計算機圖形學

第一講：計算機圖形學概論

1.1計算機圖形學簡介

1.2計算機圖形學概述

計算機圖形是計算機產生的影象

1.2.1 計算機圖形學的定義：就是研究如何在計算機中表示圖形、以及利用計算機進行圖形的計算、處理和顯示的先關原理與演算法。

（真實世界的數字模擬）

在計算機上生成一副表示物體的圖形，有三個步驟：

1. 造型技術

在計算機中建立所要生成影象的物體的模型，即給出表示該物體的幾何資料和拓撲關係。（比如：規則的可用圓柱等幾何體表示，不規則的用不規則造型工具表示）

1. 光照模型

自然光照現象是有一些複雜的物理定律所決定的，希望用簡單的數學模型來近似、代替那些物理學模型。為模擬物體表面的光照物理現象的數學模型叫光照模型。

1. 渲染技術

選擇適當的繪製演算法來把這個場景畫（渲染）出來，就是將模型真實性的顯示在螢幕上

渲染的方法：光線跟蹤、輻射度演算法、文理對映、陰影等

1.2.3計算機圖形學發展簡史

1.2.4計算機圖形學的應用領域

1.2.5計算機圖形處理系統的組成

1.3 互動式計算機圖形處理系統

互動式=computer+人

輸入輸出裝置

圖形的輸出包括圖形的顯示和繪製，顯示是指在螢幕上輸出圖形，圖形的繪製是把圖形畫在紙上或硬拷貝（印表機）

CRT顯示器（陰極射線管顯示器）

LCD是液晶螢幕，用於顯示

LED是光源器件，用於照明

1.4 幀緩衝器與解析度

計算方法：

解析度分為螢幕解析度，顯示解析度，顯示卡解析度

螢幕：就是螢幕上顯示的畫素個數，例如1024*768

1024*1024=1048576（個畫素），顯示顏色64k，2的16次方，所以每個畫素需兩個位元組表示。1048576*2=2097152（個位元組）是=2M 2*1024*1024

視訊記憶體越大，支援的色彩數越多

電腦的解析度取決於電腦螢幕的解析度以及顯示卡的解析度，並取其中較低的

1.5 圖形影象的區別

一種說法：圖形是由計算機繪製而成，而影象則是人為的用外部裝置所捕捉到的外部的景象。

圖形是向量圖，影象是點陣圖（點陣圖/畫素圖）

1》儲存方式的區別

點陣圖檔案儲存每一個畫素，故儲存空間較大

向量檔案是用數學方程、形式對圖形進行描述

2>縮放的區別

點陣圖放大會失真，與解析度有關，向量圖與解析度無關，放大或縮小均不會影像清晰度

3>儲存格式的區別

點陣圖在網際網路上經常是以JPEG合適儲存

錯題：CRT陰極射線管沒有被淘汰