计算机图形学内容总结.docx

《计算机图形学》内容摘要
图形设备、系统和应用
计算机图形学及其相关概念
学科发展历史
计算机图形学的应用
用户接口、计算机辅助设计与制造、娱乐、计算机辅助绘图、计算机辅助教学、科学计算可视化、计算机艺术
计算机图形系统（硬件部分）
计算机图形系统：
计算机硬件+图形输入输出设备+计算机系统软件+图形软件；计算机图形系统的五大功能：图形输入、图形计算、图形交互、图形输出、图形存储；
六种逻辑输入设备：定位设备、笔画设备、定值设备、字符串设备、选择设备、拾取设备。
CRT基本部件：电子枪、聚焦系统、加速阳极、偏转系统、荧光屏；
屏幕分辨率及光点的定义；帧缓冲区容量的计算
图形工作站与虚拟现实系统
计算机图形的标准化和窗口系统（图形系统软件部分）
图形软件类型
通用编程软件包和专用应用软件包、通用图形软件包的功能：属性描述、几何变换、观察变换、交互输入、控制操作
坐标表示
建模坐标、世界坐标系、规范化坐标系和设备坐标系的定义和关系；
图形标准
ISO&ANSI定义的图形标准：GKS、PHIGS、CGI、CGM
窗口系统
交互技术与用户接口
用户接口的常用形式
子程序库、专用语言、交互命令
交互设备、交互任务和交互技术：基本的交互任务有哪些
交互设备有六种；交互设备、交互任务和交互技术之间的关系；
输入控制
输入模式：请求模式、取样模式、事件模式
如何构造一个交互系统
用户接口设计的手段：显示屏幕的有效利用、反馈、一致性原则、减少记忆量、回退和出错处理、联机帮助、视觉效果设计、适应不同的用户；
基本交互绘图技术：回显、约束、网格、引力域、橡皮筋技术、草拟技术、拖动、旋转、变形
基本图形生成算法
图形扫描转换的定义；
直线的扫描转换：DDA画线法、中点画线法、Bresenham画线法；
圆的扫描转换：中点画圆法、Bresenham画圆法；
椭圆的扫描转换：中点画椭圆法；
多边形的扫描转换与区域填充：（1）扫描线填充算法：扫描线多边形填充算法；（2）递归填充：边界填充算法、泛填充算法；（4-连通/8-连通）
2D裁剪：（1）直线段：Cohen-Sutherland算法、Liang-Barsky算法；（2）多边形：Sutherland-Hodgeman多边形裁剪算法；
字符的处理
字库分为点阵式/矢量式
线形处理、线宽处理、线帽：方帽、突方帽、圆帽
属性处理
反走样
走样：用离散量表示连续量引起的失真
常见的走样现象：
（1）光栅图形产生的阶梯形边界；
（2）图形细节失真；
（3）狭小图形的遗失与动态图形的闪烁：在动画序列中时隐时现，产生闪烁。
反走样方法：提高分辨率、简单区域取样、加权区域取样。
二维变换和二维观察
基本变换及变换矩阵
平移

旋转

变比

复合变换
连续平移是可加的

连续旋转是可加的
连续缩放操作是可乘的
前三个基本变换是针对原点和X,Y轴的。
通用基准点变换

通用方向变换
3.2D其他变换
对称（反射）
关于X、Y、坐标原点、y=x、y=-x
错切
4.2D观察
窗口到视区的变换

三维变换和三维观察
1．3D变换
（1）3D平移

（2）3D变比

(3)3D旋转

（4）通用3D旋转

（5）3D反射（对称）

（6）错切

（7）3D复合变换
2．3D观察
投影变换：

透视投影变换矩阵