计算机图形学概论
16、控制点:是指用来控制或调整曲线形状的特殊点,曲线本身不一定通过控制点。
17、拟合:是指在曲线的设计过程中,用插值或逼近的方法使生成的曲线达到某些设计要求。
插值和逼近:这是曲线设计中的两种不同方法。插值设计方法要求建立的曲线数学模型,严格
通过已知的每一个点。而逼近设计方法建立的曲线数学模型只是近似地接近已知的点。
18、连续性:C0连续(0阶参数连续)——前一段曲线的终点与后一段曲线的起点相同。
C1连续(一阶参数连续)—— 两相邻曲线段的连接点处有相同的一阶导数。
C2连续(二阶参数连续)—— 两相邻曲线段的连接点处有相同的一阶导数和二阶导数。
19、在拟合生成曲线的众多方法中,一般总要选择一种简单一些的曲线,作为拟合生成 其它曲线的基本曲线,然后对这种基本曲线作一些适当的数学处理,来完成完整的拟 合曲线。
• 对于曲线的非参数方程表示,它们存在以下几个问题:1. 与坐标轴相关。 2. 会出现斜率为 无穷的情况(垂线)。 3. 对于非平面曲线难以用常系数的非参数化函数表示。 4. 不便于 计算和编程。
• 使用参数方程的优越性:1. 控制曲线形式的自由度更大。 2. 对曲线进行变换时,对参数方 程的参变量直接进行几何变换,节省了工作量。 3. 便于处理斜率为无穷大的问题,不会因 此而中断处理。 4. 参数方程中,代数,几何相关和无关的变量是完全分离的,而且对参变量 个数不限,从而便于用户把低维空间的曲线扩展到高维空间中去。 5. 参数变量的规格化, 0<=t<=1。 6. 易于用矢量和矩阵表示几何分量,简化了计算。
Delphi、VB、VC等 2.交互式图形软件(与硬件平台有关):微机:AutoCAD、3DSMAX、 MicroStation、SoftImage 3D等。 工作站:Euclid 、I—DEAS 、Unigraphics 、MAYA等。 13、图形软件的组成:1)零级图形软件:解决图形设备与主机的通讯、接口等问题,又称设备驱动 程序。 2)一级图形软件:包括生成基本图形元素、对设备进行管理的各程序模块,又称基本 子程序。 3)二级图形软件:建立图形数据结构,定义、修改和输出图形;以及建立各图形设 备之间的联系,具有较强的交互功能。也称功能子程序 4)三级图形软件:为解决某种应用问 题的图形软件,是整个应用软件的一部分。 14、曲线:规则曲线——可用曲线方程式表示的曲线。
字符串:输入一串字符(键盘) 每一类逻辑功能都可由一些相应的图形设备来实现。
9、光栅扫描显示器是一种画点设备,可看作是一个点阵单元发生器,并可控制每个点阵单元的亮度。 当前显示的图形信息是存放在帧缓存中。
光栅扫描显示器上的图形都是由象素点组成的。 直线和圆弧是最基本的图形元素。在光栅扫描显示器上绘制直线和圆弧,实际上是通过算法找 到最靠近直线或圆弧的象素点,并将其点亮。因此,不可避免地会出现走样现象。锯齿现象(走样) 10、像素:每个可寻址的点阵单元称为一个像素( pixel )。 11、分辨率:显示器在水平和垂直方向上能够寻址的像素数称为分辨率。
学模型,提高算法效率,在计算机内怎样更好地存储和管理这些模型数据。
计算机 图形学图象Fra bibliotek数据 几何模型
7、计算机图形学的应用:1)图形用户界面:介于人与计算机之间, 图象处理 人与机器的通信,人机界面(HCI) 2)CAD/CAM:图形学的主要
应用领域之一。建筑、机械结构和产品设计(结构分析和外形计)、 布局(各种管道,电子线路),实现无纸设计 3)可视化:科学 计算可视化、信息可视化 4)地理信息系统(GIS):建立在地理 图形之上的关于各种资源的综合信息管理系统。数字地球,地形数 据作为载体,全球信息化。军事,政府决策,旅游,资源调查。 模式识别 5)多媒体 6)娱乐 7)计算机艺术
不规则曲线——不能确切给出描述整个曲线的方程,而是由从实际测量中得到的一系列
离散数据点采用曲线拟合的方法来逼近的。这类曲线也称之为自由曲线。
• 曲线的表示方法:1. 直角坐标曲线 显式 y = f(x) 隐式 f(x,y) = 0 2. 极坐标曲 线 P=ρ(θ) 3. 参数坐标曲线 x = x(t); y = y(t) 参变量的规格化
分辨率:指其真实分辨率,表示水平方向的像素点数与垂直方向的像素点数的乘积。 12、基本图形软件(支撑软件)的内容:系统管理程序、定义和输出基本图素和复合图素的程序、
图形变换(包括几何变换、裁剪等)程序、实时输入处理程序、交互处理程序。 常见支撑软件:1.高级语言(扩充了图形处理子程序包):Turbo C、Turbo Pascal、NDP FORTRAN 、
1、计算机图形学是研究怎样用数字计算机产生、处理和显示图形的一门新兴学科。 2、图形:线条图和浓淡图 3、图像处理:将客观世界中原来存在的物体映象处理成新的数字化图像。 4、图像处理中关心的问题:滤去噪声、压缩图像数据、对比度增强、图像复原、三维图像重建。 5、模式识别:研究怎样分析和识别输入的图象,找出其中蕴涵的内在联系和抽象模型。 6、计算几何:讨论几何形体的计算机表示和分析、综合,研究怎样方便、灵活地建立几何形体的数
8、图形输入设备按逻辑功能可分为六类:
定位:输入一个点坐标。(数字化仪、图形输入板、鼠标器、操
纵杆、跟踪球)
笔划:输入一系列点坐标。(数字化仪、鼠标器、图形输入板 )
数值:输入一个数据(整数或实数)(键盘)
选择:给应用程序返回一个整数值,实现某种选择(功能键)
拾取:拾取一个显示着的图元(光笔)
计算几何
20、多边形扫描转换利用与扫描线的交点构成边对,通过对边对之间象素点的处理完成多 边形绘制
• 曲线的绘制方法:用很多短直线段来逼近曲线。曲线上点的数量取多少,直线段取多长,取决于 绘制曲线的精度要求和图形输出设备的精度。
• 其余的二次曲线可采用参数插值的方法绘制。插值点之间用小直线段连接。
• 自由曲线采用分段拟合的方法绘制。分段后用来拟合的曲线,绘制时的方法同上
15、型值点:是指通过测量或计算得到的曲线上少量描述曲线几何形状的数据点。