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计算机图形学教案【引言】计算机图形学是研究计算机如何生成、处理和显示图像的一门学科。
随着计算机技术的迅猛发展，图形学在多个领域都有着广泛的应用，比如游戏开发、动画制作、虚拟现实等。
本教案旨在介绍计算机图形学的基础知识和应用，帮助学生全面了解图形学的概念、原理和技术。
【一、基础知识】1. 图形学概念图形学是指通过计算机生成、处理和显示图像的学科领域。
它不仅包括了对形状、颜色和纹理的描述方法，还包括了图像的渲染、动画和交互等技术。
2. 图像表示方法介绍了图像的表示方法，包括位图（bitmap）和矢量图（vector）。
位图是将图像划分成像素点，每个像素点可以用颜色值表示；矢量图是通过描述图形的几何属性和参数来表示图像。
3. 基本几何图形讲解了常见的基本几何图形，比如点、线段、多边形等，并介绍了它们在计算机图形学中的表示方法和应用。
【二、图形生成】1. 二维图形生成介绍了二维图形的生成算法，包括直线生成算法、圆生成算法和多边形生成算法等。
通过这些算法，可以实现在计算机屏幕上绘制各种几何图形。
2. 三维图形生成讲解了三维图形的生成方法，包括线框模型生成、曲面生成和立体图形生成等。
通过这些方法，可以构建出逼真的三维图像，并进行灯光渲染和纹理映射。
【三、图形处理】1. 图像变换介绍了图像的平移、旋转、缩放和翻转等基本变换操作。
通过这些变换，可以改变图像在屏幕上的位置、大小和方向。
2. 图像剪裁讲解了图像剪裁算法，包括直线裁剪、多边形裁剪和曲线裁剪等。
通过这些算法，可以实现对图像进行裁剪，去除不需要显示的部分。
3. 图像填充介绍了图像填充算法，包括扫描线填充和种子填充等。
通过这些算法，可以实现对闭合图形的填充，使其显示出实心的效果。
【四、图形显示】1. 数字化显示讲解了如何将图像数字化，通过将图像分成像素点，并使用颜色值来表示每个像素点的方法，实现在计算机屏幕上显示图像。
2. 图像渲染介绍了图像渲染算法，包括光栅化渲染和线框渲染等。
光电图像处理答案Chapter01 绪论1.光电成像技术可以从哪⼏个⽅⾯拓展⼈的视觉能⼒？请每个⽅⾯各举⼀例。
可以开拓⼈眼对不可见辐射的接收能⼒；变像管、红外夜视仪可以扩展⼈眼对微弱光图像的探测能⼒；像增强器可以捕捉⼈眼⽆法分辨的细节；电⼦显微镜可以将超快速现象存储下来；数码摄像机2.为什么CMOS 图像传感器的像素⼀致性要⽐CCD 差？CCD 的每个像元都通过同⼀个放⼤器及电荷/电压转换器进⾏处理，⽽CMOS 图像传感器的每个像元都有独⽴的放⼤器和转换器，由于⼯艺差别，导致像素⼀致性降低。
3.图像处理技术有哪些⽤途？为每种⽤途举出⼀个应⽤实例。
通过增强技术和变换技术来改善图像的视觉效果。
⼴告与平⾯设计；数码照⽚处理对图像进⾏分析以便从图像中⾃动提取信息。
红外成像制导；医学图像分析对图像进⾏编码、压缩、加密等处理，便于图像的存储、传输和使⽤。
图像⽔印4.举出⽣活中使⽤微显⽰技术的例⼦。
家⽤背投电视；商⽤投影仪；近眼显⽰器Chapter02 光度学与⾊度学1.⽇常⽣活中⼈们说40W 的⽇光灯⽐40W 的⽩炽灯亮，是否指⽇光灯的光亮度⽐⽩炽灯的光亮度⾼？解释此处“亮”的含义。
不是。
⼈们所说的“亮”，并⾮指光度学中的物理量－亮度，⽽是指光通量。
在相同的供电功率条件下，⽇光灯由于发光效率较⾼，发出的光通量⽐⽩炽灯要⼤，照明效果更好，主观上认为更“亮”。
2.设有⼀个光通量为2000lm 的点光源，在距点光源1m 的地⽅有⼀个半径为2cm 的圆平⾯，点光源发出的经过圆平⾯中⼼的光线与圆法线夹⾓为60 度，求圆平⾯表⾯的平均照度。
由于圆平⾯的直径远⼩于到点光源的距离，因此可作近似计算。
照度E=(φ*ω/4π)/S，其中ω=(0.02*π^2cos60)/(1^2)。
3.设有⼀台60 英⼨的投影机，幅⾯⽐为16:9，投影屏幕的反射率为80％。
已知投影光源（⾼压汞灯）向屏幕发出的总光通量为1000lm，试求屏幕亮度。
如何理解图形、图像的数字化作者：胡曼花来源：《读写算》2013年第10期【摘要】通过学习图形、图像的数字化表示，逐步理解图形、图像数字化原理，在教学中采取先行组织者教学策略，首先采取讲授法，讲解彩色图形、图像的数字化表示方法，然后再组织学生分析黑白图像和灰度图像的数字化表示，并利用软件处理进行验证，从而理解图形、图像的数字化。
【关键词】图形图像数字化实行高中新课程改革已经是第五个年头了，高中信息技术也是第五年，五年来我一直坚守在第一线，教授高中信息技术。
送走了学生近2000人，其间不断摸索，找出适合自己学校和学生的教学方法，分析教材，分析学生，找问题，想办法，完成了教学任务。
今天，主要对选修模块之一的多媒体技术应用中第二章第二小节图形、图像的数字化谈谈自己的心得。
每次讲到这一节，我感觉很抽象，学生并不能完全理解，而且很吃力，我讲得累，学生们听得也累。
大多是让学生去体验图形、图像在表达信息时的效果和特点上下功夫，了解图形、图像的数字化即可。
至于原理往往讲不透彻，我一直在研究到底要把握什么样的度是最合适的。
我每上完平行班中的一个班的课后，就反思很多，自己找个本子记下来，起名为“反思本”，把每堂中的讲课情况回顾一遍，先看教学总任务是否完成，然后各程序流程、细节是否讲到位，学生的反应如何，这样讲是否合适，还有没有更好的办法。
这样有时候我很为第一次讲的班觉得吃亏，再其后的每遍都会有所补充，弥补不足之处，于是到最后一遍也是最后一个班的时候，感觉讲得最到位，而且恰到好处。
我总是在想，真是活到老学到老，每一次上讲台都能找到需要再学习的地方，所以我感动这个职业，很能激励人去学习，去上进。
现在我们来分析这一节的内容。
图形、图像的数字化，教学目标是体验图形、图像在表达信息时的效果和特点，了解表达中对图形、图像的需求；明确运用图形、图像是实现有效表达、交流的重要方法；感受图形、图像在人类表达、交流中的重要作用；理解图形、图像的数字化原理。
数字化医学影像，可以对图像进行后处理，以提高图像的显示能力。
医学图像后处理已经成为临床实用技术，也是计算机在影像学科应用的主要内容之一。
1、多窗口显示图像，便于对比诊断。
2、对图像进行放大\缩小、局部放大的操作。
3、对图像进行水平翻转、垂直翻转、逆时针90度旋转的操作。
4、对图片进行尖锐、平滑、正\负像显示模式、热金属着色的操作。
5、定位线操作：提供锁定定位线模式，可进行标注报告中的图像的定位线、标注影像列表中所有图像的定位线和标注选择图像的定位线。
6、标注功能：提供箭头标注和文字标注。
7、测量：距离测量、角度测量和面积测量，同样可以标注在图像中。
8、窗宽窗位调节工具：根据不同的检查部位，人性化的调整相应的窗宽窗位。
例如：腹部窗宽窗位、头部窗宽窗位、胸部窗宽窗位、脊柱窗宽窗位、椎骨窗宽窗位等等。
数字图像处理每章课后题参考答案第一章和第二章作业：1.简述数字图像处理的研究内容。
2.什么是图像工程？根据抽象程度和研究方法等的不同，图像工程可分为哪几个层次？每个层次包含哪些研究内容？3.列举并简述常用表色系。
1.简述数字图像处理的研究内容？答：数字图像处理的主要研究内容，根据其主要的处理流程与处理目标大致可以分为图像信息的描述、图像信息的处理、图像信息的分析、图像信息的编码以及图像信息的显示等几个方面，将这几个方面展开，具体有以下的研究方向：1.图像数字化，2.图像增强，3.图像几何变换，4.图像恢复，5.图像重建，6.图像隐藏，7.图像变换，8.图像编码，9.图像识别与理解。
2.什么是图像工程？根据抽象程度和研究方法等的不同，图像工程可分为哪几个层次？每个层次包含哪些研究内容？答：图像工程是一门系统地研究各种图像理论、技术和应用的新的交叉科学。
根据抽象程度、研究方法、操作对象和数据量等的不同，图像工程可分为三个层次：图像处理、图像分析、图像理解。
图像处理着重强调在图像之间进行的变换。
比较狭义的图像处理主要满足对图像进行各种加工以改善图像的视觉效果。
图像处理主要在图像的像素级上进行处理，处理的数据量非常大。
图像分析则主要是对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，以获得它们的客观信息从而建立对图像的描述。
图像分析处于中层，分割和特征提取把原来以像素描述的图像转变成比较简洁的非图形式描述。
图像理解的重点是进一步研究图像中各目标的性质和它们之间的相互联系，并得出对图像内容含义的理解以及对原来客观场景的解释，从而指导和规划行为。
图像理解主要描述高层的操作，基本上根据较抽象地描述进行解析、判断、决策，其处理过程与方法与人类的思维推理有许多相似之处。
第三章图像基本概念1.图像量化时，如果量化级比较小时会出现什么现象？为什么？答：当实际场景中存在如天空、白色墙面、人脸等灰度变化比较平缓的区域时，采用比较低的量化级数，则这类图像会在画面上产生伪轮廓（即原始场景中不存在的轮廓）。
