计算机图形学基础：矢量图与点位图解析

"计算机图形学.pdf" 计算机图形学是计算机科学中的一个重要分支，它涉及如何使用计算机来创建、处理和展示视觉信息。这份资料主要面向学生，涵盖了计算机图形学的基础概念和应用。 首先，资料提到了三种重要的坐标系：模型坐标系、世界坐标系和设备坐标系。模型坐标系是用于构建单个对象的局部坐标系统，便于对象的描述和操作。世界坐标系则是为了统一描述整个图形场景中所有对象的空间关系，确保它们在统一的参考框架下。设备坐标系是输出设备（如显示器或打印机）上的坐标系统，用于将处理后的图形转化为可见的图像。 计算机图形学中，图形和图像有着本质的区别。图形，尤其是矢量图，是由一系列计算机指令组成的，这些指令描述了图形的几何形状，例如直线、圆、曲线等。由于它们基于数学公式，因此在放大或缩小时不会失真。相反，图像，尤其是点位图（或栅格图），是由像素阵列构成的，每个像素都有特定的颜色和亮度信息。图像在放大时可能会出现像素化的现象，而图形则不会。 图形和图像在获取方式、存储空间、显示速度、缩放效果以及表现力上都有差异。图像通常由扫描仪、摄像机等输入设备捕获真实世界画面，数据量大，显示速度快，但缩放可能导致质量损失。图形则更适合表示动态的、数学化的或结构清晰的内容。 基本概念部分进一步区分了图形和图像。图形由计算机生成的矢量元素组成，如线条和形状，而图像则是由输入设备捕获的实际场景的像素矩阵。在数据描述上，图像需要存储每个像素的详细信息，导致文件较大；图形则使用指令集描述其内容，缩放时保持清晰。 在屏幕显示方面，图像直接以数字化方式在屏幕上呈现，而图形需要通过软件将指令转换为屏幕上的形状和颜色。至于适用场合，图像适合展现细节丰富的自然景象或照片，而图形则常用于工程制图、UI设计、动画和计算结果的可视化。 计算机图形学是连接计算机科学与视觉艺术的桥梁，它在游戏开发、电影特效、科学研究、工程设计等多个领域都有着广泛的应用。学习计算机图形学不仅需要理解基础理论，还需要掌握相应的编程技能，如OpenGL、DirectX等图形库的使用，以及3D建模和渲染技术。