山东科大计算机图形学精华梳理：从基础到显示系统详解

计算机图形学是应用计算机技术处理和生成图像的学科，它主要研究图形系统的构成、基本图形生成、图形的处理以及物体造型，包括2D和3D图形的造型技术、真实感图形绘制技术、人机交互技术和计算机网络技术的结合。该学科的核心内容包括图形的表示方法（如点阵和参数表示）以及图形的组成（几何数据和非几何数据）。 交互式计算机图形系统是图形学的重要组成部分，它关注如何实现用户与计算机图形的实时交互。光栅扫描和随机扫描是两种主要的图形显示技术。随机扫描允许电子束自由移动，适用于早期计算机，但刷新需求较高，以克服荧光物质持续发光时间限制。光栅扫描则是按固定路径扫描，虽然成本低且色彩丰富，但复杂图形可能导致走样，因为需要CPU进行较多计算。 图形系统的硬件由输入设备、输出设备、存储设备、图形处理设备组成，软件则包括软件包、应用软件和应用模型，核心功能包括图形的计算、显示、存储和交互。显示系统主要包括帧缓冲存储器、视频控制器、显示处理器和显示器（如CRT和液晶显示器）。帧缓冲存储器是关键组件，其容量决定了颜色的丰富度，而视频控制器负责像素与屏幕的一一对应和刷新。 光栅扫描显示器（如CRT）利用电子枪和聚焦系统等部件形成图像，而液晶显示器（LCD）通过液晶材料的光电效应和光的偏振性控制显示。尽管两者都能显示单个发光元素，但CRT的优势在于亮度高、色彩鲜艳，但体积大、耗能多；而LCD则轻便、能耗低、无辐射，但刷新频率可能较低且易出现闪烁。 随机扫描和光栅扫描显示系统各有优劣，适应不同的应用场景和需求。计算机图形学是一个涉及多个子领域的广泛学科，不仅理论性强，而且技术实践性高，对于现代科技发展和用户界面设计具有重要意义。学习和理解这些知识点对于从事相关专业的人士来说至关重要。