计算机图形学知识要点.pptVIP

第1页，共34页，星期日，2025年，2月5日第一章绪论基本概念图形及其要素、表示法；图像；OpenGL等图形标准；主要的图形输入和输出设备；计算机图形学的应用领域；当前计算机图形学的研究热点；第2页，共34页，星期日，2025年，2月5日第二章图形设备输入设备光笔、鼠标、键盘、触摸屏、跟踪球、操纵杆、数据手套、数字化仪、扫描仪、音频和视频输入系统；输出设备阴极射线管(CRT)：光栅扫描图形显示器；平板显示器，液晶显示器、等离子显示器等；基本概念光点、像素、帧缓存（framebuffer）、位平面；三种分辨率（屏幕、显示、存储）；黑白、灰度、彩色图形的实现方法（直接存储颜色数据、颜色查找表）；光栅图形显示子系统的结构第3页，共34页，星期日，2025年，2月5日第四章图形的表示与数据结构1、基本概念几何元素的六层拓扑结构：形体、外壳、面、环、边（顶点）、点的几何坐标；图形的几何信息和拓扑信息；实体的正则集定义：点的邻域、内点、边界点点集的正则运算及其几何意义；正则点集；二维流形实体正则集合运算：分类函数、正则集合算子及其几何意义；第4页，共34页，星期日，2025年，2月5日2、规则三维形体的表示形体表示的分类线框模型缺点表面模型多边形表，拓扑信息： 显示和隐式表示平面方程多边形网格实体模型分解表示、构造表示、边界表示第5页，共34页，星期日，2025年，2月5日实体的分解表示空间位置枚举；八叉树：对空间的分割方法以及相应的数据结构表示；改进后的线性八叉树的编码方法；单元分解法；三种分解表示方法之间的比较第6页，共34页，星期日，2025年，2月5日实体的构造表示扫描表示：平移、旋转、三维、广义扫描表示；扫描表示的优缺点构造实体几何表示（ConstructiveSolidGeometry，CSG）：定义；表示结果（一颗有序二叉树）；结果不唯一；优缺点；特征表示：使用特征参数表示类似的物体；第7页，共34页，星期日，2025年，2月5日实体的边界表示数据结构 分别以面、点、边为基础的数据结构；翼边数据结构；半边结构；第8页，共34页，星期日，2025年，2月5日3、不规则形体的表示分形几何：基本特征－－无限的自相似性粒子系统：擅长模拟具有“流体”性质和状态随时间变化的物体。第9页，共34页，星期日，2025年，2月5日第五章基本图形的生成算法1、直线段的光栅化DDA算法（数值微分方法）算法原理：是一种增量算法，按照斜率k1和0k≤1两种情况分别推导出相应的光栅化方法；中点Bresenham画线法算法原理：按照斜率k1和0k≤1，由于下一个可能的光栅化像素点为二者选其一，因此，可以根据两个像素点中点的坐标取值和直线相应的坐标取值进行比较，进而判断下一个像素点的选取。算法的基本判别式和增量判别式的构造、算法的描述（流程图或者伪代码）；改进的Bresenham算法的原理，判别式以及算法描述；第10页，共34页，星期日，2025年，2月5日2、圆的光栅化生成（八分法）中点画线法算法原理：基本判别式的形式： d=(x+1)2+(y-0.5)2–R2 增量判别式（根据上一个d的取值不同而采用不同的增量判别式）算法描述：包括初始值、增量判别式等的描述；p（x,y）p1（x＋1,y）p2（x＋1,y－1）M(x+1,y-0.5)第11页，共34页，星期日，2025年，2月5日Bresenham算法绘制圆弧基本原理误差判据：像素点到圆心的距离平方与半径平方之差；一般关系式取值对应的几何意义，即和下一个像素的对应关系；第12页，共34页，星期日，2025年，2月5日3、椭圆的光栅化方法中点法：基本原理判别式的构造方法；根据椭圆弧法向量的取值变化，分成两个区域进行判断，两个区域中，上一个判别式的取值和下一个像素点选取之间的关系；第13页，共34页，星期日，2025年，2月5日4、多边形的扫描转换多边形的扫描转换：顶点表示?点阵表示；逐点判断法：射线法、累计角度法、编码法等X-扫描线算法算法原理：求交、排序、交点配对、区间填色；交点的取整规则特殊交点的处理（0，2，1）活性边表算法第14页，共34页，星期日，2025年，2月5日活性边表算法基本概念：活性边、扫描线的连贯性、多边形边的连贯性；算法的基本原理；算法的数据结构：（新）边表、活性边表；算法的执行过程：特别是活性边表在算法执行过程中的变化规律。第15页，共34页，星期日，2025年，2月5日边缘填