计算机图形学基础概览

"图形学复习资料" 计算机图形学是一门涉及如何使用计算机生成、处理和显示图形的学科。它不仅关注图形的理论基础，还涵盖了实际应用中的技术和算法。图形可以理解为任何能在视觉上产生印象的客观对象，主要包括两个方面的构成要素： 1. 几何要素：这是图形的基础结构，包括点、线、面和体，用于描绘形状和轮廓。 2. 非几何要素：这部分涉及图形的颜色、明暗、灰度等特性，反映物体的表面属性和质感。 计算机中表示图形主要有两种方法： 1. 点阵法（Raster Graphics）：通过二维网格中的像素点阵来表示图形，每个像素包含灰度或颜色信息，如常见的图像文件JPEG、PNG等。 2. 参数法（Vector Graphics）：使用图形的形状参数和属性参数来描述，这种表示方式通常用于矢量图形，如SVG格式，特点是放大不失真。 计算机图形学与其他相关学科紧密关联： 1. 计算机图形学（CG）：专注于通过计算机程序创建和操纵图形。 2. 数字图像处理（DIP）：主要处理已经捕获的图像，进行增强、恢复、压缩等操作。 3. 计算机视觉（CV）/模式识别（PR）：研究如何让计算机“看”并理解图像，包括物体识别、场景理解等。 计算机图形系统的核心功能包括计算、存储、交互、输入和输出。其中，显示器是关键的输出设备，例如阴极射线管（CRT）显示器和光栅扫描图形显示器。 CRT显示器通过电子枪发射电子束，通过偏转系统控制其落在荧光屏特定位置，形成图形。光栅扫描显示器则基于电视技术，采用横向扫描屏幕的方式，逐行或隔行建立图像。 显示器的重要参数之一是分辨率，它定义了屏幕上可见的最小单位——像素点。此外，颜色查找表（Color Look-Up Table, CLUT）和颜色位面法用于在彩色显示中管理颜色信息，每个像素点在不同的位面中存储对应颜色的信息，通过组合这些位面信息来呈现丰富的色彩效果。 计算机图形学是连接计算科学与视觉艺术的桥梁，它在游戏开发、影视特效、虚拟现实、工程设计等领域发挥着至关重要的作用。深入理解和掌握图形学的知识，将有助于我们更好地创建和控制计算机生成的视觉世界。