計(jì)算機(jī)圖形學(xué)
時(shí)間：2024-01-22 03:30:01 | 來(lái)源：信息時(shí)代
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第一章：
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)：怎樣用計(jì)算機(jī)生成、處理和顯示圖像的學(xué)科。
圖形：能夠在人們視覺(jué)系統(tǒng)中形成視覺(jué)印象的對(duì)象稱為圖形，包括自然景物和人工繪圖。
數(shù)字圖像處理：針對(duì)圖像進(jìn)行各種加工以改善圖像的效果,為圖像分析做準(zhǔn)備。
位圖：顯示屏幕上的矩形陣列的0,1表示。
圖形：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究對(duì)象，
能在人的視覺(jué)系統(tǒng)中產(chǎn)生視覺(jué)印象的客觀對(duì)象，包括自然景物、拍攝到的圖片、用數(shù)學(xué)方法描述的圖形等等
像素：構(gòu)成屏幕（圖像）的最小元素。
分辨率：陰極射線管在水平或垂直方向單位長(zhǎng)度上能識(shí)別的最大像素個(gè)數(shù)。
顏色查找表：是一維線性表、其每一項(xiàng)的內(nèi)容對(duì)應(yīng)一種顏色，其長(zhǎng)度由幀緩存單元的位數(shù)決定。
作用：在幀緩存單元位數(shù)不增加的情況下，具有大范圍內(nèi)挑選顏色的能力；對(duì)顏色進(jìn)行索引
光柵掃描式圖形顯示器（畫(huà)點(diǎn)設(shè)備）： 幀緩存（數(shù)字設(shè)備）+寄存器+DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換）+電子槍+光柵顯示器（模擬設(shè)備）
具有N個(gè)位面的幀緩存，顏色查找表至少有N位字寬（實(shí)際為W，W>N），有2
n項(xiàng)，可同時(shí)顯示2
n個(gè)顏色（灰度級(jí)），總共可以有2
w個(gè)。
（全色光柵掃描圖形顯示器/全色幀緩存：三種原色電子槍，每種原色的電子槍有8個(gè)位面，組合成2
24種顏色，幀緩存至少為24位，每組原色配一個(gè)顏色查找表
） 顯卡作用：根據(jù)CPU提供的指令和有關(guān)數(shù)據(jù)將程序運(yùn)行過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)處理、并轉(zhuǎn)換成顯示器能夠接受的文字和圖形顯示信號(hào)，通過(guò)屏幕顯示出來(lái)。
虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)：由計(jì)算機(jī)生成的一個(gè)實(shí)時(shí)的三維空間。
虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的3I特性：沉浸（immersion）、交互（interaction）、想象（imagination）
第二章：
圖形標(biāo)準(zhǔn)：圖形系統(tǒng)及其相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)中各界面之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送和通信的接口標(biāo)準(zhǔn)，以及供圖形應(yīng)用程序調(diào)用的子程序功能及其格式標(biāo)準(zhǔn)。前者稱為數(shù)據(jù)及文件格式標(biāo)準(zhǔn)，后者稱為子程序界面標(biāo)準(zhǔn)。
（計(jì)算機(jī)圖形接口（CGI）、計(jì)算機(jī)圖元文件（CGM）、圖形核心系統(tǒng)（GKS）、程序員層次交互式圖形系統(tǒng)（PHIGS）、基本圖形轉(zhuǎn)換規(guī)范（IGES）、產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)（STEP）、計(jì)算機(jī)圖形參考模型（CGRM））
圖形系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的作用：方便不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換；方便程序移植；硬件隔離，實(shí)現(xiàn)圖形系統(tǒng)的硬件無(wú)關(guān)性。（提高圖形軟件、應(yīng)用軟件、相關(guān)開(kāi)發(fā)人員在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和圖形設(shè)備之間的可移植性）
計(jì)算機(jī)圖形接口（CGI）：使應(yīng)用程序和圖形庫(kù)直接與各種不同的圖形設(shè)備相作用，使其在各種圖形設(shè)備上不經(jīng)修改就可以運(yùn)行。
計(jì)算機(jī)圖元文件（CGM）：提供了一個(gè)在虛擬設(shè)備接口上存貯與傳輸圖形數(shù)據(jù)及控制信息的機(jī)制
第三章：
用戶接口的常用形式： 子程序庫(kù)：使用方便，但需要用戶熟悉某種通用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，如OpenGL
專用語(yǔ)言：一般為解釋性語(yǔ)言，如VRML
交互命令：圖形界面或命令行方式，進(jìn)行人機(jī)交互
圖段：具有相同屬性的一組輸出圖元的集合。
交互設(shè)備與交互任務(wù)：定值、筆畫(huà)、定位、選擇、拾取、字符串
交互技術(shù)：集合約束、拖拽、三維輸入。（選擇、定位、定向、定路徑、定量、文本、橡皮筋、徒手畫(huà)、拖動(dòng)）
拾取圖形：點(diǎn)拾取、符號(hào)及集拾取、直線段拾取、折線集拾取、曲線拾取、字符串拾取、多邊形拾取、重疊圖形拾取、三維圖形拾取。（加速圖形拾取的措施：過(guò)濾器、區(qū)域粗判、硬件實(shí)現(xiàn)）
輸入控制（畫(huà)圖說(shuō)明）：請(qǐng)求方式（程序初始化設(shè)備）、取樣方式（程序和設(shè)備同時(shí)工作）、事件方式（設(shè)備初始化程序）
第四章：
區(qū)域填充的幾種算法：活性邊表法；邊填充算法；柵欄填充算法；邊標(biāo)志算法；種子填充算法；掃描線種子填充算法。
圖形的掃描轉(zhuǎn)換／光柵化：確定一個(gè)像素集合及其顏色，用于顯示一個(gè)圖形的過(guò)程。
裁剪：確定一個(gè)圖形的哪些部分在窗口內(nèi)，必須顯示；哪些部分在窗口外，不該顯示的過(guò)程。
多邊形填充：把多邊形的頂點(diǎn)表示轉(zhuǎn)換為點(diǎn)陣表示。即從多邊形的給定邊界出發(fā)，求出位于其內(nèi)部的各個(gè)像素，并將幀緩沖器內(nèi)的各個(gè)對(duì)應(yīng)元素設(shè)置相應(yīng)的灰度或顏色。
4連通的區(qū)域: 取區(qū)域內(nèi)任意兩點(diǎn)，在該區(qū)域內(nèi)若從其中一點(diǎn)出發(fā)通過(guò)上、下、左、右四種運(yùn)動(dòng)可到達(dá)另一點(diǎn)。
8連通區(qū)域: 取區(qū)域內(nèi)任意兩點(diǎn)，若從其中任一點(diǎn)出發(fā)，在該區(qū)域內(nèi)通過(guò)沿水平方向、垂直方向和對(duì)角線方向的八種運(yùn)動(dòng)可到達(dá)另一點(diǎn)。
線寬處理：線刷子、方刷子、區(qū)域填充
走樣（混淆）：用離散量(像素)表示連續(xù)的量(圖形)而引起的失真。
反走樣：用于減少或消除失真效果的技術(shù)。（提高分辨率、簡(jiǎn)單區(qū)域取樣、加權(quán)區(qū)域取樣、不同灰度表示）
走樣現(xiàn)象：階梯狀邊界；狹小圖形遺失；圖形細(xì)節(jié)失真
第六章：
位置矢量：曲線上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)可用矢量p(t)表示，p(t)=[x(t),y(t),z(t)]。
切矢量：方向曲線的切線方向的矢量成為切矢量。
撓率：副法線方向(或密切平面)對(duì)于弧長(zhǎng)的轉(zhuǎn)動(dòng)率。
曲率：曲線的彎曲程度。（曲線上兩點(diǎn)的切矢量夾角與兩點(diǎn)間弧長(zhǎng)的比值）
插值：給定一組有序的數(shù)據(jù)點(diǎn)Pi，i=0, 1, …, n，構(gòu)造一條曲線順序通過(guò)這些數(shù)據(jù)點(diǎn)，稱為對(duì)這些數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行插值，所構(gòu)造的曲線稱為插值曲線。（線性插值；拋物線插值）
逼近：型值點(diǎn)（插值點(diǎn)）比較多時(shí)，很難用低次函數(shù)進(jìn)行內(nèi)插，因此可選用一個(gè)低次函數(shù)盡量的逼近這些點(diǎn)。（最小二乘法）
光順：指曲線的拐點(diǎn)不能太多。（光順的條件：具有二階幾何連續(xù)性G
2；不存在多余拐點(diǎn)和奇異點(diǎn)；曲率變化較小）
擬合：構(gòu)造一條曲線使之在某種意義下最接近給定的數(shù)據(jù)點(diǎn)(但未必通過(guò)這些點(diǎn))，所構(gòu)造的曲線為擬合曲線。（可用插值和逼近實(shí)現(xiàn)）
參數(shù)連續(xù)性：如果曲線P=P(t)在t=t
0處滿足左右n階導(dǎo)矢均存在且相等，則稱曲線P(t)在t=t
0處是n階參數(shù)連續(xù)的，或稱C
n連續(xù)。
（C
0連續(xù)和G
0連續(xù)：兩條線端點(diǎn)重合；
C
1連續(xù)：端點(diǎn)重合處切矢量方向相同，大小相等；
G
1連續(xù)：端點(diǎn)重合處切矢量方向相同，大小不等；
G
2連續(xù)：二階導(dǎo)矢方向相同，大小不等）
Bernstein基函數(shù)的性質(zhì)：正性、權(quán)性、對(duì)稱性、遞推性、導(dǎo)函數(shù)
Bezier曲線的性質(zhì)：端點(diǎn)性質(zhì)（端點(diǎn)位置矢量：曲線端點(diǎn)與特征多邊形端點(diǎn)重合；切矢量：端點(diǎn)處切矢量方向與特征多邊形第一條/最后一條邊走向一致；曲率）、對(duì)稱性、凸包性、幾何不變性、變差縮減性。
Bezier曲線的缺點(diǎn)：缺少局部性；曲線與控制多邊形的逼近程度較差；表示復(fù)雜形狀較難
B樣條曲線的性質(zhì)：局部性；連續(xù)性；幾何不變性；變差縮減性；造型的靈活性
區(qū)分均勻/非均勻B樣條函數(shù)：
均勻：節(jié)點(diǎn)沿參數(shù)軸是均勻等距分布的；
非均勻：節(jié)點(diǎn)沿參數(shù)軸的分布式不等距的。
第七章：
窗口區(qū)和視圖區(qū)的坐標(biāo)變換：
齊次坐標(biāo)：用n+1維向量表示n為向量。
（齊次坐標(biāo)的優(yōu)越性：
提供了用矩陣運(yùn)算進(jìn)行圖形變換的有效方法；
表達(dá)的一致性，便于硬件運(yùn)算；
簡(jiǎn)化了復(fù)合圖形變換的形式，提高了效率；
可以表達(dá)無(wú)窮遠(yuǎn)點(diǎn)。）
用戶域：程序員用來(lái)定義草圖的整個(gè)自然空間。
窗口區(qū)：用戶指定的任一區(qū)域叫做窗口。
屏幕域：設(shè)備輸出圖形的最大區(qū)域，是有限的整數(shù)域。
視圖區(qū)：任何小于或等于屏幕域的區(qū)域都成為視圖區(qū)。
圖形變換：是指對(duì)圖形的幾何信息經(jīng)過(guò)幾何變換后產(chǎn)生新的圖形。
仿射變換：形式為x’=ax+by+c,y’=dx+ey+f的坐標(biāo)變換稱為二維仿射變換。
投影變換：把三維物體變?yōu)槎S圖形表示的過(guò)程稱為投影變換。（平行投影；透視投影）
（一點(diǎn)透視投影線方程：X
S=X
C+(X-X
C)t）
滅點(diǎn)：透視投影的視線（投影線）是從視點(diǎn)（觀察點(diǎn)）出發(fā)，視線是不平行的。不平行于投影平面的平行線投影后匯聚的一點(diǎn)稱為
滅點(diǎn)，在坐標(biāo)軸上的滅點(diǎn)叫做主滅點(diǎn)。（按照主滅點(diǎn)的個(gè)數(shù)，透視投影可分為
一點(diǎn)透視、二點(diǎn)透視和三點(diǎn)透視）
投影空間：相對(duì)于二維的窗口概念，三維的投影窗口稱為投影空間。
觀察坐標(biāo)系：視點(diǎn)在該坐標(biāo)系的原點(diǎn)，投影平面與xOy平面平行的左手坐標(biāo)系，是一個(gè)過(guò)渡坐標(biāo)系。
不改變圖形大小和形狀的變換：平移；旋轉(zhuǎn)；對(duì)稱（比例變換不改變形狀，但改變大?。?div> 不改變圖形角度關(guān)系的變換：平移；旋轉(zhuǎn)；對(duì)稱；比例（錯(cuò)切改變角度關(guān)系）
（拓?fù)洳蛔兊膸缀巫儞Q不改變圖形的連接關(guān)系和平行關(guān)系。）
第八章：
幾何造型：利用點(diǎn)、線、面、體等幾何元素，經(jīng)過(guò)平移、旋轉(zhuǎn)、比例等幾何變換和交、叉、并等集合運(yùn)算，產(chǎn)生實(shí)際或想象的物體模型。（三維幾何造型：實(shí)體造型、曲面造型）
正則形體：對(duì)于任一形體，如果它是3維歐氏空間R
3中非空、有界的封閉子集，且其表面任意一點(diǎn)的足夠小的鄰域在拓?fù)渖蠎?yīng)該是一個(gè)等價(jià)的封閉圓，我們稱該形體為正則形體，否則稱為非正則形體。
控制點(diǎn)：用來(lái)確定曲線和曲面的位置與形狀，相應(yīng)的曲線和曲面
不一定經(jīng)過(guò)的點(diǎn)。
型值點(diǎn)：用來(lái)確定曲線和曲面的位置與形狀，相應(yīng)的曲線和曲面
一定經(jīng)過(guò)的點(diǎn)。
（考點(diǎn)：控制點(diǎn)和型值點(diǎn)的區(qū)別）
插值點(diǎn)：為提高曲線和曲面的輸出精度，在型值點(diǎn)之間插入的一系列點(diǎn)。
體素：可以用有限個(gè)尺寸參數(shù)定位和定形的體。（來(lái)源：從實(shí)體中選擇出來(lái)；參數(shù)輪廓線掃描產(chǎn)生；代數(shù)半空間定義）
線框模型：用頂點(diǎn)和鄰邊來(lái)表示形體；
表面模型：用有向棱邊圍成的部分來(lái)定義形體表面，由面的集合來(lái)定義形體；
實(shí)體模型：明確定義了表面的那一側(cè)存在形體。
（在表面模型基礎(chǔ)上定義實(shí)體模型的三種方法：a.在定義表面的同時(shí)，給出實(shí)體存在一側(cè)的一點(diǎn)P；b.直接用表面的外法矢量來(lái)指明實(shí)體存在的一側(cè)；c.用有向棱邊的方向表示外法矢方向，右手法則確定外法矢量）
構(gòu)造實(shí)體幾何：將一些簡(jiǎn)單的基本體素通過(guò)正則集合運(yùn)算來(lái)構(gòu)造、表示新的物體。
拓?fù)湫畔ⅲ?/strong>物體的拓?fù)湫畔⑹侵肝矬w上所有的頂點(diǎn)、棱邊、表面之間是怎樣連接到 歐拉公式：V-E+F=2；V-E+F=2(S-H)+R 第九章：
真實(shí)圖形：經(jīng)過(guò)消影的投影圖稱為物體的真實(shí)圖形。
明暗效應(yīng)：對(duì)光照射到物體表面所產(chǎn)生的反射或透射現(xiàn)象的模擬。
明暗模型（光照模型）：泛光；漫反射；鏡面反射
泛光：光是來(lái)自四面八方的，它在各個(gè)方向都有均勻的光照強(qiáng)度
顏色：人的視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)所接受到的光信號(hào)產(chǎn)生的一種感覺(jué),不同波長(zhǎng)的光信號(hào)帶給人不同的顏色感受
光效率函數(shù)：它表示人眼感受各種波長(zhǎng)的光的敏感度。反映了不同波長(zhǎng)的光刺激人眼產(chǎn)生亮度的效率。
顏色模型：指的是某個(gè)三維顏色空間中的一個(gè)可見(jiàn)光子集，它包含某個(gè)顏色域的所有顏色。目的是在某個(gè)顏色域中方便的指定顏色。
基色：在顏色模型中，用來(lái)生成其它顏色的兩種或三種顏色稱為基色
CIE：國(guó)際照明委員會(huì)
紋理：是物體表面的細(xì)小結(jié)構(gòu)
紋理映射：是把紋理圖象值映射到三維物體的表面的技術(shù)
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網(wǎng)站
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營(yíng)銷
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設(shè)計(jì)
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運(yùn)營(yíng)
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優(yōu)化
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