计算机图形学概念总结
1. 计算机图形学研究怎样利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。
研究通过计算机将数据转换为图形，并在专门的显示设备上显示的原理、方法和技术的学科。
3. 计算机图形学的应用
计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）计算机辅助绘图计算机辅助教学（CAI）
办公自动化和电子出版技术（Electronic Publication）计算机艺术在工业控制及交通方面的应用在医疗卫生方面的应用图形用户界面
4.计算机图形系统：计算机硬件+图形输入输出设备+计算机系统软件+图形软件
5. 图形系统的基本功能和计算机图形系统的结构
图形系统的基本功能：
6：典型的图形输入设备：鼠标器、操纵杆、跟踪球、空间球、数字化仪的触笔或手动光标，图形扫描仪数据手套。
7：逻辑输入设备：定位、比划、数值、字符串、选择、拾取设备
8：输入模式：如何管理、控制多种输入设备进行工作。
常用的输入模式：请求（request）采样（sample）事件（event）组合形式
9：图形显示设备：显示器、显示控制器（卡）
10：阴极射线管CRT 从外形上看，CRT为：管颈部分、锥体部分、屏幕部分从结构上看，CRT为：电子枪、偏转系统、荧光屏
余辉时间：从电子束停止轰击到发光亮度下降到初始值的1%所经历时间。
CRT图形显示器包括：随机扫描的图形显示器直视存储管图形显示器光栅扫描的图形显示器
平板显示器包括：液晶显示器等离子体显示板薄片光电显示器发光二极管显示器平板CRT显示器激光显示器
. 分辨率
光点一般是指电子束打在显示器的荧光屏上，显示器能够显示的最小的发光点。
象素点是指图形显示在屏幕上时候，按当前的图形显示分辨率所能提供的最小元素点。
１)屏幕分辨率，也称为光栅分辨率，它决定了显示系统最大可能的分辨率，任何显示控制器所提供的分辨率也不能超过这个物理分辨率。
屏幕分辨率=水平方向上的光点数*垂直方向上的光点数
显示分辨率，是计算机显示控制器所能够提供的显示模式分辨率，实际应用中简称为显示模式
存储分辨率是指帧缓冲区的大小，一般用缓冲区的字节数表示。
存储分辨率不仅与显示分辨率有关，还与象素点的色彩有关。
帧缓存大小的计算：
(x 方向的象素点数*y 方向的象素点数*log2n)/8 (B)
（其中：n 为颜色数或灰度等级数）
颜色查找表
也称调色板，是由高速的随机存储器组成，用来储存表达象素色彩的代码。
此时帧缓冲存储器中每一象素对应单元的代码不再代表该象素的色彩值，而是作为查色表的地址索引。
12：造型技术：
图形对象：规则+不规则对象 （是否可以用欧式几何来描述）
➢ 基本图形元素与段：：{图素：是指可以用一定的几何参数和属性参数描述的最基本
的图形输出元素。
体素：是三维空间中可以用有限个尺寸参数定位和定形的体。
段是指具有逻辑意义的有限个图素（或体素）及其附加属性的集合。
段一般具有三个特性：可见性、醒目性、可选择性
图形信息又包括：
几何信息：形体在欧氏空间中的位置和大小。
拓扑信息：形体各分量（点、边、面）的数目及其相互间的连接关系。
用户坐标系建模坐标系
观察坐标系规格化的设备坐标系
设备坐标系
坐标系直角坐标系仿射坐标系圆柱坐标系
球坐标系
极坐标系
图4-4 坐标系的分类
1.空间位置枚举表示
2.八叉树（对空间进行自适应划分，采用具有层次结构的八
叉树来表示实体）（四叉树）3.BSP树
非规则对象的表示
基于分数维理论的随机模型基于文法的模型粒子系统模型
}
区域填充算法：
多边形的扫描转换
1:x扫描线填充算法求交排序配对填充
2：改进算法（Y连贯性算法）：求交点的时候利用增量的方法计算出下一个交点
在排序配对的时候只有在新加入边的时候才进行
为了防止走样：填充的原则左闭右开下闭上开
边表构造以及AET表两个不同的部分x，ymax，1/k、next
算法步骤：(1)初始化：构造边表，AET表置空；(2)将第一个不空的ET表中的边与AET 表合并；(3)由AET表中取出交点对进行填充。
填充之后删除y=y max的边；(4)y i+1=y i+1,根据x i+1=x i+1/m计算并修改AET表，同时合并ET表中y=y i+1桶中的边，按次序插入到AET 表中，形成新的AET表；(5)AET表不为空则转(3)，否则结束
4：区域填充把位于给定区域的边界上的象素一一列举出来的方法称为边界表示法。
边界填充算法（Boundary-fill Algorithm）
枚举出给定区域内所有象素的表示方法称为内点表示。
4连通区域8联通区域
改进：通过沿扫描线填充水平象素段，来代替处理4-邻接点和8-邻接点
内-外测试
奇-偶规则交点的奇偶数奇内偶外
非零环绕数规则任意位置p作一条射线。
当从p点沿射线方向移动时，对在每个方向上穿过射线的边计数，每当多边形的边从右到左穿过射线时，环绕数加1，从左到右时，环绕数减1。
处理完多边形的所有相关边之后，若环绕数为非零，则p为内部点，否则，p是外部点。
属性处理：线宽以及字符等
线宽线刷子与方刷子+线帽
走样及反走样
走样：用离散量表示连续量引起的失真
反走样：用于减少或消除这种效果的技术
处理方法：过取样（supersampling），或后滤波区域取样（area sampling），或前滤波
过取样：简单重叠加权
区域取样：简单重叠加权
二维变化及观察
齐次坐标
图形的几何变换是指对图形的几何信息经过平移、比例、旋转等变换后产生新的图形，是图形在方向、尺寸和形状方面的变换
二维裁剪及裁剪算法：
裁剪算法包括：编码裁剪算法 中点分割算法（与编码的区别是如何确定边界的交点 二分逼近法）
梁友栋算法 直线的参数方程
下边的三个点 上边的三个点 判断这三个点的位置来确定哪一个点为边界点来进行 最后填充 算法
区域裁剪算法 1. 边界线来切割 轮流 设置边界表及边表 2. 利用向量的方法判断入点及出点 若入点则话，出点的话，找边界上那个离它较近的那个点，画起来
三维观察以及变换和裁剪
三维图形的投影变化
平面几何投影主要指平行投影、透视投影以及通过这些投影变换而得到的三维立体的常用平面图形：三视图、轴测图。
观察投影是指在观察空间下进行的图形投影变换。
平面几何投影 平行投影 透视投影
三维的几何变换 与二维的不同之处在于多了一维的数字以及在旋转的时候需要注意 绕哪一个轴旋转的时候那一个轴的值对应为一 cos sin 但是对于绕y 轴的时候 要变
)()(121121y y u y y x x u x x -⋅+=-⋅+=平面几何投影平行投影
透视投影正投影斜投影三视图正轴测斜等测斜二测
正等测正二测
正三测主视图侧视图俯视图一点透视二点透视
三点透视图7-3 平面几何投影的分类
-sin cos 化，需要 另外对于三维的复合变化时候，需要多次旋转
二维三维观察流程的比较：
⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=100
00cos 0sin 00100sin 0cos θθθθRY T
在图形
设备上输出应用程序到图形的用户坐标
图6-19 两维观察流程
在图形设备上输出应用程序到图形的用户坐标图7-35 三维观察流程。