图形学复习
计算机图形学基础知识重点整理
计算机图形学基础知识重点整理一、图形学的概念计算机图形学简单来说，就是让计算机去生成、处理和显示图形的学科。
它就像是一个魔法世界，把一堆枯燥的数字和代码变成我们眼睛能看到的超酷图形。
你看那些超炫的3D游戏里的场景、超逼真的动画电影，那可都是计算机图形学的功劳。
这个学科就是想办法让计算机理解图形，然后把图形按照我们想要的样子呈现出来。
二、图形的表示1. 点点是图形里最基本的元素啦。
就像盖房子的小砖头一样，很多个点组合起来就能变成各种图形。
一个点在计算机里就是用坐标来表示的，就像我们在地图上找一个地方，用经度和纬度一样，计算机里的点就是用x和y坐标（如果是3D图形的话，还有z坐标呢）来确定它在空间里的位置。
2. 线有了点，就能连成线啦。
线有各种各样的类型，直线是最简单的，它的方程可以用我们学过的数学知识来表示。
比如说斜截式y = kx + b，这里的k就是斜率，b就是截距。
还有曲线呢，像抛物线、双曲线之类的，在图形学里也经常用到。
这些曲线的表示方法可能会复杂一点，但也很有趣哦。
3. 面好多线围起来就形成了面啦。
面在3D图形里特别重要，因为很多3D物体都是由好多面组成的。
比如说一个正方体，就有六个面。
面的表示方法也有不少，像多边形表示法，就是用好多条边来围成一个面。
三、图形变换1. 平移平移就是把图形在空间里挪个位置。
这就像我们把桌子从房间的这头搬到那头一样。
在计算机里，平移一个图形就是把它每个点的坐标都加上或者减去一个固定的值。
比如说把一个点(x,y)向右平移3个单位，向上平移2个单位，那这个点就变成(x + 3,y + 2)啦。
2. 旋转旋转就更有意思啦。
想象一下把一个图形像陀螺一样转起来。
在计算机里旋转图形，需要根据旋转的角度和旋转中心来计算每个点新的坐标。
这就得用到一些三角函数的知识啦，不过也不难理解。
比如说以原点为中心，把一个点(x,y)逆时针旋转θ度，新的坐标就可以通过一些公式计算出来。
3. 缩放缩放就是把图形变大或者变小。
计算机图形学复习重点内容
名词解释计算机图形标准：是图形系统及相关应用程序中某个界面数据传输通讯的接口标准几何变换；规范化后把变换矩阵作为算子，然后想乘来挪动点的位置，得到各个顶点在几何变换中的新的顶点。
裁剪：在二维观察中，需要在观察坐标系下对窗口进行裁剪，即只保留窗口内的那部分图形，去掉窗口外的图形。
识别图形在指定区域内外的算法：两种算法：奇偶规则从任意位臵p作一条射线，若与该射线相交的多边形边的数目为奇数，则p是多边形内部点，否则是外部点非零环绕数规则(Nonzero Winding Number Rule) □首先使多边形的边变为矢量。
□将环绕数初始化为零。
□再从任意位臵p作一条射线。
当从p点沿射线方向移动时，对在每个方向上穿过射线的边计数，每当多边形的边从右到左穿过射线时，环绕数加1，从左到右时，环绕数减1。
□处理完多边形的所有相关边之后，若环绕数为非零，则p为内部点，否则，p是外部点。
反走样：减少用离散量表示连续量引起的失真。
过取样区域取样两种方式图形计算机图形学的研究对象是图形。
广义的说, 能够在人的视觉系统中形成视觉印象的客观对象都可称为图形。
它既包括了各种几何图形以及由函数式、代数方程和表达式所描述的图形, 也包括了来自各种输入媒体的图景、图片、图案、图像以及形体实体等。
图像用点阵法，参数法描述的图形叫图像光点。
一般是指电子束打在显示器的荧光屏上，显示器能够显示的最小的发光点。
像素点是指图形显示在屏幕上时候，按当前的图形显示分辨率所能提供的最小元素点。
最小元素点尺寸等于光点尺寸）裁剪窗口即在视口中可以被看到的图形，即显示出来的部分视口将窗口映射到显示设备上的坐标区域称为视区点阵法点阵法通过枚举出图形中所有的点来表示图形, 它强调图形由哪些点构成, 这些点具有什么样的颜色, 即点阵法是用具有灰度或色彩的点阵来表示图形的一种方法。
在计算机中表示图形最常用的是点阵法。
参数法参数法用图形的形状参数和属性参数来表示图形。
计算机图形学 复习
计算机图形学复习
基本概念
1、计算机图形学的研究对象是图形
2、构成图形的要素
几何要素：刻画对象的轮廓、形状等, 点、线、面、体等。
非几何要素：刻画对象的颜色、材质等。
3、计算机图形学定义：
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。
4、图形和图像实质是矢量图与点位图的关系。
5、OpenGL基本函数用来描述图元、属性、几何变换、观察变换和进行许多其他的操作。
6、像素是指构成屏幕的最小元素。
7、点距：相邻象素点之间的距离，与分辨率指标相关。
8、图元是计算机图形中的基本几何结构。
9、多边形分类：凸多边形、凹多边形。
10、边界填充算法：把位于给定区域的边界上的象素一一列举出来的方法称为边界表示法。
11、泛滥填充算法：列举出给定区域内所有象素的表示方法称为内点表示。
12、基本几何变换：平移变换，比例变换，旋转变换，对称变换，错切变换
13、基本三维变换：平移变换，缩放变换，旋转变换，反射变换，错切变换
14、投影分类：平行投影和透视投影
15、计算机图形学的应用：
计算机辅助设计
图示图形学
计算机艺术
娱乐
教学与培训
可视化
图形用户界面
多边形填充_内外测试：
DDA 画线算法：
Bezier曲线：。
计算机图形学基础知识重点整理
计算机图形学基础知识重点整理一、图形学基础知识1、图形学的定义：图形学是一门研究图形的计算机科学，它研究如何使用计算机来生成、处理和显示图形。
2、图形学的应用：图形学的应用非常广泛，它可以用于计算机游戏、虚拟现实、图形用户界面、图形设计、图形处理、图形建模、图形分析等。
3、图形学的基本概念：图形学的基本概念包括图形、坐标系、变换、光照、纹理、投影、深度缓冲、抗锯齿等。
4、图形学的基本算法：图形学的基本算法包括几何变换、光照计算、纹理映射、投影变换、深度缓冲、抗锯齿等。
5、图形学的基本技术：图形学的基本技术包括OpenGL、DirectX、OpenCL、CUDA、OpenGL ES等。
二、图形学的基本原理1、坐标系：坐标系是图形学中最基本的概念，它是一种用来表示空间位置的系统，它由一系列的坐标轴组成，每个坐标轴都有一个坐标值，这些坐标值可以用来表示一个点在空间中的位置。
2、变换：变换是图形学中最重要的概念，它指的是将一个图形从一个坐标系变换到另一个坐标系的过程。
变换可以分为几何变换和光照变换，几何变换包括平移、旋转、缩放等，光照变换包括颜色变换、照明变换等。
3、光照：光照是图形学中最重要的概念，它指的是将光照投射到物体表面，从而产生颜色和纹理的过程。
光照可以分为环境光照、漫反射光照和镜面反射光照。
4、纹理：纹理是图形学中最重要的概念，它指的是将一张图片映射到物体表面，从而产生纹理的过程。
纹理可以分为纹理映射、纹理坐标变换、纹理过滤等。
5、投影：投影是图形学中最重要的概念，它指的是将一个三维图形投射到二维屏幕上的过程。
投影可以分为正交投影和透视投影，正交投影是将三维图形投射到二维屏幕上的过程，而透视投影是将三维图形投射到二维屏幕上，从而产生透视效果的过程。
计算机图形学基础知识重点整理
计算机图形学基础知识重点整理一、图形学基本概念1. 图形学是啥呢？它就像是一个魔法世界，研究怎么在计算机里表示图形，然后对这些图形进行各种操作。
比如说，我们玩的那些超酷炫的游戏，里面的人物、场景都是通过计算机图形学搞出来的。
2. 图形在计算机里可不是随便存着的哦。
有矢量图形，就像我们数学里的向量一样，用数学公式来描述图形的形状、颜色等信息。
还有光栅图形，这个就和屏幕上的像素点有关啦，它是把图形表示成一个个小格子（像素）的组合。
二、图形的变换1. 平移是最基础的啦。
就好比你在一个平面上把一个图形从一个地方挪到另一个地方，很简单对吧。
比如一个三角形，从左边移到右边，它的每个顶点的坐标都按照一定的规则发生变化。
2. 旋转也很有趣。
想象一下把一个正方形绕着一个点转圈圈。
在计算机里，要根据旋转的角度，通过数学公式来计算图形每个点旋转后的新坐标。
这就像我们小时候玩的陀螺，不停地转呀转。
3. 缩放就更直观了。
把一个小图形变大或者把一个大图形变小。
不过要注意哦，缩放的时候可不能让图形变得奇奇怪怪的，得保持它的形状比例之类的。
三、颜色模型1. RGB模型是最常见的啦。
红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue），这三种颜色就像三个小魔法师，通过不同的组合可以创造出各种各样的颜色。
就像我们画画的时候，混合不同颜色的颜料一样。
2. CMYK模型呢，主要是用在印刷方面的。
青（Cyan）、品红（Magenta）、黄（Yellow）、黑（Black），这几种颜色的混合可以印出我们看到的书本、海报上的各种颜色。
四、三维图形学1. 在三维图形学里，多了一个维度，事情就变得更复杂也更有趣啦。
我们要考虑物体的深度、透视等。
比如说，我们看远处的山，它看起来就比近处的树小很多，这就是透视的效果。
2. 三维建模是个很厉害的技能。
可以通过各种软件来创建三维的物体，像做一个超级逼真的汽车模型，从车身的曲线到车轮的纹理，都要精心打造。
五、图形渲染1. 渲染就像是给图形穿上漂亮衣服的过程。
图形学知识点总结
图形学知识点总结一、基本概念1. 图像：图像是由像素组成的二维矩阵，每个像素代表了图像中的一个点的位置和颜色信息。
图像可以是静态的，也可以是动态的。
静态图像通常是以位图或矢量图的形式存在，而动态图像则是由一系列静态图像组成的连续流。
2. 图形：图形通常是通过数学模型和算法来描述和生成的。
它不仅包括了图像，还包括了各种形状、几何对象和运动效果等。
3. 图形学：图形学是研究如何合成、生成、处理和显示图像和图形的学科。
它涉及到计算机图形学、计算机视觉、图像处理、模式识别和机器学习等多个领域。
4. 渲染：渲染是指通过光线追踪或光栅化等技术将三维场景转换为二维图像的过程。
它是图形学中最重要的技术之一，用于模拟真实光线的传播、遮挡和反射等物理效果。
5. 建模：建模是指通过数学模型或几何描述来表示和描述物体、场景和几何对象的过程。
它包括了三维建模和曲面建模等技术。
6. 可视化：可视化是指通过图像和图形来呈现和展示数据、信息和模型的过程。
它包括了科学可视化、信息可视化和虚拟现实等技术。
二、图形学原理1. 光栅化：光栅化是一种将连续的几何模型和图像转换为离散的像素和像素面片的过程。
它是实现图形显示和渲染的核心技术之一。
光栅化算法主要包括了扫描线填充算法、多边形填充算法和三角形光栅化算法等。
2. 光线追踪：光线追踪是一种通过模拟光线的传播、遮挡和反射等物理效果来生成真实感图像的技术。
它是实现高质量渲染的主要方法之一。
光线追踪算法主要包括了蒙特卡罗光线追踪、路径追踪和光线追踪加速算法等。
3. 几何变换：几何变换是一种通过矩阵变换来实现图形和几何模型的平移、旋转、缩放和变形等操作的技术。
它是实现图形编辑和模型建模的基本方法之一。
几何变换算法主要包括了仿射变换、欧拉角变换和四元数变换等。
4. 图像处理：图像处理是一种通过数字信号处理来实现图像的增强、分析、识别和理解等操作的技术。
它是实现图像编辑和计算机视觉的关键技术之一。
计算机图形学知识点大全
计算机图形学知识点大全计算机图形学是计算机科学中的一个重要分支，涵盖了图像处理、计算机视觉、图形渲染等多个领域。
本文将介绍计算机图形学的一些重要知识点，帮助读者更好地理解和应用这些知识。
一、基础概念1. 图形学概述：介绍计算机图形学的定义、发展历史以及应用领域。
2. 图像表示：探讨图像的表示方法，包括光栅图像和矢量图像，并介绍它们的特点和应用场景。
3. 坐标系统：详细介绍二维坐标系和三维坐标系，并解释坐标变换的原理和应用。
二、图像处理1. 图像获取与预处理：介绍数字图像的获取方式和常见的预处理方法，如去噪、增强和平滑等。
2. 图像特征提取：讲解图像特征提取的基本概念和方法，例如边缘检测、角点检测和纹理特征提取等。
3. 图像分割与目标识别：介绍常见的图像分割算法，如阈值分割、基于区域的分割和基于边缘的分割等，以及目标识别的原理和算法。
三、计算机视觉1. 相机模型：详细介绍透视投影模型和针孔相机模型，并解释摄像机矩阵的计算和相机标定的方法。
2. 特征点检测与匹配：讲解常用的特征点检测算法，如Harris 角点检测和SIFT特征点检测，并介绍特征点匹配的原理和算法。
3. 目标跟踪与立体视觉：介绍目标跟踪的方法，如卡尔曼滤波和粒子滤波，以及立体视觉的基本原理和三维重建方法。
四、图形渲染1. 光栅化：详细介绍光栅化的原理和算法，包括三角形光栅化和线段光栅化等。
2. 着色模型：介绍常见的着色模型，如平面着色、高光反射和阴影等，并解释经典的光照模型和材质属性。
3. 可视化技术：讲解常用的可视化技术，如体数据可视化、流场可视化和虚拟现实等，以及它们在医学、工程等领域的应用。
五、图形学算法与应用1. 几何变换：介绍图形学中的几何变换，包括平移、旋转、缩放和矩阵变换等，并解释它们在图形处理和动画中的应用。
2. 贝塞尔曲线与B样条曲线：详细介绍贝塞尔曲线和B样条曲线的定义、性质和应用，以及它们在曲线建模和动画设计中的重要作用。
图形学总复习
2. 窗口与视区
窗口(window)：用户为观察自己感兴趣的部分图形， 而指定的范围或区域，通常为矩形。 视区(viewport)：显示设备上用于显示窗口内图形 数据的一个区域。
第 2 章 交互式图形系统
2.2.2 图形绘制设备
图形输出包括图形的显示和图形的绘制。 图形绘制通常指把图形画在纸上，也称硬拷贝， 打印机和绘图仪是两种最常用的硬拷贝设备。
算法C程序（教材49页） 3.2.12 中点画圆法
算法C程序（教材52页）
3.7 反 走 样 常用的反走样方法： (1) 过取样法；
(2) 区域取样法。
第 4 章 曲线和曲面
4.1.1 曲线及其参数表示
参数曲线的分类： (1) 规则曲线：具有确定描述函数的曲线，如圆锥 曲线、正弦曲线、渐开线等。 (2) 拟合曲线：由离散的特征点构造函数来描述的 曲线，如最小二乘法拟合曲线、三次参数样条曲线、 Bé zier曲线、B样条曲线等。 构造拟合曲线的方法：(1) 插值；(2) 逼近。
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1
5.5.3 三视图变换的实例 设六面体各顶点的坐标位置为A(0, 2, 0), B(2, 2, 0), C(2, 0, 0), D(0, 0, 0), E(0, 2, 2), F(2, 2, 2), G(2, 0, 2), H(0, 0, 2) 。在V面投影图与H面以及W面投 影间的距离均为10。试求六面体各顶点在V、H、 W面上的投影坐标。
123100cos30sin300100010sin30cos30001052510015251c?????????????????????????????????????tttt????1122331020108660501183229512020105086602049281711530113170851111634331cpppppp????????????????????????????????????????????????????????t所以变换后三角形三个顶点分别为
计算机图形学完整复习资料
计算机图形学第一章1.计算机图形学（Computer Graphics）计算机图形学是研究怎样利用计算机来生成、处理和显示图形的原理、方法和技术的一门学科。
2.计算机图形学的研究对象——图形通常意义下的图形:能够在人的视觉系统中形成视觉印象的客观对象都称为图形。
计算机图形学中所研究的图形从客观世界物体中抽象出来的带有颜色及形状信息的图和形。
3.图形的表示点阵法是用具有颜色信息的点阵来表示图形的一种方法, 它强调图形由哪些点组成, 并具有什么灰度或色彩。
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形的一种方法。
通常把参数法描述的图形叫做图形（Graphics）把点阵法描述的图形叫做图象（Image）4.与计算机图形学相关的学科计算机图形学试图从非图象形式的数据描述来生成（逼真的）图象。
数字图象处理旨在对图象进行各种加工以改善图象的视觉效果。
计算机视觉是研究用计算机来模拟生物外显或宏观视觉功能的科学和技术。
图1-1 图形图象处理相关学科间的关系5.酝酿期（50年代）阴极射线管(CRT)萌芽期（60年代）首次使用了“Computer Graphics”发展期（70年代）普及期（80年代）光栅图形显示器提高增强期（90年代至今）图形显示设备60年代中期, 随机扫描的显示器60年代后期, 存储管式显示器70年代中期, 光栅扫描的图形显示器。
图形硬拷贝设备打印机绘图仪图形输入设备二维图形输入设备三维图形输入设备6.图形软件标准与设备无关、与应用无关、具有较高性能 7.计算机图形学的应用1.计算机辅助设计与制造（CAD/CAM ）2.计算机辅助绘图3.计算机辅助教学（CAI ）4.办公自动化和电子出版技术(Electronic Publication)5.计算机艺术6.在工业控制及交通方面的应用 7、在医疗卫生方面的应用 8、图形用户界面 8.计算机图形系统的功能9.图1-2 图形系统基本功能框图10.计算机图形系统的结构图形硬件图形软件图形应用数据结构图形应用软件图形支撑软件图形计算机平台图形设备图形系统图1-3 计算机图形系统的结构11.人机交互按着用户认为最正常、最合乎逻辑的方式去做-一致性12.真实感图形的生成:场景造型→取景变换→视域裁剪→消除隐藏面→可见面光亮度计算第二章1.图像扫描仪(Scaner)灰度或彩色等级被记录下来, 并按图像方式进行存储。
计算机图形学期末复习题(含答案)
复习题1.以计算机中所记录的形状参数与属性参数来表示图形的一种方法叫做______，一般把它描述的图形叫做______；而用具有灰度或颜色信息的点阵来表示图形的一种方法是______，它强调图形由哪些点组成，并具有什么灰度或色彩，一般把它描述的图形叫做______。
A ．参数法、图形、点阵法、图像C ．参数法、图像、点阵法、图形下列设备中属于图形输出设备的是______。
B ．点阵法、图像、参数法、图形D ．点阵法、图形、参数法、图像2.①鼠标②LCD ③键盘④LED ⑤打印机⑥扫描仪⑦绘图仪⑧触摸屏A ．○1○3○6○8B ．○2○4○5○7C ．○2○5○6○7D ．○4○6○7○83.计算机显示器设备一般使用什么颜色模型______。
A ．RGB B ．CMYK C ．HSV D ．HLS 4.灰度等级为256，分辨率为1024*1024的显示器，至少需要的帧缓存容量为______。
A ．512KB B ．1MB C ．2MB D ．3MB 5.多边形填充算法中，错误的描述是______。
A ．有序边表算法对每个象素只访问一次，主要缺点是对各种表的维持和排序的耗费较大。
B ．边填充算法基本思想是对于每一条扫描线与多边形的交点，将其右方象素取补。
C ．边填充算法较适合于帧缓冲存储器的图形系统。
D ．边标志算法也不能解决象素被重复访问的缺点。
在多边形的逐边裁剪法中，对于某条多边形的边（方向为从端点S 到端点P ）与某条裁剪线（窗口的某一边）的比较结果共有以下四种情况，分别需输出一些顶点。
请问哪种情况下输出的顶点是错误的______。
A ．S 和P 均在可见的一侧，则输出S 和P B ．S 和P 均在不可见的一侧，则输出0个顶点C ．S 在可见一侧，P 在不可见一侧，则输出线段SP 与裁剪线的交点D ．S 在不可见的一侧，P 在可见的一侧，则输出线段SP 与裁剪线的交点和P 下面关于反走样的论述哪个是错误的______。
计算机图形学基础知识重点整理
计算机图形学基础知识重点整理1.计算机图形学是研究和开发用于创建、处理和显示图像的计算机技术领域。
它涵盖了图像生成、图像处理、图像显示等方面的知识。
本文将重点整理计算机图形学的基础知识，包括基本概念、图形编程、图像处理等内容。
2. 基本概念2.1 图形学基本概念•点：图形学中最基本的元素，用于构建图形对象。
•线段：由两个点连接而成，是构建更复杂图形的基础。
•多边形：由多个线段连接而成，可以构建更为复杂的图形。
•直线方程与曲线方程：描述线段和曲线的数学表达式。
•三角形：最简单的多边形，广泛应用于计算机图形学中。
•二维坐标系：用于描述图形位置的平面坐标系。
•三维坐标系：用于描述图形位置的立体坐标系。
2.2 图形学算法与技术•光栅化：将连续曲线或曲面转化为离散像素的过程。
•扫描线算法：用于处理复杂图形填充的算法。
•边缘检测：用于检测图像中的边缘信息。
•图像变换：包括平移、旋转、缩放等操作，用于对图形进行变换和处理。
•隐式曲线：用一种隐含的方式表达的曲线或曲面。
•着色模型：用于给图形上色的模型，如灰度模型、RGB模型等。
3. 图形编程3.1 图形编程环境•OpenGL：跨平台的图形编程接口，支持高性能图形渲染。
•DirectX：微软开发的多媒体编程接口，专注于游戏图形渲染。
•WebGL：基于Web标准的图形编程接口，用于在浏览器中渲染图形。
3.2 图形渲染流程•顶点处理：对图形中的顶点进行变换和处理。
•图元装配：将顶点组装成基本图元，如线段、三角形等。
•光栅化：将基本图元转化为像素点。
•片元处理：对每个像素点进行颜色计算。
3.3 图形效果实现•光照模型：用于模拟光照效果的算法。
•材质：描述图形的表面特性，如光滑、粗糙等。
•纹理映射：将二维纹理贴到三维图形表面的过程。
•反射与折射：模拟物体表面的反射和折射效果。
4. 图像处理4.1 基本图像处理操作•图像读取与保存：从文件中读取图像数据并保存处理结果。
•图像分辨率调整：改变图像的大小和分辨率。
图形学复习资料.doc
只扫描屏幕上要显示的部分。
逻辑部件：刷新存储器(Refreshing
Buffer)显示处理器(DPU:Display
Processing Unit)和CRT
7、帧缓冲存储器
像素所呈现的颜色或灰度由数值表示，视频控制器刷新时，需反复读这些数值。
用来存储像素颜色(灰度)值的存储器就称为帧缓冲存储器。简称帧缓冲器(显存)。
-B-样条曲线具有类似于Bezier曲线的性质
•端点插值性质
•端点导数与控制的起始边与终止边相切
-当〃=奸1时，B-样条曲线就是一条Bezier曲线
•(2)局部性：当移动一个控制顶点时，只会影响曲线的一部分，而不是整条曲线
•
的权因子
•原因：B・样条情形不能精确表示二次曲面与平面的交线，如圆锥曲线(平面与圆锥
main(泌数在第一行对GLUT库进行了初始化，然后设定窗口的显示模式、初始位管与大小, 即位于屏幕左上角，长宽各为300。
glutCreateWindow()语句创建了这个窗口0
glutMainLoop()语句启动GLUT的主事件循环，在用户结束程序的运行之前，它将负责处理 所有的GLUT事件。
6、光栅扫描的显示系统和随机扫描的显示系统的特点
每次的增量为2dy大于零时减去2dx
Bresenham算法
void Bresenhamline (int xO,int yO,int xl, int yl,int color)
{ int x, y, dx, dy,e;
dx = x 1 -xO, dy = yl- yO;
e=- dx, x=xO, y=yO;
•逼近表示，难以满足交互时放大要求
•难以用传统方法修改（编辑）物体外形
《图形学复习》课件
图形学的未来发展方向
技术的趋势与前景
展望图形学技术的发展趋势和未来前景。
商业应用趋势
探索图形学技术在商业领域中的应用趋势，如 虚拟现实和增强现实。
热门研究方向
了解当前图形学领域的热门研究方向，如实时 光线追踪。
社会影响与发展方向
讨论图形学技术对社会的影响和未来发展的方 向。
《图形学复习》PPT课件
这是一份图形学复习的PPT课件，涵盖了图形学的基础知识、渲染流水线、编 程语言、数据结构与算法、应用案例以及未来发展方向。
图形学基础
图形学概述
了解图形学的定义、目的和在技术领域中的重要性。
应用领域
探索图形学在游戏开发、建筑设计、工业设计和创意媒体中的广泛应用。
坐标系与变换
学习平面和三维坐标系以及它们的变换方式。
图形学渲染流水线
1
几何处理阶段
2
深入了解三维模型的处理和变换过程。
3
片元处理阶段
4
学习在屏幕空间中对片元进行光照和纹 理处理。
渲染流水线概述
了解图形学渲染流水线的工作原理和不 同阶段。
光栅化阶段
探索光线与三角网格的相交问题，并将 其映射到屏幕上。
图形学编程
着色器编程语言
介绍常用的着色器编程语言， 如GLSL。
了解在图形学中常用的数学算法，如矩阵变换 和向量计算。
图形学应用案例
1
游戏开发中的应用
展示图形学在游戏图形渲染和特效实现
工业设计中的应用
2
中的应用。
探索图形学在工业设计领域中的建模和
可视化应用。
3
建筑设计中的应用
展示图形学在建筑设计和可视化演示中
媒体创意设计中的应用
图形学复习
第1章绪论1.什么是计算机图形学，它主要研究内容？计算机图形学是一门研究用计算机将数据转换成图形，并在专用设备上显示和处理的学科，它着重研究图形生成和处理的原理、方法和技术，是一门多学科综合应用的新技术。
其涵盖图学理论、应用数学、计算机科学等学科。
主要研究内容：围绕：图形处理过程中的软、硬件技术、表示图形和图像的准确性、真实性和实时性。
包括：研究内容分为九个方向。
1）基于设备的基本图形生成算法，如直线、圆弧等；2）图形元素的裁剪和几何变换技术；3）曲线和曲面的处理技术：插值、拟合、拼接和分解；4）三维几何造型技术；5）三维形体的实时显示和图形的并行处理技术；6）真实感图形生成技术和仿真模拟系统；7）随机形体或模糊景物的模拟生成技术；8）虚拟现实环境的生成和控制技术；9）三维或高维数据场的可视化技术2.图形的构成要素和表示方法？图形的构成要素几何要素：刻画对象的轮廓、形状等；非几何要素：刻画对象的颜色、材质等。
图形的表示方法点阵表示：枚举出图形中所有的点, 简称为图像；参数表示：形状参数+属性参数，简称为图形。
第2 章计算机图形系统2.常用的图形输入、输出设备有哪些？各有何特点？输入设备：键盘、鼠标、光笔、数字化仪输出设备：显示器、绘图仪、打印机3.图形软件分为几层？各个层有什么特点？零层图形软件（驱动程序、接口程序）一层图形软件（基本子程序）二层图形软件（通用程序）三层图形软件（应用程序）4.熟悉光栅扫描显示系统的结构。
1.计算机图形系统由哪几部分组成，各自实现什么功能？（P15）图形系统=硬件设备+软件系统+人硬件系统：中央主机、图形输入设备、图形输出设备。
软件系统：系统软件、应用软件。
5.了解分辨率、帧缓存、像素、像距等常用词语的含义。
分辨率：是指CRT单位长度上能分辨出的最大光点(象素)数。
分为水平分辨率和垂直分辨率。
常用屏幕上象素的数目来表示。
分辨率越高，象距离越小，显示字符或图像越清晰象素：屏幕被扫描线分成n 行，每行有m 个点，每个点为一个象素。
图形学复习
分辨率：CRT无重叠的最多点数点距：显示屏相邻两个象素点之间的距离带宽：带宽= 水平象素数*垂直象素数*帧频OpenGL入门第三章图形算法：Bresenham画线算法第四章填充时交点问题：奇数交点局部极值分点处理、多边形某些边缩短，解决顶点计交点数不同扫描算法：填充算法：有序边表（存储多边形边界有效完成填充）第五章基本变换：平移P’=P+T；旋转P’=R*P；缩放P’=S*P矩阵表达式：P’=M1*P+M2齐次坐标：P’=T(tx,ty)*P搞清楚（OpenGL函数的参数）如何实现（二维比较乱）旋转时按照右手系，后的到者出现负值，空出代表该轴的一列一行第六章点阵设备是如何扫描的点阵设备——光栅设备矢量设备——随机设备——绘图仪、示波器裁剪操作：GLU裁剪窗口函数：gluOrtho2D(xwmin, xwmax, ywmin, ywmax);OpenGL视口函数：glViewport(xvmin, yvmin, vpWidth, vpHeight);编程上正投影和透视投影有什么区别？第八章三次样条插值法：灵活度和复杂性的折中自然三次样条的主要缺点：控制点中任一个有变动，整条曲线都变，因此不允许“局部控制”Hermite插值：分段三次多项式，在每个控制点有给定的切线每个曲线段仅依赖端点的约束，可以局部调整Bezier曲线的特性：（1）曲线总是通过第一个和最后一个控制点；（2）曲线落在控制点的凸壳之内均匀B-样条：两节点值的距离为常数，具有周期性混合函数非均匀B-样条曲线：可选择多个内节点值并在节点值之间选择不等间距有理函数是两个多项式之比，有理样条是两个有理样条函数之比实体构造：扫描法、集合运算、CSG树、蒙皮（ｓｋｉｎ）、八叉树（模型分解）蒙皮：在三维软件中创建的骨骼的基础上，为骨骼添加模型，由于骨骼与模型是相互独立的，为了让骨骼带动模型产生合理的运动，把模型绑定到骨骼上的技术第十章双线性亮度插值法（Gouraud）针对简单反射模型的漫反射项，假设光源在无穷远，对同一多边形上的点,（L·N）为恒定值。
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计算机图形学复习2010-05-08 09:44 licai049|分类：文档/报告共享|浏览2953次重点复习概要提问者采纳2010-05-08 09:45热心网友第一章1. 计算机图形：用数学方法描述，通过计算机生成、处理、存储和显示的对象。
2. 图形和图像的主要区别是表示方法不同：图形是用矢量表示；图像是用点阵表示的。
图形和图像也可以通过光栅显示器（或经过识别处理）可相互转化。
3. 于计算机图形学紧密相关的学科主要包括图像处理、计算几何和计算机视觉模式识别。
它们的共同点是以图形/图像在计算机中的表示方法为基础。
4. 交互式计算机图形系统的发展可概括为以下4个阶段：字符、矢量、二维光栅图形、三维图形。
5. 图形学研究的主要内容有：①几何造型技术②图形生成技术③图形处理技术④图形信息的存储、检索与交换技术⑤人机交互技术⑥动画技术⑦图形输入输出技术⑧图形标准与图形软件包的研发。
6. 计算机辅助设计和计算机辅助制造是计算机图形学最广泛最活跃的应用领域。
7. 计算机图形学的基本任务：一是如何利用计算机硬件来实现图形处理功能；二是如何利用好的图形软件；三是如何利用数学方法及算法解决实际应用中的图行处理问题。
8. 计算机图形系统是由硬件系统和软件系统组成的。
9. 计算机图形系统包括处理、存储、交互、输入和输出五种基本功能。
10. 键盘和鼠标是最常用的图形输入设备。
鼠标根据测量位移部件的不同，分为光电式、光机式和机械式3种。
11. 数字化仪分为电子式、超声波式、磁伸缩式、电磁感应式等。
小型的数字化仪也称为图形输入板。
12. 触摸屏是一种定位设备，它是一种对于触摸能产生反应的屏幕。
13. 扫描仪由3部分组成：扫描头、控制电路和移动扫描机构。
扫描头由光源发射和光鲜接收组成。
按移动机构的不同，扫描仪可分为平板式和滚筒式2种。
14. 显示器是计算机的标准输出设备。
彩色CRT的显示技术有2种：电子穿透法和荫罩法。
15. 随机扫描是指电子束的定位及偏转具有随意性，电子束根据需要可以在荧光屏任意方向上连续扫描，没有固定扫描线和扫描顺序限制。
它具有局部修改性和动态性能。
16. 光栅扫描显示器是画点设备。
17. 点距是指相邻像素点间的距离，与分辨指标相关。
18. 等离子显示器一般有三层玻璃板组成，通常称为等离子显示器的三层结构。
19. 用以输出图形的计算机外部设备称为硬拷贝设备。
20. 打印机是廉价的硬拷贝设备，从机械动作上常为撞击式和非撞击式2种。
21. 常用的喷墨头有：压电式、气泡式、静电式、固体式。
22. 绘图仪分为静电绘图仪和笔式绘图仪。
23. 图形软件的分层。
由下到上分别是：①图形设备指令、命令集、计算机操作系统②零级图形软件③一级图形软件④二级图形软件⑤三级图形软件。
24. 零级图形软件是面向系统的、最底层的软件，主要解决图形设备与主机的通信与接口问题，又称设备驱动程序。
25. 一级图形软件即面向系统又面向用户，又称基本子系统。
26. 图形应用软件是系统的核心部分。
27. 从物理学角度，颜色以主波长、色纯度和辉度来描述；从视觉角度来看，颜色以色彩、饱和度和亮度来描述。
28. 用适当比列的3种颜色混合，可以获得白色，而且这3种颜色中的任意2种的组合都不能生成第三种颜色，称为三原色理论。
29. RGB模型的匹配表达式是：c=rR+gG+bB。
30. 常用颜色模型颜色模型名称使用范围RGB 图形显示设备（彩色CRT和光栅显示器）CMY 图形打印、绘制设备HSV 对应画家本色原理、直观的颜色描述HSL 基于颜色参数的模型用基色青、品红、黄定义的CMY颜色模型用来描述硬拷贝设备的输出颜色。
它从白光中滤去某种颜色，故称为减色性原色系统。
第二章31. 直线生成的3个常用算法：数值微分法（DDA）、中点划线法和Bresenham算法。
32. DDA算法的C语言实现：DDA算法生成直线，起点（x0,y0）,终点（x1,y1）.Void CMy View ::OnDdaline(){CDC *pDC=GetDC(); //获得设备指针int x0=100,y0=100,x1=300,y1=200,c=RGB(250,0,0);//定义直线两端点和直线颜色int x,y,i;float dx,dy,k;dx=(float)(x1-x0);dy=(float)(y1-y0);k=dy/dx;x=x0;y=y0;if(abs(k)<1){ for(;x<=x1;x++){pDC—>SetPixel(x,int(y+0.5),c);y=y+k;}}if(abs(k)>=1){ for(;y<=y1;y++){pDC—>SetPixel(int(x+0.5),y,c);x=x+1/k;}}ReleaseDC(pDC); //释放设备指针}33. 任何影响图元显示方法的参数称为属性参数。
图元的基本表现是线段，其基本属性包括线型、线宽和色彩。
34. 最常见的线型包括实线、虚线、细线和点划线等，通常默认的线型是实线。
35. 线宽控制的实线方法：垂直线刷子、水平线刷子、方形线刷子。
生成具有宽度的线条还可以采用区域填充算法。
36. 用离散量表示连续量时引起的失真现象称为走样。
为了提高图形显示质量，减少或消除走样现象的技术称为反走样。
37. 反走样技术有：提高分辨率（硬件方法和软件方法）、简单区域取样、加权区域取样。
38. 区域连通情况分为四连通区域和八连通区域。
四连通区域是指从区域上某一点出发，可通过上下左右4个方向移动，在不越出区域的前提下到达区域内的任意像素；八连通区域是指从区域内某一像素出发，可通过上下左右、左上左下、右上右下8个方向的移动，在不越出区域的前提下到达区域内的任意像素。
39. 字符的图形表示可以分为点阵式和矢量式两种形式。
40. 在图形软件中，除了要求能生成直线、圆等基本图形元素外，还要求能生成其他曲线图元、多边形及符号等多种图元。
41. 在扫描线填充算法中，对水平边忽略而不予处理的原因是实际处理时不计其交点。
42. 关于直线生成算法的叙述中，正确的是：Bresenham算法是对中点画线算法的改进。
43. 在中点画圆算法中叙述错误的是：为了减轻画圆的工作量，中点画圆利用了圆的四对称性性质。
44. 多边形填充时，下列论述错误的是：在判断点是否在多边形内时，一般通过在多变形外找一点，然后根据该线段与多边形的交点数目为偶数即可认为在多边形内部，若为奇数则在多边形外部，且不考虑任何特殊情况。
第三章1. Cohen-Sutherland算法，也称编码裁剪法。
其基本思想是：对于每条待裁剪的线段P1P2分三种情况处理：①若P1P2完全在窗口内，则显示该线段，简称“取”之；②若P1P2完全在窗口外，则丢弃该线段，简称“舍”之；③若线段既不满足“取”的条件也不满足“舍”的条件，则求线段与窗口边界的交点，在交点处把线段分为两段，其中一段完全在窗口外，可舍弃之，然后对另一段重复上述处理。
2. Sutherland-Hodgman算法，又称逐边裁剪算法。
其基本思想是用窗口的四条边所在的直线依次来裁剪多边形。
多边形的每条边与裁剪线的位置关系有4种情况（假设当前处理的多边形的边为SP）：a>端点S在外侧，P在内侧，则从外到内输出P和I；b>端点S和P都在内侧，则从内到内输出P；c>端点S 在内侧，而P在外侧，则从内到外输出I；d>端点S和P都在外侧，无输出。
3. 按裁剪精度的不同，字符裁剪可分为三种情况：字符串裁剪、字符裁剪和笔画裁剪。
4. 在线段AB的编码裁剪算法中，如A、B两点的码逻辑或运算全为0，则该线段位于窗口内；如AB两点的码逻辑与运算结果不为0，则该线段在窗口外。
5. n边多边形关于矩形窗口进行裁剪，结果多边形最多有2n个顶点，最少有n个顶点。
6. 对一条等长的直线段裁剪，编码裁剪算法的速度和中点分割算法的裁剪速度哪一个快，无法确定。
（√）7. 多边形裁剪可以看做是线段裁剪的组合。
（X）8. 对于线段来说，中点分割算法要比其他线段裁剪算法的裁剪速度快。
（X）9. 多边形的Weiler-Atherton裁剪算法可以实现对任意多边形的裁剪。
（√）第四章1. 几何变换是指改变几何形状和位置，非几何变换是指改变图形的颜色、线型等属性。
变换方法有对象变换（坐标系不动）和坐标变换（坐标系变化）两种。
2. 坐标系可以分为以下几种：世界坐标系（是对计算机图形场景中所有图形对象的空间定位和定义，是其他坐标系的参照）、模型坐标系（用于设计物体的局部坐标系）、用户坐标系(为了方便交互绘图操作，可以变换角度、方向)、设备坐标系（是绘制或输出图形的设备所用的坐标系，采用左手系统）。
3. 将用户坐标系中需要进行观察和处理的一个坐标区域称为窗口，将窗口映射到显示设备上的坐标区域称为视区。
从窗口到视区的变换，称为规格化变换。
（eg.4-1）4. 所谓体素，是指可以用有限个尺寸参数定位和定形的体，如长方体、圆锥体。
5. 所谓齐次坐标表示，就是用n+1维向量表示n维的向量。
6. 二维点（x,y）的齐次坐标可以表示为：（hx hy h）,其中h≠0。
当h=1时称为规范化的齐次坐标，它能保证点集表示的唯一性。
7. 旋转变换公式的推导、对称变换第五章1. 交互绘图技术是一种处理用户输入图形数据的技术，是设计交互绘图系统的基础。
常见的交互绘图技术有：定位技术、橡皮筋技术、拖曳技术、定值技术、拾取技术、网格与吸附技术。
2. 常用的橡皮筋技术有：橡皮筋直线、橡皮筋矩形、橡皮筋圆。
3. 拖曳技术是将形体在空间移动的过程动态地、连续地表示出来，直到用户满意。
4. 定值技术有2种：一种是键入数值，另一种是改变电位计阻值产生要求的数量，可以用模拟的方式实现电位计功能。
5. 拾取一个基本的对象可以通过：指定名称法、特征点发、外界矩阵法、分类法、直接法。
第六章1. 点、线、面是形成三维图形的基础，三维变换是从点开始。
2. 三维图形变换分类：三维图形变换包括三维几何变换和平面几何变换，三维几何变换包括基本几何变换和复合变换；平面几何变换包括平行投影和透视投影，平行投影包括正投影和轴测投影，透视投影包括一点透视、二点透视、三点透视。
3. 投影中心与投影面之间的距离是无限的投影叫做平行投影，它包括正投影和轴测投影。
4. 正投影形成的视图包括：主视图、俯视图和左视图。
轴测投影形成的视图为轴测图。
5. 透视投影也称为中心投影，其投影中心与投影面之间的距离是有限的。
其特点是产生近大远小的视觉效果6. 对于透视投影，不平行于投影面的平行线的投影会汇聚到一个点，这个点称为灭点。
透视投影的灭点有无限多个，与坐标轴平行的平行线在投影面上形成的灭点称为主灭点。