武汉大学计算机图形学复习知识点

第一章

狭义图形：计算机绘制的画面。

狭义图像：输入设备捕捉的实际场景画面或以数字化形式存储的任意画面。

计算机图形：用计算机加以表示，处理，存储，显示，并作用于人视觉系统的客观对象。构成图形的要素：形状控制要素和属性控制要素

形状控制要素：用欧氏几何或者过程式方法表示的有关图形对象的轮廓形状，如点线面、多面体等。

属性控制要素：对图形对象的显示方式有控制作用的属性信息，如宽度，线形，填充模式，颜色，材质。

图形表示方法：点阵表示法和参数表示法

点阵表示法：通过枚举图形中所有的点来表示图形，叫做点阵图或位图。

参数表示法：分为图形的形状参数和属性参数。

形状参数：描述图形的方程，分析表达式的系数，线段，多边形的端点。

属性参数：颜色，线形。

叫做参数图或图形。

参数表示法(32B)存储空间远小于点阵表示法(1024*1024*3=3M).

计算机图形按绘制方式分:线框图和真实感图形。

线框图：用点线描绘图形的外部框架。

真实感图形：在线框图基础上填色，纹理贴图，光照处理后与真是图形外观接近的图形。

计算机图形学定义：研究利用计算机进行数据和图形之间相互转换的方法技术。

研究硬件（显示器、显卡）软件（图形生成，处理，显示）。

计算机图形系统概念：完成图形设计设计的计算机，输入硬件，软件有机系统。

功能：图形计算图形存储人机交互输入功能输出功能:软拷贝输出、硬

拷贝输出

结构：图形硬件（输入，显示，硬拷贝输出）+软件

第二章

OpenGL:开放图形库

功能：绘制变换光照处理和材质设置着色反走样（锯齿）融合(透明) 雾化位

图和图像纹理映

射动画库函数：opengl核心库（gl）opengl实用库（glu）opengl工具库（glut）opengl

辅助库（aux）

windows专用库

（wgl）win32 api

函数库(无专用前

缀)

Opengl开发框架：opengl控制台应用程序框架mfc环境下opengl单文档应用程序框架。Opengl和windows绘图方式的差别：1、windows采用GDI绘图；

2、opengl采用渲染上下文RC绘图；

3、opengl采用特殊的像素格式。

像素格式设置

基本图元绘制：设置视口区和裁剪区，点绘制、线绘制、多边形绘制

第三章

线段的生成：DDA画线算法中点画线算法bresenham画线算法并行画线算法

园的生成：中点画圆算法bersenham画圆算法

多边形：

凹多边形：识别：相邻两向量乘积符号相同，则为凸多边形

相邻两向量乘积符号有不同，则为凹多边形

分割：向量法：延长大于180度的角的一条遍

旋转法：旋转使凹角一条边与坐标轴重合

区域填充：扫描线填色算法种子填色算法

扫描线算法：顶点处理水平线处理

种子填色算法：堆栈式种子填充算法四邻法种子填充算法

字符：点阵字符矢量字符

图元属性控制：颜色:opengl使用rgb颜色模式

点属性：大小和颜色

线的属性：线宽：标准线宽为1个像素

线型：实线虚线点线

反走样：绘制非水平垂直直线，多边形，圆弧，椭圆产生锯齿状图形的现象，成为走样。

直线过取样：高分辨率绘制，低分辨率显示

区域取样，根据一个像素被直线覆盖的百分比确定亮度，90%面积覆盖，最大亮度

的90%。

像素移相:硬件实现，具有根据像素的小数部分移动电子束的能力。

第四章

曲线曲面表示方法：非参数表示法（显式、隐式）参数表示法

Bezier曲线公式：一直几个控制点直线两个抛物线3个…

第五章

图形的几何变换

齐次坐标表示

二维几何变换：二维平移变换

二维旋转变换

二维缩放变换

反射变换

错切变换

复合变换：复合二维平移复合二维选准复合二维缩放相对任一参考点的二维几何变换相对任一参考线的复合二维变换

第六章

二维观察

二维观察变换：概念：窗口视区观察坐标系规范化设备坐标系变焦效果整体缩放效果观察坐标系变换：

窗口到视区的变换：先缩放后平移

裁剪算法：二维点裁剪

二维直线裁剪:参数公式裁剪法

Cohen_sutherland线段裁剪算法

Sutherland_hodgman算法多边形裁剪算法：仅适合凸多边形

文字裁剪：字符串裁剪分为3个精度:串精度字符精度像素精度

第七章

三维观察

三维观察坐标系世界坐标系向三维观察坐标系变换

投影变换:

平行投影：正投影:三视图：正视图侧视图俯视图

正轴测图

斜投影

透视投影：远大近小

第八章

交互式输入技术与图形用户界面

用户接口模型：用户表示部分对话控制应用接口转换

输入控制方式：

请求方式

取样方式

事件方式

第九章

三维图像的表示

图像表示方法分类：规则图像非规则图像

三维基本图像元素：点线环面体

环：外环正方向为逆时针内环正方向为顺时针

沿环方向左侧在面内右侧在面外

面：一个面的法向量向外，称为正向面

一个面的法向量向内称为反向面

几何信息与拓扑关系：被描述形体在欧式空间内位置，大小，方向

形体各分量的数目以及连接关系。

规则欧式几何对象表示：

边界表示法：

几何信息

拓扑关系：翼边结构表示

扫描表示法

构造实体几何法

八叉树

BSP树：对实体进行不均等分割

非规则对象表示：分形几何：无限的自相似性：物体的整体和局部之间的细节无限重现。

第十章

真实感图像绘制

隐藏线面消隐：对象空间方法：判断对象间的遮挡关系

图像空间方法：投影到平面，比较z值大小

凸多边形隐藏线消除：视线向量和平面法向量的家夹角（朝向体外）

1、夹角在0-90度之间，不可见面，成为后向面

2、夹角=90度表面与视线平行只能看见一条线

3、夹角在90-180度之间可见面成为前向面

凹多面体隐藏线消除：三种面：完全可见部分可见完全不可见

区域排序面消隐算法

深度缓存算法：把投影面分成若干个像素

两个缓存（帧缓存存颜色z缓存存深度0-1）

深度大的颜色覆盖深度小的

光线投射算法