计算机图形学(概念)复习过程

计算机图形学(概念)1、计算机图形学（Computer Graphics）计算机图形学是研究怎样利用计算机来产生存储和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。

IEEE定义：Computer graphics is the art or science of producing graphical images with the aid of computer.2、图形:能够在人的视觉系统中形成视觉印象的客观对象都称为图形。

3、图形的要素：几何要素和非几何要素4、几何要素：点线面体5、非几何要素：材质、颜色等6、计算机图形学中所研究的图形：从客观世界物体中抽象出来的带有颜色及形状信息的图和形。

7、表示图形的点阵法：是用具有颜色信息的点阵来表示图形的一种方法，它强调图形由哪些点组成，并具有什么灰度或色彩。

8、表示图形的参数法：是以计算机中所记录图形的形状参数与属性参数来表示图形的一种方法。

9、图形（Graphics）：通常把参数法描述的图形叫做图形10、图象（Image）：把点阵法描述的图形叫做图象11、计算机图形学：试图从非图象形式的数据描述来生成（逼真的）图象。

12、数字图象处理：旨在对图象进行各种加工以改善图象的视觉效果。

13、计算机视觉：是研究用计算机来模拟生物外显或宏观视觉功能的科学和技术。

14、图形软件标准:与设备无关、与应用无关、具有较高性能15、GKS、GKS-3D：图形核心系统16、PHIGS：语言联编程序员交互式图形系统17、CGM：计算机联编图形元文件18、CGI：计算机图形接口19、IGES：基本图形转换标准20、STEP：产品数据转换规范21、图形输入设备：•键盘（keyboard）、鼠标器(mouse)、光笔(light pen)、触摸屏(touch screen)、图象扫描仪(scanner)、声频输入系统、视频输入系统21、光笔是一种检测装置，它靠检测荧光屏上的发光点来选择屏幕的位置坐标。

对荧光敏感，有定位、拾取跟踪功能。

22、红外线式触摸屏：有纵横（或扇面）红外发送接收装置23、电阻式触摸屏：通过改变触摸点电阻定位24、电容式触摸屏：通过改变触摸点电容定位25、声波触摸屏：纵横声波发送接收装置、检测时间确定位置26、图象扫描仪：幅面、分辨率颜色（灰度）等级27、从外形上看：CRT为：管颈部分、锥体部分、屏幕部分。

28、从结构上看：CRT为：电子枪、偏转系统、荧光屏29、枕形失真：偏转电流I与偏转角的正弦成正比。

校正措施：锯齿形电流预先产生一些“桶形失真”30、三基色原则：物理三基色—红黄蓝、发光效率低，采用红绿蓝三基色。

31、荫罩式彩色显象管主要结构：三色荧光屏、三支电子枪、荫罩板32、彩色显象管必须满足色纯度、会聚和白色平衡的要求33、扫描转换过程：象素信息从应用程序转换并放入帧缓冲区的过程称之为扫描转换过程34、光栅扫描的图形显示器刷新速率：每秒60到80帧，即60Hz或80Hz35、逐行扫描：36、隔行（interlaced）扫描：隔行扫描技术主要用于较慢的刷新速率，以避免闪烁①0、2、4 ②1、3、537、光点：一般是指电子束打在显示器的荧光屏上，显示器能够显示的最小的发光点。

38、象素点：是指图形显示在屏幕上时候，按当前的图形显示分辨率所能提供的最小元素点。

最小元素点尺寸等于光点尺寸）39、三种分辨率：屏幕分辨率、显示分辨率、存储分辨率40、屏幕分辨率，也称为光栅分辨率，它决定了显示系统最大可能的分辨率，任何显示控制器所提供的分辨率也不能超过这个物理分辨率。

41、屏幕分辨率通常用水平方向上的光点数与垂直方向上的光点数的乘积来表示。

（与光点尺寸、屏幕大小有关）42、显示分辨率是计算机显示控制器所能够提供的显示模式分辨率，实际应用中简称为显示模式。

43、对于文本显示方式，显示分辨率用水平和垂直方向上所能显示的字符总数的乘积表示（如40X25、80X20）。

44、对于图形显示方式，则用水平和垂直方向上所能显示的象素点总数的乘积表示（如640X480、800X600）。

45、显示分辨率不同，它所对应的象素点大小也不同。

46、图形的存储分辨率：是指帧缓冲区的大小，一般用缓冲区的字节数表示。

47、存储分辨率不仅与显示分辨率有关，还与象素点的色彩有关。

48、帧缓存＝x象素点×y象素点×log2n/8其中：n为颜色数或灰度等级数。

如：1024X1024黑白图象为1K×1K×log2２/8=128KB；512×512，256色：512×512×log2256/8=256KB；1024×1024×log2256/8=1MB真彩色： 1024×1024×log2224/8=3MB49、屏幕分辨率决定了所能显示的最高分辨率50、组合象素法：是把一个图形象素点的全部信息被编码成一个数据字节，按照一定方式存储到帧缓存中。

51、颜色位面法是把帧缓存分成若干独立的位面（Bit Plane），每个位面控制一种颜色或者灰度，每一个图形象素点在每个位面中占一位，通过几个位面中的同一位组合成一个象素。

52、显示长宽比： 4：353. MDA（Monochrome Display Adapter）单色54. CGA（Color Graphics Adapter）彩卡55.EGA（Extended Graphics Array）增强卡56./VGA（Video Graphics Array）视频卡57. 高性能图形显示卡：SVGA (super VGA) 、AVGA (Accelerated VGA ,有加速硬件)) 、TVGA、•58、刷新带宽=点数/桢×字节/点×桢/秒•如：1024×768、真彩色、60Hz：•刷新带宽= 1024×768×3×60=138MB59、图形绘制设备：撞击式（impact）打印机•非撞击式（Nonimpact）打印机•60、绘图仪喷墨、笔式绘图仪61、笔式绘图仪又分为平板式绘图仪和滚筒式绘图仪62、用户接口的设计：应使用户区尽可能大，其他尽可能小；不需要信息菜单时可随时关闭。

63、应用图符（application icons）：用户设计图形使用的图符元素，如电路符号等。

64、控制图符（control icons）：旋转、放大、缩小、打印等65、设备的评价可以从三个层次上来看：⒈设备层；⒉任务层；⒊对话层；66、设备层：关心硬件层，如键盘灵活否等67、任务层：比较不同设备交互效果68、对话层：对一系列交互进行比较确定优劣。

69、定位设备分三种分类：直接设备和间接设备；绝对坐标设备和相对坐标设备；连续设备和离散设备70、直接设备和间接设备直接设备如触摸屏，间接设备如鼠标器71、绝对坐标设备和相对坐标设备：绝对设备有绝对坐标，如触摸屏。

相对设备如鼠标器等。

72、鼠标器为连续设备，键盘为离散设备。

•73、造型技术:研究如何在计算机中建立恰当的模型表示不同图形对象的技术。

74、规则对象（几何造型）：所描述的物体是规则物体，统称几何模型75、不规则对象：不能用欧氏几何描述的对象，如山、水、树、草、云、烟等。

76、图素：可以用一定的几何和属性参数描述的最基本的图形输出单元。

如点、线、圆、圆弧、椭圆、二次曲面、二次曲线（二维）。

77、体素：是三维空间中可以用有限个尺寸参数定位和定形的体，常有三种定义形式(1)从实际形体中选择出来，可用一些确定的尺寸参数控制其最终位置和形状的一组单元实体。

如长方体、圆柱体、圆锥体、圆环体等。

(2)由参数定义的一条(或一组)轮廓线沿一条(或一组)空间参数曲线作扫描运动而产生的形体。

(3)用代数半空间定义的形体。

78、段（也称图段、结构和对象）：是指具有逻辑意义的有限个图素（或体素）及其附加属性的集合。

79、图素或体素用数据来描述，段用规则来描述。

80、段可以嵌套81、段一般具有三个特性：可见性、醒目性、可选择性(交互设备选择）。

82、图形信息：构成图形对象的点、线、面的位置、相互间关系和几何尺寸等都；83、非图形信息：表示图形对象的线型、颜色、亮度以及供模拟、分析用的质量、比重、体积等数据。

图形信息又包括：84、几何信息：形体在欧氏空间中的位置和大小85、拓扑信息：形体各分量（点、边、面）的数目及其相互间的连接关系。

86、刚体运动：不改变图形上任意两点间的距离，也不改变图形的几何性质的运动。

欧氏几何中只允许刚体运动。

87、拓扑运动：允许形体作弹性运动，即在拓扑关系中，对图形可随意地伸张扭曲。

但图上各个点仍为不同的点，决不允许把不同的点合并成一个点（橡皮绳几何学）。

88、拓扑等价：一个图形作拓扑运动与另一个图形重合。

89、图形拓扑性质：与概图形拓扑等价的图形的性质。

90、建模坐标系(modeling Coordinate System 图段，有各自的坐标原点和长度单位。

可调用到用户坐标系指定位置。

91、用户坐标系(World Coordinate System WC)：总体坐标系，用于定义用户整图或最高层图形结构。

92、观察坐标系(VC,Viewing Coordinate System)：可在用户坐标系任何位置、任何方向定义，确定显示部分；坐标规格化。

93、规格化的设备坐标（NDC）: Normalized Device Coordinate System:定义视图区，取值范围(0.0,0.0,0.0,)到(1.0,1.0,1.0)94、设备坐标系(DC,Device :输入、输出设备的坐标∨95、在自由曲线面的描述中常用三种类型的点：控制点、型值点、插值点96、面有方向性：外法线向外为正，向内为负。

97、三维空间中的物体是一个内部连通的三维点集，是由其内部的点集及紧紧包着这些点的表皮组成的。

98、客观存在的三维形体具有这样一些性质：(1)刚性：有一定的形状。

(2)维数的一致性：三维空间中物体各部分必须是三维的，不能有悬挂的或孤立的边界。

(3)占据有限的空间：有固定的体积。

(4)边界的确定性：根据边界能区别物体的内部和外部。

(5)封闭性：经刚体运动和集合运算后仍是有效物体。

99、二维流形：指的是对于实体表面上的任意一点，都可以找到一个围绕着它的任意小的领域，该领域与平面上的一个圆盘是拓扑等价的。

100、实体：对于一个占据有限空间的正则形体，如果其表面是二维流形，则该正则形体为实体。

101、正则集合运算：把能够产生正则形体的集合运算称为正则集合运算102、实体模型（实体造型技术）三类表示：•边界表示（Boundary representation, B-reps）•构造实体几何表示•空间分割（Space-partitioning）表示103、扫描表示法（sweep representation）可以利用简单的运动规则生成有效实体。