计算机图形学：图形与数据结构详解

"这是一份关于图形的表示与数据结构的课件，源自合肥工业大学计算机与信息学院的王晓华教授的计算机图形学课程。内容涵盖了图形学的基本概念、三维形体表示、非规则对象表示等多个方面，旨在阐述如何在计算机中有效地存储和处理图形数据。" 在计算机图形学中，数据结构扮演着至关重要的角色，因为它们决定了如何存储和操作图形信息。课件首先介绍了计算机图形学的基本定义，它涉及模型构建和渲染，由数据结构、图形算法和编程语言三部分构成。数据结构在此领域的应用包括了对点、线、面等规则对象以及山、水等非规则对象的表示。 在基本概念部分，讲解了基本图形元素，如点、线和段。段是由多个图素或体素组成的，具有特定的逻辑含义，比如可见性、醒目性和可选择性。此外，课件还提到了几何信息与拓扑信息的重要性，前者关注形状的位置和尺寸，后者关注形状之间的连接关系。同时，实体、正则集合运算和欧拉公式是理解复杂形体的关键，它们帮助我们处理图形的组合和拆分。 对于基本几何元素的表示，点作为最基本0维元素，是所有形体的基础。一个点可以用有序坐标(x, y, z)来表示，而计算机对形体的操作本质上是对这些点及其连接关系的管理。接下来，课件还提及了线、体和面等更高维度的元素，这些都是构成复杂图形的基本单元。 坐标系是图形表示的另一个核心概念，不同的坐标系（如笛卡尔坐标系）可以适应不同的图形处理需求。在计算机图形学中，坐标系的选择直接影响到图形的定位和变换。 通过这个课件，学习者将能够深入理解计算机图形学中的数据结构是如何被用来表示和处理图形的，这对于进行图形绘制、三维建模、游戏开发等领域的实践工作至关重要。