计算机图形学复习
计算机图形学复习题集及答案
计算机图形学复习题集及答案1. 2D图形的表示与处理a) 什么是坐标系？请解释笛卡尔坐标系和极坐标系。
b) 如何表示直线和曲线？请解释Bresenham算法和Bezier曲线。
c) 请解释图形的填充算法，包括扫描线填充和边界填充。
2. 3D图形的表示与处理a) 什么是三维坐标系？请简要解释右手法则和投影矩阵。
b) 如何表示三维物体的表面？请解释多边形网格和三角形剖分。
c) 请解释3D图形的光照模型，包括环境光、漫反射光和镜面反射光。
3. 图形变换和投影a) 请解释平移、旋转和缩放变换。
如何使用矩阵表示这些变换？b) 请解释正射投影和透视投影。
如何将三维图形投影到二维平面上？c) 请解释坐标变换和视角变换在图形渲染中的应用。
4. 可视化技术与实际应用a) 请解释光栅化和纹理映射的概念。
它们在实时图形渲染中的应用是什么？b) 请解释反走样技术和深度缓冲技术。
如何解决图形渲染中的锯齿和隐藏面问题？c) 请简要介绍计算机图形学在游戏开发、电影制作和工程设计中的应用案例。
答案：1.a) 坐标系是用于描述点或图形位置的一种系统。
笛卡尔坐标系使用水平的x轴和竖直的y轴，原点为(0, 0)。
极坐标系使用半径和角度来表示点的位置，其中半径表示点到原点的距离，角度表示点与参考轴的夹角。
b) Bresenham算法是一种用于在显示器上绘制直线的算法，它通过迭代计算像素点的位置来实现。
Bezier曲线是一种常用的曲线表示方法，通过控制点来确定曲线的形状。
c) 图形的填充算法用于填充封闭图形的内部区域。
扫描线填充算法按行扫描图形区域，使用奇偶规则确定像素填充。
边界填充算法通过判断像素是否在图形边界内部来进行填充。
2.a) 三维坐标系由x轴、y轴和z轴组成，用于表示三维空间中的点。
右手法则可以确定三维坐标系的方向，其中大拇指指向z轴的正方向，食指指向x轴的正方向，中指指向y轴的正方向。
投影矩阵用于将三维物体投影到二维平面上。
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一、名词解释：1、计算机图形学：用计算机建立、存储、处理某个对象的模型，并根据模型产生该对象图形输出的有关理论、方法与技术，称为计算机图形学。
2、计算机图形标准：计算机图形标准是指图形系统及其相关应用程序中各界面之间进行数据传送和通信的接口标准。
3、图形消隐：计算机为了反映真实的图形，把隐藏的部分从图中消除。
4、几何变换：几何变换的基本方法是把变换矩阵作为一个算子，作用到图形一系列顶点的位置矢量，从而得到这些顶点在几何变换后的新的顶点序列，连接新的顶点序列即可得到变换后的图形。
5、计算几何：计算几何研究几何模型和数据处理的学科，讨论几何形体的计算机表示、分析和综合，研究如何方便灵活、有效地建立几何形体的数学模型以及在计算机中更好地存贮和管理这些模型数据。
6、裁剪：识别图形在指定区域内和区域外的部分的过程称为裁剪算法，简称裁剪。
7、透视投影：空间任意一点的透视投影是投影中心与空间点构成的投影线与投影平面的交点。
8、投影变换：把三维物体变为二维图形表示的变换称为投影变换。
9、走样：在光栅显示器上绘制非水平且非垂直的直线或多边形边界时，或多或少会呈现锯齿状。
这是由于直线或多边形边界在光栅显示器的对应图形都是由一系列相同亮度的离散像素构成的。
这种用离散量表示连续量引起的失真，称为走样（aliasing）。
10、反走样：用于减少和消除用离散量表示连续量引起的失真效果的技术，称为反走样。
11、窗口：世界坐标的范围是无限大的。
为了使规格化设备坐标上所显示的世界坐标系中的物体有一个合适的范围与大小，必须首先对世界坐标系指定显示范围，它通常是一个矩形，这个矩形被称为窗口。
12、视区：在规格化设备坐标系上也要指定一个矩形区域与窗口对应，显示窗口里的内容，这个矩形被称为视区。
13、坐标系统：为了描述、分析、度量几何物体的大小、形状、位置、方向以及相互之间的各种关系使用的参考框架叫做坐标系统。
14、刷新：荧光的亮度随着时间按指数衰减，整个画面必须在每一秒内重复显示许多次，人们才能看到一个稳定而不闪烁的图形，这叫屏幕的刷新。
计算机图形学 复习
计算机图形学复习
基本概念
1、计算机图形学的研究对象是图形
2、构成图形的要素
几何要素：刻画对象的轮廓、形状等, 点、线、面、体等。
非几何要素：刻画对象的颜色、材质等。
3、计算机图形学定义：
计算机图形学是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。
4、图形和图像实质是矢量图与点位图的关系。
5、OpenGL基本函数用来描述图元、属性、几何变换、观察变换和进行许多其他的操作。
6、像素是指构成屏幕的最小元素。
7、点距：相邻象素点之间的距离，与分辨率指标相关。
8、图元是计算机图形中的基本几何结构。
9、多边形分类：凸多边形、凹多边形。
10、边界填充算法：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。
11、泛滥填充算法：列举出给定区域内所有象素的表示方法称为内点表示。
12、基本几何变换：平移变换，比例变换，旋转变换，对称变换，错切变换
13、基本三维变换：平移变换，缩放变换，旋转变换，反射变换，错切变换
14、投影分类：平行投影和透视投影
15、计算机图形学的应用：
计算机辅助设计
图示图形学
计算机艺术
娱乐
教学与培训
可视化
图形用户界面
多边形填充_内外测试：
DDA 画线算法：
Bezier曲线：。
计算机图形学总结复习
第一章复习重点：计算机图形学的概念：计算机图形学：是研究怎样用计算机表示、生成、处理和显示图形的一门学科。
几个图形学中的基本概念：计算机图形：用计算机生成、处理和显示的对象；由几何数据和几何模型，利用计算机进行显示并存储，并可以进行修改、完善后形成的；图象处理：将客观世界中原来存在的物体影象处理成新的数字化图象的相关技术；如CT扫描、X射线探伤等；模式识别：对所输入的图象进行分析和识别，找出其中蕴涵的内在联系或抽象模型；如邮政分检设备、地形地貌识别等；计算几何：研究几何模型和数据处理的学科，讨论几何形体的计算机表示、分析和综合，研究如何方便灵活、有效地建立几何形体的数学模型以及在计算机中更好地存贮和管理这些模型数据；图像（数字图像）：点阵表示，枚举出图形中所有的点(强调图形由点构成)简称为参数表示图形：由图形的形状参数(方程或分析表达式的系数，线段的端点坐标等)+属性参数(颜色、线型等)来表示图形图形：计算机图形学的研究对象，主要分为两类：基于线条信息表示。
明暗图(Shading)能在人的视觉系统中产生视觉印象的客观对象。
包括自然景物、拍摄到的图片、用数学方法描述的图形等等构成图形的要素几何要素：刻画对象的轮廓、形状等非几何要素：刻画对象的颜色、材质等常用的图形输入设备分为两种：矢量型图形输入设备与光栅型的区别：矢量型输入设备采用跟踪轨迹、记录坐标点的方法输入图形。
主要输入数据形式为直线活折线组成的图形数据。
光栅扫描型图形输入设备采用逐行扫描、按一定密度采样的方式输入图形，主要输入的数据为一幅由亮度值构成的像素矩阵——图像。
常用的图形输出设备分为两类：向量型向量型设备的作画机构随着图形的输出形状而移动并成像光栅扫描型光栅扫描型设备的作画机构按光栅矩阵方式扫描整张图面，并按输出内容对图形成像。
显示器原理：1.随即扫描显示器：应用程序发出绘图命令，→解析成显示处理器可接受2.命令格式，存放在刷新存储器中。
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计算机图形学复习资料第一章计算机图形系统计算机图形产生方法：(1).矢量法(短折线法) 任何形状的曲线都用许多首尾相连的短直线（矢量）逼近。
(2).描点法(像素点串接法) 每一曲线都是由一定大小的像素点组成第二章计算机图形系统工作原理：1电子枪2灯丝加热阴极，阴极表面向外发射自由电子，控制栅控制自由电子是否向荧光屏发出3电子流在到达屏幕的途中，被加速、聚焦成很窄的电子束4由偏转系统产生电子束的偏转电场（或磁场），使电子束左右、上下偏转5在指定时刻在屏幕指定位置上产生亮点功能：CRT显示器其分辨率好，可靠性高，速度快。
为了不影响主机的数据处理能力，CRT显示器作为计算机的外围设备而独立存在，它有自己的控制电路，专门负责屏幕编辑功能，并有标准的串行接口与主机连接。
组成部分：图像生成器，显示存储器，彩色表，CRT控制器，读/写余辉时间：电子束离开光点后光点保持的时间。
屏幕刷新：荧光亮度随着时间按指数衰减，整个画面必须在每一秒钟内重复显示许多次，人们才能看到一个稳定而不闪烁的图形，因此必须重复地使荧光质发光，即使电子束迅速回到同一点余辉时间越短，所需屏幕输刷新率越高，荧光粉的质量直接影响到CRT成像效果。
第三章基本图形的生成生成圆弧的正负法原理：设圆的方程为F(x,y)=X2 + Y2 - R2=0;假设求得Pi的坐标为(xi,yi)；则当Pi在圆内时-> F(xi,yi)<0 -> 向右-> 向圆外Pi在圆外时-> F(xi,yi)>0 -> 向下-> 向圆内即求得Pi点后选择下一个象素点Pi+1的规则为：当F(xi,yi) ≤0 取xi+1 = xi+1，yi+1 = yi;当F(xi,yi) ＞0 取xi+1 = xi，yi+1 = yi - 1;这样用于表示圆弧的点均在圆弧附近，且使F(xi,yi) 时正时负，故称正负法。
快速计算的关键是F(xi,yi) 的计算，能否采用增量算法？若F(xi,yi) 已知，计算F(xi+1,yi+1) 可分两种情况：1、F(xi,yi)≤0-> xi+1 = xi+1，yi+1 = yi;-> F(xi+1,yi+1)= (xi+1 )2 +(yi+1 )2 -R2 -> = (xi+1)2+ yi2 -R2 = F(xi,yi) +2xi +12、F(xi,yi)＞0-> xi+1 = xi，yi+1 = yi -1;-> F(xi+1,yi+1)= (xi+1 )2 +(yi+1 )2 -R2-> = xi2+(yi –1)2-R2 = F(xi,yi) - 2yi +13、初始值：略光栅图形的扫描转换与区域填充逐点判断法Typedef struct { int PolygonNum; // 多边形顶点个数Point vertexces[MAX] //多边形顶点数组} Polygon // 多边形结构void FillPolygonPbyP(Polygon *P,int polygonColor){ int x,y;for(y = ymin;y <= ymax;y++)for(x = xmin;x <= xmax;x++)if(IsInside(P,x,y))PutPixel(x,y,polygonColor);elsePutPixel(x,y,backgroundColor);}/*end of FillPolygonPbyP() */逐个判断绘图窗口内的像素： 如何判断点在多边形的内外关系？ 1）射线法： 2）累计角度法 3）编码法；1）射线法 步骤：从待判别点v 发出射线；2 求交点个数k ；3 K 的奇偶性决定了点与多边形的内外关系累计角度法 步骤：1从v 点向多边形P 顶点发出射线，形成有向角；2 计算有相交的和，得出结论逐点判断的算法虽然程序简单，但不可取。
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计算机图形学复习2.二维填充图元多边形的表示方法：顶点表示：用多边形的顶点序列来表示多边形。
这种表示直观、几何意义强、占内存少，易于进行几何变换，但由于它没有明确指出哪些象素在多边形内故不能直接用于面着色。
点阵表示：用位于多边形内的象素集合来刻画多边形。
这种表示丢失了许多几何信息，但便于帧缓冲器表示图形，是面着色所需要的图形表示形式。
扫描转换多边形：将顶点表示形式转换成点阵表示形式。
一般有三种方法：逐点判断法；扫描线算法；边缘填充法。
扫描线算法：目标：利用相邻像素之间的连贯性，提高算法效率。
处理对象：非自交多边形（边与边之间除了顶点外无其它交点）原理：一条扫描线与多边形的边有偶数个交点步骤：一般用水平扫描，对于每一条扫描线（1）求交：计算扫描线与多边形各边的交点；（2）排序：把所有交点按x值递增顺序排序；（3）配对：第一个与第二个，第三个与第四个等等；每对交点代表扫描线与多边形的一个相交区间，（4）填色：把相交区间内的象素置成多边形颜色，把相交区间外的象素置成背景色。
边的连贯性：相邻扫描线与边的交点的坐标有连贯性。
边结构：边的数据结构为typedef struct{ int ymax;float x, deltax;struct Edge *nextEdge;} Edge;各参数含义如下：ymax: 边的上端点y坐标;x:初值为边下端点的x坐标，AEL中为当前扫描线与边的交点的X 坐标;deltax:边的斜率的倒数；nextEdge:指向下一条边的指针。
ET：（边的分类表）按照边的下端点y坐标对非水平边进行分类的指针数组，下端点y坐标值等于i的边属于第i类。
同一类中的边按x值(x相等的按deltax排)递增顺序排列。
AEL：当处理一条扫描线时，仅对多边形与它相交的边进行求交运算。
我们把与当前扫描线相交的边称为活性边，并把它们按与扫描线交点x坐标递增的顺序存放在一个链表中，称此链表为活性边表(AEL)。
(完整word版)计算机图形学复习题(word文档良心出品)
1、计算机图形学的相关学科有哪些？它们之间的相互关系怎样？与计算机图形学密切相关的几门学科有：图像处理、模式识别、计算几何。
它们研究的都是与图形图象处理有关的数据模型、图象再现的内容，它们相互结合、相互渗透。
2、图形系统的任务是什么？图形系统的任务是：建立数学模型、视像操作、图形显示。
3、计算机图形学的主要研究内容是什么？计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形，并在专门的设备上输出的原理、方法和技术的学科。
4、举出六种你所知道的图形输出设备。
光栅扫描显示器、随机扫描显示器、直视存储管显示器、激光打印机、笔绘仪、喷墨绘图仪、静电绘图仪等。
5、什么叫刷新？刷新频率与荧光物质的持续发光时间的关系如何？屏幕上的荧光涂层受到电子束打击后发出的荧光只能维持很短的时间，为了使人们看到一个稳定而不闪烁的图形，整个画面必须在每秒钟内重复显示许多次，这也称为屏幕刷新。
刷新频率与荧光物质的持续发光时间成反比，即荧光物质的持续发光时间越长，刷新频率可以低一些；否则，荧光物质的持续发光时间越短，刷新频率必须高。
6、随机扫描显示器和光栅扫描显示器显示图形有什么不同？它们各自依靠什么对屏幕图形进行刷新的？随机扫描显示器显示图形时，电子束的移动方式是随机的,电子束可以在任意方向上自由移动，按照显示命令用画线的方式绘出图形，因此也称矢量显示器。
而光栅扫描显示器显示图形时，电子束依照固定的扫描线和规定的扫描顺序进行扫描。
电子束先从荧光屏左上角开始，向右扫一条水平线，然后迅速地回扫到左边偏下一点的位置，再扫第二条水平线，照此固定的路径及顺序扫下去，直到最后一条水平线，即完成了整个屏幕的扫描。
随机扫描显示器依靠显示文件对屏幕图形进行刷新；光栅扫描显示器则依靠帧缓存实现对屏幕图形的刷新。
7、光栅扫描显示系统为什么要采用彩色表？隔行扫描的优点是什么？对于光栅扫描显示系统，为了显示很多种颜色，帧缓存的容量就要很大。
但实际上对一幅具体的画面而言，其使用的颜色数目并不多（几百至几千种）。
《计算机图形学》题集
《计算机图形学》题集一、选择题（每题2分，共20分）1.计算机图形学主要研究的是：A. 计算机硬件的设计B. 计算机软件的开发C. 图像的生成、处理与显示D. 计算机网络技术2.下列哪个不是计算机图形学的应用领域？A. 游戏开发B. 医学影像处理C. 文字编辑D. 三维动画制作3.在计算机图形学中，像素（Pixel）是：A. 图像的最小单位B. 显示器的大小C. 图像的分辨率D. 图像的颜色深度4.下列哪个是光栅图形显示器的特点？A. 直接使用矢量数据表示图像B. 图像由像素阵列组成C. 分辨率固定不变D. 不适用于动态图像显示5.在三维图形变换中，平移变换不会改变物体的：A. 形状B. 大小C. 方向D. 位置6.下列哪个算法常用于三维图形的消隐处理？A. 光线追踪算法B. Z-Buffer算法C. 纹理映射算法D. 反走样算法7.在计算机图形学中，下列哪个术语用于描述物体表面的明暗程度？A. 色彩B. 光照模型C. 纹理D. 透明度8.下列哪个不是计算机图形学中的基本图形生成算法？A. 中点画线算法B. Bresenham画圆算法C. 扫描线填充算法D. Cohen-Sutherland线段裁剪算法9.在计算机图形学中，下列哪个概念用于描述物体的三维形状？A. 像素B. 几何模型C. 色彩模型D. 光照模型10.下列哪个不是真实感图形生成的基本步骤？A. 几何建模B. 光照模型计算C. 纹理映射D. 数据压缩二、填空题（每题2分，共14分）1.计算机图形学中的“图形”主要分为两大类：和。
2.在三维图形变换中，旋转变换可以使用______矩阵来实现。
3.在计算机图形学中，______是指使用数学方法来模拟真实世界中光线与物体表面的相互作用。
4.在进行三维图形的消隐处理时，______算法是一种常用的方法，它通过维护一个深度缓冲区来实现。
5.在计算机图形学中，______是一种常用的图像滤波技术，可以用于图像的平滑处理。
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第一章图形：能在人的视觉系统中产生视觉印象的客观对象构成图形的要素：几何要素：刻画对象的轮廓、形状等；非几何要素：刻画对象的颜色、材质等计算机图形：是从客观世界的物体中抽象出来的带有灰度或色彩形状的图或形。
图形的表示方法：点阵表示（明暗图）：具有面模型、色彩、浓淡和明暗层次效应的有真实感的图形。
枚举出图形中所有的点(强调图形由点构成)；简称为图像（数字图像）参数表示（线划图）：用线段来表示图形。
容易反映客观实体。
由图形的形状参数(方程或分析表达式的系数，线段的端点坐标等)+属性参数(颜色、线型等)来表示图形；简称为图形研究内容：1）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。
2）是研究怎样用计算机生成、处理和显示、输出图形的一门学科。
总的来说是：图形的输入图形的处理图形的输出几何形体构造技术图形生成技术图形的操作与处理方法图形信息的存储、检索与交换技术人机交互及用户接口技术动画技术图形输出设备与输出技术图形标准与图形软件包的技术开发与其它学科的关系：见作业另外，CG是CAD的基础，CG和CAD又是CAM的基础图形显示器的发展：1、画线显示器（亦称矢量显示器）：60年代中期需要刷新。
设备昂贵，限制普及。
2、存储管式显示器：60年代后期不需刷新，价格较低，缺点是不具有动态修改图形功能，不适合交互式。
3、刷新式光栅扫描显示器：70年代初1、大大地推动了交互式图形技术的发展。
2、以点阵形式表示图形，使用专用的缓冲区存放点阵，由视频控制器负责刷新扫描。
可视化：可见的或不可见的现象用适当的图形表示出来第二章计算机图形系统主要由两部分组成1、硬件设备a)硬件系统：计算机主机；b)交互设备：图形显示器、鼠标器、键盘；c)输入输出设备：图形数字化板、绘图仪、图形打印设备；d)存贮设备：磁带、磁盘；2、软件系统a)操作系统b)高级语言c)图形软件d)应用软件计算机图形系统与一般计算机系统的最主要的区别：具有图形的输入、输出设备、以及必要的交互设备；对主机的运行速度、存储容量要求高。
图形系统的5项功能：计算、存储、输入、输出、对话图形显示器：1.阴极射线管：组成：包括电子枪、聚焦系统、加速电极、偏转系统、荧光屏工作原理：电子枪发射电子束，经过聚焦系统、加速电极、偏转系统，轰击到荧光屏的不同部位，被其内表面的荧光物质吸收，发光产生可见的图形最大偏转角是衡量系统性能的最重要的指标，显示器长短与此有关。
持续发光时间：电子束离开某点后，该点的亮度值衰减到初始值1/10所需的时间刷新(Refresh)：为了让荧光物质保持一个稳定的亮度值刷新频率：每秒钟重绘屏幕的次数像素：构成屏幕（图像）的最小元素分辨率(Resolution)：CRT在水平或竖直方向单位长度上能识别的最大像素个数2．彩色阴极射线管产生彩色的方法：射线穿透法：两层荧光涂层，红色光和绿色光两种发光物质，电子束轰击穿透荧光层的深浅，决定所产生的颜色。
主要用于画线显示器，成本低，只能显示几种颜色影孔板法：影孔板被安装在荧光屏的内表面，用于精确定位像素的位置电子枪、影孔板中的一个小孔和荧光点呈一直线；每个小孔与一个像素（即三个荧光点）对应3．随机扫描的显示系统：电子束可随意移动，只扫描荧屏上要显示的部分。
逻辑部件：刷新存储器,显示处理器和CRT4.光栅扫描的显示系统：扫描线；帧；水平回扫期；垂直回扫期显示器的分辨率：电子束按固定的扫描顺序进行扫描N 条扫描线，每条扫描线有M 个像素，M * N 显示器的分辨率。
逻辑部件：2）帧缓冲存储器：作用：存储屏幕上像素的颜色值 颜色个数K 与显存大小V 的关系： 显存问题：高分辨率和真彩要求有大的显存；要求视频控制器对帧缓存有较快的存取速率。
解决方法：彩色查询表彩色查询表原理：是一维线性表，其每一项的内容对应一种颜色，它的长度由帧缓存单元的位数决定，例如：每单元有8位，则查色表的长度为28＝256 目的：在帧缓存单元的位数不增加的情况下，具有大范围内挑选颜色的能力。
把帧缓存中的位面号作为颜色查找的索引，颜色查找表必须具有二的N 次项，每一项具有W 位字宽，当W>N 时，可以有二的W 次灰度等级，但每次只能有二的N 次个不同的灰度等级可用，若要用除此之外的灰度等级，则要改变颜色查找表中的内容。
隔行扫描：降低了闪烁效应，降低了视频控制器存取帧缓存的速度及传输带宽的要求。
2）视频控制器建立帧缓存与屏幕像素之间的一一对应，负责刷新 3）显示处理器代替CPU 完成部分图形处理功能，扫描转换、几何变换、裁剪、光栅操作、纹理映射 4） 显示器纯平显示器；走向平面的显像管液晶显示器；CRT:屏幕的加大必然导致显象管的加长，显示器的体积必然要加大，在使用时候就会受到空间的限制CRT 显示器是利用电子枪发射电子束来产生图像，容易受电磁波干扰 长期电磁辐射会对人们健康产生不良影响LCD ：外观小巧精致，厚度只有6.5~8cm 左右。
不会产生CRT 那样的因为刷新频率低而出现的闪烁现象 工作电压低，功耗小，节约能源没有电磁辐射，对人体健康没有任何影响LCD 显示器的基本指标：可视角度；点距与分辨率等离子显示器：光栅显示系统：成本低；易于绘制填充图形；色彩丰富；刷新频率一定，与图形的复杂程度无关；易于修改图形；缺点：需要扫描转换，会产生混淆；输入设备：鼠标，图形输入板，光笔，扫描仪，空间球，数据手套技术指标：代表精度的光学分辨率；代表扫描图像灰度层次范围的灰度级；代表扫描图像色彩范围的色彩数；扫描幅面⎡⎤K N M V 2log ⨯⨯≥输出设备：彩色喷墨打印机；激光打印机；静电打印机；热敏打印机；平板绘图仪；滚筒绘图仪什么是图形标准？图形系统及其相关应用系统中各界面之间进行数据传送和通信的接口标准，以及供图形用程序调用的子程序功能及其格式标准，前者称为数据及文件格式标准，后者称为子程序界面标准。
图形软件标准的提出的原因：如果没有一个软件标准，对应用软件的开发和移植等工作将造成困难。
计算机图形软件向着通用、高级与设备无关的方向发展。
计算机图形标准分类及举例：面向图形设备的借口标准：CGM CGI面向图形应用软件的标准：CGK GKS-3D PHIGS GL面向图形应用系统中工程和产品数据模型及其文件格式的标准：IGES STEP图形化的用户接口——窗口系统：工作站的Motif，Open Look，个人计算机上的MS-windowsGKS：提供了在应用程序和图形输入输出设备之间的功能接口。
坐标系：用户坐标系：专供用户应用程序使用规格化设备坐标系：与设备无关的二维直角坐标系，坐标取值范围在0-1之间，应用程序可使用该坐标系来定义图形输出界面的位置，更多的用它来存放图形数据的中间结果，以便在不同的图形设备或图形系统之间实现数据共享设备坐标系：图形设备在处理图形时所使用的坐标系，各种图形设备均有各自的设备坐标系图段：定义：一组图形元素的集合，该集合成为图形操作的基本单元。
作用：1）方便用户的增、栅、改；2）便于图形模块化的实现3）节省计算工作量性质：可变性、可见性、醒目性、可检测性、优先级可控性等。
操作特性：1）是一个任意的二维操作；2）为便于图段在不同的工作站上传送，必须设置实现图段的插入及相关的操作。
六种输入功能：定位，比划，取值，选择，拾取，字符串六种输出元素：折线；相同符号集；文本；填充区（面）；单元阵列（栅格阵列）；一般元素：包括圆，椭圆，曲线及用户自定义的图形输出图素的三要素：几何属性：图素的几何大小，形状，方向非几何属性：线性，颜色标识符虚拟现实系统：由计算机生成的实时三维空间。
特点：1）用户可以自由运动，随意观察周围的景象。
2）可以进行交互操作；3）具有声音、力学反馈。
仿真：仿真是一门利用计算机软件模拟实际环境进行科学试验的技术。
与VR技术的区别：a、仿真以视觉和听觉为主要感知，很少利用触觉和力觉；b、仿真将用户作为旁观者，场景不能随用户的视点变化；c、在交互方面不要求实时性。
三维输入设备：控制球，指套，操纵盒，数据手套跟踪器：机械式；电磁式；超声式；光学式；自跟踪式头盔显示器：遮挡式；透视式除了GKL外其他的没有掌握第三章图形生成：所谓图形的生成，是指完成图元的参数表示形式（由图形软件包的使用者指定）到点阵表示形式（光栅显示系统刷新时所需的表示形式）的转换。
通常也称扫描转换图元。
直线的生成：扫描转换直线段：求与直线段充分接近的像素集假设像素间均匀网格，整型坐标系；直线段的宽度为1，直线段的斜率在-1到1之间直接求交算法：条件：求出斜率m ，y=mx+B划分区间 ，计算纵坐标 取整 复杂度涉及到乘法，加法，取整DDA 算法：y i+1=y i +m ；它的复杂度涉及到加法，取整， 问题是有浮点运算，浮点数取整运算，不利于硬件实现；DDA 算法，效率低。
中点画线法：为了消除DDA 中的浮点运算。
条件同DDA 算法， 直线段的隐式方程：F(x,y)=ax+by+c=0式中 a=y 1-y 0，b=x 1-x 0，c=x 0y 1-x 1y 0 (x0,y0)、(x1,y1)为直线的两端点构造判别式：d=F(M)=F(X p +1,Y p +0.5)由d ＞0和d ＜0可判定下一个象素取中点下方的点还是上方的点。
要判定再下一个象素，若d 1≥0，d 2=d 1+a ，即它的增量是a ；若d 1＜0，d 2的增量为a+b ；d 的初始值d 0=a+0.5b ；d 的增量都是整数，只有初始值包含小数，可以用2d 代替d, 2a 改写成a+a 。
同时增量乘2.优点：算法中只有整数变量，不含乘除法，可用硬件实现。
Bresenham 算法：最有效的直线生成算法之一，也是计算机图形学领域使用最广泛的直线扫描转换算法。
设直线的两端点坐标为（x 0，y 0）和（x 1，y 1），斜率为：k=Δy/Δx 取x i 为像素的横坐标，x i 为整数。
有：y i+1=y i +k(x i+1-x i )=y i +k 。
因为直线的起始点在象素中心，所以误差项d 的初值d 0＝0。
X 每增加1，d 的值相应递增直线的斜率值k ，即d ＝d ＋k 。
一旦d≥1，就把它减去1，这样保证d 在0、1之间。
当d≥0.5时，最接近于当前象素的右上方象素（x i ＋1，y i ＋1) 当d<0.5时，更接近于右方象素（x i ＋1，y i ）。
为方便计算，令e ＝d-0.5，e 的初值为-0.5，增量为k 。
当e≥0时，取当前象素（x i ，y i ）的右上方象素（x i ＋1，y i ＋1）, 然后 e=e-1； 当e<0时，更接近于右方象素(x i ＋1，y i )。
特殊情况：当m<0时，x i =x i+1-1；当m>1时，将x 、y 颠倒进行计算，即y＝y+1，x=m*y+1，计算x1,,,,110+=+i i n x x x x x 其中 Bx m y i i +∙=)5.0(int)()(,+==i i r i y y round y ]1,0[∈m圆的扫描转换处理对象：圆心在原点的圆弧，利用圆的八对称性 两种直接离散方法：离散角度开根，三角函数运算，计算量大，不可取中点画圆法：考虑对象：第二个八分之一圆；第一象限的八分之一圆弧 圆弧外的点：F(X,Y)＞0圆弧内的点：F(X,Y)＜0切线斜率 m ∈[-1,0] 中点：M=(X p +1,Y p -0.5),当F(M)＜0时，M 在圆内，说明P 1距离圆弧更近，取P 1；当F(M)＞0时，P 取P 2。