《计算机图形学简答题与名词解释解析》
计算机图形学是计算机科学中的一个重要分支，它专注于利用计算技术来生成和处理图形。图像处理、模式识别和计算机图形学虽各自独立，但相互关联。图像处理主要涉及对已有图像的分析和处理，以改善图像质量或提取有用信息。模式识别则侧重于计算机对图形信息的识别和理解，通常用于图像分类和识别。而计算机图形学则研究如何根据描述生成图形，涵盖了从几何建模到渲染的全过程。
计算机图形系统的核心功能包括计算、存储、输入、输出以及交互。计算功能处理图形数据的运算，如几何变换和光照计算；存储功能保存图形数据和中间结果；输入功能接收用户或设备提供的图形信息；输出功能将计算结果显示在显示器或其他设备上；交互功能则允许用户与图形界面进行实时互动。
在多边形表示方面，顶点表示法通过顶点序列描述多边形，易于进行几何变换，但不适用于面着色，因为它无法直接标识像素是否在多边形内部。点阵表示法以像素集合表示多边形，适合帧缓冲渲染和面着色，但缺乏明确的几何信息。
隐藏面消隐是计算机图形学中的关键技术，旨在消除三维物体中不可见部分，以呈现真实感图像。Z缓冲器算法通过比较像素的深度值来判断哪个面更接近观察者，从而实现消隐。它使用一个二维数组存储每个像素的深度信息，当新面更靠近观察者时，更新深度值和颜色值。
颜色的基本特征包括波长、亮度和饱和度。波长决定颜色的种类，亮度影响视觉感知的明暗，饱和度则反映了颜色的纯度。常见的颜色模型有RGB模型，适用于加色显示设备，如电视和电脑屏幕，通过红、绿、蓝三种基色混合生成所有颜色。CMY模型用于减色过程，如打印，基于青、品红、黄的互补色原理。YIQ模型是电视信号的标准，适用于视频传输。HSV模型以色调、饱和度和明度定义颜色，方便用户直观调整。
明暗处理技术如Gouraud和Phong阴影模型用于模拟物体表面的光照效果。Gouraud阴影在多边形顶点处计算光照，然后线性插值填充整个多边形，实现平滑过渡，但可能在某些角度下丢失细节。Phong阴影则在每个像素点进行光照计算，考虑环境光、镜面反射和漫反射，因此能提供更真实的光照效果，但计算成本更高。
计算机图形学是一门综合性的学科，涵盖了从图像处理到模式识别，再到图形生成的广泛知识，它的技术在现代数字媒体、游戏开发、虚拟现实等领域有着广泛应用。理解这些基本概念和技术对于深入学习和应用计算机图形学至关重要。
