 B=zeros(128);6 B(50:80,40:70)=1;7 figure(2)8 imshow(2);9 C=and(A,B);%与10 figure(3);11 imshow(3);12 D=or(A,B);%或13 figure(4);14 imshow(4);15 E=not(A);%⾮16 figure(5);17 imshow(E);3⼏何运算平移运算实现图像的平移1 I=imread('lenagray.jpg');2 subplot(1,2,1);3 imshow(I);4 [M,N]=size(I);g=zeros(M,N);5 a=20;b=20;6for i=1:M7for j=1:N8if((i-a>0)&(i-a<M)&(j-b>0)&(j-b<N)) 9 g(i,j)=I(i-a,j-b);10else11 g(i,j)=0;12 end13 end14 end15 subplot(1,2,2);imshow(uint8(g));⽔平镜像变换1 I=imread('lena.jpg');2 subplot(121);imshow(I);3 [M,N]=size(I);g=zeros(M,N);4for i=1:M5for j=1:N6 g(i,j)=I(i,N-j+1);7 end8 end9 subplot(122);imshow(uint8(g));垂直镜像变换1 I=imread('lena.jpg');2 subplot(121);imshow(I);3 [M,N]=size(I);g=zeros(M,N);4for i=1:M5for j=1:N6 g(i,j)=I(M-i+1,j);7 end8 end9 subplot(122);imshow(uint8(g));图像的旋转1 x=imread('D:/picture/DiaoChan.jpg');2 imshow(x);3 j=imrotate(x,45,'bilinear');4 k=imrotate(x,45,'bilinear','crop');5 subplot(1,3,1),imshow(x);6 title(‘原图')7 subplot(1,3,2),imshow(j);8 title(‘旋转图(显⽰全部)')9 subplot(1,3,3),imshow(k);10 title(‘旋转图(截取局部)')⼏种插值法⽐较1 i=imread('lena.jpg');2 j1=imresize(i,10,'nearest');3 j2=imresize(i,10,'bilinear');4 j3=imresize(i,10,'bicubic');5 subplot(1,4,1),imshow(i);title(‘原始图像')6 subplot(1,4,2),imshow(j1);title(‘最近邻法')7 subplot(1,4,3),imshow(j2);title(‘双线性插值法')8 subplot(1,4,4),imshow(j3);title(‘三次内插法')放缩变换1 x=imread('D:/picture/ZiXia.jpg')2 subplot(2,3,1)3 imshow(x);4 title('原图');5 Large=imresize(x,1.5);6 subplot(2,3,2)7 imshow(Large);8 title('扩⼤为1.5');9 Small=imresize(x,0.1);10 subplot(2,3,3)11 imshow(Small);12 title('缩⼩为0.3');13 subplot(2,3,4)14 df=imresize(x,[600700],'nearest');15 imshow(df)16 title('600*700');17 df1=imresize(x,[300400],'nearest');18 subplot(2,3,5)19 imshow(df1)20 title('300*400');后记：（1）MATLAB基础知识回顾1：crtl+R是对选中的区域注释，ctrl+T是取消注释2：有的代码中点运算如O=a.*I+b/255 ，其中b除以255原因是：灰度数据有两种表式⽅法：⼀种是⽤unit8类型，取值0~255；另⼀种是double类型，取值0~1。

(完整版)计算机图形学基础第五章课后习题答案

5.3 试用中点Bresenham 算法画直线段的原理推导斜率在[-1,0]之间的直线段绘制过程（要求写清原理、误差函数、递推公式以及最终画图过程）。

解：原理：每次在最大位移方向上走一步，而另一个方向是走步还是不走步取决于误差项的判别。

∵斜率k 在[-1,0]之间∴x 为最大位移方向，每次在x 加1，而y 或减1或减0。

设直线段的方程F(x,y)=y-kx-b ，假设当前点是P(x i ,y i )，则下一点在P u (x i +1,y i )与P d (x i +1,y i -1)中选一。

设M 为P u 和P d 的中点，则M 点的坐标为(x i +1,y i -0.5)。

构造误差判别式：d i =F(x M ,y M )=F(x i +1,y i -0.5)=y i -0.5-k(x i +1)-b若d i ≥0，取P d (x i +1,y i -1)；若d i ＜0，取P u (x i +1,y i )；即有x i+1=x i +1,y i+1=y i -1(d i ≥0)或y i (d i ＜0)。

误差函数的递推：d i ≥0时，取P d (x i +1,y i -1)，再判断下一像素取哪个时，应计算d i+1=F(x i +2,y i -1.5)= y i -1.5-k(x i +2)-b=d i -1-k ，增量为-1-k 。

d i ＜0时，取P u (x i +1,y i )，再判断下一像素取哪个时，应计算(x 0,yd i+1=F(x i+2,y i-0.5)= y i-0.5-k(x i+2)-b=d i-k，增量为-k。

判别式的初值：从(x0,y0)点出发，下一个像素的选取计算d0=F(x0+1,y0-0.5)= y0-0.5-k(x0+1)-b=-0.5-k取的是误差判别式的符号，因此可进行如下变换：D=d*2∆x∆x=x1-x0，根据选取的起点和绘制方向，∆x＞0，因此，D与d同号。

图形显示算法基础PPT学习教案

已知端点 A(x1, y1)、
B(x2, y2),
直线的微分方程：
dy/dx=(y2-y1)/(x2-x1)=常数 =m
yi =m xi + B
yi+1 = m xi +1 + B= m (xi + Δx ) +B = yi + m* Δx
yi+1＝yi+ (y2-y1)/(x2-x1)*Δx
x=x1; y=y1;
putpixel(x, y, c);
for (i=1;i<dx;i++)
{
if (d>=0) { y+=s2; x+=s1;d+=const2;}
else
{ if(inter==1) y+=s2;else x+=s1;
d+=const2;
}
putpiexl(x, y, c);
}
缺陷:
效率低 , 不利于硬件实现
做除法; 须采用浮点数据计算要取整数 -> 算法效率不高
DDA算法的本质 : 用数值方法解微分方程(数值微分法)
DDA算法也是一个增量算法。
算法程序实现 k=abs(x2-x1); if(abs(y2-y1)>k) k=abs(y2-y1); double deltx=(x2-x1)/k; double delty=(y2-y1)/k; for(int i=0;i<=k;i++) { putpixel((int)x,(int)y,2); x+=deltx;//x=x+deltx; y+=delty;//y= y+ delt y; }

计算机图形学基础课后部分习题答案

计算机图形学基础第一章1.名词解释：图形：从客观世界物体中抽象出来的带有颜色信息及形状信息的图和形。

图像：点阵法：是用具有灰度或颜色信息的点阵来表示的一种方法。

参数法：是以计算机中所记录图形的形状参数与属性参数来表示图像的一种方法。

2.图形包括那两方面的要素，在计算机中如何表示他们？构成图形的要素可以分为两类：一类是刻画形状的点、线、面、体等几何要素；另一类是反映物体本身固有属性，如表面属性或材质的明暗、灰度、色彩等非几何要素。

3.什么叫计算机图形学？分析计算机图形学，数字图像处理和计算机视觉学科间的关系。

计算机图形学是研究怎样利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。

【关系图在课本第一页】4，有关计算机图形学的软件标准有哪些？计算机图形核心系统（GKS）及其语言联编、计算机图形元文件（CGM），计算机图形接口（CGI），基本图形转换规范（IGES）、产品数据转换（STEP）6.试发挥你的想象力，举例说明计算机图形学有哪些应用范围，解决的问题是什么？【具体参照课本第5页】第二章1.名词解释LCD: 就是Liquid Crystal Display,它是利用液晶的光电效应，通过施加电压改变液晶的光学特性，从而造成对入射光的调剂，使通过液晶的透射光或反射光受所加电压的控制，达到显示的目的。

LED: 即Liquid-Emitting Diode, 采用二极管激发的光来显示图像。

随机扫描：采用随机定位的方式控制电子束运动光栅扫描：示器显示图形时，电子束依照固定的扫描线和规定的扫描顺序进行扫描。

电子束先从荧光屏左上角开始，向右扫一条水平线，然后迅速地回扫到左边偏下一点的位置，再扫第二条水平线，照此固定的路径及顺序扫下去，直到最后一条水平线，即完成了整个屏幕的扫描。

刷新：刷新是经过一段时间后,信息可能丢失,需要重写,为了使信息储存更长的时间,必须不断的刷新每个储存单元中储存的信息,也就是将各储存单元中的数据读出之后,再写回到元单元中,对各储存单元中的电容器进行充电.刷新频率：刷新率是指电子束对屏幕上的图像重复扫描的次数。

计算机图形学的基础理论与算法

计算机图形学的基础理论与算法计算机图形学是研究如何利用计算机来生成、显示和处理图像的学科。

它涵盖了很多基础理论和算法，本文将详细介绍计算机图形学的基础理论和算法，并分点列出内容。

以下为详细步骤：1. 背景介绍- 简要介绍计算机图形学的定义和应用领域- 引出图形学的基础理论和算法的重要性2. 基础理论2.1. 数学基础- 向量和矩阵运算的基本概念和公式- 坐标转换和变换矩阵的原理和应用- 齐次坐标和透视投影的概念和计算方法2.2. 几何学基础- 点、线、面的描述和表示方法- 几何变换（平移、旋转、缩放）的理论和计算方法- 几何运算（交点、重合、距离等）的基本原理和算法3. 图形生成算法3.1. 点、线、面的生成算法- DDALine算法：基于斜率的直线生成算法- BresenhamLine算法：基于整数运算的直线生成算法- MidpointCircle算法：中点画圆算法3.2. 曲线和曲面的生成算法- Bezier曲线：控制点和插值基函数的概念和计算方法 - B样条曲线：节点矢量和基函数的定义和计算方法- 曲面生成算法：基于曲线的旋转、细分等方法4. 光栅化和填充算法- 图形的光栅化原理和步骤- 扫描线填充算法：处理凸多边形和凹多边形的填充算法 - 边界填充算法：处理带洞多边形的填充算法- 区域填充算法：处理具有复杂形状的区域填充算法5. 三维图形学5.1. 三维坐标和投影- 世界坐标、视觉坐标和屏幕坐标的转换方法- 透视投影和正交投影的概念和计算方法5.2. 三维变换和可视化- 平移、旋转、缩放、镜像等三维变换的理论和计算方法 - 数据可视化的基本原理和算法6. 图像处理和渲染- 图像处理的基本概念和方法：滤波、边缘检测、色彩转换等- 图像渲染的基本概念和方法：光照、阴影、纹理映射等7. 应用实例- 介绍一些计算机图形学在实际应用中的案例，如计算机游戏、虚拟现实、动画制作等- 引出计算机图形学的发展趋势和挑战总结：通过本文详细介绍了计算机图形学的基础理论和算法，包括数学基础、几何学基础、图形生成算法、光栅化和填充算法、三维图形学、图像处理和渲染等方面的内容。

《计算机图形学基础》课后答案.docx

第一章绪论概念：计算机图形学、图形、图像、点阵法、参数法、图形的几何要素、非几何要素、数字图像处理；计算机图形学和计算机视觉的概念及三者之间的关系；计算机图形系统的功能、计算机图形系统的总体结构。

第二章图形设备图形输入设备：有哪些。

图形显示设备：CRT的结构、原理和工作方式。

彩色CRT：结构、原理。

随机扫描和光栅扫描的图形显示器的结构和工作原理。

图形显示子系统：分辨率、像素与帧缓存、颜色查找表等基本概念，分辨率的计算第三章交互式技术什么是输入模式的问题，有哪儿种输入模式。

第四章图形的表示与数据结构自学，建议至少阅读一遍第五章基本图形生成算法概念：点阵字符和矢量字符；直线和圆的扫描转换算法；多边形的扫描转换：有效边表算法；区域填充：4/8连通的边界/泛填充算法：内外测试：奇偶规则，非零环绕数规则；反走样：反走样和走样的概念，过取样和区域取样。

5. 1.2 中点Bresenham 算法(P109)5. 1.2 改进Bresenham算法(P112)5 (P144)5.3试用中点Brescnham 算法画直线段的原理推导斜率为负口大于1的直线段绘制过程(要求写清原理、误差函数、递推公式及最终画图过程)。

(Pill) 解：k<=-l I Ay|/I Ax|>=ly 为最大位移方向d= /(%〃)= /(吗 - 0.5/ +1) 二” +1-上(心-0.5)-6推导d 各种情况的方法(设理想直线与尸yi+1的交点为Q)：所以有：yQ-kx Q -b=O 且 yM=yod=f (xM-kxu-b- (yq-kxQ-b) =k (XQ -XM )所以，当k 〈0,d>0时，M 点在Q 点右侧(Q 在M 左),取左点 Pi(xi-l,yi+l)o d 〈0时，M 点在Q 点左侧(Q 在M 右)，取右点 Pr(x i ,y i +l)o d 二0时，M 点与Q 点重合(Q 在点)，约定取右点Pr(xi,y,+1)。

图形显示原理

图形显示原理图形显示原理是指图形显示的基本原理和技术。

在计算机图形显示中，图形显示原理是非常重要的基础知识，它涉及到了图形显示的各个方面，包括显示器、显示卡、像素、分辨率等。

本文将从图形显示的基本原理、显示设备、显示技术等方面进行详细介绍，希望能够帮助读者更好地理解图形显示原理。

一、图形显示的基本原理。

图形显示的基本原理是指图形显示的基本概念和原理。

在计算机图形显示中，图形是由像素组成的，每个像素包含了颜色和亮度信息。

图形显示的基本原理包括了像素、颜色模式、分辨率等概念。

像素是图像的最小单元，颜色模式是指图像中颜色的表示方式，分辨率是指图像中像素的数量。

了解图形显示的基本原理对于理解图形显示设备和技术非常重要。

二、显示设备。

显示设备是指用于显示图像的设备，包括了显示器、投影仪等。

显示器是最常见的显示设备，它是由像素组成的，可以显示各种图像和文字。

投影仪是一种将图像投射到屏幕上的设备，常用于会议演示和影院放映。

显示设备的质量和性能直接影响到图形显示的效果，因此选择合适的显示设备非常重要。

三、显示技术。

显示技术是指用于实现图形显示的技术，包括了液晶显示技术、LED显示技术、OLED显示技术等。

液晶显示技术是目前应用最广泛的显示技术之一，它具有低功耗、薄型化等优点。

LED显示技术是一种新型的显示技术，它具有高亮度、高对比度等优点。

OLED显示技术是一种新兴的显示技术，它具有自发光、高刷新率等优点。

了解各种显示技术的特点和优缺点对于选择合适的显示设备非常重要。

四、图形显示的发展趋势。

随着科技的不断发展，图形显示技术也在不断进步。

未来，图形显示技术将更加注重显示效果和节能环保。

同时，图形显示设备也将更加智能化和个性化。

未来的图形显示设备可能会更加轻薄、高清、高亮、高对比，同时具有更低的功耗和更高的性能。

了解图形显示的发展趋势对于选择合适的显示设备和技术具有重要意义。

五、结语。

图形显示原理是计算机图形显示的基础知识，它涉及到了图形显示的各个方面。

计算机图形学教案第5章基本图形生成算法

曲面生成算法
参数曲面
通过参数方程表示曲面的几何形状，通过迭代或数值方法计算出曲面上的点，然后连接这些点形成曲面。
网格曲面
将曲面分割成网格形式，利用离散的点表示网格顶点，然后连接这些顶点形成曲面。
隐式曲面
通过一系列方程定义曲面的几何形状，求解这些方程得到曲面上的一系列点，然后连接这些点形成曲面。
对于复杂的多边形或不规则形状，可能会出现填充不准确或过度填充的情况。
05
其他基本图形生成算法
椭圆生成算法
参数方程法
通过参数方程表示椭圆的几何形状，通过迭代或数值方法计算出椭圆上的点，然后连接这些点形成椭圆。
中心点法
以椭圆中心为中心，根据椭圆的长短轴半径和旋转角度，计算出椭圆上的一系列点，然后连接这些点形成椭圆。
THANK YOU
感谢聆听
03
圆生成算法
圆生成算法的原理
圆上取点
通过在圆周上等距离取点，并将这些点连接起来形成多边形，最终将多边形平滑过渡成圆形。
参数方程法
利用圆的参数方程，通过计算角度和半径来获取圆上的点。
中点圆算法
利用中点坐标和半径计算圆上的点，通过迭代的方式逐步逼近圆周。
圆生成算法的实现
使用数学库
利用数学库中的函数来计算圆的参数方程，获取圆上的点。
两点式方程
给定直线上的两个点，可以推导出直线的两点式方程。
直线生成算法的实现
参数化方程
将直线上任意点的坐标示为参数方程的形式。
参数值计算
根据起点和终点坐标，计算参数值。
绘制点
根据参数值，在屏幕上绘制对应的点。
直线生成算法的优缺点
优点
简单易实现，适用于各种类型的直线。

大学计算机基础考试考点

大学计算机基础考试内容总结第一章引论1.现代计算机模型中，计算机五个组成部分：输入、运算器、存储器、控制器、输出2.现代计算机模型要求程序在执行前存放在存储器中，还要求程序和数据采用相同的格式，这就是程序储存原理3.1926年ENIAC（电子数字积分计算机）是第一台现代计算机。

4.第一代：电子管第二代：晶体管第三代：集成电路第四代：大规模集成电路5.巨型计算机（supercomputer)——>大型计算机（mainframe computer）——>小型计算机（mini computer）——>微型计算机（PC）6.软件系统组成：系统软件、应用软件7.信息系统要素：硬件、软件、数据/信息、人/用户、过程、通信8.WWW简称Web,中文名称万维网，Web是基于超文本技术的系统9.访问者通过“链接”能立即跳转到另一计算机第二章数据表示与逻辑基础1.数制考计算：二进制、十进制、十六进制转换2.原码、反码、补码考计算3.计算机使用两种格式的数：定点数、浮点数。

定点数分为定点纯小数和定点纯整数。

定点纯小数格式把小数点固定在数值部分最高位的左边。

定点纯整数格式把小数点定位在数值部分最低位的右边。

浮点数，即小数点的位置是浮动的。

一个浮点数分阶码和尾数两个部分。

4.ASCII（American Standard Code for Information Interchange),美国标准信息交换码，适用于英文，七位二进制ASCII码是标准的。

Unicode是能表示世界上各种语言文字、符号的编码5.基本逻辑运算：与（AND）(决定结果的条件全部满足）、或（OR）（决定结果的条件任何一个满足）、非(NOT)（结果对条件的否定）第三章计算机硬件1.计算机硬件：处理器、存储器、输入/输出三个子系统2.处理器的结果模型：运算器（执行数据运算和逻辑运算）、数据寄存器（存放运算器运行运算所需的数据）、指令代码寄存器、控制电路、地址电路3.处理器内部三总线：数据总线、地址总线、控制总线4.处理器的性能指标：主频、字长（处理器一次能够处理的最大二进制数的位长）、浮点运算5.CPU内部存储器为高速缓存器（Cache）6.处理器系统：CISC（Complex Instruction Set Computer，复杂指令集计算机）、RISC（Reduced Instruction Set computer,精简指令集计算机）7.半导体存储器：RAM、ROM8.RAM，随机存储器，特点：存取可随机进行，易失性。

计算机图形学基础知识

计算机图形学基础知识计算机图形学是计算机科学领域中的一个重要分支，它研究如何利用计算机来生成、显示和处理图像。

在现代社会中，计算机图形学已经广泛应用于电影制作、视频游戏、虚拟现实等领域。

想要深入了解计算机图形学，首先需要掌握一些基础知识，本文将介绍计算机图形学的一些基础概念和原理。

1. 像素和分辨率在计算机图形学中，最基本的单位是像素（Pixel）。

像素是图像的最小单元，它们按照一定的规则排列在屏幕上，组成了我们看到的图像。

像素的数量决定了图像的清晰度，而图像的清晰度又与分辨率（Resolution）有关。

分辨率是指屏幕上横向和纵向像素的数量，通常用“宽×高”来表示，比如1920×1080表示屏幕的宽高分别为1920个像素和1080个像素。

2. 图像的表示计算机图形学中，图像可以使用不同的表示方式，最常见的是位图和矢量图。

位图是由像素阵列组成的图像，每个像素都有自己的颜色值。

位图适用于复杂的图像和照片，但放大时会失真。

矢量图则是使用数学公式来描述图像，可以无限放大不失真，适用于图形和文字等简单图像。

3. 图形的生成计算机图形的生成过程通常包括几个步骤：几何建模、光栅化、着色和渲染。

几何建模是指创建图形模型的过程，光栅化将几何模型转换为像素表示，着色是给像素上色以增加真实感，渲染是最终将图像显示在屏幕上的过程。

4. 光栅化算法光栅化是计算机图形学中的重要技术，它将几何模型转换为像素表示。

常用的光栅化算法包括扫描线算法、边缘标记法、光栅线性插值等。

这些算法可以高效地将几何模型转换为图像，实现了图像的显示和处理。

5. 渲染技术渲染是将图形显示在屏幕上的过程，通过光照、纹理、阴影等技术让图像看起来更加逼真。

常见的渲染技术包括光线跟踪、光栅化渲染、阴影算法等。

这些技术可以让计算机生成逼真的图像，应用于电影、游戏等领域。

总结：计算机图形学是一个非常广泛的领域，涉及到很多基础知识和技术。

本文介绍了一些计算机图形学的基础概念和原理，包括像素、分辨率、图像表示、图形生成、光栅化算法和渲染技术等内容。