「计算机图形学知识点」

1、计算机图形系统

硬件：图形输入、处理、显示、存储、输出等设备

软件：图形生成、显示、处理算法以及图形数据存储、交换格式等

2、硬件设备的发展:图形显示器是计算机图形学中的关键设备

画线显示器——存储管式显示器——刷新式光栅扫描显示器——液晶显示器和等离子显示器

3、随机扫描显示器：(由电子束的随机运动产生光点）随机扫描方式指屏幕上的图形是按矢量线段一

笔一笔画出的，其顺序完全按用户的绘图指令来决定。又称为画线式显示器、矢量式显示器存储管式显示器：【特点】不需刷新,价格较低，缺点是不具有动态修改图形功能，不适合交互式液晶显示器：体积小，辐射弱等

离子显示器：平板式、透明。显示图形无锯齿现象;不需要刷新缓冲存储器。

4、输入设备:将各种形式的信息转换成适宜计算机处理的形式

图形输入设备从逻辑上分为6种:

定位(Ｌoｃator)、笔划(Stroｋe)、数值(Valuaｔor)、选择(Chｏice)、拾取(Piｃk)、字符串（String）5、计算机图形学算法研究的发展：1）光栅扫描图形生成;2）图形变换;３）真实感图形生成；

4）几何建模;5)曲线与曲面生成算法;６)图形学应用算法计算机图形学的应用领域:图形用户界面、计算机辅助设计与制造(CAD／ＣAM) 、科学计算可视化、

地理信息系统、娱乐、计算机艺术、虚拟现实、逆向工程

6、计算机图形:计算机图形是通过计算机利用算法在专用显示设备上设计和构造出来的。

7、计算机视觉与模式识别:图形学的逆过程，分析和识别输入的图像并从中提取二维或三维的数据模

型（特征）。手写体识别、机器视觉。

8、逆向工程：也称反求工程、反向工程)是一种现代化新产品开发技术，解决了由产品实物模型到产

品数字模型,进而作修改和详细设计，快速开发出新产品的过程，为现代设计方法和快速原型制造等提供了技术支持。

9、计算机图形学研究的内容:图形的输入、表示（存储)、处理、显示与输出。

１、图形显示设备：是一个画点设备。可以把光栅图形显示器看成许多离散点组成的矩阵,每个点都可以发光

2、帧缓冲存储器：是一大块连续存储空间作用：存放画面的数字信息。

说明：①帧缓冲存储器即通常所说的显存。帧缓冲存储器中单元的数目与显示器上像素的数目相同,单元与像素一一对应，各单元的数值决定了其对应的像素的颜色。

②通常的显示卡所包含的主要部件即为视频控制器与帧缓冲存储器。视频控制器是负责刷新的部件,

它建立了帧缓冲存储器单元与屏幕像素之间的一一对应。

3、位平面：光栅中的每个像素在帧缓冲存储器中至少要有1位(ｂit），每个像素一位的存储容量称为

位平面(ｂiｔplaｎe)。

说明:①画面就是由帧缓冲器中的这些位信息组成的。由于一个二进制位只有两个状态,所以单独一个位平面只能产生黑白(单色)显示。

②由于帧缓冲器是数字设备,而光栅显示器是模拟设备,所以将帧缓冲器中的信息读出并在光栅CRT

显示器上显示时需要将数字量转换成模拟量。这个工作由数模转换器(DＡC)完成。帧缓冲存储器中的每一个像素，只有在读出并转换为模拟量以后才能显示在荧光屏上。

如果增加帧缓冲存储器的位平面数，光栅显示器就可以表示彩色或不同的灰度级。

4、光栅化：把物体的数学描述以及与物体相关的颜色信息转换为屏幕上的像素的过程。

5、计算机图形软件的分类：通用编程软件包和专业应用图形软件包

几何造型平台:ACＩS和Parasolid

通用编程软件包:常常是图形库,提供了生成各种图形、实现图形的处理和输入输出操作、控制和处理各种图形设备以及交互过程中的各种事件,如GLGＬ、OpenGＬOpenGＬ。

专业应用图形软件包:专业应用图形软件包是具有图形处理能力的交互式图形软件系统,为非程序员提供的而且往往应用于某个或某些领域，如AutoCADＡutoCAD、3ＤS MAX3DS MAＸ等。

６、产生彩色的常用方法：射线穿透法、影孔板法

７、影孔板类型：点状、栅格式、沟槽式

8、与光栅扫描显示器有关的几个概念

扫描线与扫描顺序、一帧(Frａme)、水平回扫期、垂直回扫期、逐行扫描、隔行扫描

9、可视角度:视线与屏幕中心法向成一定角度时,人们就不能清晰地看到屏幕图象，而那个能看到清晰

图象的最大角度被我们称为可视角度。一般所说的可视角度是指左右两边的最大角度相加。

10、液晶显示器分辨率：指其真实分辨率，表示水平方向的像素点数与垂直方向的像素点数的乘积。1１、计算机图形软件的分类：通用编程软件包和专业应用图形软件包

几何造型平台：ACIＳ和Paraｓｏliｄ

12、图形标准：图形系统及其相关应用系统中各界面之间进行数据传送和通信的接口标准,以及供图形

应用程序调用的子程序功能及其格式标准,前者称为数据及文件格式标准，后者称为子程序界面标准。

制定目的:为了在不同的计算机系统和外设之间进行图形应用软件的移植

移植性包括:应用程序在不同系统之间的可移植性、应用程序与图形设备的无关性、图形数据的可移植性、程序员层次的可移植性

1３、应用接口:应用程序与图形软件的接口，隔离了应用程序与处理图形的实际物理设备的联系保证了应用程序在不同系统之间的可移植性

虚拟图形设备接口:图形软件及其外部设备之间的接口,保证了图形软件与图形外部设备的无关性。

数据接口:规定了记录图形信息的数据文件的格式，使得软件与软件之间可以交换图形数据。

1４、ＧL（Grａｐhic Ｌibrａｒy）图形程序库,UNIX下运行,OｐenGＬ—微机,

分类:基本图素;坐标变换；设置属性和显示方式；I/O 处理；真实图形显示。

15、Windｏｗs程序设计是针对事件或消息的处理进行。

Windows程序的执行顺序取决于事件发生的顺序，程序的执行顺序是由顺序产生的消息驱动的,但是消息的产生往往并不要求有次序之分。

１6、应用程序框架:指的是用于生成一般的应用程序所必须的各种面向对象的软件组件的集成集合。

17、类库：一个可以在应用程序中使用的相互关联的C++的集合。

来源：随编译器一起提供的(MFC)、由其他软件公司销售的、由用户自己开发的

18、Ｖisual Ｃ+＋程序设计框架：以Mｙ为工程名，VＣ++自动生成的类：

CMyＡpｐ类、ＣMｙＦrame类、CＭyDoc类、ＣＭｙVｉew类(“文档－视图”结构）

19、OｐenＧL:图形硬件的一个软件接口(是一种应用程序编程接口,而不是一种编程语言)。

２0、OpenGL的背景情况:OｐenGL（oｐeｎｇrａphics librａry，开放性图形库）是以SGI的GL 三维图形库为基础制定的一个开放式三维图形标准。

2２、OpeｎGL的主要功能：绘制模型、各种变换、着色模、光照处理、纹理映射、位图和图像、制作动画、选择和反馈、点线和多边形的反走样技术、特殊效果（深度暗示、运动模糊、雾化)。

23、OpeｎGＬ提供了描述点、线、多边形的绘制机制。它们通过gｌBeｇin（)函数和glEｎd(）函数

配对来完成。ｇlBｅgiｎ（)函数有一个类型为Gleｎum的参数,ｇＬEnd()函数标志着形状的结束，该函数没有参数。

２4、OpeｎGｌ函数及结构：

1）核心库,函数以gｌ开头;２)实用库，函数以glu开头;３）辅助库,函数以auｘ开头

４）Ｗinｄows专用函数,用于连接OpenGL和Windoｗs窗口系统，以wｇｌ开头

5）实用函数工具包(ＧLUT)提供了与任意屏幕窗口系统进行交互的函数库,函数以gｌut开头。

1、为什么要研究真实感图形学?

真实感图形绘制是计算机图形学研究的重要内容之一,简单地讲，真实感图形绘制就是借助数学、物理、计算机等学科的知识在计算机二维显示屏上产生三维场景的真实逼真图像、图形的过程。

真实感图形绘制在人们日常的工作、学习和生活中已经有了非常广泛的应用，如计算机辅助设计、多媒体教育、科学计算可视化、动画制作、电影特技模拟、计算机游戏等许多方面,都可以看到真实感图形在其中发挥了重要的作用，而且人们对于计算机在视觉感受方面的要求越来越严格,这就需要研究更多更逼真的真实感图像生成算法。

2、真实感图形的生成技术:消隐技术、光照技术、物体表面细节的模拟、阴影的生成、

图形反走样技术、用ＯｐｅｎGＬ生成真实感图形

3、消隐技术: 消除隐藏线、隐藏面（消除不可见的线和面,从而消除图像二义性)

真实图形：经过消隐得到的投影图称为物体的

4、判别可见面算法的分类:按照实现时所基于的坐标系——物空间算法和像空间算法

物空间算法：在定义、描述物体的世界坐标系中实现的。

优点:精度高,与机器精度相同在工程应用方面特别有用

像空间算法：在观看物体的屏幕坐标系下实现的。（局限于屏幕的分辨率）

５、物空间算法和像空间算法显著区别:在于算法所需要的计算量不同。

６、为什么判别可见面算法并非在物空间实现？

1)判别可见面的算法离不开排序

2）排序一般是基于体、面、边或点到视点的距离

3）判别可见面的算法的效率很大程度上取决于排序的效率

４)扫描线的方式实现像空间算法时容易利用连贯性质，使得像空间算法更具效率

连贯性:是物体特征变化趋势具有局部不变性。

8、提高消隐算法效率的方法：

利用连贯性、包围盒技术、背面剔除、区域分割技术、物体分层表示

9、消隐的基本(核心)问题：排序

1０、整体排序:画家算法

算法思想：

1）按多边形离观察者的远近来建立一张表–距观察者远的优先级低，近的优先级高。

2）如果这张表能正确地建立好,那么只要从优先级低的多边形开始，依次把多边形的颜色填入帧缓冲存储器中以形成该多边形的图形

3）直到优先级最高的多边形的图形送入帧缓冲器后,整幅图就显示好了。

11、点排序：Z缓冲器算法

优点:算法简单、稳定，便于硬件加速,不需要整个场景的几何数据

缺点:需要Z缓冲器，计算复杂度大

需要计算的像素深度值次数=多边形个数*多边形平均占据的像素个数

12、消除隐藏面主要算法包括：

画家算法、Z缓冲区（Ｚ-Ｂufｆer）算法、扫描线Z-buffeｒ算法、区间扫描线算法、区域子分割算法

光线投射算法

1、Bｒesｅｎhaｍ算法基本思想:助于一个误差量(直线与当前实际绘制像素点的距离)，来确定下一个

像素点的位置。算法的巧妙之处在于采用增量计算，使得对于每一列，只要检查误差量的符号,就可以确定该下一列的像素位置。是应用最广泛的直线扫描转换算法！！

2、扫描线算法

目标：利用相邻像素之间的连贯性，提高算法效率

处理对象:非自交多边形(边与边之间除了顶点外无其它交点)

基本思想:按扫描线顺序,计算扫描线与多边形的相交区间，再用要求的颜色显示这些区间的像素，即完成填充工作。

步骤:（1)求交(2)排序（３)配对(4）填色

3、活性边表(AET）：把与当前扫描线相交的边称为活性边，并把它们按与扫描线交点x坐标递增的顺

序存放在一个链表中

4、区域填充算法：

区域指已经表示成点阵形式的填充图形,它是像素的集合。

区域可采用内点表示和边界表示两种表示形式。

区域可分为4向连通区域和８向连通区域。

区域填充指先将区域的一点赋予指定的颜色,然后将该颜色扩展到整个区域的过程。

区域填充算法要求区域是连通的

5、区域填充算法缺点：

(１) 有些像素会入栈多次,降低算法效率；栈结构占空间。

（２) 递归执行,算法简单,但效率不高，区域内每一像素都引起一次递归，进/出栈,费时费内存6、区域填充的扫描线算法法步骤:

1)首先填充种子点所在扫描线上的位于给定区域的一个区段

2）然后确定与这一区段相连通的上、下两条扫描线上位于给定区域内的区段，并依次保存下来。

3）反复这个过程，直到填充结束。

计算机图形学复习总结

一、名词解释： 1、计算机图形学：用计算机建立、存储、处理某个对象的模型，并根据模型产生该对象图形输出的有关理论、方法与技术，称为计算机图形学。 3、图形消隐：计算机为了反映真实的图形，把隐藏的部分从图中消除。 4、几何变换：几何变换的基本方法是把变换矩阵作为一个算子，作用到图形一系列顶点的位置矢量，从而得到这些顶点在几何变换后的新的顶点序列，连接新的顶点序列即可得到变换后的图形。 6、裁剪：识别图形在指定区域内和区域外的部分的过程称为裁剪算法，简称裁剪。 7、透视投影：空间任意一点的透视投影是投影中心与空间点构成的投影线与投影平面的交点。 8、投影变换：把三维物体变为二维图形表示的变换称为投影变换。 9、走样：在光栅显示器上绘制非水平且非垂直的直线或多边形边界时，或多或少会呈现锯齿状。这是由于直线或多边形边界在光栅显示器的对应图形都是由一系列相同亮度的离散像素构成的。这种用离散量表示连续量引起的失真，称为走样（aliasing ）。 10、反走样：用于减少和消除用离散量表示连续量引起的失真效果的技术，称为反走样。 二、问答题： 1、简述光栅扫描式图形显示器的基本原理。 光栅扫描式图形显示器(简称光栅显示器)是画点设备，可看作是一个点阵单元发生器，并可控制每个点阵单元的亮度，它不能直接从单元阵列中的—个可编地址的象素画一条直线到另一个可编地址的象素，只可能用尽可能靠近这条直线路径的象素点集来近似地表示这条直线。光栅扫描式图形显示器中采用了帧缓存，帧缓存中的信息经过数字／模拟转换，能在光栅显示器上产生图形。 2、分别写出平移、旋转以及缩放的变换矩阵。 平移变换矩阵：?????? ????? ???101000010 000 1z y x T T T （2分） 旋转变换矩阵： 绕X 轴????? ?? ?? ???-10 000cos sin 00sin cos 00001 θθθθ（2分） 绕Y 轴????? ???? ???-10 0cos 0sin 0010 0sin 0cos θθθθ（2分）

武汉大学计算机图形学复习知识点

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

计算机图形学主要知识点归纳

计算机图形学主要知识点归纳 第一章 计算机图形学是:研究怎么利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。 计算机图形学的研究对象是图形。构成图形的要素有两类:一类是几何要素(刻画图形状的点、线、面、体),另一类是非几何要素(反映物体表面属性或材质的明暗、灰度、色彩).。 计算机表示图和形常有两种方法:点阵法和参数法。

软件的标准:SGI等公司开发的OpenGL,微软开发的Direct X,Adobe的Postscript 等。 计算机辅助设计与制造(CAD/CAM) 计算机图形系统可以定义为计算机硬件、图形输入输出设备、计算机系统软件和图形软件的集合。 交互式计算机图形系统应具有计算、存储、对话、输入和输出等五方面的功能。 真实感图形的生成一般须经历场景造型、取景变换、视域裁剪、消除隐藏面及可见面光亮度计算等步骤。 虚拟现实系统又称虚拟现实环境,是指由计算机生成的一个实时三维空间。用户可以在其“自由地”运动,随意观察周围的景物,并可通过一些特殊的设备与虚拟物体进行交互操作。 科学计算可视化是指运用计算机图形学和图像处理技术,将科学计算过程及计算结果的数据转换为图形及图像在屏幕上显示出来并进行交互处理的理论、方法和技术。 第二章 鼠标器是用来产生相对位置。鼠标器按键数分为两种:MS型鼠标(双按键鼠标)和PC型鼠标(三按键鼠标)。 触摸屏也叫触摸板,分为:光学的红外线式触摸屏、电子的电阻式触摸屏和电容式触摸屏、声音的声波式触摸屏。

数据手套是由一系列检测手和手指运动的传感器的构成。来自手套的输入可以用来 给虚拟场景的对象定位或操纵该场景。 显示设备的另一个重要组成部分的是显示控制器。它是控制显示器件和图形处理、转换、信号传输的硬件部分,主要完成CRT的同步控制、刷新存储器的寻址、光标控制以及图形处理等功能。 阴极射线管CRT由电子枪、偏转系统及荧光屏3个基本部分组成。电子枪的主要功能是产生一个沿管轴(Z轴)方向前进的高速的细电子束(轰击荧光屏)。 光栅的枕形失真是由于同样的偏转角增量所造成的偏转距离增量的最大。 荧光粉的余辉特性是指这样一种性质:电子束轰击荧光粉时,荧光粉的分子受激而发光,当电子束的轰击停止后,荧光粉的光亮并非立即消失,而是按指数规律衰减,这种特性叫余辉特性。余辉时间定义为,从电子束停止轰击到发光亮度下降到初始值的1%所经历的时间。 CRT图形显示器分为:随机扫描的图形显示器,直视存储管图形显示器,光栅扫描的图形显示器。 目前常用的PC图形显示子系统主要由3个部件组成:帧缓冲存储器、显示控制器和一个ROM BIOS芯片。

考研计算机图形学知识点浓缩

考研计算机图形学知识点浓缩计算机图形学是计算机科学和数学的一个重要分支，研究如何使用 计算机生成、处理和显示图像。在考研中，计算机图形学是一个重要 的考点，涉及到的知识点非常丰富。本文将对考研计算机图形学的知 识点进行浓缩整理，以帮助考生更好地备考。 一、图形学基础知识 图形学基础知识是考研计算机图形学的基础，主要包括图形的表示 方法、颜色模型、坐标变换和曲线与曲面等内容。 1. 图形的表示方法 图形的表示方法主要包括点、线段和多边形。点是图形的基本单元，线段由两个点组成，多边形由多个线段组成。这些基本图形的表示方 法是计算机图形学中的基础。 2. 颜色模型 颜色模型是图形的另一个重要特征，常用的颜色模型有RGB模型 和CMYK模型。RGB模型是通过红、绿、蓝三个颜色通道的组合来表 示颜色，CMYK模型则是通过青、洋红、黄和黑色四个颜色通道的组 合来表示颜色。 3. 坐标变换

坐标变换是将一个图形从一个坐标系转换到另一个坐标系的过程，常见的坐标变换包括平移、旋转和缩放。这些坐标变换操作可以改变图形的位置、方向和大小。 4. 曲线与曲面 曲线与曲面是计算机图形学中的重要概念，常见的曲线有直线、二次曲线和三次贝塞尔曲线等。曲面则是曲线在三维空间中的推广，常见的曲面有球面、圆柱体和圆锥体等。 二、图形学渲染技术 图形学渲染技术是计算机图形学中的核心内容，主要包括光栅化、着色和阴影等技术。 1. 光栅化 光栅化是将图形从矢量形式转换为像素形式的过程，也是计算机图形学中最基本的操作。光栅化的过程包括扫描转换、裁剪和填充等操作。 2. 着色 着色是给图形添加颜色的过程，常见的着色方法有平直着色、Gouraud着色和Phong着色等。这些着色方法根据光照模型对图形进行颜色计算，使得图形看起来更加逼真。 3. 阴影

计算机图形学知识点总结

?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） 计算机图形学、数字图像处理和计算机视觉学科间的关系: ?近二十年中，国际标准化组织ISO已经批准和正在讨论的与计算机图形有关的标准有： GKS、GKS-3D、PHIGS、CGM、CGI、IGES、STEP。 第二章： 图形输入设备： ?键盘（keyboard） 键盘能用来进行屏幕坐标的输入、菜单选择、图形功能选择，以及输入那些如辅助图形显示的图片标记等非图形数据。 ?鼠标器（mouse） 当推动鼠标器在平面上移动时，鼠标将记录移动的方向和距离，这个方向和距离被传送给计算机，转换成对应的光标的位移。 ?光笔(light pen) ?触摸屏(touch screen) 当用手指或者小杆触摸屏幕时，触点位置便以光学的（红外线式触摸屏）、电子的（电阻式触摸屏和电容式触摸屏）或声音的（声音探测式）方式记录下来。 ?操纵杆(joystick)

操纵杆是由一根小的垂直杠杆组成的可摇动装置，该杠杆装配在一个其四周可移动的底座上用来控制屏幕光标。 ?跟踪球（Trackball）和空间球（Spaceball） ?数据手套(Data Glove) 是一种戴在手上的传感器，可以用来抓住“虚拟对象”，它由一系列检测手和手指运动的传感器构成，用来提供关于手的位置和方向的信息。 ?数字化仪(Digitizer) 用于在二维或三维的图形对象上扫描，以输入一系列二维或三维的坐标值。这些坐标值代表的坐标点，在系统中将以直线段或曲线段连接，以逼近图形对象的描绘曲线或表面形状?图像扫描仪(Scaner) 图像扫描仪可直接把图纸、图表、照片、广告画等输入到计算机中，在将它们传过一个光学扫描机构时，灰度或彩色等级被记录下来，并按图像方式进行存储。 ?声频输入系统 ?视频输入系统 图形显示设备： ?阴极射线管（CRT） CRT（Cathode Ray Tube）是一种真空器件，它利用电磁场产生高速的、经过聚焦的电子束，偏转到屏幕的不同位置轰击屏幕表面的荧光材料而产生可见图形。 CRT从结构上分为：电子枪、偏转系统、荧光屏。 ?彩色阴极射线管 三基色原则 主要结构：三色荧光屏、三支电子枪、荫罩板 ?CRT图形显示器 随机扫描的图形显示器 直视存储管图形显示器 光栅扫描的图形显示器 ?平板显示器 液晶显示器 等离子体显示板（Plasma Panel） 薄片光电显示器（Thin-Film Electroluminescent Display） 发光二极管（Liquid-Emitting Diode, LED） ?三维观察设备 从变焦距的柔性震动镜面反射CRT图像 显示具立体感的视图 ?利用不同的刷新周期交替地显示两视图； ?将屏幕分半； ?使用头盔式结构。 输出设备：图形显示器（CRT显示器、其他显示器）、图形硬件拷贝设备（绘图仪、图形打印机、其他设备）

计算机图形学全部知识点

第一讲 1. 计算机图形学的研究内容什么是计算机图形学? (1/2) 什么是计算机图形学? (2/2) 什么是交互式计算机图形学? (1/3) 什么是交互式计算机图形学? (2/3) 什么是交互式计算机图形学? (3/3) 基本概念——图形图形表示方法相关学科图像处理图像分析 2. 图形学发展历史计算机图形学的发展历史现代计算机图形学的发展硬件的对比现代计算机图形学的发展模型与渲染交互式图形学的概念框架图形库 3. 图形学应用领域图形学的应用设计信息显示仿真Virtual Reality 用户界面超媒体用户界面 4. 相关知识软件兼容性和图形标准官方标准APIs 的嵌入标准典型的图形系统好的图形需要什么? ( 1/2 ) 好的图形需要什么? (2/2 ) ACM SIGGRAP会议 资料查询作业 第二讲数字图像基础 1. 基础概念计算机图形系统例子：一个简单程序( P23 code ) 图形系统的概念框架 图形处理器 Render farms 光栅&像素 像素( Pixel )着色

叮叮小文库顶点 顶点（Vertex ）着色 扫描线刷新频率分辨率例子 纵横比 2. 图形输入设备 输入设备3D输入设备图形输入设备 3. 图形输出设备图形输出设备硬拷贝设 备 3D图形设备 CRT显示器彩色CRTs 局限性 液晶显示器（Liquid Crystal Displays） LCDs 光栅显示光栅显示器内存映射显存 （帧缓冲存储器）显存大小的计算 Avatar弓I发的3D浪潮（前沿） 三维电视问题提出 3D显示技术原理 技术手段？ 立体显示技术分类 问题？ MIT “第六感” 涉及的技术 4. 图形文件图形文件 点阵图形及其表示参数图形及其表示作 业 第三讲（第四章）扫描转换 3.1扫描转换直线直线的扫描转换寻找 下一个像素 数字微分法（DDA P35 DDA算法 DDA算法实例 DDA算法Bresenham画线算法 竖直距离 Bresenham画线算法 Bresenham算法实例Bresenham画线算 法 3.2圆的扫描转换圆的扫描转换 圆的扫描转换（正负法） 圆的扫描转换（中点法） 圆的扫描转换 中点画圆实例圆的扫描转换 圆的扫描转换（Bresenham算法）3.3 椭圆的扫描转换

「计算机图形学知识点」

1、计算机图形系统 硬件：图形输入、处理、显示、存储、输出等设备 软件：图形生成、显示、处理算法以及图形数据存储、交换格式等 2、硬件设备的发展:图形显示器是计算机图形学中的关键设备 画线显示器——存储管式显示器——刷新式光栅扫描显示器——液晶显示器和等离子显示器 3、随机扫描显示器：(由电子束的随机运动产生光点）随机扫描方式指屏幕上的图形是按矢量线段一 笔一笔画出的，其顺序完全按用户的绘图指令来决定。又称为画线式显示器、矢量式显示器存储管式显示器：【特点】不需刷新,价格较低，缺点是不具有动态修改图形功能，不适合交互式液晶显示器：体积小，辐射弱等 离子显示器：平板式、透明。显示图形无锯齿现象;不需要刷新缓冲存储器。 4、输入设备:将各种形式的信息转换成适宜计算机处理的形式 图形输入设备从逻辑上分为6种: 定位(Ｌoｃator)、笔划(Stroｋe)、数值(Valuaｔor)、选择(Chｏice)、拾取(Piｃk)、字符串（String）5、计算机图形学算法研究的发展：1）光栅扫描图形生成;2）图形变换;３）真实感图形生成； 4）几何建模;5)曲线与曲面生成算法;６)图形学应用算法计算机图形学的应用领域:图形用户界面、计算机辅助设计与制造(CAD／ＣAM) 、科学计算可视化、 地理信息系统、娱乐、计算机艺术、虚拟现实、逆向工程 6、计算机图形:计算机图形是通过计算机利用算法在专用显示设备上设计和构造出来的。 7、计算机视觉与模式识别:图形学的逆过程，分析和识别输入的图像并从中提取二维或三维的数据模 型（特征）。手写体识别、机器视觉。 8、逆向工程：也称反求工程、反向工程)是一种现代化新产品开发技术，解决了由产品实物模型到产 品数字模型,进而作修改和详细设计，快速开发出新产品的过程，为现代设计方法和快速原型制造等提供了技术支持。 9、计算机图形学研究的内容:图形的输入、表示（存储)、处理、显示与输出。 １、图形显示设备：是一个画点设备。可以把光栅图形显示器看成许多离散点组成的矩阵,每个点都可以发光 2、帧缓冲存储器：是一大块连续存储空间作用：存放画面的数字信息。 说明：①帧缓冲存储器即通常所说的显存。帧缓冲存储器中单元的数目与显示器上像素的数目相同,单元与像素一一对应，各单元的数值决定了其对应的像素的颜色。 ②通常的显示卡所包含的主要部件即为视频控制器与帧缓冲存储器。视频控制器是负责刷新的部件, 它建立了帧缓冲存储器单元与屏幕像素之间的一一对应。 3、位平面：光栅中的每个像素在帧缓冲存储器中至少要有1位(ｂit），每个像素一位的存储容量称为 位平面(ｂiｔplaｎe)。 说明:①画面就是由帧缓冲器中的这些位信息组成的。由于一个二进制位只有两个状态,所以单独一个位平面只能产生黑白(单色)显示。 ②由于帧缓冲器是数字设备,而光栅显示器是模拟设备,所以将帧缓冲器中的信息读出并在光栅CRT 显示器上显示时需要将数字量转换成模拟量。这个工作由数模转换器(DＡC)完成。帧缓冲存储器中的每一个像素，只有在读出并转换为模拟量以后才能显示在荧光屏上。 如果增加帧缓冲存储器的位平面数，光栅显示器就可以表示彩色或不同的灰度级。 4、光栅化：把物体的数学描述以及与物体相关的颜色信息转换为屏幕上的像素的过程。 5、计算机图形软件的分类：通用编程软件包和专业应用图形软件包 几何造型平台:ACＩS和Parasolid

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。

知识点归纳 计算机图形学中的几何变换与渲染算法

知识点归纳计算机图形学中的几何变换与渲 染算法 计算机图形学是一门研究计算机如何生成、处理和显示视觉图像的 学科。在计算机图形学中，几何变换和渲染算法是非常重要的知识点。几何变换用于改变图像的位置、大小和形状，而渲染算法则用于模拟 光线在物体表面的传播和交互，以生成逼真的图像。本文将对计算机 图形学中的几何变换与渲染算法进行归纳总结。 一、几何变换 几何变换是指通过对图形的顶点进行一系列坐标变换，从而改变图 形的位置、大小和形状。常见的几何变换包括平移、旋转、缩放和镜 像等。 1. 平移 平移是指将图形沿着给定的方向移动一定的距离。平移操作只涉及 改变图形的位置而不改变其大小和形状。平移的数学表示为：x' = x + dx y' = y + dy 其中，(x, y)是原始图形的坐标，(x', y')是平移后的坐标，dx和dy 分别是沿x轴和y轴的平移距离。 2. 旋转

旋转是指将图形围绕某个旋转中心按照一定角度进行旋转。旋转操 作可以改变图形的位置和形状，但不改变其大小。旋转的数学表示为：x' = x * cosθ - y * sinθ y' = x * sinθ + y * cosθ 其中，(x, y)是原始图形的坐标，(x', y')是旋转后的坐标，θ是旋转 角度。 3. 缩放 缩放是指改变图形的大小，使其比例因子按照一定比例增大或减小。缩放操作可以同时改变图形的大小和形状，但不改变其位置。缩放的 数学表示为： x' = x * sx y' = y * sy 其中，(x, y)是原始图形的坐标，(x', y')是缩放后的坐标，sx和sy分 别为沿x轴和y轴的缩放因子。 4. 镜像 镜像是指将图形关于某个镜像轴进行对称。镜像操作可以改变图形 的位置和形状，但不改变其大小。镜像的数学表示为： x' = -x y' = y 其中，(x, y)是原始图形的坐标，(x', y')是镜像后的坐标。

计算机设计基本知识点总结

计算机设计基本知识点总结 计算机设计是现代社会中一项重要的技术领域，在各行各业中都得 到广泛应用。掌握计算机设计的基本知识点对于提高工作效率和实现 创意设计至关重要。本文将对计算机设计的基本知识点进行总结和介绍。 一、计算机图形学基础知识 计算机图形学是计算机设计的基础，它研究如何使用计算机来生成、显示和处理图像。常见的计算机图形学基础知识包括： 1. 坐标系和坐标变换：二维和三维坐标系的概念，坐标变换的原理 和应用。 2. 图形的表示方法：点、线、面的表示方法，如何用数学模型来表 示和处理图形。 3. 图形渲染技术：计算机图形的显示和渲染方法，包括线框图、填 充算法、光照和阴影效果等。 4. 三维几何变换：平移、旋转、缩放等几何变换的原理和应用。 二、计算机辅助设计（CAD）知识 计算机辅助设计是指借助计算机来辅助完成设计工作。常见的 CAD知识点包括： 1. CAD软件的使用：熟悉CAD软件的界面和基本操作，掌握绘图、编辑、尺寸标注等基本功能。

2. CAD绘图规范：了解CAD绘图的规范和标准，包括线型、线宽、图层管理、尺寸标注等。 3. CAD图形编辑技巧：学会使用CAD软件的编辑工具，实现图形 的修改和变换。 4. CAD三维建模：掌握CAD软件的三维建模功能，了解常用的建 模方法和技巧。 三、平面设计基础知识 平面设计是一种以二维空间为基础，使用文字、符号、图片等元素 进行视觉表达的设计形式。常见的平面设计基础知识包括： 1. 色彩理论：掌握色彩的基本原理，了解不同色彩的搭配和运用。 2. 字体设计：了解不同字体的特点和分类，掌握字体在设计中的运用。 3. 排版设计：了解排版的基本原则，学会合理安排文字和图片的位 置和比例。 4. 图片处理：学会使用图片处理软件，掌握调整、修饰和优化图片 的技巧。 四、交互设计基础知识 交互设计是指通过设计来提供用户友好的界面和良好的用户体验。 常见的交互设计基础知识包括：

《计算机图形学》考试复习资料

《计算机图形学》考试复习资料 计算机图形学是一门涉及计算机、图形、视觉、显示等多学科交叉的学科，是计算机科学的重要组成部分。在计算机图形学中，我们研究如何利用计算机技术来生成、处理和显示图形，包括二维图形、三维图形以及动态的计算机生成图形。下面，我们将根据计算机图形学的一些重要知识点进行深入讲解，帮助大家更好地备战考试。 1、基本概念 计算机图形学的基本概念包括矢量图形和位图图形。矢量图形是由线条和曲线组成的图形，采用数学方程式描述图形对象，具有文件小、缩放无失真等优点。位图图形则是由像素点组成的图像，文件较大，缩放时会出现失真现象。 2、图形软件 常用的图形软件包括Adobe Photoshop、CorelDraw、AutoCAD等。这些软件可以用来进行图像编辑、矢量绘图、3D建模等多种操作。在考试中，可能会涉及到这些软件的基本操作和相关功能。 3、图形的变换与组合 计算机图形学中，图形的变换与组合是重要的知识点。其中包括平移、旋转、缩放、剪切、投影等基本变换方式。而组合则是将多个基本图形组合成一个复杂的图形。在考试中，可能会涉及到这些变换与组合

的基本操作和实现方法。 4、曲线与曲面 曲线与曲面是计算机图形学中的重要知识点。其中，曲线可以采用参数形式表示，如三次贝塞尔曲线等；而曲面则可以采用多个平面的拼接或者函数形式表示，如平面、球面、旋转曲面等。在考试中，可能会涉及到这些曲线与曲面的基本概念和实际应用。 5、纹理映射 纹理映射是计算机图形学中用来给物体表面添加细节的一种技术。在实际应用中，纹理映射可以用来提高图形的逼真度，增强视觉效果。在考试中，可能会涉及到纹理映射的基本概念和实现方法。 6、光照模型与着色 计算机图形学中，光照模型与着色是用来模拟真实光线反射和传播的过程，以达到逼真的视觉效果。光照模型包括环境光、漫反射、镜面反射等；着色则包括颜色模型、纹理贴图、光照效果等。在考试中，可能会涉及到这些基本概念和实际应用。 7、图像处理与图像格式 计算机图形学中，图像处理是用来对图像进行滤波、锐化、压缩等操作的技术；而图像格式则包括常见的BMP、JPEG、PNG等格式，每种

知识点归纳 计算机图形学中的图像处理与三维建模

知识点归纳计算机图形学中的图像处理与三 维建模 知识点归纳-计算机图形学中的图像处理与三维建模 计算机图形学是计算机科学的一个重要领域，涉及到图像处理和三维建模等各种技术。图像处理是指对数字图像进行各种操作和处理的过程，而三维建模则是构建虚拟三维对象的过程。本文将就计算机图形学中的图像处理与三维建模进行归纳。 一、图像处理 图像处理是图形学的重要分支，广泛应用于医学影像、数字媒体、电影特效等领域。图像处理主要包括以下几个方面的内容： 1.图像获取 图像获取是指通过各种传感器或设备获取到的现实世界中的图像数据，比如从摄像头获取实时视频数据或从扫描仪中获取扫描图像。图像获取的质量和方式对后续的图像处理有着重要影响。 2.图像增强 图像增强是对采集到的图像进行增强和改进的过程，以使图像更加清晰、鲜艳或易于分析。常见的图像增强方法包括直方图均衡化、对比度增强、锐化等。 3.图像滤波

图像滤波涉及到对图像进行平滑或增强的操作。常见的滤波器包括 线性滤波器（如平均滤波器和高斯滤波器）和非线性滤波器（如中值 滤波器和双边滤波器）等。 4.图像变换 图像变换是指对图像进行几何变换或颜色变换的操作。常见的图像 变换包括旋转、缩放、镜像、灰度变换和色彩空间转换等。 5.图像分割与特征提取 图像分割是将图像分成若干个不同的区域的过程，常见的图像分割 方法有阈值分割、边缘检测和区域生长等。特征提取则是对图像中的 感兴趣的目标进行描述和提取，以用于图像识别或分类等任务。 二、三维建模 三维建模是计算机图形学中重要的内容，用于构建虚拟的三维对象，如建筑、汽车、人物等。三维建模主要包括以下几个方面的内容： 1.几何建模 几何建模是指通过控制点、线和面等基本几何元素来描述三维对象 的形状和结构。常见的几何建模方法有网格模型、贝塞尔曲线和NURBS曲面等。 2.纹理映射

计算机图形学-知识点

一,填空 1.构成图形的要素包括（）和（）,在 计算机表示图形的方法有两种,他们是（）和（）. 2.填充一个特定区域,其属性选择包括（）, （）和（）. 3.平行投影根据（）可以分为（）投影 和（）投影. 4.字符的图形表示可以分为（）和（） 两种形式. 5.计算机中表示带有颜色及形状信息的图和形常用（）和参数法, 其中用参数法描述的图形称为（）,用（）描述的图形称为（）. 6.文字裁减的方法包括（）,（）和 （）。 7.平面几何投影根据（）可以分为（） 和（）. 二,名词解释 1.什么是光点什么是象素点什么是显示器的分辨率 2.扫描线，水平回扫期，垂直回扫期，查色表，帧缓冲器容量，刷新，刷新频率，扫描转 换 3.图像，图形:，像素点:，混淆: 4.直线线宽的处理方式，线型控制方法 5.区域填充，4连通区域，8连通区域:，四连通区域与八连通区域有什么区别 6.视区，齐次坐标，固定坐标系与活动坐标系 7.投影中心，投影面，投影线，观察坐标系，观察参考点，投影参考点，观察空间，灭点， 主灭点，规范视见体 8.投影变换，透视投影 9.构成图形的要素，在计算机中如何表示它们 10.明度，亮度，饱和度，计算机图形显示器和绘图设备表示颜色的方法各是什么颜色模型 （rgb模型、cmy模型、hsv模型的定义、应用场合）？ 扫描转换： 1.扫描转换直线段的方法有哪些？画圆弧的算法有哪几种？ 2.直线段的DDA算法、中点算法的基本原理 3.圆弧和椭圆弧的中点算法 4.直线的中点算法较DDA算法的优点 5.生成圆弧的正负法 扫描转换多边形： 1.扫描转换多边形的各种算法 a)逐点判断算法：原理 b)扫描线算法：原理，应用 c)边缘填充算法：原理 2.扫描转换扇形区域：原理 3.区域填充：原理

成都理工大学——计算机图形学复习提纲.docx

计算机图形学复习提纲 1. 计算机图形学的概念；构成图形的要素； 计算机图形学研究利用计算机來显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。 图形耍素：儿何要素和非儿何耍素，前者是点线面，厉者是其属性。 2. 计算机图形学，数字图像处理和计算机视觉各自研究的内容和关系； 计算机图形学（CG ）试图从非•图象形式的数据描述來生成（逼真的）图象。 数字图彖处理（Digital Image Proccssing ）旨在对图象进行各种加工以改善图彖的视觉效果。 计算机视觉（Computer Vision ）是研究用计算机來模拟工物外显或宏观视觉功能的科学和技术。 各学科Z 间的关系： 3. 计算机图形学的基本任务； 计算机图形学的基木任务：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小的图行处理问题。 图形输出设备 ▼J +01 八 t i 图形输入设备j 计算机图形系统的功能 5. 图形软件的组成及各部分的内容； 图形应用数据结构、图形应用软件、图形支撑软件 6. 阴极射线管的组成及各部分的功能；为什么会产生失真及矫正的方法； 阴极射线管由电了枪、偏转系统和荧光屏组成。 电子枪的主要功能是产生一个沿管轴（Z 轴）方向前进的高速的细电子束，用于轰击荧 光屏； 偏转系统的功能是使荧光屏上所有位置显示图形及字符； CRT 荧光屏的功能是显示图形和字符。 4. 计算机图形系统都冇哪些功能; 显小器 F --------- ； 数据库

枕形失真：当偏转线圈的匝数一定时，偏转电流I与偏转角的」E弦成止比。只冇在偏转角很小时，偏转角与偏转电流之间才成直线性关系。由于荧光屏四角距屮心最远，偏转角较大，同样的偏转电流增量所造成的偏转距离增量最大。 7.彩色阴极射线管的工作原理； &光栅扫描图形显示器的原理； 9.液品显示器的工作原理； 10.论述绘制流水线的基本结构； 11.几个基木概念:分辨率（包括：屏幕分辨率、显示分辨率和存储分辨率）、像素和帧缓 存（组合像素法、颜色位面法和颜色查找表）； 12.OpenGL的主要功能 13.OpenGL的儿个基本库和功能； 14.常见的逻辑设备有哪些？为什么耍定义逻辑设备？ 15.输入模式有哪些？并阐述各自的工作原理。 16.在计算机图形学中，什么是图形牛成？ 17.试分析中点Bresenham算法在働直线、园和椭圆的基本思想和界同。推导误差项。 1&什么是多边形的扫描转化？ 19.x■扫描线算法的基本思想是什么？如何解决扫面线与多边形的交点是奇数的问题？ 20.试描述边缘填充算法的基本思想和算法的基木过程。 21.区域填充处法中的边界填充处法的基木思想和处法的基木步骤。并描述其改进算法（沿 扫描线填充水平像素段代替处理4-邻接点和弘邻接点）的栈的变化过程（如：图5-35）。 22.字符的表示形式及各自的特点。 23.什么是走样及走样的根本原因。什么是反走样及常见的反走样算法有哪些？ 24.常见的几何变换有哪些？ 25.写出二维平移、旋转、对称和错切变换的变换矩阵。 26.写出二维复合平移、复合旋转和复合错切变换的变换矩阵。 27.相对任意参考点的二维几何变换的过程； 2&相对任意方向的二维几何变换的过程； 29.用文字和图描述如何在二维空间进行坐标系之间的变换。 3（）.名称解露：用户坐标系、观察坐标系、规格化设备坐标系和设备坐标系。 31.如何在二维空间中进行点的裁剪。 32.Cohen-Sutherland算法的基本思想。 33.描述Sutherland-Hdgeman多边形裁剪算法的基本思想。（图6-31） 34.描述Weiler-Atherton多边形裁剪的基本思想。（图6-34） 35.常见的文字裁剪的策略有哪些？ 36.列出三维基本儿何变换的的变换短阵。 37.如何进行相对于任一参考点的三维变换。 3&如何进行绕任意轴的三维旋转变换。 39.如何绘制三视图。

图形的转换知识点

图形的转换知识点 图形的转换是计算机图形学中的一个重要概念。在图形学中，我们使用数学方 法来描述和操作图形。通过一系列的转换操作，我们可以改变图形的位置、大小、方向和形状。本文将介绍一些常见的图形转换知识点，并提供逐步的思考过程。 1.平移（Translation）平移是一种简单的图形转换，它将图形沿着指 定的向量移动。平移操作可以通过将图形的每个顶点坐标增加一个固定的平移向量来实现。例如，如果我们要将一个三角形向右平移5个单位，我们可以 将三角形的每个顶点的x坐标加上5。 2.缩放（Scaling）缩放是一种改变图形大小的转换。它可以通过将图 形的每个顶点坐标乘以一个缩放因子来实现。如果缩放因子大于1，图形将被放大；如果缩放因子小于1，图形将被缩小。需要注意的是，缩放操作会改变图形的比例关系。 3.旋转（Rotation）旋转是一种改变图形方向的转换。它可以通过将图 形的每个顶点坐标绕一个旋转中心点按照一定角度进行旋转来实现。旋转角度可以用弧度或角度来表示，正值表示顺时针旋转，负值表示逆时针旋转。 4.对称（Reflection）对称是一种改变图形位置关系的转换。它可以通 过将图形的每个顶点坐标按照某条轴进行镜像来实现。例如，关于x轴对称 意味着将图形的每个点的y坐标取负值。 5.剪切（Shearing）剪切是一种改变图形形状的转换。它可以通过将图 形的每个顶点坐标按照一定的比例进行偏移来实现。剪切操作可以用来实现图形的错切、斜拉等效果。 综上所述，图形的转换是计算机图形学中的重要概念。我们可以通过平移、缩放、旋转、对称和剪切等操作来改变图形的位置、大小、方向和形状。这些转换操作可以通过数学方法来实现，对于计算机图形学的学习和应用都具有重要意义。 希望通过本文的介绍和思考过程，读者能够对图形的转换知识点有所了解。在 实际应用中，我们可以利用这些知识来实现各种有趣的图形效果和动画效果。无论是游戏开发、计算机动画还是虚拟现实等领域，图形的转换都起着至关重要的作用。因此，深入理解和掌握图形的转换知识点对于计算机图形学的学习和应用都是非常有益的。

「计算机图形学试题整合版」

一、名词解释 １．图形：能够在人们视觉系统中形成视觉印象的对象称为图形,包括自然景物和人工绘图。 2．像素图:点阵法列举图形中的所有点。用点阵法描述的图形称为像素图。 3.参数图：参数法描述图形的形状参数和属性参数。用参数法描述的图形称为参数图。 ４．扫描线:在光栅扫描显示器中,电子枪扫过的一行称为一条扫描线。 5．构造实体几何表示法:用简单的实体(也称为体素）通过集合运算组合成所需的物体的方法称为构造实体几何表示法。 6．投影:投影是从高维（物体）空间到低维(投影)空间的一种映射 ７．参数向量方程：参数向量方程是包含参数和向量的方程。 8．自由曲线:形状比较复杂、不能用二次方程来表示的曲线称为自由曲线，通常以三次参数方程来表示。 9.曲线拟合:给定一个点列，用该点列来构造曲线的方法称为曲线拟合。 １0．曲线插值:已知曲线上的一个点列，求曲线上的其他点的方法称为曲线插值。 １１．区域填充:根据像素的属性值、边或顶点的简单描述，生成区域的过程称为区域填充。 １２.扫描转换:在矢量图形中,多边形用顶点序列来表示，为了在光栅显示器或打印机等设备上显示多边形,必须把它转换为点阵表示。这种转换称为扫描转换。 二、填空 1.齐次坐标表示就是用n＋1维向量表示n维向量。 2.用于减少或克服在“光栅图形显示器上绘制直线、多边形等连续图形时，由离散量表示 连续量引起的失真”的技术叫反走样。 3.平行投影根据投射线和投影面之间的角度可以分为正投影和斜 投影。 4.构成图形的要素包括几何要素和非几何要素，在计算机中通常用采用两种方法 来表示图形,他们是点阵法和参数法。 5.平面几何投影根据投影中心与投影面的距离可以分为平行投影和透视投影。 6.填充一个特定区域，其属性选择包括、和。 7.计算机中表示带有颜色及形状信息的图和形常用点阵法和参数法,其中用参数 法描述的图形称为图形，用点阵法描述的图形称为图像。 8.按所构造的图形对象来划分,可以分为规则对象和不规则对象。 9.字符的图形表示可以分为矢量字符和点阵字符两种形式。

知识点归纳 计算机图形学中的光线跟踪与实时渲染

知识点归纳计算机图形学中的光线跟踪与实 时渲染 在计算机图形学领域，光线跟踪（Ray Tracing）和实时渲染（Real-time Rendering）是两个重要的知识点。本文将对这两个知识点进行归 纳和综合，探讨它们的原理、应用以及未来的发展趋势。 一、光线跟踪 光线跟踪是一种用于模拟光在场景中传播的技术。它通过追踪光线 在场景中的传播路径，计算光线与物体的相交点，从而模拟光线与物 体的相互作用过程。光线跟踪算法具有较高的真实感和精度，可以生 成逼真的图像。 1. 光线跟踪的原理 光线跟踪的原理可以简单地描述为：从相机发射一条射线（光线） 到场景中，通过与场景中的物体相交来计算该点的颜色。当相机发射 的光线与物体相交时，可以计算交点处的颜色值，然后通过反射、折 射等操作来计算下一条光线的路径，直到达到终止条件。 2. 光线跟踪的应用 光线跟踪在许多领域有着广泛的应用。在计算机图形学中，光线跟 踪可以用于生成逼真的三维图像，用于电影制作、游戏开发等领域。 在工程设计领域，光线跟踪可以模拟光线的传播和反射，用于室内照 明设计、汽车灯光设计等。此外，光线跟踪还可以应用于科学研究中，如天体物理学中对光的传播和反射的模拟。

3. 光线跟踪的发展趋势 随着计算机硬件和算法的不断发展，光线跟踪技术在实时渲染方面 取得了突破。目前的光线跟踪算法已经可以在实时场景中进行渲染， 并且具备了一定的真实感和交互性。未来，随着硬件性能的提升和算 法的优化，光线跟踪技术有望在游戏、虚拟现实等领域得到更广泛的 应用。 二、实时渲染 实时渲染是一种能够在计算机上实时生成和渲染图像的技术。与光 线跟踪不同，实时渲染更注重图像的实时生成和渲染速度，通常用于 要求实时交互的场景，如游戏和虚拟现实。 1. 实时渲染的原理 实时渲染的原理可以简单描述为：通过将三维模型转化为二维图像，并且将其进行光照处理、纹理映射等操作，最终生成最终的图像。在 实时渲染中，通常采用的渲染算法有光栅化（Rasterization）和光照模 型（Lighting Model）等。 2. 实时渲染的应用 实时渲染技术被广泛应用于游戏开发、虚拟现实、影视特效等领域。在游戏开发中，实时渲染可以实时生成和渲染游戏场景，并通过动态 光照、阴影等效果增强游戏的真实感。在虚拟现实中，实时渲染可以 实时生成和渲染虚拟世界，使用户感受到身临其境的沉浸式体验。在

计算机图形学--实验二---基本图形

实验二基本图形（元）生成技术（一） 直线生成算法 一、实验目的 在一个图形系统中，基本图形（也称为图元、图素等）的生成技术是最基本的，任何复杂的图形都是由基本图形组成的，基本图形生成的质量直接影响该图形系统绘图的质量。所以，需要设计出精确的基本图形生成算法，以确保图形系统绘图的精确性。本次实验的目的就是验证直线生成的三种扫描算法，并要求对基本算法进行扩充和改进，包括：利用Visual C++实现三种直线生成算法，验证算法的正确性； 二、实验任务 1．理解三种直线生成算法思想，写出实现程序； 2．添加鼠标功能，实现交互式画直线程序； 3．将10个像素作为步距单位，编出Bresenham算法的示例。 三、基本知识和实验步骤 任务一：实现DDA画线程序 实验步骤： 1．建立一个DDALine的工程文件； 2．添加ddaline()成员函数 方法：在工作区中选择CLASSVIEW类窗口，右击CDDAlineView类，选择“add member function…”，定义如下的成员函数： void ddaline(CDC* pDC,int x0,int y0,int x1,int y1,COLORREF color); 3．编写自定义的成员函数ddaline()程序 void CDDALineView::ddaline(CDC* pDC, int x0, int y0, int x1, int y1, COLORREF color) { int length,i; float x,y,dx,dy; length=abs(x1-x0); if (abs(y1-y0)>length) length=abs(y1-y0); dx=(x1-x0)/length; dy=(y1-y0)/length; x=x0+0.5;y=y0+0.5; for (i=1;i<=length;i++) {

计算机图形学第五章图形变换

第五章图形变换 重 点：掌握二维几何变换、二维观察变换、三维几何变换以及三维观察变换。 难 点：理解常用的平移、比例、旋转变换，特别是复合变换。 课时安排：授课4学时。 图形变换包括二维几何变换， 二维观察变换，三维几何变换和三维观察变换。 为了能使各种 几何变换（平移、旋转、比例等）以相同的矩阵形式表示，从而统一使用矩阵乘法运算来实现变 换的组合，现都采用齐次坐标系来表示各种变换。 有齐次坐标系 齐次坐标系： n 维空间中的物体可用 n+1维齐次坐标空间来表示。例如二维空间直线 ax+by+c=O ，在齐次空间成为 aX+bY+cW=0 ，以X 、Y 和W 为三维变量，构成没有常数项的 三维平面（因此得名齐次空间）。点P （x 、y ）在齐次坐标系中用 P （wx,wy,w ）表示，其中 W 是不为 零的比例系数。所以从 n 维的通常空间到 n+1维的齐次空间变换是一到多的变换，而其反变换 是多到一的变换。例如齐次空间点 P （X 、Y 、W ）对应的笛卡尔坐标是 x=X/W 和y=Y/W 。将通 一地用矩阵乘法来实现变换的组合。 常笛卡尔坐标用齐次坐标表示时， W 的值取1。 采用齐次坐标系可以将平移、 比例、旋转这三种基本变换都以相同的矩阵形式来表示, 并统

齐次坐标系在三维透视变换中有更重要的作用, 示形 它使非线形变换也能采用线形变换的矩阵表式。

图形变换 平移变换图示 如图所示，它使图形移动位置。新图 p'的每一图元点是原图形 p 中每个图元点在 向分别移动Tx 和Ty 产生，所以对应点之间的坐标值满足关系式 x'=x+Tx y'=y+Ty 可利用矩阵形式表示成： [x' y' ] = : x y ] + : Tx Ty ] 简记为：P'= P+T , T= : Tx Ty ］是平移变换矩阵（行向量） 二堆几何变换1 1二维观察变換 三维几诃变换 平移变换 比例变换 陡转变换 对称变换 错切变换 仿肘变换 复合变换 平移变换 比例变换 旋转变换 绕空间任意轴離转 对称变换 蜡切变 换 三维观察变 5.1二维几何变换 二维几何变换就是在平面上对二维点的坐标进行变换，从而形成新的坐标。 二维几何变换主要包括： 平移、比例、旋转、对称、错切、仿射和复合变换。 5.1.1 二维平移变换