计算机图形学
第一讲 计算机图形学概论
1.1计算机图形学课程简介
1.2计算机图形学概述
一、什么是计算机图形学
利用计算机进行图形的计算处理和显示的相关原理与算法
二、计算机图形学的研究内容
在计算机上生成一幅表示物体的图形有三个步骤
（1）造型技术：给出表示该物体的几何数据和拓扑关系
（2）光照模型：用一些简单的数学模型来近似、代替那些物理学的模型
（3）绘制（渲染）技术：针对像素
三、计算机图形学的发展历史
四、应用领域
（1）人机交互和用户界面
（2）计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）
（3）真实感图形实时绘制与自然景物仿真
（4）计算机动画、游戏、电影
（5）计算机艺术
（6）计算机仿真
（7）科学计算机可视化
（8）虚拟现实
（9）地理信息系统
（10）农业上的应用
五、计算机图形系统组成
一般具有计算、存储、对话、输入和输出等5各方面的功能
（1）图形软件：分为图形应用数据结构、图形应用软件和图形支撑软件三部分
（2）图形软件发展：
A:用现在有的某种计算机语言写成的子程序包
B:扩充某一种计算机语言，使其具有图形生成和处理功能
C:专用的图形系统
（3）图形软件标准
国际标准：GKS/PHIGS
非官方标准：DirectX(MS)/OpenGL(SGI)/Adobe公司Posscript
（4）图形硬件
1.3交互式计算机图形处理系统
一、图形输入设备的发展
1、键盘和鼠标
2、光笔
3、触摸屏
4、操纵杆
5、数据手套
7、数字化仪
8、图像扫描仪
9、声频输入设备
10、视频输入设备
11、真实物体的三维信息的输入
二、图形显示设备
CRT显示器、LCD显示器（视频）、LED显示器（照明）、等离子显示器、3D显示器
1.4帧缓冲器及分辨率
显示器分辨率表示的是屏幕上扫描一行共有多少个点，共有多少行扫描线
帧缓冲器每一个存储单元的位长决定了一幅画面上能同时显示的不同灰度的数目或者颜色的种类
1、分辨率：
（1）屏幕分辨率：屏幕上显示的像素个数
（2）显示分辨率：计算机显示控制器所能够提供的显示模式分辨率
（3）显卡分辨率：显卡输出给显示器，并能在显示器上描绘像素的数量[显卡能输出的最大显示分辨率并不代表自己的电脑就能达到这么高的分辨率，还需有足够强大的显示器配套才可实现]
电脑的最高分辨率取决于显卡和显示器最低的一个
2、显示器的点距
点距是指相邻像素点之间的距离，两点之间的距离越小越好
3、显卡的作用和性能指标
除了CPU和内存外，显卡对计算机的显示性能起着决定的作用
1.5图形图像的区别
一、图形图像的区别
图形：1.计算机绘制而成的；2.矢量图
图像：1.认为用外部设备所捕捉到的外部景象；2.位图（点阵图）
二、图形（像）的构成属性
（1）几何属性：刻画轮廓、形状，也称几何要素
（2）非几何属性：视觉属性，刻画对象的颜色、材质等
三、位图和矢量图的定义
1、位图（点阵图）
计算机屏幕上的图是由屏幕上的像素构成的，每个点用二进制数据来描述其颜色与亮度等信息
2、矢量图
也称为面向对象的图形或绘图图形，是用数学方式描述的曲线及曲线围城的色块制作的图形
三、位图和矢量图的区别
1、存储方式的区别
点阵文件：存储图的各个像素点的位置信息、颜色信息以及灰度信息
矢量文件：用数学方程、数学形式对图形进行描述，通常是用图形的形状参数和属性参数来表示图形
2、缩放的区别
位图（点阵图）：与分辨率有关
矢量图：与分辨率无关，不会影响清晰度
3、存储格式的区别
位图（点阵图）：BMP/TIFF/GIF/JPEG/PNG
矢量图：DXF/SVG/EPS/WMF/EMF
4、小结
位图更容易模仿真实感图形效果，但存储空间大；
在图形缩放时矢量图不失真，比较适合于文字设计、图案设计、版式设计、标志设计、CAD、工艺美术设计、插图等
作业错题：
第一题：C
64K—>每个像素2个字节
已知分辨率为1024*1024 = 1048576
则需要2*1024*1024 = 2097152个字节
帧存储容量1M = 1024*1024
则所需帧缓存容量为：2097152/(1024*1024) = 2M
第二题：AC