計(jì)算機(jī)圖形學(xué)復(fù)習(xí)資料

1、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)復(fù)習(xí)資料第一章1 圖形學(xué)定義 圖形學(xué)定義ISO 的定義：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是研究怎樣利用計(jì)算機(jī)表示、生成、處理和顯示圖形的原理、算法、方法和技術(shù)的一門學(xué)科。通俗定義：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)以表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界中的對(duì)象及景物為主要目標(biāo)，其核心是解決如何用圖形方式作為人和計(jì)算機(jī)之間傳遞信息的手段，即人機(jī)界面問題。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究對(duì)象——圖形。圖形是從客觀世界物體中抽象出來的帶有顏色及形狀信息的圖和形。圖形的構(gòu)成要素：幾何要素：點(diǎn)、線、面、體等描述對(duì)

2、象的輪廓、形狀。非幾何要素：描述對(duì)象的顏色、材質(zhì)等。圖形的表示方法：點(diǎn)陣法：枚舉出圖形中所有點(diǎn)(簡(jiǎn)稱圖像)。參數(shù)法：由圖形的形狀參數(shù)(簡(jiǎn)稱圖形)。2 圖形與圖像 圖形與圖像圖像：狹義上又稱為點(diǎn)陣圖或位圖圖像。圖像是指整個(gè)顯示平面以二維矩陣表示，矩陣的每一點(diǎn)稱為一個(gè)像素，由像素點(diǎn)所取亮度或顏色值不同所構(gòu)成的二維畫面。特點(diǎn)：A 文件所占的空間大。B 位圖放大到一定的倍數(shù)后會(huì)產(chǎn)生鋸齒。C 位圖圖像在表現(xiàn)色彩、色調(diào)方面的效果比矢量圖更加優(yōu)越。圖

3、形：狹義上又稱為矢量圖形或參數(shù)圖形。按照數(shù)學(xué)方法定義的線條和曲線組成，含有幾何屬性?；蛘哒f更強(qiáng)調(diào)場(chǎng)景的幾何表示，是由場(chǎng)景的幾何模型和景物的物理屬性共同組成的。特點(diǎn)：A 文件小。B 可采取高分辨印刷。C 圖形可以無限縮放。3 圖形學(xué)過程 圖形學(xué)過程3D 幾何建模、3D 動(dòng)畫設(shè)置、繪制（光照和紋理） 、生成圖像的存儲(chǔ)和顯示4 與圖像處理 與圖像處理計(jì)算機(jī)圖形學(xué)：研究模型及數(shù)據(jù)的建立和由模型生成圖像的過程和方法。 （模型到圖像）圖像處理：將客

4、觀景物數(shù)字化成圖像，研究數(shù)字化圖像的采集、去噪、壓縮、增強(qiáng)、銳化、復(fù)原及重建等。 （圖像到特征）對(duì)立統(tǒng)一的關(guān)系。5 計(jì)算機(jī)圖形信息的特點(diǎn) 計(jì)算機(jī)圖形信息的特點(diǎn)圖形信息表達(dá)直觀，易于理解。圖形信息表達(dá)精確、精煉。Q 與 M 的 y 坐標(biāo)進(jìn)行比較。當(dāng) M 在 Q 的下方，則 P2 應(yīng)為下一個(gè)像素點(diǎn)；M 在 Q 的上方，應(yīng)取 P1 為下一點(diǎn)。具體算式：d=F(M)=F(xp+1,yp+0.5) =a(xp+1)+b(yp+0.5)+c（a=

5、y0-y1， b=x1-x0，c=x0y1-x1y0）當(dāng) d0，M 在 Q 點(diǎn)上方，取右方 P1 為下一個(gè)像素；當(dāng) d=0，選 P1 或 P2 均可，約定取 P1 為下一個(gè)像素；改進(jìn) 1：根據(jù)前一點(diǎn)的判別式值 d 和整數(shù)增量即可得到后一點(diǎn)的判別式值 d’ 。 因此可采用增量計(jì)算，只有加法，提高運(yùn)算效率。若當(dāng)前像素處于 d>0 情況，則取正右方像素 P1 (xp+1, yp ), 要判下一個(gè)像素位置，應(yīng)計(jì)算 d’=d+a；若 d 1

6、，即令 d = d－1， 保證 d 介于 0 與 1 之間。當(dāng) d > = 0.5 時(shí)， 直線接近右上方像素，d = 0， 取右上方像素，當(dāng) e < 0， 取右方像素。e 的初始值為 －0.5。y 在遞增時(shí)，e 在取值范圍一般介于-0.5 與 0.5 之間。改進(jìn)：由于只判別 e 的符號(hào)，確定像素的取舍，因此可令 e’ = 2 × e × dx，通過判別 e’ 的符號(hào)確定像素取舍，不但可以避免小數(shù)運(yùn)算，還能

7、避免除法。優(yōu)點(diǎn)：增量算法、避免了浮點(diǎn)運(yùn)算、避免了乘除法運(yùn)算，節(jié)省運(yùn)算量，并適合硬件實(shí)現(xiàn)，使用最廣泛5 圓的掃描轉(zhuǎn)換 圓的掃描轉(zhuǎn)換若已知圓弧上一點(diǎn) P1＝C（x, y） ，利用其對(duì)稱性便可以得到關(guān)于四條對(duì)稱軸的其它 7個(gè)點(diǎn)，即：P2＝C（x,－y） ，P3＝C（－x, y） ，P4＝C（－x,－y） ，P5＝C（y，x） ，P6＝C（－y，x） ，P7＝C（y，－x） ，P8＝C（－y，－x） 。這種性質(zhì)稱為八對(duì)稱性。因此，只要掃描轉(zhuǎn)換