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计算机图形学复****大纲第一章计算机图形学概述?图形的两种表示方法:矢量,:枚举出图形中所有的点的灰度或颜色(强调图形由点构成),简称为图像(数字图像):由图形的形状参数(方程或分析表达式的系数,线段的端点坐标等)+属性参数(颜色、线型等)来表示图形,简称为图形。:计算机图形学的研究对象。?计算机图形学的姐妹学科(图)计算几何:研究几何形体在计算机中的表示;分析、研究怎样建立几何形体的数学模型;研究曲线、曲面的表示、生成、拼接。图像处理:研究如何对数字图像做各种变换以方便处理;如何滤波;如何压缩图像数据;图像边缘提取,特征增强。计算机视觉:图形学的逆过程,分析和识别输入的图像并从中提取二维或三维的数据模型(特征)。如手写体识别、机器视觉。发展特点: 交叉、界线模糊、相互渗透?发展历史开创者:1963年,MIT林肯实验室的IvanSutherland发表了题为“Sketchpad:一个人机交互通信的图形系统”的博士论文,提出了基本交互技术、图元分层表示概念及数据结构。确定了交互图形学作为一个学科分支的地位。Sutherland本人也被公认为图形学之父。1988年被授予图灵奖。图形标准:ACM成立图形标准化委员会,制定“核心图形系统”(CoreGraphicsSystem);ISO发布CGI、CGM、GKS、PHIGS等标准。官方标准:GKS(GraphicsKernelSystem),第一个官方标准,1977;PHIGS(Programmer’sHerarchicalInteractiveGraphicssystem),1988。非官方标准:DirectX(MS)、OpenGL(SGI)、Xlib(X-Window系统)、Adobe公司Postscript。?应用领域计算机辅助设计与制造(CAD/CAM);飞机、汽车、船舶的外形的设计;发电厂、化工厂等的布局;土木工程、建筑物的设计;电子线路、电子器件的设计。?:控制开关、穿孔纸;键盘;二维定位设备,如鼠标、光笔、图形输入板、触摸屏;三维输入设备(如空间球、数据手套、数据衣),用户的手势、语音表情等等;用户的思维。:彩色CRT显示器、平面显示器、LCD显示器。?帧缓存(P12)帧缓冲器是数字设备,光栅扫描显示器是模拟设备。:光栅扫描显示器使用帧缓冲器存储屏幕每个像素点的颜色信息,帧缓冲器用位面和屏幕像素一一对应。:如屏幕分辨率为1024*768,则黑白显示器的帧缓冲容量是1024*768*1=786432b。第二章二维线画图元生成?直线段的生成算法::上课PPTP9~:思路,判别式,计算。上课PPTP15~23判别式:d=F(M)=F(Xp+1,Yp+):思路,判别式,计算。上课PPTP24~31?圆的生成算法中点算法:思路,判别式,计算,对称性。上课PPTP42正负法:思路,适用范围圆弧的隐函数:F(X,Y)=X2+Y2-R2=0?圆弧外的点:F(X,Y)>0?圆弧内的点:F(X,Y)<0属性控制::三种方法,刷子画线的特征?像素复制方法(线刷子)斜率在(-1,1)之间用垂直刷子,否则用水平刷子。优点:实现简单,效率高缺点:1线段两端要么为水平的,要么是竖直的;2折线顶点处有缺口;3图元的宽度不均匀;4产生宽度为偶数像素的图元效果不好;?移动刷子把宽度为指定线宽的刷子的中心沿直线移动,获得相应宽图元。优点:实现简单通过改变刷子形状可以不同的线宽效果缺点:重复写象素,但可以通过改进算法避免方形刷子也有宽度不均问题?利用填充图元要产生宽度为k的图元,可以首先计算出距离原始的理想图元k/2的两条等距线,将其连接起来并填充。优点:生成的图形质量高缺点:  计算量大有些图形的等距线难以获得(如椭圆):位屏蔽器一般用位屏蔽器实现,如:用一个16位整数表示一个位串,当对应为1时,显示像素,否则不显示。以16个像素为周期重复,在程序实现时将无条件写像素Putpixel(x,y,color)改为有条件:if(位串[i%16])Putpixel(x,y,color);其中i为整型计数器,指示当前像素的序号。?作业一第三章二维填充图元?扫描转换多边形含义:多边形矢量→象素?扫描转换矩形/逐点判断法/扫描转换扇形不考?扫描线算法    上课PPTP15~::一般用水平扫描,对于每一条扫描线:?求交:计算扫描线与多边形各边的交点;?排序:把所有交点按x值递增顺序排序;?配对:第一个与第二个,第三个与第四个等等;每对交点代表扫描线与多边形的一个相交区间。?填色:把相交区间内的象素置