传统图形学与计算机图形学中的基础算法对比研究.pdfVIP

传统图形学与计算机图形学中的基础算法对

比研究

随着计算机技术的飞速发展，计算机图形学已成为计算机科学中的基础学科之

一。图形学的基础算法是计算机图形学发展、应用的基石，其中传统图形学和计算

机图形学的基础算法有很多相似之处，也有许多不同之处。现在，本文将就传统图

形学与计算机图形学中的基础算法进行一下对比研究，以期更好地了解它们的异同，

同时便于我们更好地理解这些算法的实现和应用。

一、基础算法的概述

在计算机图形学中，基础算法就是指那些基于数学原理的、用于计算和处理图

形的算法。这些算法主要包括:

1.线段扫描算法

线段扫描算法是计算机图形学中最基础的算法之一，它是根据直线的斜率和截

距来扫描并显示直线的每个像素。传统图形学中，相应的算法是Bresenham算法；

而在计算机图形学中，相应算法则有DDA算法、Bresenham算法和中点算法。

2.多边形填充算法

多边形填充算法是计算机图形学中比较常用的算法之一，它主要是用来对多边

形进行颜色填充。在传统图形学中，相应的算法是种子填充算法和边界填充算法；

而在计算机图形学中，相应算法则有漫水填充算法和扫描线填充算法。

3.曲线绘制算法

曲线是另一种常见的图形形状，如正弦曲线、贝塞尔曲线等。在计算机图形学

中，主要使用曲线绘制算法进行曲线绘制。传统图形学中，主要使用贝塞尔曲线和

B样条曲线；而在计算机图形学中，常见的算法有Bezier曲线和B-spline曲线。

二、传统图形学算法与计算机图形学算法的区别

在前面的章节中，我们已经了解到传统图形学和计算机图形学在基础算法的应

用上有共性。然而，两者之间还是存在很大的差异。下面就是两者之间差别的具体

表现：

1.数据结构的不同

传统图形学中，主要使用向量形式表示图形，数据结构比较简单；而在计算机

图形学中，则需要使用复杂的数据结构，如点、线、面等，以方便实现更加复杂的

图形。

2.计算速度不同

传统图形学的程序经常是运行在单线程CPU上的，计算速度较慢；而计算机

图形学的绘制程序大多采用并行计算，能够在多核CPU上实时绘制出图形，实时

性更好。

3.算法实现难易程度不同

传统图形学中的算法大多是基于简单的数学理论和方法所设计的，算法实现难

度较低；而计算机图形学中的算法则需要考虑更多因素，如硬件驱动、操作系统等，

算法实现难度较大。

三、传统图形学算法与计算机图形学算法的联系

传统图形学算法和计算机图形学算法的实现方式有许多不同，但它们都是基于

相同的数学原理进行设计和开发的。因此，它们之间有很多联系，如线段扫描算法、

多边形填充算法等，都有相应的传统图形学和计算机图形学版本，也都有各自的优

缺点。

此外，在传统图形学和计算机图形学的交叉领域——三维建模和动画制作中，

两者的算法也有许多相同之处。比如，在建模过程中使用的细分算法，就适用于传

统图形学和计算机图形学。

总的来说，传统图形学和计算机图形学中的基础算法在实现方式上有所不同，

但它们都是拥有数学基础的图形学算法，而且在实际应用中也经常会有交叉和融合

的情况。因此，我们需要良好的数学基础和图形学知识，才能够更好地理解和运用

这些算法。