计算机图形学

计算机图形学是一门涵盖广泛领域的学科，主要研究如何在计算机系统中生成、处理和显示图像。这门课程的资源丰富，通常包括理论讲解、实践案例和相关软件的使用，是学习计算机图形学的重要资料库。这里我们将深入探讨几个关键的知识点。 1. **基本概念与术语**：计算机图形学中的基本概念包括像素、向量图形、光栅化等。像素是构成图像的基本单元，向量图形基于数学公式描述形状，而光栅化则是将向量图形转化为像素的过程。 2. **颜色模型**：RGB（红绿蓝）模型是计算机中最常见的颜色表示方式，用于显示器；CMYK（青、洋红、黄、黑）则常用于打印。理解不同的颜色模型对于色彩管理和图像处理至关重要。 3. **图形绘制算法**：线画算法如Bresenham算法用于绘制直线，而像Midpoint Circle Algorithm这样的算法用于绘制圆。此外，还有填充算法如扫描线填充和八方向链码等，用于图形内部的填充。 4. **图形变换**：包括平移、旋转、缩放和剪切等，它们是图形处理的基础。矩阵运算在这里起到关键作用，通过矩阵可以方便地实现复杂的几何变换。 5. **光照与阴影**：理解光照模型如Phong模型，以及如何模拟阴影和反射，是创建逼真图像的关键。光照参数包括光源位置、颜色、类型（点光源、平行光源等）和表面属性。 6. **纹理映射**：将图像贴到三维模型上，增加真实感。纹理坐标、纹理坐标映射和纹理过滤是其中的关键技术。 7. **三维建模**：包括多边形建模、NURBS（非均匀有理B样条）建模等方法，用于创建复杂三维物体。细分表面技术如Catmull-Rom细分则能生成平滑的表面。 8. **渲染**：将三维模型转化为二维图像的过程，涉及视图投影（正交投影和透视投影）、深度缓冲和抗锯齿等技术。高级渲染还包括全局光照、体积渲染和运动模糊等。 9. **图形用户界面**：GUI（图形用户界面）设计和事件驱动编程是用户与计算机交互的重要方式。理解窗口系统和控件原理对开发图形应用程序非常重要。 10. **图形硬件**：GPU（图形处理器）的架构和编程，如OpenGL和DirectX API，用于高效处理图形计算。了解硬件加速原理能优化图形应用性能。 以上只是计算机图形学众多知识点的一部分，实际课程资源可能还包含更多内容，如计算机辅助设计（CAD）、游戏开发、虚拟现实、图像处理等。通过深入学习和实践，你可以掌握构建视觉效果丰富、交互性强的应用程序所需的技术。