计算机图形学期末复习重点.docVIP

第一章 概述 广义的图形概念： 凡是能够在人的视觉系统中形成视觉印象的客观对象都称为图形。如： (1)自然景物 (2)照片和图片 (3)工程图、设计图和方框图 (4)人工美术绘画、雕塑品 (5)用数学方法描述的图形（包括几何图形、代数方程、分析表达式或列表所确定的图形） 计算机图形学中的图形概念： 是指由点、线、面、体等几何要素和明暗、灰度（亮度）、色彩等非几何要素构成的，是从客观世界中抽象出来的带有灰度、色彩及形状的图或形。 计算机图形学的概念： 定义1（ISO)：计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形，并在专用显示设备上显示的原理、方法和技术的学科。 定义2(IEEE)：计算机图形学是利用计算机产生图形化的图像的艺术和科学。 定义3(D.Foley)：计算机图形学等于“图形数据结构”＋“图形算法”＋“计算机语言”。 定义4(教材)：计算机图形学是研究如何在计算机环境下生成、处理和显示图形的一门学科。 计算机图形学的研究内容： 在计算机环境下景物的几何建模方法(modeling)、对模型的处理方法、几何模型的绘制技术(rendering)、图形输入和控制的人机交互界面(user interface)。 第二章 计算机图形系统及硬件基础 计算机图形系统是指用来生成、处理和显示图形的一整套硬件和软件。 一个计算机图形系统至少应具有计算、存储、输入、输出和交互等基本功能。 CRT显示器的组成： CRT显示器主要由阴极、电平控制器（即控制极）、聚焦系统、加速系统、偏转系统和阳极荧光粉涂层组成，这6部分都在真空管内。 CRT的显示原理： 阴极被灯丝加热后，会发出电子（带负电荷）并形成发散的电子云（由于电子带同种电荷相互排斥而形成）。在CRT表面的内侧是阳极荧光粉的涂层，如果不加控制，当电子受到带正电荷的阳极（实际上是与加速级连通的CRT屏幕内侧的石墨粉涂层）的吸引轰击荧光粉涂层时，将漫射整个荧光屏，形成明亮的白光。但是在聚焦系统的作用下，电子云会聚焦成很细的电子束，在荧光屏的中心形成一个单一的亮点。亮点持续发光的时间一般在毫秒或微秒级之间，所以要想保持现实一幅稳定的画面，必须不断地发射电子束。 人眼可接受的画面刷新率不能小于画面更新的最小频率（每秒25帧）的两倍（即每秒50帧）。 隔行扫描技术： 隔行扫描将扫描分成两场，先扫描奇数行1、3、5、7…，再扫描偶数行0、2、4、6…，顺序从顶部扫描到底部。 隔行扫描只需用逐行扫描一半的时间就能看见整个屏幕显示，因此隔行扫描技术用于较慢的刷新频率。例如刷新频率为30帧/秒，如采用逐行扫描显示，可注意到图形在闪烁，但采用隔行扫描，扫描一帧的时间只用了原来一半，也就是说刷新频率接近60帧/秒，这时图形显示质量提高，不再闪烁。 彩色CRT的显示原理： 采用的是RGB模型：由红、绿、蓝三种颜色组成的原色系统称为RGB模型。它是定义于某个红绿蓝颜色坐标系统中的单位立方体 彩色CRT的荧光屏上涂有分别能发红、绿、蓝三种颜色的荧光粉，同时彩色CRT装有三个电子枪能分别发出电子束来激发这三种物质。荧光粉受到不同强度的电子束激发使发出的色光产生混合，从而形成彩色图形。根据三色荧光粉在荧光屏上的排列方式不同，彩色CRT可分为荫罩式CRT和荫栅式CRT 荫罩式CRT： 荫罩式CRT的荧光屏上涂满了成百万个能够分别发出红、绿、蓝三色光的荧光小点，每个荧光小点的三色荧光粉成等边三角形排列，同时三支电子枪安装成“品”字形，与荧光屏上的三角形红、绿、蓝三色荧光点相对应。 为保证每个电子枪都能击中对应颜色的荧光点，在电子枪和荧光屏之间放置一个有孔的金属控制网格（即荫罩）。控制网格与荧光点排列成相同的三角形或直线型。调整彩色电子枪的排布方式可让三个电子束都汇聚于荫罩上。这样，某颜色的电子束通过荫罩后，就可避免和另外两种颜色的荧光点相交，而只与自己对应颜色的荧光点相交。 荫栅式CRT： 荫栅式显象管的红、绿、蓝三色荧光点在屏幕上呈垂直条形排列，并将荫罩网改为条状荫栅，这种条状荫栅由固定在一个拉力极大的铁框中的互相平行的垂直铁线阵列组成，且整个栅栏从屏幕顶一直通到屏幕底。电子枪发出的三个电子束穿过栅条打在荧光条上使其发光。 荫罩式与荫栅式的区别： 从原理来说，荫罩式显示器和荫栅式显示器只是射线的选择方式和荧光点的排列不同而已。 从显示效果来说，荫栅式显示器的荫栅可以透过更多的光线，从而可以达到更高的亮度和对比度，令图像色彩更加鲜艳、逼真和自然；另外，其栅距经过长时间使用也不会改变，就算使用多年也不会出现画质的下降。 光栅扫描式的图形显示器： 光栅扫描式的图形显示器是画点设备，可以将其看成是一个点阵单元发生器，并可控制每个点阵单元的亮度，也就是说，可以把它看做是由许多离散点组成的矩阵，每个点都可以发