考研计算机图形学知识点浓缩
2024年考研计算机科学计算机图形学基本理论历年真题
2024年考研计算机科学计算机图形学基本理论历年真题计算机图形学是计算机科学中重要的分支之一，它研究计算机如何生成、显示和处理图像信息。
对于即将参加2024年考研计算机科学专业的同学们来说，熟悉计算机图形学的基本理论是非常重要的。
在这篇文章中，我们将回顾一些计算机图形学的历年真题，以帮助大家更好地备考。
1. 图形学基础知识（1）请简要解释什么是2D和3D图形学。
2D图形学是指在二维平面上对图形进行处理和渲染的技术，它主要研究平面上的点、线、曲线等基本图元的表示和变换。
而3D图形学则是在三维空间中处理图形的技术，它涉及到三维对象的建模、变换、光照、渲染等方面。
（2）请解释什么是光栅化和光栅化阶段。
光栅化是将3D图形转换为2D图像的过程，它将进行投影、剪裁、消隐等操作，将3D图形转换为在显示设备上可以呈现的像素。
光栅化阶段是计算机图形学渲染流程的一个主要阶段，它负责将几何图形转化为二维像素表示。
2. 基本图形表示和变换（1）请简要介绍直线段的Bresenham算法。
Bresenham算法是一种用于计算机图形学中直线段的绘制的算法。
它的主要思想是基于直线的斜率，在每个像素位置上确定下一个最佳的像素点来绘制直线段，从而实现高效绘制直线。
（2）请简要介绍仿射变换。
仿射变换是一种将二维或三维图形进行平移、旋转、缩放和剪裁等的基本变换。
它通过矩阵乘法来实现对图形坐标的变换，包括平移变换、旋转变换、缩放变换、镜像变换等。
3. 光照和渲染（1）请解释什么是光照模型。
光照模型是计算机图形学中用于模拟光照效果的数学模型。
它考虑了光源、物体表面的材质和光与物体之间的相互作用，以计算出最终显示在屏幕上的图像。
（2）请简要描述光线追踪算法。
光线追踪算法是一种递归算法，它模拟了光线从相机发出经过场景中的反射和折射等现象，以计算出图像中每个像素的颜色和亮度。
光线追踪算法能够产生高度逼真的渲染效果，但计算复杂度较高。
4. 图形学应用（1）请简要介绍计算机动画的基本原理。
计算机图形学基础知识重点整理
计算机图形学基础知识重点整理一、图形学的概念计算机图形学简单来说，就是让计算机去生成、处理和显示图形的学科。
它就像是一个魔法世界，把一堆枯燥的数字和代码变成我们眼睛能看到的超酷图形。
你看那些超炫的3D游戏里的场景、超逼真的动画电影，那可都是计算机图形学的功劳。
这个学科就是想办法让计算机理解图形，然后把图形按照我们想要的样子呈现出来。
二、图形的表示1. 点点是图形里最基本的元素啦。
就像盖房子的小砖头一样，很多个点组合起来就能变成各种图形。
一个点在计算机里就是用坐标来表示的，就像我们在地图上找一个地方，用经度和纬度一样，计算机里的点就是用x和y坐标（如果是3D图形的话，还有z坐标呢）来确定它在空间里的位置。
2. 线有了点，就能连成线啦。
线有各种各样的类型，直线是最简单的，它的方程可以用我们学过的数学知识来表示。
比如说斜截式y = kx + b，这里的k就是斜率，b就是截距。
还有曲线呢，像抛物线、双曲线之类的，在图形学里也经常用到。
这些曲线的表示方法可能会复杂一点，但也很有趣哦。
3. 面好多线围起来就形成了面啦。
面在3D图形里特别重要，因为很多3D物体都是由好多面组成的。
比如说一个正方体，就有六个面。
面的表示方法也有不少，像多边形表示法，就是用好多条边来围成一个面。
三、图形变换1. 平移平移就是把图形在空间里挪个位置。
这就像我们把桌子从房间的这头搬到那头一样。
在计算机里，平移一个图形就是把它每个点的坐标都加上或者减去一个固定的值。
比如说把一个点(x,y)向右平移3个单位，向上平移2个单位，那这个点就变成(x + 3,y + 2)啦。
2. 旋转旋转就更有意思啦。
想象一下把一个图形像陀螺一样转起来。
在计算机里旋转图形，需要根据旋转的角度和旋转中心来计算每个点新的坐标。
这就得用到一些三角函数的知识啦，不过也不难理解。
比如说以原点为中心，把一个点(x,y)逆时针旋转θ度，新的坐标就可以通过一些公式计算出来。
3. 缩放缩放就是把图形变大或者变小。
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。
计算机图形学基础知识重点整理
计算机图形学基础知识重点整理一、图形学基础知识1、图形学的定义：图形学是一门研究图形的计算机科学，它研究如何使用计算机来生成、处理和显示图形。
2、图形学的应用：图形学的应用非常广泛，它可以用于计算机游戏、虚拟现实、图形用户界面、图形设计、图形处理、图形建模、图形分析等。
3、图形学的基本概念：图形学的基本概念包括图形、坐标系、变换、光照、纹理、投影、深度缓冲、抗锯齿等。
4、图形学的基本算法：图形学的基本算法包括几何变换、光照计算、纹理映射、投影变换、深度缓冲、抗锯齿等。
5、图形学的基本技术：图形学的基本技术包括OpenGL、DirectX、OpenCL、CUDA、OpenGL ES等。
二、图形学的基本原理1、坐标系：坐标系是图形学中最基本的概念，它是一种用来表示空间位置的系统，它由一系列的坐标轴组成，每个坐标轴都有一个坐标值，这些坐标值可以用来表示一个点在空间中的位置。
2、变换：变换是图形学中最重要的概念，它指的是将一个图形从一个坐标系变换到另一个坐标系的过程。
变换可以分为几何变换和光照变换，几何变换包括平移、旋转、缩放等，光照变换包括颜色变换、照明变换等。
3、光照：光照是图形学中最重要的概念，它指的是将光照投射到物体表面，从而产生颜色和纹理的过程。
光照可以分为环境光照、漫反射光照和镜面反射光照。
4、纹理：纹理是图形学中最重要的概念，它指的是将一张图片映射到物体表面，从而产生纹理的过程。
纹理可以分为纹理映射、纹理坐标变换、纹理过滤等。
5、投影：投影是图形学中最重要的概念，它指的是将一个三维图形投射到二维屏幕上的过程。
投影可以分为正交投影和透视投影，正交投影是将三维图形投射到二维屏幕上的过程，而透视投影是将三维图形投射到二维屏幕上，从而产生透视效果的过程。
计算机图形学基础知识重点整理
计算机图形学基础知识重点整理话说啊，你知道吗？计算机图形学可是个挺有意思的领域！今天我就来给你简单说一说这计算机图形学里头的几个基础知识点，让大家都能对它有个大概的了解。
想想咱们每天看的动画片，或者是手机里的各种动态图片，这些是不是都得靠计算机图形学技术呢？那它到底是怎么一回事儿呢？一、什么是计算机图形学？先别急，让我给你举个例子吧。
比如你正在玩一个游戏，突然看到了一片绿油油的草地。
这可不是真的草地哦，而是计算机图形学的大作！它就像是个魔法师，把各种形状、颜色和纹理组合起来，让我们看到了这些超酷炫的画面。
二、图形学的工具小伙伴们说起这个图形学啊，少不了那些帮我们画出漂亮图形的工具。
你知道吗？比如我们经常听说的“图形处理器”，也就是GPU，还有各种图形处理软件，它们都是计算机图形学的得力助手。
它们一起合作，就能画出超逼真的画面啦！三、我们怎么和图形“交流”呢？哎，说到这你就懂啦！其实就是靠我们输入的指令嘛。
比如你想让一个游戏角色动起来，就得通过键盘鼠标告诉电脑：“嘿，这里有个指令，你让这个角色跳一下。
”电脑收到指令后，就会通过图形学技术把这个动作呈现出来啦！四、现实生活中的小应用其实啊，计算机图形学在我们生活中可不止是游戏和动画那么简单哦！比如咱们去电影院看电影时看到的3D效果，还有设计软件的运用等等，都离不开图形学的技术呢！好了好了，今天就先跟大家分享到这里啦！希望大家通过这个小小的讲解，能对计算机图形学有个初步的了解。
说起来嘛，这个领域可真是有趣又充满无限可能呢！你呢？是不是也觉得它特别神奇呀？那么，你对计算机图形学感兴趣吗？是不是也像我一样觉得它特别酷呢？其实啊，无论是学习还是工作，掌握一点计算机图形学知识都能让我们更加得心应手哦！好啦好啦，今天就先聊到这里吧！下次再跟大家分享更多有趣的知识点啦！记得关注我哦~。
计算机图形学基础知识重点整理
计算机图形学基础知识重点整理一、图形学基本概念1. 图形学是啥呢？它就像是一个魔法世界，研究怎么在计算机里表示图形，然后对这些图形进行各种操作。
比如说，我们玩的那些超酷炫的游戏，里面的人物、场景都是通过计算机图形学搞出来的。
2. 图形在计算机里可不是随便存着的哦。
有矢量图形，就像我们数学里的向量一样，用数学公式来描述图形的形状、颜色等信息。
还有光栅图形，这个就和屏幕上的像素点有关啦，它是把图形表示成一个个小格子（像素）的组合。
二、图形的变换1. 平移是最基础的啦。
就好比你在一个平面上把一个图形从一个地方挪到另一个地方，很简单对吧。
比如一个三角形，从左边移到右边，它的每个顶点的坐标都按照一定的规则发生变化。
2. 旋转也很有趣。
想象一下把一个正方形绕着一个点转圈圈。
在计算机里，要根据旋转的角度，通过数学公式来计算图形每个点旋转后的新坐标。
这就像我们小时候玩的陀螺，不停地转呀转。
3. 缩放就更直观了。
把一个小图形变大或者把一个大图形变小。
不过要注意哦，缩放的时候可不能让图形变得奇奇怪怪的，得保持它的形状比例之类的。
三、颜色模型1. RGB模型是最常见的啦。
红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue），这三种颜色就像三个小魔法师，通过不同的组合可以创造出各种各样的颜色。
就像我们画画的时候，混合不同颜色的颜料一样。
2. CMYK模型呢，主要是用在印刷方面的。
青（Cyan）、品红（Magenta）、黄（Yellow）、黑（Black），这几种颜色的混合可以印出我们看到的书本、海报上的各种颜色。
四、三维图形学1. 在三维图形学里，多了一个维度，事情就变得更复杂也更有趣啦。
我们要考虑物体的深度、透视等。
比如说，我们看远处的山，它看起来就比近处的树小很多，这就是透视的效果。
2. 三维建模是个很厉害的技能。
可以通过各种软件来创建三维的物体，像做一个超级逼真的汽车模型，从车身的曲线到车轮的纹理，都要精心打造。
五、图形渲染1. 渲染就像是给图形穿上漂亮衣服的过程。
计算机图形学基础知识重点整理
计算机图形学基础知识重点整理一、定义与研究内容定义：计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形，并在专门显示设备上显示的原理、方法和技术的学科。
它涉及图形的生成、表示、处理与显示等多个方面。
研究内容：图形的生成和表示技术。
图形的操作与处理方法。
图形输出设备与输出技术的研究。
图形输入设备、交互技术及用户接口技术的研究。
图形信息的数据结构及存储、检索方法。
几何模型构造技术。
动画技术。
图形软硬件的系列化、模块化和标准化的研究。
科学计算的可视化。
二、图形与图像图形：是从客观世界物体中抽象出来的带有颜色及形状信息的图和形。
图形的构成要素包括几何要素 （点、线、面、体等）和非几何要素 （颜色、材质等）。
图形按数学方法定义，由线条和曲线组成，强调场景的几何表示。
图像：狭义上又称为点阵图或位图图像，是指整个显示平面以二维矩阵表示，矩阵的每一点称为一个像素，由像素点所取亮度或颜色值不同所构成的二维画面。
图像在表现色彩、色调方面的效果比矢量图更加优越，但文件所占的空间大，且放大到一定的倍数后会产生锯齿。
三、图形学过程3D几何建模：构建物体的三维几何模型。
3D动画设置：为模型设置动画效果。
绘制：包括光照和纹理的处理，使模型更加逼真。
生成图像的存储和显示：将绘制好的图像存储并在显示设备上显示出来。
四、计算机图形系统基本功能：计算、存储、输入、输出、对话等五个方面。
构成：主要由人、图形软件包、图形硬件设备三部分构成。
其中，图像硬件设备通常由图形处理器 （GPU）、图形输入设备和输出设备构成。
五、基本图形生成算法1. 直线生成算法：DDA算法：从直线的起点开始，每次在x或y方向上递增一个单位步长，计算相应的y或x坐标，并取整作为当前点的坐标。
该算法简单直接，但每次加法后都需要进行取整运算。
Bresenham算法：通过比较临近像素点到直线的距离，设法求出该距离的递推关系，并根据符号判别像素取舍。
该算法避免了浮点运算和乘除法运算，节省运算量，并适合硬件实现。
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。
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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。
1. 三维建模
三维建模是将现实世界中的物体用计算机图形的方式进行建模的过程，常用的三维建模方法有多边形网格、体素和曲面建模等。
三维建模是三维图形学中最基础的环节。
2. 光照模型
光照模型是模拟光照效果的一个重要技术，常见的光照模型有环境光、漫反射和镜面反射等。
通过光照模型的计算，可以使得三维图形更加真实。
3. 纹理映射
纹理映射是将二维纹理图像应用到三维图形表面的过程，通过纹理映射可以给三维图形添加更加真实的表面细节。
常见的纹理映射技术有平贴映射和球面映射等。
四、计算机动画
计算机动画是计算机图形学的一个重要应用领域，主要研究如何使
用计算机生成逼真的动态图像。
1. 关键帧动画
关键帧动画是通过在动画序列中设置关键帧来生成动画效果的一种
方法。
关键帧是指动画中发生变化的关键时刻，通过计算关键帧之间
的中间帧，可以生成连续的动画效果。
2. 骨骼动画
骨骼动画是使用骨骼结构来模拟和控制角色动作的一种方法。
通过
为角色设定骨骼结构，并对骨骼进行运动控制，可以生成逼真的人物
动画。
3. 物理模拟
物理模拟是使用物理建模和计算方法来模拟真实世界中的物理效果，常见的物理模拟包括碰撞检测、重力模拟和布料模拟等。
通过物理模
拟技术，可以使得计算机动画更加真实和可信。
总结：
本文对考研计算机图形学的知识点进行了浓缩整理，主要包括图形
学基础知识、图形学渲染技术、三维图形学和计算机动画等方面。
希
望这些知识点的浓缩整理能够帮助考生更好地理解和掌握计算机图形
学的相关知识，从而在考试中取得好成绩。
祝愿各位考生能够顺利通
过考研，实现自己的理想！。