计算机图形学是一门涵盖广泛领域的学科,主要涉及如何在计算机中生成、操作和显示图形。以下是一些关于计算机图形学的基础知识,它们可以从提供的题目中提取出来:
1. 图形表示方法:图形有两种基本的表示方式,即参数法和点阵法。参数法通过参数方程来描述图形,适合于曲线和曲面的表示;点阵法则是将图形转化为像素阵列,适合于静态图像。
2. 图形软件标准:OpenGL和DirectX是两种主流的图形编程接口,分别由Khronos Group和Microsoft开发,用于创建高性能的3D和2D图形应用程序。
3. Z缓冲器:在三维图形渲染中,Z缓冲器用于解决深度排序问题,它存储每个像素的深度值,用于判断哪个物体更接近观察者。
4. 平面图形表示:内存中的平面图形可以使用栅格表示(像素阵列)或矢量表示(数学方程描述)。
5. 直线属性:线条的属性包括线型(实线、虚线等)、线宽和颜色,这些属性决定了线条在屏幕上的外观。
6. 颜色表示:颜色通常通过RGB模型表示,由红色、绿色和蓝色的强度组合而成。在无彩色系统中,颜色以灰度级显示。
7. 区域填充:有两种主要的填充方法,种子填充(从一个“种子”像素开始扩展)和扫描转换填充(沿扫描线填充)。
8. 字符裁剪:字符裁剪方法涉及矢量裁剪、单个字符裁剪和字符串裁剪,用于确保文字在特定区域内正确显示。
9. 差值和逼近:在图形处理中,差值用于估计连续数据,而逼近则用于找到近似函数来匹配给定数据点。
10. 齐次坐标:齐次坐标是一种扩展的坐标表示,能方便地进行旋转、缩放和投影等变换,同时也能表示无穷远的点。
11. 图形变换:比例、旋转变换可以通过平移坐标原点,进行变换,然后反向平移回原点来实现。
12. Phong和Gouraud光照模型:Phong模型提供更复杂的光线反射效果,但计算量较大,而Gouraud模型则相对简单,计算量较小。
13. 图像存储:图像容量取决于像素数量和每个像素的颜色深度,512x512像素的图像,每个像素4位,需要的存储空间是512KB。
14. Bresenham算法:这是一种用于快速绘制直线的算法,根据起点和终点坐标确定下一个像素位置。
15. 中点算法:用于绘制圆形,根据当前点的决策变量更新下一像素位置。
16. 几何变换:包括平移、旋转、缩放、剪切等,可能改变图形形状,但不会改变连接关系。
17. B样条曲线:B样条曲线通过控制点生成,不一定要通过特征多边形的顶点,具有凸包性和平滑性。
18. CRT显示器刷新:由于荧光物质亮度会衰减,需要不断刷新保持图像显示。
19. 多边形扫描转换:将多边形的顶点表示转换为像素点阵表示,以便在屏幕上正确显示。
20. 显示器颜色模型:计算机显示器通常使用RGB颜色模型,但HSV(色相、饱和度、明度)模型在颜色选择用户界面中更为直观。
以上知识点涵盖了计算机图形学的基本概念,包括图形表示、软件标准、渲染技术、图像存储、算法以及图形变换等多个方面。这些知识对于理解和应用计算机图形学至关重要。