计算机图形学概念总结.docx

计算机图形学是一门专注于利用计算机来创建、处理和显示图形的学科。它的核心在于将数据转化为可视化图像，这些图像可以是简单的线条、曲线、图表，也可以是复杂的三维模型。计算机图形学的应用广泛，涵盖计算机辅助设计（CAD/CAM）、计算机辅助教学（CAI）、办公自动化、电子出版、艺术创作、工业控制、交通管理和医疗领域。图形用户界面（GUI）的普及，使得用户通过图形化的方式与计算机交互变得更加直观和高效。 计算机图形系统由计算机硬件、图形输入输出设备、系统软件和图形软件组成。其中，图形输入设备包括鼠标、操纵杆、数字化仪等，用于捕捉用户的操作；逻辑输入设备则涉及定位、比划、数值输入等功能。图形显示设备如显示器、显示控制器和帧缓存等，共同决定了图像的呈现效果。 在图形显示设备中，阴极射线管（CRT）是最传统的类型，而现代技术则发展了液晶显示器（LCD）、等离子体显示板（PDP）、发光二极管（LED）显示器等多种平板显示技术。屏幕分辨率是衡量显示质量的重要指标，它定义了显示器在水平和垂直方向上能显示的最大光点数，决定着显示的清晰度。帧缓存的大小直接影响到色彩深度和显示的细腻程度，而颜色查找表（Color Look-Up Table, CLUT）则用于储存色彩代码，以实现颜色的精确显示。 造型技术是计算机图形学中的关键部分，用于创建和操作二维和三维图形对象。基本图形元素包括线、圆、曲线等，而段则是一组具有特定属性的图素集合。在三维建模中，实体模型可以通过边界表示（B-reps）、构造实体几何（CSG）或空间分割表示（如八叉树、BSP树）来描述。对于非规则对象，可以采用基于分数维理论的随机模型、文法模型或粒子系统模型来表示。 区域填充算法是计算机图形学中常用的技术，例如多边形的扫描转换，常见的填充算法有x扫描线填充算法和Y连贯性算法，这些算法在确保图形质量和避免走样方面扮演着重要角色。边表构造和活动边表（AET）技术则在图形处理中用于有效地管理边的顺序和填充过程。 计算机图形学是计算机科学的一个分支，它融合了数学、物理和工程等多个领域的知识，为现代科技和艺术创新提供了强大的工具和表现手段。理解并掌握这些基本概念和算法，对于从事相关工作或学习的人来说至关重要。