下载文档原格式
什么是计算机图形学?计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形，并在专门显示设备上显示的原理、方法和技术的学科计算几何：研究几何模型和数据处理的学科，探讨几何形体的计算机表示、分析和综合计算机图形学研究内容:建模,绘制,动画图形系统的基本功能1.计算功能元素生成、坐标变换、求交、剪裁计算。
2.存储功能存储数据:形体的集合数据、形体间相互关系、数据的实时检索、保存图形的编辑等信息。
3.输入功能输入信息: 数据、图形信息、图象信息等输入。
命令关键字、操作信息。
4.输出功能输出信息: 图形信息、文件信息；静态图形、动态图形。
5.交互功能人─机交互:拾取对象、输入参数；接受命令、数据等。
显示器种类阴极射线管、随机扫描、存储管式、光栅扫描、等离子和液晶显示器从以下几个方面介绍图形显示设备：图形硬件显示原理CRT;CRT是利用电子枪发射电子束来产生图像，容易受电磁波干扰液晶显示器;液晶显示器的工作原理是利用液晶的物理特性，在通电时导通，使液晶排列变得有秩序，使光线容易通过；不通电时，排列则变得混乱，阻止光线通过未来显示器光栅显示系统的组成图形显示方式:随机扫描存储管式扫描光栅扫描图形显示质量与一帧的画线数量有关:当一帧线条太多，无法维持30～60帧/秒刷新频率，就会出现满屏闪烁光栅扫描显示器的常用概念:行频、帧频（图像刷新率）水平扫描频率为行频。
垂直扫描频率为帧频。
隔行扫描、逐行扫描隔行扫描方式是先扫偶数行扫描线，再扫奇数行扫描线。
像素屏幕被扫描线分成n 行，每行有m 个点，每个点为一个象素。
整个屏幕有m ×n 个象素。
具有灰度和颜色信息分辨率指CRT单位长度上能分辨出的最大光点(象素)数。
分为水平分辨率和垂直分辨率。
点距：相邻象素点之间的距离指标相关。
带宽：（水平像素数*垂直像数数*帧频）显示速度指显示字符、图形特别是动态图像的速度，与显示器的分辨率及扫描频率有关。
可用最大带宽来表示。
图像刷新刷新是指以每秒30帧以上的频率反复扫描不断地显示每一帧图像。
第三章图形标准3.1 图形标准的分类建立图形标准的目的是使图形与计算机硬件无关，实现程序的可移植和数据的可交换。
图形标准的分类：应用程序接口图形数据交换3.2 应用程序接口标准1）GKS（Graphics Kernel System）1985年，第一个ISO国际计算机图形信息标准，图形核心系统（GKS），正式颁布。
GKS提供了在应用程序和图形输入输出设备之间的功能接口，定义了一个独立于语言的图形核心系统。
GKS是一个二维图形标准，使用GKS编制出来的应用程序可方便地在具有GKS的不同图形系统之间移植。
以后又开发出了三维图形核心系统（GKS-3D）。
2）PHIGS（Programmer’s Hierarchical Interactive Graphics System）PHIGS（ Programmer's Hierarchical Interactive Graphics System ）是ISO于1986年公布的计算机图形系统标准。
PHIGS是为具有高度动态性，交互性的三维图形应用而设计的图形软件工具库，其最主要的特点是能够在系统中高效率地描述应用模型，迅速修改图形模型的数据，并能绘制显示修改后的图形模型，它也是在程序与图形设备之间提供了一种功能接口。
3.3 图形数据交换标准1）CGM （Computer Graphic Metafile）1980年开始，美国国家标准委员会ANSI和国际标准化组织ISO专门成立了标准化组着手计算机图元文件（CGM）标准的制定，并于1987年正式成为ISO标准，CGM提供了一个在虚拟设备接口上存贮与传输图形数据及控制信息的机制。
它具有广泛的适用性，大部分的二维图形软件都能够通过CGM进行信息存贮和交换。
CGM标准是由一套标准的与设备无关的定义图形的语法和词法元素组成。
Windows的图元文件（不同于CGM）windows图元文件是用来表示矢量图形的二进制记录。
计算机图形学——计算机图形系统及硬件基础⼀、概述1、计算机及系统中的图形设备计算机图形系统⽤来⽣成、处理和显⽰图形，通常由以下三部分构成：图形输⼊设备中央处理器图形输出设备常⽤的图形输⼊设备：键盘、⿏标此外还有跟踪球、空间球、光笔、触摸板、图形扫描仪、数字化仪、⼿写输⼊板、语⾳输⼊、数据⼿套中央处理器：中央处理器完成对图形的描述、建⽴、修改等各种计算，并对图形实现有效的存储。
许多外设所增加的固化的图形处理功能，可接受更⾼级的绘图命令，实现图形的缓冲，以及完成⼤部分图形函数的功能，从⽽⼤⼤减轻了CPU的负担。
图形输出设备:图形显⽰设备和图形绘制设备图形显⽰设备:⽤于在屏幕上输出图形。
基于阴极射线管的监视器、液晶显⽰器、等离⼦显⽰器图形绘制设备:⽤于把图形画在纸上，也称硬拷贝。
打印机、绘图仪2、图形系统的基本功能⼀个计算机图形系统⾄少应具有计算、存储、输⼊、输出、交互等基本功能，各功能关系如下：输⼊功能：通过图形输⼊设备可将基本的图形数据（如点、线等）和各种绘图命令输⼊到计算机中，从⽽构造更复杂的⼏何图形。
计算功能：1）图形的描述、分析和设计；－－建模2）图形的平移、旋转、投影、透视等⼏何变换；3）曲线、曲⾯的⽣成；4）图形之间相互关系的检测等。
－－隐藏线隐藏、⾯消除、碰撞检测存储功能：图形数据库可以存放各种图形的⼏何数据及图形之间的相互关系，并能快速⽅便地实现对图形的删除、增加、修改等操作。
输出功能：图形数据经过计算后可在显⽰器上显⽰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。
交互功能:设计⼈员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输⼊的错误给以必要的提⽰和帮助。
图形的基本处理流程利⽤各种图形输⼊设备及软件或其他交互设备将图形输⼊到计算机中，以便进⾏处理；在计算机内部对图形进⾏各种变换（如⼏何变换、投影变换）和运算（如图形的并、交、差运算等）；处理后，将图形转换成图形输出系统便于接受的表⽰形式，并在输出设备上输出；⼆、图形显⽰设备图形显⽰设备主要有以下三种：CRT（Cathode Ray Tube）显⽰器＝阴极射线管显⽰器LCD（Liquid Crystal Display）＝液晶显⽰器PDP（Plasma Display Panel）= 等离⼦显⽰器1、CRT显⽰器a.CRT显⽰原理CRT显⽰器主要由阴极、电平控制器（即控制极）、聚焦系统、加速系统、偏转系统和阳极荧光粉涂层组成，这六部分都在真空管内。
