计算机图形学 第2章
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第2章计算机图形系统组成随着计算机图形技术的发展,大量的计算机图形系统应用到了非常多的领域。
本章将探讨计算机图形系统的功能和结构;对部分硬件设备,特别是图形显示设备进行简要介绍;最后,为方便后面章节的讲述。
2.1.计算机图形系统概述2.1.1.计算机图形系统的功能计算机图形系统是由计算机图形硬件和计算机图形软件组成,它的基本任务是研究如何用计算机生成、处理和显示图形。
一个交互式计算机图形系统应具有计算、存储、交互、输入和输出等5中功能。
如图2-1所示。
1)计算功能(Computing)。
应包括形体设计和分析方法的程序库,描述形体的图形数据库。
数据库中应有坐标的平移、旋转、投影、透视等几何变换程序库、曲线、曲面生成和图形相互关系的检测库等。
2)存储功能(Storage)。
在计算机内存储器和外存储器中,应能存放各种形体的几何数据及形体之间相互关系,可实现对有关数据的实时检图2-1 计算机图形系统的基本功能图索以及保存对图形的删除、增加、修改等信息。
3)输入功能(Input)。
由图形输入设备将所设计的图形形体的几何参数(例如大小、位置等)和各种绘图命令输入到图形系统中。
4)输出功能(Output)。
图形系统应有文字、图形、图像信息输出功能。
在显示屏幕上显示设计过程当前的状态以及经过图形编辑后的结果。
同时还能通过绘图仪、打印机等设备实现硬拷贝输出,以便长期保存。
5)交互功能(Interactive)。
可通过显示器或其他人-机交互设备直接进行人-机通信,对计算结果和图形,利用定位、拾取等手段进行修改,同时对设计者或操作员执行的错误给予必要的提示和帮助。
以上5种功能是一个图形系统所具备的最基本功能,至于每一功能中具有哪些能力,则因不同的系统而异。
2.1.2.计算机图形系统的结构根据基本功能的要求,一个交互式计算机图形系统的结构如图2-2 所示。
可以看到,它由计算机图形硬件和计算机图形软件两部分组成。
图2-2 计算机图形系统的结构1.图形软件图形软件分为图形应用数据结构、图形应用软件和图形支撑软件三部分。
计算机图形学作业答案第二章图形系统第二章图形系统1. 什么是图像的分辨率?什么是图像的分辨率?解答:在水平和垂直方向上每单位长度(如英寸)所包含的像素点的数目。
在水平和垂直方向上每单位长度(如英寸)所包含的像素点的数目。
2. 计算在240像素像素//英寸下640640××480图像的大小。
图像的大小。
解答:(640/240640/240))×(480/240)(480/240)或者(或者(或者(8/38/38/3)×)×)×22英寸。
英寸。
3. 计算有512512××512像素的2×2英寸图像的分辨率。
英寸图像的分辨率。
解答:512/2或256像素像素//英寸。
英寸。
第三章 二维图形生成技术a) 一条直线的两个端点是(0,0)和(6,18),计算x 从0变到6时y 所对应的值,并画出结果。
并画出结果。
解答:由于直线的方程没有给出,所以必须找到直线的方程。
下面是寻找直线方程(由于直线的方程没有给出,所以必须找到直线的方程。
下面是寻找直线方程(y y =mx mx++b )的过程。
首先寻找斜率:)的过程。
首先寻找斜率: m m == ⊿y/y/⊿⊿x x == (y 2-y 1)/(x 2-x 1) = (1818--0)/(6/(6--0) 0) == 3 接着b 在y 轴的截距可以代入方程y =3x 3x++b 求出求出 0 0 0==3(0)+)+b b 。
因此b =0,所以直线方程为y =3x 3x。
b) 使用斜截式方程画斜率介于0°和45°之间的直线的步骤是什么?°之间的直线的步骤是什么? 解答:1.1. 计算dx dx::dx dx==x 2-x 1。
2.2. 计算dy dy::dy dy==y 2-y 1。
3.3. 计算m :m =dy/dx dy/dx。
4.4. 计算b: b b: b==y 1-m ×x 15.5. 设置左下方的端点坐标为(x ,y ),同时将x end 设为x 的最大值。
计算机图形学习题参考答案第1章绪论1、第一届ACM SIGGRAPH会议是哪一年在哪里召开的?解:1974年,在Colorado大学召开了第一届SIGGRAPH年会。
2、计算机图形学之父是谁?解:Sutherland3、列举一些计算机图形学的应用领域(至少5个)。
解:计算机辅助设计、图示图形学、计算机艺术、娱乐、教学与培训、可视化、图像处理、图形用户界面等。
4、简要介绍计算机图形学的研究内容。
解:(1)图形的输入。
如何开发和利用图形输入设备及相关软件把图形输入到计算机中,以便进行各种处理。
(2)图形的处理。
包括对图形进行变换(如几何变换、投影变换)和运算(如图形的并、交、差运算)等处理。
(3)图形的生成和输出。
如何将图形的特定表示形式转换成图形输出系统便于接受的表示形式,并将图形在显示器或打印机等输出设备上输出。
5、简要说明计算机图形学与相关学科的关系。
解:与计算机图形学密切相关的学科主要有图像处理、计算几何、计算机视觉和模式识别等。
计算机图形学着重讨论怎样将数据模型变成数字图像。
图像处理着重研究图像的压缩存储和去除噪音等问题。
模式识别重点讨论如何从图像中提取数据和模型。
计算几何着重研究数据模型的建立、存储和管理。
随着技术的发展和应用的深入,这些学科的界限变得模糊起来,各学科相互渗透、融合。
一个较完善的应用系统通常综合利用了各个学科的技术。
6、简要介绍几种计算机图形学的相关开发技术。
解:(1)OpenGL。
OpenGL是一套三维图形处理库,也是该领域事实上的工业标准。
OpenGL独立于硬件、操作系统和窗口系统,能运行于不同操作系统的各种计算机,并能在网络环境下以客户/服务器模式工作,是专业图形处理、科学计算等高端应用领域的标准图形库。
以OpenGL为基础开发的应用程序可以十分方便地在各种平台间移植;OpenGL与C/C++紧密接合,便于实现图形的相关算法,并可保证算法的正确性和可靠性;OpenGL使用简便,效率高。