计算机图形学：从扫描线方法到图形表示与处理

计算机图形学是一门研究如何在计算机中表示、生成、处理和显示图形的学科，它在计算机科学中占据着重要地位，应用广泛。课程讲解通常涉及多个关键步骤，如在处理图形时遇到扫描线渲染的情况。以下是对扫描线算法的一个简化步骤解析： 1. 求交点：针对每一条扫描线，首先计算其与多边形边界各边的交点。这一步骤涉及到几何形状的交集计算，是图形学中的基础操作。 2. 排序：由于扫描线可能不按照从左到右的顺序到达，所以求得的交点需要按照它们的x坐标值进行排序。这样可以确保后续的处理过程能够保持图形的正确布局。 3. 交点配对：排序后的交点通过配对形成一系列的区间，例如，第一和第二个交点对应一个区间，第三个和第四个交点对应另一个区间。这种配对有助于识别图形中的线条片段。 4. 区间填充：对于每个区间，执行相应的填充操作。这可能包括绘制线条、填充颜色或者应用其他图形效果，以生成最终的图像。这个阶段通常涉及到光栅化过程，即将抽象的图形转化为像素级别的图像。 在教学过程中，可能会参考《计算机图形学》（清华大学计算机系列教材孙广家等编著）、《计算机绘图教程》（谢步瀛著）等教材，以及《Computer Graphics: Version》（Donald Hearn and M. Pauline Baker）等经典著作。课堂要求学生准时上课、保持课堂纪律、积极参与提问和讨论，并且理解理论知识与实际操作的结合。 课程评估主要由三部分构成：期末考试占40%、平时表现占30%，上机作业占30%。学习内容涵盖了图形硬件、图形标准、交互技术等多个领域，如光栅图形生成、曲面建模、真实感渲染、计算机动画、虚拟现实等，旨在培养学生全面掌握计算机图形学的理论和实践能力。 在图形学的研究对象方面，不仅包括自然景物和照片，还包括用数学方法描述的抽象图形。图形由几何要素（如点、线、面和体）和非几何要素（如材质属性）共同构成。通过这些步骤和内容的学习，学生能够深入理解计算机如何构建和呈现丰富多彩的视觉效果。