计算机图形学-知识点
计算机图形学复习总结
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。
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。
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。
二、问答题：1、简述光栅扫描式图形显示器的基本原理。
光栅扫描式图形显示器(简称光栅显示器)是画点设备，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，它不能直接从单元阵列中的—个可编地址的象素画一条直线到另一个可编地址的象素，只可能用尽可能靠近这条直线路径的象素点集来近似地表示这条直线。
光栅扫描式图形显示器中采用了帧缓存，帧缓存中的信息经过数字／模拟转换，能在光栅显示器上产生图形。
2、分别写出平移、旋转以及缩放的变换矩阵。
平移变换矩阵：⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡1010000100001z y xT T T （2分） 旋转变换矩阵： 绕X 轴⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-10000cos sin 00sin cos 00001θθθθ（2分） 绕Y 轴⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-10000cos 0sin 00100sin 0cos θθθθ（2分）绕Z 轴⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-1000010000cos sin 00sin cos θθθθ（2分） 缩放变换矩阵：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡1000000000000zy x S S S （2分） 3、图形变换有什么特点？最基本的几何变换有哪些？答：图形变换的特点：大多数几何变换（如平移、旋转和变比）是保持拓扑不变的，不改变图形的连接关系和平行关系。
计算机图形学主要知识点
第一章计算机图形学是：研究怎么利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。
计算机图形学的研究对象是图形。
构成图形的要素有两类：一类是几何要素（刻画图形状的点、线、面、体），另一类是非几何要素（反映物体表面属性或材质的明暗、灰度、色彩）.。
计算机中表示图和形常有两种方法：点阵法和参数法。
软件的标准：SGI等公司开发的OpenGL，微软开发的Direct X，Adobe的Postscript 等。
计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）计算机图形系统可以定义为计算机硬件、图形输入输出设备、计算机系统软件和图形软件的集合。
交互式计算机图形系统应具有计算、存储、对话、输入和输出等五方面的功能。
真实感图形的生成一般须经历场景造型、取景变换、视域裁剪、消除隐藏面及可见面光亮度计算等步骤。
虚拟现实系统又称虚拟现实环境，是指由计算机生成的一个实时三维空间。
用户可以在其中“自由地”运动，随意观察周围的景物，并可通过一些特殊的设备与虚拟物体进行交互操作。
科学计算可视化是指运用计算机图形学和图像处理技术，将科学计算过程中及计算结果的数据转换为图形及图像在屏幕上显示出来并进行交互处理的理论、方法和技术。
第二章鼠标器是用来产生相对位置。
鼠标器按键数分为两种：MS型鼠标（双按键鼠标）和PC型鼠标（三按键鼠标）。
触摸屏也叫触摸板，分为：光学的红外线式触摸屏、电子的电阻式触摸屏和电容式触摸屏、声音的声波式触摸屏。
数据手套是由一系列检测手和手指运动的传感器的构成。
来自手套的输入可以用来给虚拟场景中的对象定位或操纵该场景。
显示设备的另一个重要组成部分的是显示控制器。
它是控制显示器件和图形处理、转换、信号传输的硬件部分，主要完成CRT的同步控制、刷新存储器的寻址、光标控制以及图形处理等功能。
阴极射线管CRT由电子枪、偏转系统及荧光屏3个基本部分组成。
电子枪的主要功能是产生一个沿管轴（Z轴）方向前进的高速的细电子束（轰击荧光屏）。
图形学知识点总结
图形学知识点总结一、基本概念1. 图像：图像是由像素组成的二维矩阵，每个像素代表了图像中的一个点的位置和颜色信息。
图像可以是静态的，也可以是动态的。
静态图像通常是以位图或矢量图的形式存在，而动态图像则是由一系列静态图像组成的连续流。
2. 图形：图形通常是通过数学模型和算法来描述和生成的。
它不仅包括了图像，还包括了各种形状、几何对象和运动效果等。
3. 图形学：图形学是研究如何合成、生成、处理和显示图像和图形的学科。
它涉及到计算机图形学、计算机视觉、图像处理、模式识别和机器学习等多个领域。
4. 渲染：渲染是指通过光线追踪或光栅化等技术将三维场景转换为二维图像的过程。
它是图形学中最重要的技术之一，用于模拟真实光线的传播、遮挡和反射等物理效果。
5. 建模：建模是指通过数学模型或几何描述来表示和描述物体、场景和几何对象的过程。
它包括了三维建模和曲面建模等技术。
6. 可视化：可视化是指通过图像和图形来呈现和展示数据、信息和模型的过程。
它包括了科学可视化、信息可视化和虚拟现实等技术。
二、图形学原理1. 光栅化：光栅化是一种将连续的几何模型和图像转换为离散的像素和像素面片的过程。
它是实现图形显示和渲染的核心技术之一。
光栅化算法主要包括了扫描线填充算法、多边形填充算法和三角形光栅化算法等。
2. 光线追踪：光线追踪是一种通过模拟光线的传播、遮挡和反射等物理效果来生成真实感图像的技术。
它是实现高质量渲染的主要方法之一。
光线追踪算法主要包括了蒙特卡罗光线追踪、路径追踪和光线追踪加速算法等。
3. 几何变换：几何变换是一种通过矩阵变换来实现图形和几何模型的平移、旋转、缩放和变形等操作的技术。
它是实现图形编辑和模型建模的基本方法之一。
几何变换算法主要包括了仿射变换、欧拉角变换和四元数变换等。
4. 图像处理：图像处理是一种通过数字信号处理来实现图像的增强、分析、识别和理解等操作的技术。
它是实现图像编辑和计算机视觉的关键技术之一。
《图形的变换》知识点归纳
图形的变换在计算机图形学中，图形的变换是一种常见的技术，用于改变图形的形状、位置和大小等特性。
图形的变换可以应用于各种领域，包括图像处理、动画制作和模拟等。
本文将对图形的变换进行归纳和总结。
一、平移变换平移变换是指将图形在平面上沿着指定的方向移动一定的距离。
平移变换可以通过对图形的每个顶点坐标进行简单的加减运算来实现。
对于平面上的一个点(Px, Py)，其在平移变换之后的新坐标为(Px+dx, Py+dy)，其中(dx, dy)为平移的向量。
实际上，平移变换不仅可以应用于二维图形，也可以应用于三维图形。
对于三维图形，平移变换涉及到对三个坐标轴上的平移。
二、旋转变换旋转变换是指将图形围绕指定的旋转中心按照指定的角度进行旋转。
旋转变换可以通过对图形的每个顶点坐标进行线性变换来实现。
对于平面上的一个点(Px, Py)，其在旋转变换之后的新坐标为(Px cosθ - Py sinθ, Px sinθ + Py cosθ)，其中θ为旋转角度。
与平移变换类似，旋转变换同样可以应用于三维图形，涉及到对三个坐标轴上的旋转。
三、缩放变换缩放变换是指通过改变图形的尺寸来实现变换。
缩放变换可以应用于二维图形和三维图形。
对于二维图形，缩放变换可以通过对图形的每个顶点坐标进行乘法运算来实现。
对于平面上的一个点(Px, Py)，其在缩放变换之后的新坐标为(Sx Px,Sy Py)，其中(Sx, Sy)为缩放因子。
在三维图形中，缩放变换涉及到对三个坐标轴上的缩放比例。
四、错切变换错切变换是指在一个轴的方向上拉长或压缩图形，而在另一个轴的方向上保持不变。
错切变换可以应用于二维图形和三维图形。
对于二维图形，错切变换可以通过对图形的每个顶点坐标进行线性变换来实现。
具体的变换公式取决于错切的方向和大小。
在三维图形中，错切变换同样涉及到对三个坐标轴上的错切比例。
五、矩阵变换矩阵变换是图形变换的一种常用方法。
通过将变换操作表示为矩阵的乘法，可以将多个变换操作连续应用到图形上。
曲面模型知识点归纳总结
曲面模型知识点归纳总结曲面模型是计算机图形学中的一个重要概念，其在计算机辅助设计、动画制作、虚拟现实等领域都有广泛的应用。
曲面模型是一种由曲面构成的三维模型，可以用来描述自然界中的曲面形状，也可以用来构建艺术、工程、医学等领域中需要的复杂的曲面模型。
学习曲面模型知识，能够帮助我们更好地理解三维模型的构建和运用，下面对曲面模型的知识点进行归纳总结。
一、曲面模型的基本概念1. 曲面模型是什么？曲面模型是由曲面定义的三维模型，通常是通过一系列曲面片或曲线来描述一个物体的形状和结构。
曲面模型可以用来描述复杂的物体，比如人体、汽车、飞机等。
2. 曲面模型的优点与多边形或其它类型的模型相比，曲面模型有许多优点。
它可以更加准确地描述复杂的曲面形状，同时对于建模的复杂度也能够有着更好的控制。
此外，曲面模型还可以更好地进行光照和纹理的处理，使得渲染效果更加真实。
3. 曲面模型的应用曲面模型广泛应用于计算机辅助设计、动画制作、虚拟现实、医学成像、工程设计等领域。
比如在游戏开发中，曲面模型可以用来制作角色、场景、道具等；在医学成像中，可以用来重建人体器官的形状；在工程设计中，可以用来进行汽车、飞机、船舶的设计。
二、曲面的表示方法1. 参数曲面参数曲面是通过参数方程来表示的曲面，通常是由两个参数u、v来描述曲面上的点。
这种表示方法可以很好地描述复杂的曲面形状，如球面、圆柱面、双曲面等。
2. B样条曲面B样条曲面是由B样条曲线推广而来的曲面表示方法，它通过一系列的控制点和权重来定义曲面的形状。
B样条曲面具有良好的局部控制性和平滑性，因此在实际应用中被广泛使用。
3. NURBS曲面NURBS曲面是一种更加通用的曲面表示方法，它是由有理B样条曲线推广而来的，可以用更少的控制点和权重来定义复杂的曲面形状。
NURBS曲面是目前最为常用的曲面表示方法之一。
4. 曲面的渲染曲面的渲染是指将曲面模型转化为图像的过程，通常包括光照、纹理、阴影等处理。
计算机图形学主要知识点归纳
计算机图形学主要知识点归纳第一章计算机图形学是:研究怎么利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。
计算机图形学的研究对象是图形。
构成图形的要素有两类:一类是几何要素(刻画图形状的点、线、面、体),另一类是非几何要素(反映物体表面属性或材质的明暗、灰度、色彩).。
计算机表示图和形常有两种方法:点阵法和参数法。
软件的标准:SGI等公司开发的OpenGL,微软开发的Direct X,Adobe的Postscript 等。
计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)计算机图形系统可以定义为计算机硬件、图形输入输出设备、计算机系统软件和图形软件的集合。
交互式计算机图形系统应具有计算、存储、对话、输入和输出等五方面的功能。
真实感图形的生成一般须经历场景造型、取景变换、视域裁剪、消除隐藏面及可见面光亮度计算等步骤。
虚拟现实系统又称虚拟现实环境,是指由计算机生成的一个实时三维空间。
用户可以在其“自由地”运动,随意观察周围的景物,并可通过一些特殊的设备与虚拟物体进行交互操作。
科学计算可视化是指运用计算机图形学和图像处理技术,将科学计算过程及计算结果的数据转换为图形及图像在屏幕上显示出来并进行交互处理的理论、方法和技术。
第二章鼠标器是用来产生相对位置。
鼠标器按键数分为两种:MS型鼠标(双按键鼠标)和PC型鼠标(三按键鼠标)。
触摸屏也叫触摸板,分为:光学的红外线式触摸屏、电子的电阻式触摸屏和电容式触摸屏、声音的声波式触摸屏。
数据手套是由一系列检测手和手指运动的传感器的构成。
来自手套的输入可以用来给虚拟场景的对象定位或操纵该场景。
显示设备的另一个重要组成部分的是显示控制器。
它是控制显示器件和图形处理、转换、信号传输的硬件部分,主要完成CRT的同步控制、刷新存储器的寻址、光标控制以及图形处理等功能。
阴极射线管CRT由电子枪、偏转系统及荧光屏3个基本部分组成。
电子枪的主要功能是产生一个沿管轴(Z轴)方向前进的高速的细电子束(轰击荧光屏)。
计算机图形学知识点大全
计算机图形学知识点大全计算机图形学是计算机科学中的一个重要分支，涵盖了图像处理、计算机视觉、图形渲染等多个领域。
本文将介绍计算机图形学的一些重要知识点，帮助读者更好地理解和应用这些知识。
一、基础概念1. 图形学概述：介绍计算机图形学的定义、发展历史以及应用领域。
2. 图像表示：探讨图像的表示方法，包括光栅图像和矢量图像，并介绍它们的特点和应用场景。
3. 坐标系统：详细介绍二维坐标系和三维坐标系，并解释坐标变换的原理和应用。
二、图像处理1. 图像获取与预处理：介绍数字图像的获取方式和常见的预处理方法，如去噪、增强和平滑等。
2. 图像特征提取：讲解图像特征提取的基本概念和方法，例如边缘检测、角点检测和纹理特征提取等。
3. 图像分割与目标识别：介绍常见的图像分割算法，如阈值分割、基于区域的分割和基于边缘的分割等，以及目标识别的原理和算法。
三、计算机视觉1. 相机模型：详细介绍透视投影模型和针孔相机模型，并解释摄像机矩阵的计算和相机标定的方法。
2. 特征点检测与匹配：讲解常用的特征点检测算法，如Harris 角点检测和SIFT特征点检测，并介绍特征点匹配的原理和算法。
3. 目标跟踪与立体视觉：介绍目标跟踪的方法，如卡尔曼滤波和粒子滤波，以及立体视觉的基本原理和三维重建方法。
四、图形渲染1. 光栅化：详细介绍光栅化的原理和算法，包括三角形光栅化和线段光栅化等。
2. 着色模型：介绍常见的着色模型，如平面着色、高光反射和阴影等，并解释经典的光照模型和材质属性。
3. 可视化技术：讲解常用的可视化技术，如体数据可视化、流场可视化和虚拟现实等，以及它们在医学、工程等领域的应用。
五、图形学算法与应用1. 几何变换：介绍图形学中的几何变换，包括平移、旋转、缩放和矩阵变换等，并解释它们在图形处理和动画中的应用。
2. 贝塞尔曲线与B样条曲线：详细介绍贝塞尔曲线和B样条曲线的定义、性质和应用，以及它们在曲线建模和动画设计中的重要作用。
考研计算机图形学知识点浓缩
考研计算机图形学知识点浓缩计算机图形学是计算机科学和数学的一个重要分支，研究如何使用计算机生成、处理和显示图像。
在考研中，计算机图形学是一个重要的考点，涉及到的知识点非常丰富。
本文将对考研计算机图形学的知识点进行浓缩整理，以帮助考生更好地备考。
一、图形学基础知识图形学基础知识是考研计算机图形学的基础，主要包括图形的表示方法、颜色模型、坐标变换和曲线与曲面等内容。
1. 图形的表示方法图形的表示方法主要包括点、线段和多边形。
点是图形的基本单元，线段由两个点组成，多边形由多个线段组成。
这些基本图形的表示方法是计算机图形学中的基础。
2. 颜色模型颜色模型是图形的另一个重要特征，常用的颜色模型有RGB模型和CMYK模型。
RGB模型是通过红、绿、蓝三个颜色通道的组合来表示颜色，CMYK模型则是通过青、洋红、黄和黑色四个颜色通道的组合来表示颜色。
3. 坐标变换坐标变换是将一个图形从一个坐标系转换到另一个坐标系的过程，常见的坐标变换包括平移、旋转和缩放。
这些坐标变换操作可以改变图形的位置、方向和大小。
4. 曲线与曲面曲线与曲面是计算机图形学中的重要概念，常见的曲线有直线、二次曲线和三次贝塞尔曲线等。
曲面则是曲线在三维空间中的推广，常见的曲面有球面、圆柱体和圆锥体等。
二、图形学渲染技术图形学渲染技术是计算机图形学中的核心内容，主要包括光栅化、着色和阴影等技术。
1. 光栅化光栅化是将图形从矢量形式转换为像素形式的过程，也是计算机图形学中最基本的操作。
光栅化的过程包括扫描转换、裁剪和填充等操作。
2. 着色着色是给图形添加颜色的过程，常见的着色方法有平直着色、Gouraud着色和Phong着色等。
这些着色方法根据光照模型对图形进行颜色计算，使得图形看起来更加逼真。
3. 阴影阴影是图形学中模拟光照效果的一个重要技术，常见的阴影类型有平行光阴影和透视阴影。
通过阴影技术，可以增强图形的立体感和真实感。
三、三维图形学三维图形学是计算机图形学的一个重要分支，主要研究三维空间中的图形处理和显示技术。
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一,填空
1.构成图形的要素包括（）和（）,在
计算机表示图形的方法有两种,他们是（）和（）.
2.填充一个特定区域,其属性选择包括（）,
（）和（）.
3.平行投影根据（）可以分为（）投影
和（）投影.
4.字符的图形表示可以分为（）和（）
两种形式.
5.计算机中表示带有颜色及形状信息的图和形常用（）和参数法,
其中用参数法描述的图形称为（）,用（）描述的图形称为（）.
6.文字裁减的方法包括（）,（）和
（）。
7.平面几何投影根据（）可以分为（）
和（）.
二,名词解释
1.什么是光点什么是象素点什么是显示器的分辨率
2.扫描线，水平回扫期，垂直回扫期，查色表，帧缓冲器容量，刷新，刷新频率，扫描转
换
3.图像，图形:，像素点:，混淆:
4.直线线宽的处理方式，线型控制方法
5.区域填充，4连通区域，8连通区域:，四连通区域与八连通区域有什么区别
6.视区，齐次坐标，固定坐标系与活动坐标系
7.投影中心，投影面，投影线，观察坐标系，观察参考点，投影参考点，观察空间，灭点，
主灭点，规范视见体
8.投影变换，透视投影
9.构成图形的要素，在计算机中如何表示它们
10.明度，亮度，饱和度，计算机图形显示器和绘图设备表示颜色的方法各是什么颜色模型
（rgb模型、cmy模型、hsv模型的定义、应用场合）？
扫描转换：
1.扫描转换直线段的方法有哪些？画圆弧的算法有哪几种？
2.直线段的DDA算法、中点算法的基本原理
3.圆弧和椭圆弧的中点算法
4.直线的中点算法较DDA算法的优点
5.生成圆弧的正负法
扫描转换多边形：
1.扫描转换多边形的各种算法
a)逐点判断算法：原理
b)扫描线算法：原理，应用
c)边缘填充算法：原理
2.扫描转换扇形区域：原理
3.区域填充：原理
a)递归算法
b)扫描线算法
4.以图像填充区域：原理，计算
5.字符的表示：点阵表示法和矢量表示法的显示原理和存储空间
混淆：
1.什么是混淆什么是反混淆常用的反混淆技术有哪些
2.产生混淆的原因：采样定理
裁剪：
1.直线裁剪：
a)Cohen-Sutherland直线裁剪算法：原理
b)直线中点分割算法：原理
2.多边形裁剪：
a)sutherland-hodgman算法：原理，应用
b)weiler-hodgman算法：原理，应用
3.字符裁剪方法
图形变换：
1.二维（三维）平移、旋转、放缩、对称、错切变换矩阵，计算
投影：
1.1点透视投影：计算
三维实体表示
1.空间分割表示法：原理
2.正则集合运算与普通集合运算的区别
3.欧拉公式
曲线：
1.三次hermite曲线：定义，形状控制方法
2.Bezier曲线：定义，性质（端点位置，端点切矢量，凸包性，直线再生性）
3.Bezier曲线的离散生成算法（de casteljau算法）：计算过程
6.二、判断题（）
1．计算机图形生成的基本单位是线段。
（）
2．Bezier曲线具有对称性质。
（）
3．齐次坐标系不能表达图形中的无穷远点。
（）
4．在数学上，理想的直线是有宽度的，由无数个点构成的集合。
（）5．在区域种子填充算法中，四连通种子填充算法会出现45度角的情况。
（）
6．二次Bzier曲线实际是一段抛物线。
（）
7．在进行圆的转换时，只要能生成8分圆，那么圆的其它部分可通过一系列的简单反射变换得到。
（）
8．区域填充即给出一个区域的边界，要求对边界范围内的所有象素单元赋予指定的颜色代码。
（）
9．投影(project)是一种使三维对象映射为二维对象的变换。
（）
10．DDA（微分方程法）是Bresenham算法的改进。
（）
三、单项选择题（）
1、计算机绘图设备一般使用什么颜色模型？( )
A）RGB； B）CMY； C）HSV ； D）HLS
2、透视投影中主灭点最多可以有几个? ( )
A) 0; B)1; C)2; D)3
3、使用下列二维图形变换矩阵： 将产生变换的结果为（ ）
A ）图形放大2倍；
B ）图形放大2倍，同时沿X 、Y 坐标轴方向各移动1个绘图单位；
C ）沿X 坐标轴方向各移动2个绘图单位；
D ）沿X 坐标轴方向放大2倍，同时沿X 、Y 坐标轴方向各平移1个绘图单位。
4、下列有关Bezier 曲线性质的叙述语句中，错误的结论为（ ）
A ） Bezier 曲线可用其特征多边形来定义；
B ） Bezier 曲线不一定通过其特征多边形的各个顶点；
C ） Bezier 曲线两端点处的切线方向必须与特征折线集（多边形）的相应两端线段走向一致；
D ） n 次Bezier 曲线，在端点处的r 阶导数，只与r 个相邻点有关。
5、种子填充算法中，正确的叙述是（ ）
A ）它是按扫描线的顺序进行象素点的填充；
B ）四连接算法可以填充八连接区域；
C ）四连接区域内的每一象素可以通过上下左右四个方向组合到达；
D ）八连接算法不能填充四连通区域。
四、综合题（）
1. 写出三维图形变换矩阵，并说明各子矩阵的功能。
2. 给定四点P1(0,0,0)，P2(1,1,1)，P3(2,-1,-1)，P4(3,0,0)，用其做为特征
多边形来构造一条三次Bezier 曲线，并计算参数为0,1/3,2/3,1的值。
3. 四连通种子填充算法的原理：
4. 推导出参照任意点),Pr(r r y x 的旋转变换矩阵。