计算机图形学绪论
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计算机图形学绪论
目录
1. 学科定义与概念
计算机图形学（Computer Graphics） 是研究怎样利用计算机来显示、产生、存储和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。
权威定义对比
| 定义来源 | 核心观点 |
|---|---|
| IEEE | 利用计算机产生图形图像的艺术或科学 |
| 德国 Wolfgang K Giloi | 由数据结构、图形算法和语言构成的技术体系 |
| 美国 James Foley | 运用计算机处理物体物理模型及其画面的学科 |
2. 研究对象：图形的本质
图形的广义概念
图形 是对图像(image)、图片(picture)、绘图(drawing)、照片(photo)、插图(illustration/figure)等的统称。
核心定义：从客观世界物体中抽象出来的带有颜色信息及形状信息的图和形。
3. 图形构成要素
| 要素类型 | 功能描述 | 具体内容 |
|---|---|---|
| 几何要素 | 定义形状结构 | 轮廓、形状、尺寸等 |
| 非几何要素 | 视觉表现属性 | 颜色、材质、纹理等 |
4. 图形表示方法
两大表示体系
| 表示方法 | 技术特点 | 数据结构 | 应用领域 |
|---|---|---|---|
| 点阵表示 | 基于像素点集合 | 二维数组 | 数字图像处理 |
| 参数表示 | 基于数学描述 | 方程参数 | 矢量图形设计 |
参数表示的数学模型
图形参数化 = 几何参数 + 属性参数组成要素：
- 几何参数：坐标点、方程系数、变换矩阵
- 属性参数：颜色值、线型样式、填充模式
5. 系统功能架构
核心功能模块
- 🎨 图形生成：创建和设计图形元素
- 💾 数据存储：保存图形信息和属性
- 🔄 图形变换：编辑、变换和优化处理
- 📺 视觉输出：显示和渲染图形内容
核心要点总结
🔑 基础概念框架
计算机图形学 = 理论基础 + 算法实现 + 技术应用 ↓ 图形数据处理 ↓ 点阵表示 ⟷ 参数表示📚 学习重点
- 理论层面：掌握图形学的跨学科特性
- 技术层面：理解不同表示方法的优缺点
- 应用层面：熟悉图形系统的整体架构
- 实践层面：了解几何与非几何要素的协调
🎯 知识体系
| 层次 | 内容 | 重要性 |
|---|---|---|
| 概念层 | 定义、分类、特征 | ⭐⭐⭐ |
| 技术层 | 算法、数据结构 | ⭐⭐⭐ |
| 应用层 | 系统设计、实现 | ⭐⭐ |
本文档为计算机图形学入门指南，涵盖学科基础理论和核心概念框架。
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