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文檔簡(jiǎn)介
名詞解釋
計(jì)算機(jī)圖形標(biāo)準(zhǔn):是圖形系統(tǒng)及相關(guān)應(yīng)用程序中某個(gè)界面數(shù)據(jù)傳輸通訊的接口標(biāo)準(zhǔn)
幾何變換;規(guī)范化后把變換矩陣作為算子,然后想乘來挪動(dòng)點(diǎn)的位置,得到各個(gè)
頂點(diǎn)在幾何變換中的新的頂點(diǎn)。
裁剪:在二維觀察中,需要在觀察坐標(biāo)系下對(duì)窗口進(jìn)行裁剪,即只保留窗口內(nèi)的
那部分圖形,去掉窗口外的圖形。
識(shí)別圖形在指定區(qū)域內(nèi)外的算法:兩種算法:奇偶規(guī)則
從任意位輅P作一條射線,若與該射線相交
的多邊形邊的數(shù)目為奇數(shù),則P是多邊形內(nèi)部點(diǎn),否則是外部點(diǎn)
非零環(huán)繞數(shù)規(guī)則(NonzeroWindingNumberRule)口首先使多邊形的邊變?yōu)槭噶俊?/p>
口將環(huán)繞數(shù)初始化為零。
□再從任意位輅p作一條射線。當(dāng)從p點(diǎn)沿射線方向移動(dòng)時(shí),對(duì)在每個(gè)方
向上穿過射線的邊計(jì)數(shù),每當(dāng)多邊形的邊從右到左穿過射線時(shí),環(huán)繞數(shù)加
1,從左到右時(shí),環(huán)繞數(shù)減lo
口處理完多邊形的所有相關(guān)邊之后,若環(huán)繞數(shù)為非零,
則p為內(nèi)部點(diǎn),否則,p是外部點(diǎn)。
反走樣:減少用離散量表示連續(xù)量引起的失真。過取樣區(qū)域取樣兩種方式
圖形
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究對(duì)象是圖形。廣義的說,能夠在人的視覺系統(tǒng)中形成視覺印象
的客觀對(duì)象都可稱為圖形。它既包括了各種幾何圖形以及由函數(shù)式、代數(shù)方程和
表達(dá)式所描述的圖形,也包括了來自各種輸入媒體的圖景、圖片、圖案、圖像以
及形體實(shí)體等。
圖像
用點(diǎn)陣法,參數(shù)法描述的圖形叫圖像
光點(diǎn)。一般是指電子束打在顯示器的熒光屏上,顯示器能夠顯示的最小的發(fā)光點(diǎn)。
像素點(diǎn)是指圖形顯示在屏幕上時(shí)候,按當(dāng)前的圖形顯示分辨率所能提供的最小元
素點(diǎn)。最小元素點(diǎn)尺寸等于光點(diǎn)尺寸)
裁剪窗口
即在視口中可以被看到的圖形,即顯示出來的部分
視口
將窗口映射到顯示設(shè)備上的坐標(biāo)區(qū)域稱為視區(qū)
點(diǎn)陣法
點(diǎn)陣法通過枚舉出圖形中所有的點(diǎn)來表示圖形,它強(qiáng)調(diào)圖形由哪些點(diǎn)構(gòu)成,這些點(diǎn)
具有什么樣的顏色,即點(diǎn)陣法是用具有灰度或色彩的點(diǎn)陣來表示圖形的一種方法。
在計(jì)算機(jī)中表示圖形最常用的是點(diǎn)陣法。
參數(shù)法
參數(shù)法用圖形的形狀參數(shù)和屬性參數(shù)來表示圖形。形狀參數(shù)指的是描述圖形的方
程或分析表達(dá)式的系數(shù)、線段和多邊形的端點(diǎn)坐標(biāo)等。屬性參數(shù)則包括顏色、線
型等。
顯示分辨率:也稱光柵分辨率它決定了顯示系統(tǒng)最大可能的分辨率,任何顯示控
制器所提供的分辨率也不能超過這個(gè)物理分辨率。屏幕分辨率通常用水平方向的光
點(diǎn)數(shù)與垂直方向的光點(diǎn)數(shù)的乘積。
顯示分辨率是計(jì)算機(jī)顯示控制器所能提供的顯示模式分辨率,實(shí)際應(yīng)用中簡(jiǎn)稱顯示
模式
四聯(lián)通4-連通區(qū)域:從區(qū)域上的一點(diǎn)出發(fā),通過訪問已知點(diǎn)的4.鄰接點(diǎn),在不越出
區(qū)域的前提下,遍歷區(qū)域內(nèi)的所有象素點(diǎn)。
口8-連通區(qū)域:從區(qū)域上的一點(diǎn)出發(fā),通過訪問已知點(diǎn)的8-鄰接點(diǎn),在不越出區(qū)域
的前提下,遍歷區(qū)域內(nèi)的所有象素點(diǎn)。
顯不控制器
顯示控制器(DisplayController),又稱視頻控制器(VideoController),主要功能是
依據(jù)設(shè)定的顯示工作方式,自主地、反復(fù)不斷地讀取幀緩存中的圖像點(diǎn)陣(包括圖
形、字符文本)數(shù)據(jù),將它們轉(zhuǎn)換成R、G、B三色信號(hào)并配以同步信號(hào)送至顯示
器,即可刷新屏幕C
顯示處理器
顯示處理器(DisplayProcessor),又稱圖形控制器(GraphicsController)或顯示協(xié)處
理器(DisplayCoprocessor),它把CPU從圖形顯示處理的事務(wù)中解脫出來,其主要
任務(wù)是掃描轉(zhuǎn)換待顯示的圖形以及某些附加的操作等。
組合像素法
在組合像素法中,一個(gè)圖形象素點(diǎn)的全部信息被編碼成一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié),按照一定方式存
儲(chǔ)到幀緩存中,編碼字節(jié)的長(zhǎng)度與點(diǎn)的屬性(如顏色、灰度等)有關(guān)
顏色位面法
在顏色位面法中,幀緩存被分成若干獨(dú)立的存儲(chǔ)區(qū)域,每一個(gè)區(qū)域稱為一個(gè)位面(Bit
Plane),每個(gè)位面控制一種顏色或者灰度,每一個(gè)圖形象素點(diǎn)化每個(gè)位面中占一位,通
過幾個(gè)位面中的同一位組合成一個(gè)象素。
平行投影
分為正投影和斜投影,正投影又分為三視圖,正軸測(cè)。斜投影氛圍斜等側(cè),斜二測(cè)。平行
投影是在一束平行光線照射下形成的投影
透視投影。分為一點(diǎn),二點(diǎn),三點(diǎn)透視。它是從某個(gè)投射中心將物體投射到單一投影面上
所得到的圖形。
問答題計(jì)算機(jī)圖形學(xué),數(shù)字圖像處理,模式識(shí)別它們的本質(zhì)區(qū)別?他們是計(jì)算機(jī)應(yīng)用
的三個(gè)分支,有一定的關(guān)系和區(qū)別。圖像處理是對(duì)原有物體映像成新的數(shù)字化圖像。模式
識(shí)別是對(duì)圖形信息進(jìn)行分析和描述,從中提取二維或三維的數(shù)據(jù)模型。圖形學(xué)是根據(jù)信息
生成圖像
簡(jiǎn)述圖形學(xué)的主要內(nèi)容,重要應(yīng)用。
領(lǐng)域除了理論和方法已經(jīng)非常成熟的基本圖形元素生成算法(也叫光柵圖形學(xué))和圖形變換
的內(nèi)容之外,計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的主要內(nèi)容還有造型技術(shù)、真實(shí)感圖形生成及人機(jī)交互技術(shù)
等三部分。
應(yīng)用。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CAD/CAM)
計(jì)算機(jī)繪圖(CD-ComputerDrawing)
科學(xué)計(jì)算可視化
計(jì)算機(jī)模擬與仿真(CS-ComputerSimulation)
過程控制
計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)
計(jì)算機(jī)動(dòng)畫
il算機(jī)藝術(shù)
圖形包括哪兩個(gè)方面要素?幾何要素非幾何要素
光柵掃描顯示器的結(jié)構(gòu)???????????
圖形的掃描轉(zhuǎn)換。像素信息從應(yīng)用程序轉(zhuǎn)換并放入幀緩沖區(qū)的過程稱之為掃描轉(zhuǎn)換過程
生成線段為什么會(huì)走樣?數(shù)學(xué)意義上的圖形是由無線多個(gè)連續(xù)的、面積
為零的點(diǎn)構(gòu)成;但在光柵顯示器上,用有限多個(gè)離
散的,具有一定面積的象素來近似地表示他們。
光柵掃描顯示器的原理光柵掃描是控制電子束按某種光柵形狀進(jìn)
行的順序掃描,而字符、圖像是靠Z軸信號(hào)控制輝亮來形成的。
什么是人機(jī)交互技術(shù)?
人機(jī)交互技術(shù)(Human-computerInteractionTechniques)是通過計(jì)算機(jī)輸入/輸出設(shè)備,以有效
的方式實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)對(duì)話的技術(shù)。
常用交互技術(shù)(計(jì)算機(jī)圖形學(xué)研究的內(nèi)容)可以分成
如下幾類:
(I)構(gòu)造技術(shù)。
(2)命令技術(shù)。
⑶選取技術(shù)。
(4)直接操縱技術(shù)。
計(jì)算顯存大小計(jì)算幀緩存的大小
帶寬=A*水平像素點(diǎn)數(shù)*垂直像素點(diǎn)數(shù)*刷新頻率A常取1.344
幀緩存(顯存)大小的計(jì)算:x方向的像素點(diǎn)數(shù)xy方向的像素點(diǎn)數(shù)xlogn/8(BYTE)
2
其中:n為顏色數(shù)或灰度等級(jí)數(shù)(顯存最好取整數(shù))
計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的組成。日?qǐng)D形軟件圖形硬件構(gòu)成。圖形軟件由應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),應(yīng)用軟
件,支撐軟件構(gòu)成。硬件由圖形設(shè)備,圖形計(jì)算機(jī)平臺(tái)構(gòu)成。
圖形學(xué)常用的坐標(biāo)系用處
用戶坐標(biāo)系根據(jù)用戶需求移動(dòng)坐標(biāo)系的原點(diǎn)改變坐標(biāo)軸的方向。
觀察坐標(biāo)系(ViewCoordinate)是依據(jù)窗口的方向和形狀在用戶坐標(biāo)平面中定義的直角坐
標(biāo)系。
規(guī)格化設(shè)備坐標(biāo)系(NormalizedDeviceCoordinate)也是直角坐標(biāo)系,它是將二維的設(shè)
備坐標(biāo)系規(guī)格化到(0.0,0.0)到(1.0,1.0)的坐標(biāo)范圍內(nèi)形成的。
反走樣技術(shù)有哪些
過取樣。在高于顯示分辨率的較高分辨率下用點(diǎn)取樣方法計(jì)算,然后對(duì)幾個(gè)象素的屬性
進(jìn)行平均得到較低分辨率下的象素屬性
區(qū)域取樣。在整個(gè)像素區(qū)域內(nèi)進(jìn)行采樣,這種技術(shù)稱為區(qū)域取樣。又由于像素的亮度是
作為一個(gè)整體被確定的,K需要?jiǎng)澐肿酉袼?,故也被稱為前谿濾波
什么是透視投影,有什么特點(diǎn)
透視投影圖簡(jiǎn)稱為透視醫(yī)或透視,它是從某個(gè)投射中心將物體投射到單一投影面上
所得到的圖形
透視投影的深度感更強(qiáng),更加具有真實(shí)感,但透視投影不能夠準(zhǔn)確反映物體的大小和形
狀?!跬敢曂队暗拇笮∨c物體到投影中心的距離有關(guān)。口一組平行線若平行于投影平面
時(shí),它們的透視投影仍然保持平行?!踔挥挟?dāng)物體表面平行于投影平面時(shí),該表面上的
角度在透視投影中才能被保持。
填空題
圖形系統(tǒng)的工作方式有被動(dòng)式交互式
計(jì)算機(jī)描述構(gòu)造二維,三維幾何圖形,常用的表示方法線框模型,表面模型,實(shí)體模型
真實(shí)感圖形生成是生成色彩,紋理,層次,陰影的真實(shí)感空間三維圖形
直線的屬性包括線形,線寬,顏色
顏色通常用紅綠藍(lán)含量來表示,不具備彩色的顯示器顯示為灰
字符作為圖形,有顯示字符矢量字符
區(qū)域填充有掃描轉(zhuǎn)換,種子填充法
反走樣反鋸齒的方法有區(qū)域取樣過取樣
常用的坐標(biāo)系有造型坐標(biāo)系,用戶坐標(biāo)系觀察坐標(biāo)系設(shè)備坐標(biāo)系規(guī)格化設(shè)備坐標(biāo)系
交互式圖形系統(tǒng)需要具有(計(jì)算)、(存儲(chǔ))、(對(duì)話)、(輸入)、(輸出)等5個(gè)方面
像素的色彩和灰度存儲(chǔ)在n貞緩存中采用的方式是組合像素法和顏色位面法
平面幾何投影分為平行投影透視投影
陰極射線管從結(jié)構(gòu)上分為電子槍偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)熒光屏
區(qū)域填充中一條掃描線的四個(gè)步驟求交排序交點(diǎn)配對(duì)區(qū)間填色
圖形的光柵化掃描中幀緩存中存儲(chǔ)了實(shí)際在組合像素法中,一個(gè)圖形象素點(diǎn)的全部信息
被編碼成一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié),按照一定方式存儲(chǔ)到幀緩存中,編碼字節(jié)的長(zhǎng)度與點(diǎn)的屬性(如
顏色、灰度等)有關(guān)。顏色位面法則存儲(chǔ)了顏色查找表的索引。
計(jì)算
裁剪編碼裁剪(1)第1位,端點(diǎn)在y=ymax上方則取1,否則取0;(2)第2
位,端點(diǎn)在y=ymin下方則取1,否則取0;(3)第3位,端點(diǎn)在x=xmax右方
則取1,否則取0;(4)第4位,端點(diǎn)在x=xmin左方則取1,否則取0。
if((code&LEFT)!=0)〃線段與左邊界相交
x=win->XL;
y=y1+(y2-y1)*(win->XL-x1)/(x2-x1);
)
elseif((code&RIGHT)!=0)〃線段與右邊界相交{x=win->XR;
)
y=y1+(y2-y1)*(win->XR-x1)/(x2-x1);
72
elseif((code&BOTTOM)!=0)〃線段與下邊界相交
{y=win->YB;
x=x1+(x2-x1)*(win->YB-y1)/(y2-y1);
)
elseif((code&TOP)!=0)//線段與上邊界相交{y=win->YT;
x=x1+(x2-x1)*(win->YT-y1)/(y2-y1);
)
TII3MI7I5:oI/"I
43|3臼|73|63
二61不m4丁【T~?E
V4時(shí)的AET農(nóng)
13.SI6卜:”I?6I6||<TTTTT147I5IoI/1
邊表,活動(dòng)邊表(有時(shí)候向下減少1,為了考慮其頂點(diǎn)唯一的情況
X掃描線算法
1.確定多邊形占有的最大掃描線數(shù),得到多邊形頂點(diǎn)的最小和最大y值
2.從ymin到y(tǒng)max每次用一條掃描線進(jìn)行填充
3.對(duì)一條掃描線的填充分為求交,排序,交點(diǎn)配對(duì),區(qū)間填色
交點(diǎn)位于左邊界之卜,向右取整:■交點(diǎn)位于右邊界之上,向左取整:邊界卜象素的取舍問
題,避免填充擴(kuò)大化。規(guī)定落在右邊邊界上的像素不予填充。(具體實(shí)現(xiàn)時(shí),只要對(duì)掃描
線與多邊形的相交區(qū)間左閉右開)當(dāng)掃描線與多邊形的頂點(diǎn)相交時(shí),
□若共享頂點(diǎn)的兩條邊分別落在掃描線的兩邊,交點(diǎn)只算一個(gè);
□若共享頂點(diǎn)的兩條邊在掃描線的同一邊,這時(shí)交點(diǎn)作為零個(gè)或兩個(gè)。
cos。sin。0
[x*y'1]=xy1]--sin。cos。0
001
旋轉(zhuǎn)變換
100
卜Vl]=[xy1].010
[rxTyi
平移
-100
,V]]=[xy1].o10
005
整體比例
S,00
x,Vl]=[xy1]-0Sy0
001
比例
(2)關(guān)于y軸對(duì)稱t
A
--1001P(x:y)p(x,y)
010------------------
001
L」圖6-6關(guān)于y軸對(duì)稱
窗口視圖變換窗口到視區(qū)的變換
要將窗口內(nèi)的點(diǎn)(xw,yw)映射到相對(duì)應(yīng)的視區(qū)內(nèi)的點(diǎn)(xv,yv)需遂行以下步驟,
(1)將窗口左下角點(diǎn)移至用戶系統(tǒng)系的坐標(biāo)原點(diǎn);
(2)針對(duì)原點(diǎn)進(jìn)行比例變換:(3)進(jìn)行反平移。
寫出實(shí)現(xiàn)下述映射的規(guī)范化變換,將左下角在(1,1),右上角在(3,5)的窗口映射到:(a)
規(guī)范化設(shè)備的全屏幕視口;(b)左下角在(0,0),右上角在(1/2,1/2)的視口答:(a)窗口的參
數(shù)是wxmin=l,wxmax=3,wymin=l,wymax=50視口參數(shù)是vxmin=O,vxmax=l,vyinin=O,
5.2實(shí)現(xiàn)下列映射的規(guī)范化變化,將左下角(1,
1),右上角一(3,5)的窗口映胭a.
設(shè)備的全屏視區(qū)。
b,左下角在(0,0),右上角在(1/2,1/2)的
視區(qū)。
解:1)規(guī)范化設(shè)備的全屏視區(qū)左下角為(0,0),右
上角坐標(biāo)為(1,1),則利用1的變換公式,
a=1/2,b=0-(l/2)xl=-l/2-
c=l/4,d=0-(l/4)xl=-l/4
得變換矩陣為
vymax=l
b)
a=(l/2)/2=l/4b=0-(l/4)xl=-
1/4
—c=(l/2)/4=l/8d=0-(l/8)xl=-
1/8
所以變換矩陣為
G=
5.4請(qǐng)寫出窗口到設(shè)
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