計(jì)算機(jī)圖形學(xué)知識(shí)點(diǎn)

1、1、計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)硬件：圖形輸入、處理、顯示、存儲(chǔ)、輸出等設(shè)備軟件：圖形生成、顯示、處理算法以及圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、交換格式等2、硬件設(shè)備的發(fā)展：圖形顯示器是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的關(guān)鍵設(shè)備畫線顯示器——存儲(chǔ)管式顯示器——刷新式光柵掃描顯示器——液晶顯示器和等離子顯示器3、隨機(jī)掃描顯示器：（由電子束的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生光點(diǎn)）隨機(jī)掃描方式指屏幕上的圖形是按矢量線段一筆一筆畫出的，其順序完全按用戶的繪圖指令來決定。又稱為畫線式顯示器、矢量式顯示器存儲(chǔ)管式顯示器

2、：【特點(diǎn)】不需刷新，價(jià)格較低，缺點(diǎn)是不具有動(dòng)態(tài)修改圖形功能，不適合交互式液晶顯示器：體積小，輻射弱等離子顯示器：平板式、透明。顯示圖形無鋸齒現(xiàn)象；不需要刷新緩沖存儲(chǔ)器。4、輸入設(shè)備：將各種形式的信息轉(zhuǎn)換成適宜計(jì)算機(jī)處理的形式圖形輸入設(shè)備從邏輯上分為6種：定位(Locat)、筆劃(Stroke)、數(shù)值(Valuat)、選擇(Choice)、拾取(Pick)、字符串(String)5、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)算法研究的發(fā)展：1）光柵掃描圖形生成；2）圖

3、形變換；3）真實(shí)感圖形生成；4）幾何建模；5）曲線與曲面生成算法；6）圖形學(xué)應(yīng)用算法計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域：圖形用戶界面、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CADCAM)、科學(xué)計(jì)算可視化、地理信息系統(tǒng)、娛樂、計(jì)算機(jī)藝術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、逆向工程6、計(jì)算機(jī)圖形：計(jì)算機(jī)圖形是通過計(jì)算機(jī)利用算法在專用顯示設(shè)備上設(shè)計(jì)和構(gòu)造出來的。7、計(jì)算機(jī)視覺與模式識(shí)別：圖形學(xué)的逆過程，分析和識(shí)別輸入的圖像并從中提取二維或三維的數(shù)據(jù)模型（特征）。手寫體識(shí)別、機(jī)器視覺。8、逆向工

4、程：也稱反求工程、反向工程)是一種現(xiàn)代化新產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)，解決了由產(chǎn)品實(shí)物模型到產(chǎn)品數(shù)字模型，進(jìn)而作修改和詳細(xì)設(shè)計(jì)，快速開發(fā)出新產(chǎn)品的過程，為現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和快速原型制造等提供了技術(shù)支持。9、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)研究的內(nèi)容：圖形的輸入、表示（存儲(chǔ)）、處理、顯示與輸出。1、圖形顯示設(shè)備：是一個(gè)畫點(diǎn)設(shè)備?？梢园压鈻艌D形顯示器看成許多離散點(diǎn)組成的矩陣，每個(gè)點(diǎn)都可以發(fā)光2、幀緩沖存儲(chǔ)器幀緩沖存儲(chǔ)器：是一大塊連續(xù)存儲(chǔ)空間作用作用：存放畫面的數(shù)字信息。說明：①

5、幀緩沖存儲(chǔ)器即通常所說的顯存。幀緩沖存儲(chǔ)器中單元的數(shù)目與顯示器上像素的數(shù)目相同，單元與像素一一對(duì)應(yīng)，各單元的數(shù)值決定了其對(duì)應(yīng)的像素的顏色。②通常的顯示卡所包含的主要部件即為視頻控制器與幀緩沖存儲(chǔ)器。視頻控制器是負(fù)責(zé)刷新的部件，它建立了幀緩沖存儲(chǔ)器單元與屏幕像素之間的一一對(duì)應(yīng)。3、位平面位平面：光柵中的每個(gè)像素在幀緩沖存儲(chǔ)器中至少要有1位（bit），每個(gè)像素一位的存儲(chǔ)容量稱為位平面(bitplane)。說明：①畫面就是由幀緩沖器中的這些位

6、信息組成的。由于一個(gè)二進(jìn)制位只有兩個(gè)狀態(tài)，所以單獨(dú)一個(gè)位平面只能產(chǎn)生黑白（單色）顯示。②由于幀緩沖器是數(shù)字設(shè)備，而光柵顯示器是模擬設(shè)備，所以將幀緩沖器中的信息讀出并在光柵CRT顯示器上顯示時(shí)需要將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量。這個(gè)工作由數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)完成。幀緩沖存儲(chǔ)器中的每一個(gè)像素，只有在讀出并轉(zhuǎn)換為模擬量以后才能顯示在熒光屏上。③如果增加幀緩沖存儲(chǔ)器的位平面數(shù)，光柵顯示器就可以表示彩色或不同的灰度級(jí)。4、光柵化：把物體的數(shù)學(xué)描述以及與物體

7、相關(guān)的顏色信息轉(zhuǎn)換為屏幕上的像素的過程。5、計(jì)算機(jī)圖形軟件的分類：通用編程軟件包和專業(yè)應(yīng)用圖形軟件包成。glBegin()函數(shù)有一個(gè)類型為Glenum的參數(shù)，gLEnd()函數(shù)標(biāo)志著形狀的結(jié)束，該函數(shù)沒有參數(shù)。24、OpenGl函數(shù)及結(jié)構(gòu)：1）核心庫(kù)，函數(shù)以gl開頭；2）實(shí)用庫(kù)，函數(shù)以glu開頭；3）輔助庫(kù)，函數(shù)以aux開頭4）Windows專用函數(shù)，用于連接OpenGL和Windows窗口系統(tǒng)，以wgl開頭5）實(shí)用函數(shù)工具包(GLUT

8、)提供了與任意屏幕窗口系統(tǒng)進(jìn)行交互的函數(shù)庫(kù)，函數(shù)以glut開頭。1、為什么要研究真實(shí)感圖形學(xué)？真實(shí)感圖形繪制是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)研究的重要內(nèi)容之一，簡(jiǎn)單地講，真實(shí)感圖形繪制就是借助數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)等學(xué)科的知識(shí)在計(jì)算機(jī)二維顯示屏上產(chǎn)生三維場(chǎng)景的真實(shí)逼真圖像、圖形的過程。真實(shí)感圖形繪制在人們?nèi)粘５墓ぷ?、學(xué)習(xí)和生活中已經(jīng)有了非常廣泛的應(yīng)用，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、多媒體教育、科學(xué)計(jì)算可視化、動(dòng)畫制作、電影特技模擬、計(jì)算機(jī)游戲等許多方面，都可以看到真實(shí)感

9、圖形在其中發(fā)揮了重要的作用，而且人們對(duì)于計(jì)算機(jī)在視覺感受方面的要求越來越嚴(yán)格，這就需要研究更多更逼真的真實(shí)感圖像生成算法。2、真實(shí)感圖形的生成技術(shù)：消隱技術(shù)、光照技術(shù)、物體表面細(xì)節(jié)的模擬、陰影的生成、圖形反走樣技術(shù)、用OpenGL生成真實(shí)感圖形3、消隱技術(shù)消隱技術(shù):消除隱藏線、隱藏面(消除不可見的線和面，從而消除圖像二義性)真實(shí)圖形：真實(shí)圖形：經(jīng)過消隱得到的投影圖稱為物體的4、判別可見面算法的分類：按照實(shí)現(xiàn)時(shí)所基于的坐標(biāo)系——物空間算法

10、和像空間算法物空間算法：在定義、描述物體的世界坐標(biāo)系中實(shí)現(xiàn)的。優(yōu)點(diǎn)：精度高，與機(jī)器精度相同在工程應(yīng)用方面特別有用像空間算法：在觀看物體的屏幕坐標(biāo)系下實(shí)現(xiàn)的。（局限于屏幕的分辨率）5、物空間算法和像空間算法顯著區(qū)別:在于算法所需要的計(jì)算量不同。6、為什么判別可見面算法并非在物空間實(shí)現(xiàn)？1）判別可見面的算法離不開排序2）排序一般是基于體、面、邊或點(diǎn)到視點(diǎn)的距離3）判別可見面的算法的效率很大程度上取決于排序的效率4）掃描線的方式實(shí)現(xiàn)像空間算法

11、時(shí)容易利用連貫性質(zhì)使得像空間算法更具效率連貫性：是物體特征變化趨勢(shì)具有局部不變性。8、提高消隱算法效率的方法：、提高消隱算法效率的方法：利用連貫性、包圍盒技術(shù)、背面剔除、區(qū)域分割技術(shù)、物體分層表示9、消隱的基本（核心）問題：排序10、整體排序：畫家算法算法思想:1）按多邊形離觀察者的遠(yuǎn)近來建立一張表–距觀察者遠(yuǎn)的優(yōu)先級(jí)低，近的優(yōu)先級(jí)高。2）如果這張表能正確地建立好，那么只要從優(yōu)先級(jí)低的多邊形開始，依次把多邊形的顏色填入幀緩沖存儲(chǔ)器中以形