计算机图形学是一门研究如何用计算机生成、处理和显示图形的学科。它涉及多个领域，包括数学、物理学、工程学以及艺术。以下是计算机图形学的一些关键知识点：
1. **图形表示方法**：计算机图形学中的图形可以是点阵图形或参数图形。点阵图形由像素组成，每个像素都有特定的颜色和位置；参数图形则通过数学公式来描述形状，如曲线和曲面。
2. **交互式计算机图形学**：这是一种允许用户实时与图形进行交互的技术，例如在3D建模软件中拖动对象或调整视角。这种交互通常需要高性能的硬件支持，如图形处理器（GPU）。
3. **图形学发展历史**：计算机图形学起源于早期的军事和科研项目，随着硬件技术的进步，逐渐发展到现代的3D建模、游戏开发和虚拟现实等领域。关键里程碑包括图形库的出现，如OpenGL和DirectX，以及高性能计算平台的普及。
4. **图形学应用领域**：计算机图形学广泛应用于设计（如建筑设计、产品设计）、信息可视化、模拟仿真、虚拟现实（VR）、用户界面设计以及电影特效等。
5. **软件兼容性和图形标准**：图形软件需要遵循特定的API（应用程序接口）标准，如OpenGL、DirectX和Vulkan，以确保跨平台兼容性和性能。同时，图形文件有多种格式，如BMP、JPEG、PNG等，每种格式有不同的压缩和存储特性。
6. **图形输入设备**：包括鼠标、键盘、数字化仪、3D扫描仪等，用于将用户的手势和创作转化为计算机可理解的数据。
7. **图形输出设备**：常见的有显示器、打印机、投影仪等。显示器分为CRT（阴极射线管）和LCD（液晶显示器）等类型，3D图形设备如头戴式显示器（HMD）推动了虚拟现实的发展。
8. **数字图像基础**：图像由像素组成，像素的排列决定了图像的分辨率和纵横比。颜色由红、绿、蓝（RGB）三个基色组合而成。图形处理器（GPU）和渲染农场用于加速图像的处理和渲染。
9. **扫描转换**：是将几何形状转化为像素的过程。直线的扫描转换有DDA（数字微分法）和Bresenham算法；圆和椭圆的扫描转换涉及到更复杂的算法，如中点法和Bresenham算法。
10. **区域填充**：用于填充多边形内部或特定区域，有种子填充算法和扫描线算法。多边形扫描转换涉及逐点判断、扫描线算法，处理奇异点并确保连贯性。
11. **三维基础**：物体的几何表示分为线框模型（仅描绘边框）、面模型（多边形表示）和体模型（实体CSG表示）。面模型中最常见的是三角形网格，半边结构用于优化存储和操作。体模型利用布尔运算实现复杂的形状构造。
12. **自然景物表示**：分形理论被用来模拟自然景观，如Koch雪花曲线、海岸线、山脉和植物。粒子系统则常用于创建动态效果，如火焰、水和雾气。
13. **反走样**：为了解决图像中的锯齿和模糊问题，反走样技术通过采样和重构来提高图像质量和分辨率。
计算机图形学是一门深奥且富有创新的学科，不断推动着数字艺术、科学可视化和人机交互的边界。从简单的2D绘图到复杂的3D建模和虚拟世界，计算机图形学无处不在，为我们的日常生活带来了无数视觉奇迹。
VIP享7折，此内容立减4.47元 
