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计算机图形学

第一章

1.计算机图形学（ComputerGraphics）

计算机图形学是研究怎样利用计算机来生成、处理和显示图形的原理、方法和技术的一门学科。

2.计算机图形学的研究对象——图形

通常意义下的图形：

能够在人的视觉系统中形成视觉印象的客观对象都称为图形。

计算机图形学中所研究的图形

从客观世界物体中抽象出来的带有颜色及形状信息的图和形。

3.图形的表示

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）

4.与计算机图形学相关的学科

计算机图形学试图从非图象形式的数据描述来生成（逼真的）图象。

数字图象处理旨在对图象进行各种加工以改善图象的视觉效果。

计算机视觉是研究用计算机来模拟生物外显或宏观视觉功能的科学和技术。

特征数据、结构数据

计算机图 计算机

形学 视觉

图象信号

数字图象处理

图1-1图形图象处理相关学科间的关系

5.

酝酿期（50年代）阴极射线管(CRT)

萌芽期（60年代）首次使用了“ComputerGraphics”发展期（70年代）

普及期（80年代）光栅图形显示器

提高增强期（90年代至今）

图形显示设备

60年代中期，随机扫描的显示器

60年代后期，存储管式显示器

70年代中期，光栅扫描的图形显示器。

图形硬拷贝设备

打印机

绘图仪

图形输入设备

二维图形输入设备

三维图形输入设备

6.图形软件标准

与设备无关、与应用无关、具有较高性能

7.计算机图形学的应用

1、计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）

2、计算机辅助绘图

3、计算机辅助教学（CAI）

4、办公自动化和电子出版技术(ElectronicPublication)5、计算机艺术

6、在工业控制及交通方面的应用

7、在医疗卫生方面的应用

8、图形用户界面

8.计算机图形系统的功能

图形输出设备

输出

显示器

交互

计算

存贮

数据库

输入

图形输入设备

9. 图1-2图形系统基本功能框图

10.计算机图形系统的结构

图

图形软件

图形应用数据结构

图形应用软件

图形支撑软件

形

系

图形硬件

图形计算机平台

图形设备

统

图1-3计算机图形系统的结构

11.人机交互

按着用户认为最正常、最合乎逻辑的方式去做-一致性12.真实感图形的生成：

场景造型→

取景变换→

视域裁剪→

消除隐藏面→

可见面光亮度计算

第二章

1.图像扫描仪(Scaner)

灰度或彩色等级被记录下来，并按图像方式进行存储。

2.阴极射线管（CRT）

3.液晶显示器——原理

液晶分子的排列在微弱的外部电场、磁场或者应力、温度变化等作用下非常容易改变。当液晶分子的某种排列状态在电场作用下变为另一种状态时，液晶的光学性质随之改变，这种产生光被电场调制的现象称为液晶的电光效应。

液晶显示器——彩色

液晶显示器利用在一侧的玻璃基板上加上一个彩色滤光片（CF，ColorFilter）实现彩色。

彩色滤光片上均匀分布着红、绿、蓝色小点，每个小点有各自不同的灰度，相邻的一组RGB小点构成一个基本的彩色显示单元，即一个像素。

4.像素点是指图形显示在屏幕上时候，按当前的图形显示分辨率所能提供的最小元素点。

5.像素：是指在由一个数字序列表示的图像中的一个最小单位，称为像素。像素仅仅只是分辨率的尺寸单位，是基本原色素及其灰度的基本编码。

屏幕分辨率，也称为光栅分辨率，它决定了显示系统最大可能的分辨率，任何显示控制器所提供的分辨率也不能超过这个物理分辨率。通常用水平方向上的光点数与垂直方向上的光点数的乘积来表示。显示分辨率是计算机显示控制器所能够提供的显示模式分辨率，实际应用中简称为显示模式。

对于文本显示方式，显示分辨率用水平和垂直方向上所能显示的字符总数的乘积表示。

对于图形显示方式，则用水平和垂直方向上所能显示的象素点总数的乘积表示。

显示分辨率不同，它所对应的象素点大小也不同。

5.帧缓存大小的计算：

x方向的像素点数×y方向的像素点数×log2n/8（BYTE） 其中：n为颜色数或灰度等级数

6.屏幕上一个象素点就对应帧缓存中的一组信息。

组合像素法（PackedPixelMethod）：一个图形象素点的全部信息被编码成一个数据字节

颜色位面法（ColorPlaneMethod）：帧缓存被分成若干独立的存储区域，每一个区域称为一个位面

7.OpenGL一个跨平台