计算机图形学入门:L系统与图形生成
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更新于2024-08-22
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"L系统是基于生物学家Lindenmayer创立的一种表示植物拓扑结构的理论,用于通过图形学技术生成逼真的植物图像。DOL系统是确定的上下文无关的L系统,由字母集合V,V上的所有单词集合V*,以及一个非空单词(公理)w和产生式集合P组成。计算机图形学是研究如何用计算机创建、处理和显示图形的学科。教学要求包括理解图形系统的架构、掌握基本概念和算法,以及具备相关编程能力。参考书籍包括《计算机图形学》、《计算机图形学(第三版)》等。计算机图形学的研究内容涵盖图形的输入、处理和输出,涉及几何和非几何要素、点阵和参数表示法。"
L系统是一种数学模型,它采用形式语言的原理来描述和生成复杂结构,特别是植物的分形生长模式。由生物学家Lindenmayer在1968年提出,L系统的主要目标是用简洁的规则系统来表示植物的几何结构,并通过计算机图形学的技术将其转化为视觉上逼真的图像。DOL系统作为L系统的一个特定类型,其定义包含字母集合、所有单词集合和一组产生式规则,这些规则指导了如何从初始的公理单词生成更复杂的结构。
计算机图形学是计算机科学的一个重要分支,它关注如何利用软件和硬件技术创建、操作和呈现图形。教学要求中强调学生需要掌握图形系统的软件和硬件基础,理解图形学的基本问题和算法,同时对相关应用和研究前沿有认识,并具备一定的编程实践经验。为了学习这个领域,推荐的教材和参考书包括倪明田的《计算机图形学》、孙家广的《计算机图形学(第三版)》以及多本国际知名著作,这些书籍涵盖了从基础概念到高级应用的广泛内容。
计算机图形学的研究内容广泛,包括图形的输入(如使用扫描仪、绘图板等设备获取图形数据)、图形的处理(如几何变换、投影、着色和形变等)和图形的输出(如屏幕显示、打印等)。在图形的表示上,可以采用点阵表示(如像素图)或者参数表示(如使用数学方程或分析表达式)。此外,图形学还涉及到图形用户界面设计、3D建模、渲染、动画等多个方面。
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