计算机图形的基本概念
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。
计算机图形学教案
计算机图形学教案【引言】计算机图形学是研究计算机如何生成、处理和显示图像的一门学科。
随着计算机技术的迅猛发展，图形学在多个领域都有着广泛的应用，比如游戏开发、动画制作、虚拟现实等。
本教案旨在介绍计算机图形学的基础知识和应用，帮助学生全面了解图形学的概念、原理和技术。
【一、基础知识】1. 图形学概念图形学是指通过计算机生成、处理和显示图像的学科领域。
它不仅包括了对形状、颜色和纹理的描述方法，还包括了图像的渲染、动画和交互等技术。
2. 图像表示方法介绍了图像的表示方法，包括位图（bitmap）和矢量图（vector）。
位图是将图像划分成像素点，每个像素点可以用颜色值表示；矢量图是通过描述图形的几何属性和参数来表示图像。
3. 基本几何图形讲解了常见的基本几何图形，比如点、线段、多边形等，并介绍了它们在计算机图形学中的表示方法和应用。
【二、图形生成】1. 二维图形生成介绍了二维图形的生成算法，包括直线生成算法、圆生成算法和多边形生成算法等。
通过这些算法，可以实现在计算机屏幕上绘制各种几何图形。
2. 三维图形生成讲解了三维图形的生成方法，包括线框模型生成、曲面生成和立体图形生成等。
通过这些方法，可以构建出逼真的三维图像，并进行灯光渲染和纹理映射。
【三、图形处理】1. 图像变换介绍了图像的平移、旋转、缩放和翻转等基本变换操作。
通过这些变换，可以改变图像在屏幕上的位置、大小和方向。
2. 图像剪裁讲解了图像剪裁算法，包括直线裁剪、多边形裁剪和曲线裁剪等。
通过这些算法，可以实现对图像进行裁剪，去除不需要显示的部分。
3. 图像填充介绍了图像填充算法，包括扫描线填充和种子填充等。
通过这些算法，可以实现对闭合图形的填充，使其显示出实心的效果。
【四、图形显示】1. 数字化显示讲解了如何将图像数字化，通过将图像分成像素点，并使用颜色值来表示每个像素点的方法，实现在计算机屏幕上显示图像。
2. 图像渲染介绍了图像渲染算法，包括光栅化渲染和线框渲染等。
计算机图形学
计算机图形学1. 简介计算机图形学是研究如何使用计算机来生成、处理和显示图像的一门学科。
它主要涉及图像的几何和物理特性的建模，以及图像的渲染和表示。
计算机图形学在各个领域中都有广泛的应用，包括游戏开发、电影制作、虚拟现实、医学成像等。
2. 图形学的基本概念图形学的基本概念包括点、线、多边形和曲线等基本元素，以及相应的数学方法和算法。
这些方法和算法用于描述和处理图像的几何特性，包括位置、方向、大小和形状等。
2.1 点和线在计算机图形学中，点是图像中最基本的元素，可以通过坐标系来表示。
线是由两个点之间的连接所形成的，可以通过直线方程或参数方程来描述。
2.2 多边形和曲线多边形是由多个线段连接而成的封闭图形，可以通过顶点的集合来描述。
曲线是由多个点按照一定规律连接而成的，可以通过控制点和插值方法来表示。
3. 图形的几何建模图形的几何建模是计算机图形学中的一个重要研究方向，它涉及如何使用数学模型来表示和描述物体的几何特性。
常用的几何建模方法包括点、线、面、体和曲面等。
3.1 点云和网格模型点云模型是一组离散的点的集合，它可以用于表示不规则形状的物体。
网格模型是一组由三角形或四边形面片组成的表面模型，它可以用于表示规则形状的物体。
3.2 曲面建模曲面建模是基于数学曲面的建模方法，它将物体表面抽象为由曲线和曲面组成的，可以通过控制点和插值方法来表示。
常用的曲面建模方法包括贝塞尔曲线和贝塞尔曲面等。
4. 图形的渲染和表示图形的渲染和表示是计算机图形学中的另一个重要研究方向，它涉及如何将图像的几何信息转化为可视的图像。
常用的渲染和表示方法包括光栅化、光线追踪和纹理映射等。
4.1 光栅化光栅化是将几何对象转化为像素的过程，它涉及将线段或多边形映射到屏幕上的像素点，并进行相应的着色和填充。
常用的光栅化算法包括Bresenham算法和扫描线算法等。
4.2 光线追踪光线追踪是一种以物理光线为基础的渲染方法，它从观察者的视角出发，沿着光线的路径跟踪物体的相交和反射，最终得到图像。
计算机图形学的基本原理和应用
计算机图形学的基本原理和应用计算机图形学是一门研究计算机如何呈现和处理图像的学科，它涉及到图像的生成、显示和修改等方面。
在现代社会中，计算机图形学的应用越来越广泛，涵盖了多个领域，如动画制作、游戏开发、虚拟现实等。
本文将详细介绍计算机图形学的基本原理和应用，并列举一些相关的步骤。
一、计算机图形学的基本原理1. 坐标系统：计算机图形学使用二维或三维的坐标系统来表示图像中的点或物体。
二维坐标系统由x轴和y轴组成，三维坐标系统还包括z轴。
2. 图形学基本元素：点、线、面是计算机图形学中最基本的元素，它们可以用来构建更复杂的图像。
3. 几何变换：几何变换是计算机图形学中常用的技术，它可以改变图像的位置、尺寸、旋转角度等特征，常见的几何变换包括平移、缩放、旋转等。
4. 颜色和着色：计算机图形学中不仅涉及到图像的形状，还包括颜色的处理。
颜色可以通过RGB色彩模式来表示，并且可以应用不同的着色技术，如灰度着色、阴影着色等。
5. 投影和照明：投影和照明是计算机图形学中用于实现逼真效果的重要技术。
其中，投影可以将三维物体映射到二维图像中，而照明则决定了光照效果的表现。
二、计算机图形学的应用1. 动画制作：计算机图形学在动画制作中有着广泛的应用，可以实现逼真的角色造型、精细的动作表现和丰富的背景设计等。
通过计算机生成的动画，可以呈现出无法通过传统手绘的方式实现的特效和场景。
2. 游戏开发：计算机图形学是游戏开发的核心领域之一，它可以实现游戏中各种角色、场景和特效的渲染。
利用计算机图形学的技术，游戏开发人员可以创建出逼真的游戏世界，提供更好的视觉体验。
3. 虚拟现实：虚拟现实是一种通过计算机生成的仿真环境，它可以让用户身临其境地感受到虚拟世界。
计算机图形学在虚拟现实中扮演着重要角色，它可以实现逼真的场景呈现、真实的物体交互等效果，使用户得到更加身临其境的体验。
4. 医学影像：计算机图形学在医学影像处理中起到了关键作用。
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。
计算机图形学的基本原理和应用
计算机图形学的基本原理和应用计算机图形学是一门研究计算机如何生成、处理和显示图像的学科。
它涵盖了许多领域，包括几何学、渲染、动画和用户界面设计等。
本文将介绍计算机图形学的基本原理和应用。
一、图形学的基本原理计算机图形学的基本原理包括几何学、光照模型和渲染技术等。
1. 几何学计算机图形学中的几何学涉及到坐标系、向量、矩阵等基本概念。
通过几何学的知识，我们可以描述和计算物体的位置、大小和形状。
2. 光照模型光照模型是计算机图形学中模拟光线对物体的影响的方法。
常用的光照模型包括环境光、漫反射和镜面反射等。
通过计算光照模型，可以使生成的图像更加真实和逼真。
3. 渲染技术渲染技术是将三维模型转化为二维图像的过程。
渲染技术可以通过光照计算、纹理映射和阴影生成等方法提高图像的质量和真实感。
二、计算机图形学的应用计算机图形学在许多领域都有广泛的应用，包括游戏开发、虚拟现实、动画电影制作和工业设计等。
1. 游戏开发计算机图形学在游戏开发中起到关键的作用。
通过计算机图形学技术，可以实现游戏中的动态场景、真实光影效果和逼真的物理模拟。
2. 虚拟现实虚拟现实是一种通过计算机图形学技术模拟现实环境的技术。
它在建筑设计、航空航天和医疗等领域有广泛的应用，可以提供更直观和真实的体验。
3. 动画电影制作计算机图形学是动画电影制作中不可或缺的技术。
通过计算机图形学技术，可以生成逼真的角色、场景和特效，提高动画电影的质量和观赏性。
4. 工业设计计算机图形学在工业设计中的应用越来越广泛。
通过计算机图形学技术，可以进行产品的虚拟设计、仿真和可视化展示，提高设计效率和产品质量。
总结：计算机图形学是一门研究计算机如何生成、处理和显示图像的学科。
它涵盖了几何学、光照模型和渲染技术等基本原理。
计算机图形学在游戏开发、虚拟现实、动画电影制作和工业设计等领域有广泛的应用。
随着技术的不断发展，计算机图形学将在更多的领域发挥重要作用，为人们带来更好的视觉体验。
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。
计算机图形学基础课后部分习题答案
xi+1 xi+2
第四象限
-6-
d0=F(x0+1,y0-0.5)=-(k+0.5) 令 Di=2dxdi,得 D0=-(dx+2dy),D 与 d 同号 当 Di≥0,下一点(xi,yi-1),Di+1=Di-2dy 当 Di≤0,下一点(xi+1,yi-1),Di+1=Di-2(dx+dy)
计算机图形学知识要点
单元分解法优缺点
优点
表示简单 容易实现几何变换 基本体素可以按需选择，表示范围较广 可以精确表示物体 物体的表示不唯一 物体的有效性难以保证 空间位置枚举表示----同样大小立方体粘合在一起表示 物体 八叉树表示----不同大小的立方体粘合在一起表示物体 单元分解表示----多种体素粘合在一起表示物体
阴极射线管(CRT)：光栅扫描图形显示器； 平板显示器：液晶显示器、等离子体显示板等； 光点、像素、帧缓存（frame buffer）、位平面；三种 分辨率（屏幕、显示、存储）； 黑白、灰度、彩色图形的实现方法（直接存储颜色数据、 颜色查找表）； 光栅图形显示子系统的结构
基本概念
第四章 图形的表示与数据结构
2、规则三维形体的表示
形体表示的分类 线框模型
缺点 多边形表，拓扑信息： 显示和隐式表示
表面模型
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
时的解算。 平面方程 多边形网格 分解表示、构造表示、边界表示
Bresenham算法绘制圆弧
基本原理 从（0，R）点，顺时针开始； 上一个确定像素点为p（x, y），则下一个像素点只 能是p1和p2中的一个；
P(x, y) P1(x＋1, y)
p2 (x＋1, y－1)
误差判据：像素点到圆心的距离平方与半径平方之 差； 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
计算机图像学基础
计算机图像学基础——图形图像图素象素位图的概念一、计算机图形学（Computer Graphics）1、什么是计算机图形学？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。
IEEE定义：Computer graphics is the art or science of producing graphical images with the aid of computer.2、计算机图形学的研究内容计算机图形学的研究内容非常广泛，如图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法、非真实感绘制，以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。
简单地说，计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。
图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。
从处理技术上来看，图形主要分为两类，一类是基于线条信息表示的，如工程图、等高线地图、曲面的线框图等，另一类是明暗图，也就是通常所说的真实感图形。
计算机图形学主要目的就是要利用计算机表达的真实感图形。
为此，必须建立图形描述的场景的几何表示，运用某种光照模型，计算出假想的光源、纹理、材质属性下的光照明效果。
所以计算机图形学与计算机辅助几何设计有着密切的关系。
图形学也把可以表示几何场景的曲线曲面造型技术和实体造型技术作为其主要的研究内容。
同时，真实感图形计算的结果是以数字图象的方式提供的，计算机图形学和图形图象处理有着密切的联系3、计算机图形学的主要应用领域1）.计算机辅助设计与制造（Computer Aided Design / Computer Aided Manufacture）机械结构、零部件、土木建筑工程、集成电路等的设计等，利用计算机图形学不仅可提高设计效率、缩短设计周期、改善设计质量、降低设计成本，而且可以为后续的计算机辅助制造建立起数据库，CAD/CAM一体化，生产的自动化奠定基础。
计算机图形学
计算机图形学计算机图形学是研究计算机生成、处理和显示图像的学科领域。
它是计算机科学的一个重要分支，与计算机视觉和图像处理相关。
计算机图形学的发展促进了许多领域的进步，包括动画、游戏开发、虚拟现实等。
一、引言计算机图形学是指通过计算机技术实现图像的生成、处理和显示。
它利用算法和数学模型来模拟和渲染图像，以生成逼真的图像或动画。
计算机图形学在多个领域有着广泛的应用，如电影、游戏、建筑设计等。
二、图形学的基本原理1. 坐标系统图形学中常用的坐标系统是笛卡尔坐标系，它由横轴X、纵轴Y和垂直于二者的Z轴组成。
通过坐标系统，可以定位和描述图像中的点、线和面。
2. 图形的表示图形可以通过几何图元来表示，常见的几何图元有点、线和面。
点由坐标表示，线由两个端点的坐标表示，面由多个点或线组成。
3. 变换和投影变换是指对图像进行平移、旋转和缩放等操作，通过变换可以改变图像的形状和位置。
投影是将三维图像映射到二维平面上的过程，常见的投影方式有平行投影和透视投影。
4. 着色模型着色模型用于为图像添加颜色和材质信息，常见的着色模型有平均着色模型和Phong着色模型。
平均着色模型通过计算图像的平均颜色来实现简单的着色效果，Phong着色模型考虑了光照的影响，能够产生更加逼真的效果。
三、图形学的应用1. 电影和动画计算机图形学在电影和动画领域有着广泛的应用。
通过计算机图形学技术，电影制作人能够创建逼真的特效，包括爆炸、碰撞和飞行等场景。
动画片的制作也离不开计算机图形学的技术支持，它能够实现角色的自由移动、表情的变化等特效效果。
2. 游戏开发计算机图形学是游戏开发中不可或缺的一部分。
游戏中的人物、场景和特效都是通过计算机图形学技术来实现的。
游戏开发人员利用图形学算法和引擎来创建游戏中的3D场景和角色，并通过渲染技术使其看起来逼真。
3. 虚拟现实虚拟现实是一种模拟真实世界的计算机生成环境。
计算机图形学在虚拟现实领域的应用可以让用户身临其境地感受到虚拟环境的存在。
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。
计算机图形图像的基本概念
计算机图形图像的基本概念计算机图形主要指可用于计算机处理的，以数字的形式记录的数字化图形，数字图形与数字图像是数字媒体中常用的两个基本概念。
计算机产生的图像是数字化的图像，简单地说数字图像是用数字或数学公式来描述的图像。
它与传统图像有很大的不同，传统图像是用色彩来描述的，而色彩本身没有任何数字概念。
传统电视屏幕上所见的图像，是模拟图像，它是用电频来描述的。
电脑显示屏上的图像，是数字图像，它是…种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的图形。
它不仅包含着诸如形、色、明暗等外在的信息显示属性，而且从产生、处理、传输、显水的过程看，还包含着诸如颜色模型、分辨牢像素深度、文件大小、真／伪彩色等计算机技术的内在属性。
在数字媒体中，图形与图像主要是指静态的数字媒体形式，根据计算机对图像的处理原理以及应用的软件和使用环境的不同，静态数字图像可以分为矢量图(形)和点阵图(像)两种类型。
认识它们的特色和差异，有助于创建、输入、输出、编辑和应用数字图像。
1．图形曙光云计算图形通常指由外部轮廓线条构成的矢量图，它用一系列指令集合来描述图形的内容，如点、直线、曲线、圆、矩形等。
一幅矢量因由线框形成的外框轮廓、外框轮廓的颜色以及外框所封闭的颜色所决定。
矢量图通常用Drsw程序编辑，可对矢量图形及图元独立进行移动、缩放、旋转和扭曲等变换操作。
由于矢量因可以通过公式计算获得，所以矢量图文件体积一般较小，不会因图形尺寸大而占据较大的存储空间；同时，矢量图与分辨牢无关，进行放大、缩小或旋转操作时部图形不会失真，图形的大小和分辨率都不会影响打印清晰度。
因此，矢量图形尤其适用于描述轮廓不很复杂，色彩不是很丰富的对象，如：文字、几何图形、T程图纸、微标、图案等。
2．图像计算机图像通常指由像素构成的点阵图，也称位阁或栅格图。
点阵因与矢量图不同，它是内扫描仪、数码相机等输入设备捕捉实际的画面或由图像处理软件绘制的数字图像。
计算机图形学的基本概念和应用
计算机图形学的基本概念和应用计算机图形学是研究计算机生成和处理图形图像的一门学科。
它涵盖了多个领域，包括几何学、光学、物理学和计算机科学等。
本文将介绍计算机图形学的基本概念和应用，并分步骤详细列出相关内容。
一、基本概念：1. 像素（Pixel）：图像的最小单位，代表图像中的一个点。
2. 分辨率（Resolution）：表示图像的清晰度和细节程度，通常以像素为单位。
3. 位图（Bitmap）：由像素组成的图像。
4. 矢量图（Vector）：使用数学公式描述的图像，可无限放大而不失真。
5. 渲染（Rendering）：将三维场景转化为二维图像的过程。
6. 光线追踪（Ray Tracing）：通过追踪光线来模拟光的传播和反射，生成逼真的图像。
7. 图像处理（Image Processing）：对图像进行编辑、增强、修复等操作。
二、应用领域：1. 游戏开发：计算机图形学在游戏中扮演着重要角色，包括场景渲染、纹理贴图、物理效果等。
2. 动画制作：通过计算机生成的图形和图像，实现动画的创作和渲染。
3. 虚拟现实（VR）和增强现实（AR）：通过计算机图形学技术，创建逼真的虚拟世界和与现实世界结合的增强体验。
4. 医学图像处理：利用计算机图形学技术，处理医学图像，辅助诊断和手术操作。
5. 工业设计：通过计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM），实现工业产品的设计和制造流程。
三、应用步骤：1. 数据采集：获取所需图像数据，可以使用相机、扫描仪等设备将现实世界中的物体转化为数字图像。
2. 图像处理：对图像进行预处理，如去噪、增强对比度、边缘检测等，以便后续操作。
3. 建模和渲染：根据需要，使用三维建模软件创建物体或场景模型，然后进行渲染，生成最终图像。
4. 光照和材质：根据场景需要设置光源和材质属性，以实现逼真的光照效果。
5. 动画制作：对静态图像进行动画设计，设置物体运动轨迹、变形效果等，生成动态的图像。
大学计算机绘图试题及答案
大学计算机绘图试题及答案试题一：图形的基本概念与分类1. 请简要解释什么是计算机绘图。
计算机绘图是指利用计算机软件和硬件设备进行图形的创作、编辑和处理的过程。
通过计算机绘图，可以绘制出各种形状、颜色和纹理的图形，实现图像的创作和编辑。
2. 请列举常用的图形文件格式，并简要描述其特点。
常用的图形文件格式包括：JPEG、PNG、GIF和SVG等。
- JPEG：适用于存储照片和其他真实图像的格式，具有较高的压缩比例，但可能会导致图像细节的损失。
- PNG：支持透明背景和多种颜色，无损压缩，适用于网页设计和电子出版等需要保留细节的场景。
- GIF：支持动画和透明背景，适用于简单图形和动画的展示，但色彩表现较为有限。
- SVG：基于XML的矢量图形格式，文件体积较小，允许图像按比例缩放而不失真，适用于Web页面和矢量图形设计。
3. 请解释什么是矢量图形和位图图形，并比较它们的特点。
- 矢量图形：由数学公式描述图像，使用直线、曲线、圆弧等几何元素构建，图像可按比例缩放而不失真。
矢量图形文件通常较小，适合用来表示简单的几何形状和矢量图标。
常见的矢量图形格式有SVG、AI等。
- 位图图形（也称为栅格图形）：由像素阵列组成的图像，每个像素可以记录颜色信息。
位图图形在放大时会失真，因为每个像素的大小固定，其详细信息无法再生产。
常见的位图图形格式有JPEG、PNG、GIF等。
4. 请简述光栅化和反光栅化的概念及其应用。
- 光栅化（Rasterization）是将矢量图形转化为位图图形的过程，即将图像转换为由像素阵列组成的图像。
光栅化可以应用于计算机图形学、图像处理和计算机游戏等领域。
- 反光栅化（Anti-aliasing）是在光栅化的基础上进行的处理，通过消除锯齿边缘、减少图像锯齿效应，使图像的视觉效果更加平滑和真实。
试题二：计算机绘图软件的使用1. 请列举常用的计算机绘图软件，并简要介绍其主要功能。
常用的计算机绘图软件包括Photoshop、Illustrator、CorelDRAW和AutoCAD等。
学习计算机图形学的基本概念与技术
学习计算机图形学的基本概念与技术在当今信息时代，计算机图形学已经成为一个重要的学科领域。
通过计算机图形学，我们可以利用计算机生成、处理和显示各种图像和动画，包括二维和三维图形。
本文将介绍计算机图形学的基本概念和技术。
一、计算机图形学的基本概念1. 像素和分辨率像素是计算机图形的最基本单位，它代表着图像的最小显示单元。
分辨率是指在给定显示设备上能够显示的像素数量，通常用横向像素数和纵向像素数表示。
较高的分辨率能够提供更清晰和更细致的图像显示。
2. 图形坐标系统图形坐标系统用于描述二维和三维图形的位置和定位。
二维图形坐标系统通常由横向和纵向两个轴组成，原点位于左上角。
而三维图形坐标系统则需要额外的纵深坐标轴来表示物体在三维空间中的位置。
3. 图形数据表示图形数据表示通常包括向量和矩阵的运算。
向量可以表示图形的位置、大小和形状，矩阵可以表示图形的变换和投影。
4. 图形算法图形算法用于描述和解决计算机图形学中的各种问题，如线段的绘制、多边形的填充和图像的变换等。
常见的图形算法包括扫描线算法、边缘标记算法和光线追踪算法等。
二、计算机图形学的基本技术1. 图像生成图像生成是计算机图形学的核心技术之一，它包括图像的绘制、填充和渲染等过程。
绘制是指在图像平面上绘制点、线和曲线等基本图形元素。
填充是指给定一个封闭的多边形区域，通过某种填充算法将该区域内的像素涂满。
渲染是指将三维场景转化为二维图像的过程，其中包括光照、阴影和纹理等效果的计算和显示。
2. 几何变换几何变换是指通过矩阵运算对图形进行平移、缩放、旋转和剪裁等变换操作的过程。
通过几何变换，我们可以改变图形的位置、大小和形状，实现各种需求的图形显示效果。
3. 隐式表面生成隐式表面生成是一种用于表示和渲染三维物体表面的技术。
它可以通过对物体内部和外部的关系进行计算，将物体表面转化为一个方程或不等式的形式。
常见的隐式表面生成算法包括边界体积算法和Marching Cubes算法等。
计算机图形学的基本概念与应用
计算机图形学的基本概念与应用计算机图形学是指利用计算机技术来生成和处理图像的学科。
它涉及到许多基本概念和技术，以及广泛的应用领域。
本文将详细介绍计算机图形学的基本概念和应用，并给出相应的步骤和例子。
一、基本概念：1. 图像表示：计算机图形学中的图像可以通过各种方式来表示，最常见的是使用像素矩阵来表示，其中每个像素包含一个或多个颜色值。
2. 图形处理：图形处理是指对图像进行各种操作和改变，如缩放、旋转、平移和变形等。
这些操作可以通过矩阵变换和数学运算等方式来实现。
3. 渲染技术：渲染是指将图像模型转换为最终可视化结果的过程。
渲染技术包括光照模型、材质模型和纹理映射等。
二、基本步骤：1. 图像生成：图像生成是指利用计算机生成图像的过程。
这可以通过手绘、绘图软件或计算机辅助设计（CAD）等方式来实现。
例如，设计师可以使用CAD软件来绘制建筑设计图。
2. 图像处理：图像处理是指对已生成的图像进行各种操作和改变的过程。
这可以通过图像处理软件来实现。
例如，摄影师可以使用Photoshop软件对照片进行调色、修饰和滤镜等处理。
3. 图像编辑：图像编辑是指对图像进行各种修改和调整的过程。
这可以通过图像编辑软件来实现。
例如，图形设计师可以使用Illustrator软件对图形进行创作和编辑。
4. 图像合成：图像合成是指将多个图像或图像元素合并成一个新的图像的过程。
这可以通过图像编辑软件和合成技术来实现。
例如，电影制作人可以使用特效软件将虚拟人物合成到真实场景中。
5. 图像渲染：图像渲染是指将图像模型转换为最终可视化结果的过程。
这可以通过渲染软件和渲染技术来实现。
例如，动画制作人可以使用渲染引擎将3D模型渲染成逼真的动画。
三、应用领域：1. 建筑设计：计算机图形学在建筑设计中的应用广泛，可以用于绘制平面图、立体模型和渲染效果图等。
2. 游戏开发：计算机图形学在游戏开发中起到关键作用，可以用于生成虚拟场景、设计角色动画和实现物理效果等。
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。
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计算机图形的基本概念
1图形表现—位图与矢量图
在二维平面领域，对图形的表现方式有两种方式，一种是位图形式，即由像素点构成的图形，每个像素是图形横向和竖向分成的像素方块，每个方块记录像素图形的颜色和亮度值，这类图形色彩表现细腻、层次分明，能丰富、细腻、准确的进行设计表现，是建筑装饰设计师首选的图形表现形式，但位图图形有图像精度要求，在原有画面品质的基础上，图形显示经不起放大处理，存储文件大。
另外一种是矢量图形，矢量图形是描述性的结构记录片，记录能力取决于记录的种类，常见的记录种类有直线、曲线、多个线段连成的折线、圆、椭圆、多边形等，每一种记录类型包含一些属性，如颜色、线宽、是否填充、是否透明等，取决于图片的复杂程度，画面质量不受图形大小的限制，所需文件的存储空间小。
但矢量图通常针对表现线条类的图像使用，当图形色彩要求细腻、变化有层次时便无能为力了。
在二维位图编辑软件中，Photoshop是首选的功能最为强大的位图处理软件。
2图形颜色——黑白、灰度和彩色
如果每个图片的方块中的颜色只有两种，，即黑色和白色，这种图片叫黑白图。
如果一张图片的所有方格中颜色都是深浅不同的灰色，将这些灰色用一个8位二进制数据来记录，最小是0，表示黑色，最大是255，表示白色，其中的中间调分别用0到255间的数值来表示，颜色越深，数值越小，颜色越浅，数值越大，这种图片叫灰度图。
彩色图比较复杂，常用的色彩表现方法是RGB方法和CMYK方法，R、G、B分别代表红、绿、兰三种颜色，每个颜色有0-255阶亮度变化。
C、M、Y、K分别代表青、品红、柠黄、黑四种染料，是印刷工业常用的颜色表示方法，在计算机图形处理时经常使用。
若使用RGB方式表示每个像素方格的颜色，可以表现约1600万种颜色，这些颜色中，有些是人眼所不能分辨的。
还有HSB表现方法、Lab方法等，因不常使用和换算复杂，在此不做介绍。
上述几种色彩表示方法的色彩范围不同，一般来说，Lab方法表示的色彩范围最大。
这些色彩表现方法可以相互转换，，但在转换过程中会丢失部分像素，产生部分失真，也可以转换为灰度图，但会丢失色彩数据，转换过程是不可逆的；灰度图也可以转换为黑白图，同样是不可逆的。
3 图像的尺寸、像素与分辨率
位图图形的尺寸是指位图图形横向和竖向的尺寸大小。
像素是指被图形横向和竖向分成的像素方块，是位图图形显示的最小单位，每个像素可以是黑白、灰色和不同彩色的颜色。
分辨率是指每英寸、每厘米或每毫米的像素数量，分辨率越高，图形清晰度越好，但图形文件就越大，处理图形的时间也越长。
4 效果图输出设置——像素尺寸
效果图的图形尺寸和像素是依据设计要求由渲染图形的软件来决定的，渲染输出的图形尺寸以像素为单位设置，设置依据是图形尺寸确定后的分辨率值，由于效果图多数是喷绘或打印输出，一般来说以分辨率为150作为效果图渲染输出的参考尺寸。
效果图渲染输出的像素尺寸是可以从Photoshop中推算出来的。
例：某效果图输出尺寸为297mm×210mm(A4幅面)，打印输出分辨率为150，那么该效果图的渲染图形输出尺寸是多少？
进入Photoshop的操作界面，使用【文件】/【新建】命令, 弹出【新建】对话框,输入宽度210mm、高度297mm和分辨率150，按【确定】进入操作界面，然后单击【图像】/【图像大小】命令，弹出【图像大小】对话框，该对话框上部显示出该图像尺寸、分辨率所对应的像素尺寸，这个尺寸就可以作为效果图渲染输出的像素尺寸。
5 图形文件的常用格式
对数字图像进行存储、处理、传播必须采用一定的图像格式，也就是把图像的像素按照一定的方式进行组织和存储，把图像数据存储成文件就得到图像文件。
图像文件格式决定了应该在文件中存放何种类型的信息，文件如何与各种应用软件兼容，文件如何与其它文件交换数据。
在效果图应用中，常用的图形格式有以下几种：
BMP图像文件格式
BMP是一种与硬件设备无关的图像文件格式，使用非常广。
它采用位映射存储格式，除了图像深度可选以外，不采用其他任何压缩，因此，BMP文件所占用的空间很大。
BMP文件的图像深度可选lbit、4bit、8bit及24bit。
BMP文件存储数据时，图像的扫描方式是按从左到右、从下到上的顺序。
由于BMP文件格式是Windows环境中交换与图有关的数据的一种标准，因此在Windows环境中运行的图形图像软件都支持BMP图像格式。
BMP 是Windows 位图可以用任何颜色深度（从黑白到 24 位颜色）存储单个光栅图像。
Windows 位图文件格式与其他 Microsoft Windows 程序兼容。
它不支持文件压缩，也不适用于 Web 页。
TIFF图像文件格式
TIFF (TaglmageFileFormat)图像文件是由Aldus和Microsoft公司为桌上出版系统研制开发的一种较为通用的图像文件格式。
TIFF格式灵活易变，它又定义了四类不同的格式：TIFF-B适用于二值图像：TIFF-G适用于黑白灰度图像；TIFF-P适用于带调色板的彩色图像：TIFF-R适用于RGB真彩图像。
TIFF支持多种编码方法，其中包括RGB无压缩、RLE压缩及JPEG压缩等。
TIFF是现存图像文件格式中最复杂的一种，它具有扩展性、方便性、可改性，可以提供给IBMPC等环境中运行、图像编辑程序。
GIF文件格式
GIF(Graphics Interchange Format)的原义是"图像互换格式"，是CompuServe 公司在1987年开发的图像文件格式。
GIF文件的数据，是一种基于LZW算法的连续
色调的无损压缩格式。
其压缩率一般在50%左右，它不属于任何应用程序。
目前几乎所有相关软件都支持它，公共领域有大量的软件在使用GIF图像文件。
GIF图像文件的数据是经过压缩的，而且是采用了可变长度等压缩算法。
所以GIF 的图像深度从lbit到8bit，也即GIF最多支持256种色彩的图像。
GIF格式的另一个特点是其在一个GIF文件中可以存多幅彩色图像，如果把存于一个文件中的多幅图像数据逐幅读出并显示到屏幕上，就可构成一种最简单的动画。
JPEG文件格式
JPEG是joint Photographic Experts Group(联合图像专家组)的缩写，文件后辍名为"．jpg"或"．jpeg"，是最常用的图像文件格式，是一种有损压缩格式，能够将图像压缩在很小的储存空间，它的压缩技术十分先进，是用有损压缩方式去除冗余的图像数据，在获得极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动的图像，换句话说，就是可以用最少的磁盘空间得到较好的图像品质。
而且 JPEG是一种很灵活的格式，具有调节图像质量的功能，允许用不同的压缩比例对文件进行压缩，压缩比越大，品质就越低。
JPEG格式的应用非常广泛，特别是在网络和光盘读物上，都能找到它的身影。
目前各类浏览器均支持JPEG这种图像格式，因为JPEG格式的文件尺寸较小，下载速度快。
JPEG 不适用于所含颜色很少、具有大块颜色相近的区域或亮度差异十分明显的较简单的图片。
TGA格式
TGA格式(Tagged Graphics)是由美国Truevision公司为其显示卡开发的一种图像文件格式，文件后缀为"．tga"，已被国际上的图形、图像工业所接受。
TGA的结构比较简单，属于一种图形、图像数据的通用格式，在多媒体领域有很大影响，是计算机生成图像向电视转换的一种首选格式。
TGA图像格式最大的特点是可以做出不规则形状的图形、图像文件，一般图形、图像文件都为四方形，若需要有圆形、菱形甚至是缕空的图像文件时，TGA可就派上用场了! TGA格式支持压缩，使用不失真的压缩算法。
是一种比较好的图片格式用PSD文件格式
这是Photoshop图像处理软件的专用文件格式，文件扩展名是．psd，可以支持图层、通道、蒙板和不同色彩模式的各种图像特征，是一种非压缩的原始文件保存格式。
扫描仪不能直接生成该种格式的文件。
PSD文件有时容量会很大，但由于可以保留所有原始信息，在图像处理中对于尚未制作完成的图像，选用PSD格式保存是最佳的选择。