计算机图形学 复习

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1、0.　绪论提出问题•1什么是计算机图形学？•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计算机图形学研究的对象是什么？•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计算机图形处理系统的构造？••••••••••••4计算机图形学的应用边缘性学科计算机图形学与传统理论：交叉、界线模糊、相互渗透CAGD（计算几何）逼近论（计算数学）微分几何形态学图

2、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）v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。0.4.1计算机图形系统的功能第3章基于光栅扫描的二维图元生成

3、算法提出问题如何在指定的输出设备上根据坐标描述构造基本二维几何图形（点、直线、圆、椭圆、多边形域、字符串及其相关属性等）。图形的生成：是在指定的输出设备上，根据坐标描述构造二维几何图形。图形的扫描转换：在光栅显示器等数字设备上确定一个最佳逼近于图形的象素集的过程。 直线的绘制要求：v1.直线要直v2.直线的端点要准确v3.直线的亮度、色泽要均匀v4.画线的速度要快v5.要求直线具有不同的色泽、亮度、线型等特点：v增量算法,直观、易实现、误差小,不利于用硬件实现二、直线的Bresenham算法（中点Bresenham算法基本思想：每步一

4、个坐标改变±1，而另一个坐标要看当前点与直线上点的误差e,根据e的符号决定是否改变显然有结论：当di>0时，因ΔT小，因此选择点Ti以逼近理想直线，所以有:当di<0时，因ΔS小，因此选择点Si以逼近理想直线，所以有:当di=0时，因ΔS=ΔT，规定此时选择点Ti逼近理想直线，所以有:3.3区域填充实面积图形:封闭图形（或有界表面），在其封闭的面积上（轮廓内）具有相同的亮度或色彩，这意味着要让计算机填充光栅扫描图形显示器（点阵图形显示器）中封闭面积上的每一个显示点（像素点）。根据表示实面积图形的方法不同，实面积图形的生成可分为两大类：

5、(1)多边的填充：即实面积图形的轮廓用其封闭多边形的顶点坐标数据来描述定义（简称实面积图形的图形表示法），在其封闭的多边形内部填充用户指定的颜色；（2）种子填充：即用点阵方式描述定义实面积图形，这个图形的实面积由用户指定的点阵颜色包围或组成（简称实面积图形的图像表示法），在图形的实面积上填充用户指定的颜色，其中这个指定的第一个填充点又称为种子。由于种子填充算法原则上属图像处理方法，故不在此讨论。1.多边形：是一个由折线段组成的封闭图形，它由有序顶点的点集　　及有向边的线集　　定义。n为多边形的顶点数或边数，且Ei=ViVi+1,i=1

6、，2，…，n。这里Vn+1=V1，用以保证多边形的封闭性。应注意，当用多边形来表示有界平面或实面积图形的边界时，规定多边形每条有向边的左侧为实面积图形的实面积区域（或内部区域），因此它不允许多边形的边线自相交叉（见图3.3-1）。2.环:因为多边形的有向边线左侧为其实面积区域，故沿实面积图形外轮廓线多边形的顶点方向顺序环行时，要求该多边形顶点的整个环行方向逆时针旋转；而沿其内轮廓线多边形的顶点方向顺序环行时，要求该多边形顶点的整个环行方向顺时针旋转。这种定义了环行方向的多边形称为环。前者为外环，后者为内环（见图3.3-2）。3.带孔多

7、边形由一个外环和数个内环组成的多边形称为带孔多边形，若多边形没有内环即为不带孔多边形。4.凹、凸多边形的判别方法当多边形的顶点数据按环的要求存放后，判断外环上凹、凸点的方法是：定义其中，a的表达式见公式（3.3-2），向量k与Vi-1Vi，ViVi+1符合右手螺旋法则。v若数值a<0，则Vi点为凹点，否则为凸点。v具有凹点的多边形为凹多边形，只具有凸点的多边形为凸多边形。v外环的凹点对应的内角一定大于180°，凸点的内角小于180°，人们一般利用这一性质直观地判别凹凸多边形，并有如下结论：任何一个多边形，其外形上凸点的个数总是多于其凹

8、点的个数。这一结论用于三维空间的有界平面中，就能确定每个有界平面的朝向（见后述）。二、多边形的填充原理找出所有位于封闭图形内的像素点，把这些点置换成所要求的像素值。如果在显示屏中，采用从上到下、从左到右找出每一个显示点,