计算机图形学基础与理论概览

"计算机图形学是一门研究如何在计算机中表示、处理和显示图形的科学，涉及图形学、图像处理、计算几何、计算机视觉等多个交叉领域。本试题涵盖了计算机图形学的基础概念，如图形系统的功能、显示器性能参数、投影类型、几何形状的表示以及图形消隐方法。此外，还强调了点在多边形内外判断的几何原理。简答题部分进一步解释了计算机图形学的定义、相关学科及其关系，以及CRT显示器的工作原理。" 计算机图形学是计算机科学的一个重要分支，它探讨了如何利用计算机来创建、修改和显示图像。这门学科的应用广泛，包括信息可视化、设计、模拟和交互式用户界面。试题中的填空题列出了计算机图形学的一些核心概念： 1. 应用领域包括信息显示、设计、模拟和用户设计，展示了计算机图形学在多个行业的应用价值。 2. 计算机图形学的发展历程划分为五个阶段，反映了技术从基础到成熟的演进。 3. 交互式图形系统的核心组件包括输入、交互、计算、存储和输出，这是构建任何图形系统的基础。 4. 显示器性能参数如点距、分辨率、图像刷新率、行频和帧频，这些直接影响图像质量和用户视觉体验。 5. 投影是将3D对象转换为2D图像的关键技术，有正投影和斜投影两种类型。 6. 凸包概念在几何计算中很重要，用于找到包含一组点的最小凸多边形。 7. 图形消隐是解决多边形重叠时的可见性问题，包括线消隐和面消隐。 8. 齐次坐标是一种扩展坐标系统，方便进行几何变换操作。 9. 平行投影根据投影线与投影面的角度分为正投影和斜投影。 10. 判断点在多边形内外的规则，基于穿线算法，线段与边界交点的奇偶性。 简答题部分，试题探讨了计算机图形学的基本定义，指出它涉及将数据模型转化为图像，并与其他学科如图像处理、计算几何、计算机视觉和模式识别密切相关。这些学科虽然各有侧重点，但在实际应用中相互交织，共同推动了图形学的发展。此外，还简述了CRT显示器的工作原理，显示卡如何将数字信息转化为视频信号并传输到显示器上形成图像。 计算机图形学的深入学习不仅要求掌握基本理论，还需要了解并实践各种算法，如图形渲染、光照模型、纹理映射、动画制作等。此外，对于三维建模、图形交互、虚拟现实和增强现实等领域的研究也是当今计算机图形学的重要方向。通过这样的学习，学生可以建立起对图形世界的理解和操作能力，为未来在游戏开发、影视特效、工程设计等领域的工作打下坚实基础。