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计算机图形学是一门涉及计算机生成和处理图形的学科，它主要研究如何利用计算机来创建、显示、处理和交互图形信息。计算机图形学的应用广泛，包括游戏开发、影视特效、工程设计、虚拟现实以及用户界面设计等领域。 在计算机图形系统中，它由计算、存储、输入、输出和对话五大部分构成。计算部分负责处理图形数据，存储部分保存图形信息，输入设备如鼠标、绘图板用于获取用户的图形指令，输出设备如显示器、打印机则展示图形结果。图形软件通常分为多个层次，包括操作系统、系统级图形库、应用编程接口(API)和应用程序。例如，OpenGL、DirectX就是常见的图形API，它们提供了与硬件交互的接口。 分辨率是指屏幕上像素的数量，帧缓存用于存储每一帧图像的数据，像素是屏幕上最小的可寻址单位，而像距则涉及到图像投影的几何特性。DDA（Digital Differential Analyzer）画线算法基于差分思想，通过逐像素移动绘制直线。圆弧生成算法有多种，如中点画圆法、Bresenham算法等。误差判别通常采用增量模型，最快完整画圆弧的算法可能是Midpoint Circle Algorithm。 区域填充算法分为多种类型，如扫描线算法，其步骤包括初始化、扫描、判断和填充。区域内点的测试方法有边界盒法、扫描线法等。图形系统中的字符通常分为ASCII字符和扩展字符，它们可以采用位图或矢量图形表示，位图字符清晰度受分辨率限制，而矢量字符则可无限放大不失真。 实体在计算机图形学中代表三维空间中的对象，具有边界点、顶点、面等属性。描述实体的信息包括几何信息、拓扑信息和材质信息。欧拉公式用于判断一个闭合的多边形是否是平面内的一个简单多边形。实体模型主要有边界表示、构造实体几何表示和空间分割表示三种，其中Hermite曲线是一种四次Bezier曲线，它的形状受控制点影响，要求满足一定的连续条件以确保平滑。 二维和三维变换是图形学中的重要概念，通过变换矩阵可以实现缩放、旋转、平移和错切等操作。齐次坐标在图形变换中起到关键作用，它可以简化矩阵运算并处理无穷远点。窗口和视区定义了图形显示的范围，用户坐标系和设备坐标系则是图形坐标转换的基础。橡皮筋技术和双缓存技术常用于交互式图形，前者用于动态显示选择线，后者则用于提高图形更新的效率，避免闪烁。 光照模型在计算机图形学中用于模拟真实世界中的光照效果，包括漫反射、镜面反射和环境光。这些基本概念构成了计算机图形学的核心，理解和掌握它们对于学习和应用计算机图形学至关重要。