【计算机图形学基础概念】
计算机图形学(Computer Graphics, CG)是计算机科学的一个分支,它研究如何使用计算机生成和处理图像。它广泛应用于游戏开发、电影制作、虚拟现实(Virtual Reality, VR)、计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助教学(CAI)等领域。
1. 点阵法(Raster Graphics):在现实阶段,通过具有颜色信息的像素点阵来表示图形。在Windows的“画图”工具中,可以观察到像素的形状和结构。像素是构成图像的基本单位,具有大小、位置和颜色参数。
2. 参数法(Parametric Method):在设计阶段,通过几何方法和数学模型,使用形状参数和属性参数来描述图形。这种方法允许更灵活地创建和修改图形。
3. 图形与图像:图形是基于线条表示的几何对象,如线框图,而图像则通常是指像素化的点阵图像,如照片或点阵图像。光栅(Raster)指的是由电子束扫描形成的屏幕图像,而荫罩板(Shading Plate)是一种用于电视和显示器的技术,有助于提高图像质量。
4. 直线的走样(Aliasing):在计算机图形中,当直线不是精确的水平、垂直或45度时,由于像素的限制,显示的直线边缘可能出现锯齿状,这被称为走样。反走样(Antialiasing)技术通过颜色渐变来平滑这些边缘,使得视觉效果更自然。
5. 三维立体画:利用视差原理,可以从特定角度看到立体图像。例如,图片中的字母“CG”在正确视角下可以呈现出立体效果。
在编程和软件开发中,计算机图形学的应用同样重要。例如:
- 创建类(Class):在C++中,可以创建如`CRectangle`和`CCuboid`这样的类,分别定义在`.h`和`.cpp`文件中。`.h`文件包含类的声明,`.cpp`文件实现类的方法。通过Win32 Console Application创建项目,并在ClassView和FileView中管理这些文件,可以实现类的组织和编译。
- MFC(Microsoft Foundation Classes):这是一个C++库,用于构建Windows应用程序。设计长方形类`CRectangle`时,可以使用MFC的对话框(Dialog)功能,创建一个用户界面,让用户能够输入长方形的尺寸,并进行相关的图形操作。
计算机图形学的理论和技术是构建现代数字世界的关键部分,涵盖从基本的几何建模到复杂的渲染算法,再到交互式应用的开发。深入理解这些概念对于从事游戏开发、动画制作、软件工程等相关领域的专业人士至关重要。