计算机图形学全部知识点

精品文档 1欢迎下载 第一讲第一讲 1 1 计算机图形学的研究内容计算机图形学的研究内容 什么是计算机图形学 1 2 什么是计算机图形学 2 2 什么是交互式计算机图形学 1 3 什么是交互式计算机图形学 2 3 什么是交互式计算机图形学 3 3 基本概念 图形 图形表示方法 相关学科 图像处理 图像分析 2 2 图形学发展历史图形学发展历史 计算机图形学的发展历史 现代计算机图形学的发展 硬件的对比 现代计算机图形学的发展 模型与渲染 交互式图形学的概念框架 图形库 3 3 图形学应用领域图形学应用领域 图形学的应用 设计 信息显示 仿真 Virtual Reality 用户界面 超媒体用户界面 4 4 相关知识相关知识 软件兼容性和图形标准 官方标准 APIs 的嵌入标准 典型的图形系统 好的图形需要什么 1 2 好的图形需要什么 2 2 ACM SIGGRAPH 会议 资料查询作业 第二讲第二讲 数字图像基础数字图像基础 1 1 基础概念基础概念 计算机图形系统 例子 一个简单程序 P23 code 图形系统的概念框架 图形处理器 Render farms 光栅 像素 精品文档 2欢迎下载 像素 Pixel 着色 顶点 顶点 Vertex 着色 扫描线 刷新频率 分辨率 例子 纵横比 2 2 图形输入设备图形输入设备 输入设备 3D 输入设备 图形输入设备 3 3 图形输出设备图形输出设备 图形输出设备 硬拷贝设备 3D 图形设备 CRT 显示器 彩色 CRTs 局限性 液晶显示器 Liquid Crystal Displays LCDs 光栅显示 光栅显示器 内存映射 显存 帧缓冲存储器 显存大小的计算 Avatar 引发的 3D 浪潮 前沿 三维电视 问题提出 3D 显示技术原理 技术手段 立体显示技术分类 问题 MIT 第六感 涉及的技术 4 4 图形文件图形文件 图形文件 点阵图形及其表示 参数图形及其表示 作业 第三讲第三讲 第四章第四章 扫描转换 3 13 1 扫描转换直线扫描转换直线 直线的扫描转换 寻找下一个像素 精品文档 3欢迎下载 数字微分法 DDA P35 DDA 算法 DDA 算法实例 DDA 算法 Bresenham 画线算法 竖直距离 Bresenham 画线算法 Bresenham 算法实例 Bresenham 画线算法 3 23 2 圆的扫描转换圆的扫描转换 圆的扫描转换 圆的扫描转换 正负法 圆的扫描转换 中点法 圆的扫描转换 中点画圆实例 圆的扫描转换 圆的扫描转换 Bresenham 算法 3 33 3 椭圆的扫描转换椭圆的扫描转换 椭圆的扫描转换 作业 第四讲第四讲 第四章第四章 1 1 基本概念基本概念 光栅图形的基本概念 多边形的顶点表示 多边形的点阵表示 多边形的扫描转换 2 2 区域填充区域填充 四连通区域和八连通区域四连通区域和八连通区域 连通区域的种子填充算法连通区域的种子填充算法 点阵表示的区域填充 区域的类型 内部表示区域种子填充算法 边界表示区域种子填充算法 边界表示种子填充算法演示 3 3 多边形的扫描转换多边形的扫描转换 逐点判断算法逐点判断算法 扫描线算法扫描线算法 连贯性概念 区域 扫描线 边连贯性概念 区域 扫描线 边 奇异点的处理奇异点的处理 算法的数据结构与实现算法的数据结构与实现 逐点判断算法 逐点判断算法中的奇异情况 逐点判断算法的不足 相邻像素之间的连贯性 区域连贯性 精品文档 4欢迎下载 扫描线连贯性 边的连贯性 奇异点 奇异点的分类 奇异点的处理 多边形扫描转换算法 边的数据结构 边的数据结构实例 分类的边表 ET 分类的边表实例 活性边表 AEL 活性边表实例 多边形扫描转换算法 多边形扫描转换实例 多边形扫描转换 矩形填充 4 4 多边形的扫描转换与区域填充的比较多边形的扫描转换与区域填充的比较 多边形扫描转换与区域填充比较 5 5 字符的扫描转换字符的扫描转换 字符的扫描转换 位图字体 BitBlt RasterOp 1 3 BitBlt RasterOp 2 3 BitBlt RasterOp 3 3 轮廓字体 6 6 反走样反走样 走样 走样现象举例 采样和重构 点的采样 反走样 提高分辨率 区域取样 像素移位 GeForce3 Multisampling ATI Smoothvision 作业 第五讲第五讲 三维基础三维基础 1 1 物体的几何表示物体的几何表示 线框模型线框模型 物体的几何表示 线框模型 2 2 面模型面模型 多边形表示多边形表示 面模型 精品文档 5欢迎下载 物体的多边形表示实例 物体的多边形表示 多边形表示物体的主要来源 扫描重建与等值面多边形物体 多边形表示物体的主要来源 多边形表示方法 OBJ 格式 多边形表示的 OBJ 格式数据结构 三角形网格 三角形网格表示的数据结构 半边结构 Half Edge Structure 半边结构的实例 关于半边结构 多边形表示的优势 多边形表示的不足 面模型 多边形表示的大规模场景 草地 多边形表示的复杂物体 油轮 大规模网格模型 雕塑 3 3 体模型体模型 实体实体 CSGCSG 表示表示 实体建模技术实体建模技术 物体的 CSG 树表示 CSG 树表示的实例 物体 CSG 树表示的分析 实体模型 实体建模技术 体素造型 布尔运算 Sweep 操作 面操作 基于模型特征 参数建模 4 4 自然景物表示方法自然景物表示方法 分形理论 分形理论 自然景物表示方法 分形举例 Koch 雪花曲线 海岸线问题 分形 基于分形方法生成山 基于分形方法生成山 一维实例 基于分形方法生成山 基于分形方法生成山的实例 L 系统 植物建模 L 系统实例 L 系统实例的图示 基于 L 系统的植物建模实例 L 系统 植物建模 基于 L 系统生成的花与树木 精品文档 6欢迎下载 粒子系统 粒子系统一般性描述 基于粒子系统的火焰与瀑布 自然景物造型 在计算机中生成的复杂场景 第六讲第六讲 几何与坐标变换几何与坐标变换 图形变换 1 1 二维变换二维变换 基本变换基本变换 平移 旋转 缩放 平移 旋转 缩放 齐次坐标表示齐次坐标表示 其它变换 剪切 反射 复合 其它变换 剪切 反射 复合 理解 2D 图形变换 顶点 Vertex 平移 Translation 旋转 Rotation 关于原点 缩放 Scale 关于原点 T R S 的组合变换 齐次坐标 P78 二维平移 二维旋转 二维放缩 剪切变换 Shear 对称 反射 变换 复合变换 实例 P102 三维模型变换 平移 三维模型变换 放缩 三维模型变换 旋转 三维模型变换 x 方向上 3D 错切变换 课堂练习 2 2 三维变换三维变换 场景坐标系和造型变换 基本变换 场景坐标系和造型变换 基本变换 视点坐标系和取景变换视点坐标系和取景变换 投影坐标系和投影变换投影坐标系和投影变换 屏幕坐标系和设备变换屏幕坐标系和设备变换 三维变换的基本概念 三维变换流程图 三维变换中的各种坐标系 场景坐标系和模型变换 三维模型变换 平移 三维模型变换 放缩 三维模型变换 旋转 三维模型变换 x 方向上 3D 错切变换 视点坐标系和取景变换 视点坐标系的交互建立 精品文档 7欢迎下载 投影坐标系和投影变换 投影变换的基本概念 投影分类 平行投影 正平行投影 斜投影 透视投影 关于透视投影 点的透视变换 P77 透视变换 变换矩阵的统一表示 例题 视域四棱锥裁剪 规格化设备坐标和设备变换 屏幕坐标系和视窗变换 第七讲第七讲 颜色与着色模型颜色与着色模型 1 1 光和颜色光和颜色 颜色 色彩视觉 常见的颜色模型 CIE XYZ 颜色模型 CIE 色度图 色度图中纯色波长 CIE 颜色空间 CIE 颜色空间例题 CIE 颜色模型的特点 CIE Lab 颜色模型 CIE Lab 颜色模型的特点 Photoshop 中的 CIELab RGB 颜色模型 RGB 颜色模型的特点 CMY 颜色模型 RGB 模型和 CMY 模型转换关系 HSV 颜色模型 HSV 颜色模型的特点 NTSC YIQ 颜色模型 YIQ 颜色模型 2 2 光照明模型光照明模型 光照明模型 泛光模型 Lambert 漫反射模型 Phong 模型 Whitted 模型 光照明模型的进一步完善 3 3 插值着色法插值着色法 精品文档 8欢迎下载 多边形物体的明暗处理 Shading Flat Shading Flat Shading Gouraud Shading Phong Shading 课堂练习 第八讲第八讲 裁剪算法裁剪算法 1 1 直线裁剪直线裁剪 直接求交算法直接求交算法 Cohen Sutherland Cohen Sutherland 编码算法编码算法 梁友栋梁友栋 Barsky Barsky 算法算法 图形裁剪 点的裁剪 直线的裁剪 直接求交算法 编码算法 P132 Cohen Sutherland 算法 端点分类 Cohen Sutherland 算法 C S 算法例题 3D C S 算法 Cohen Sutherland 算法 Liang Barsky 裁剪算法 P135 Liang Barsky 裁剪算法例题 Liang Barsky 裁剪算法 2 2 多边形裁剪多边形裁剪 Sutherland Hodgman Sutherland Hodgman 算法 逐边裁剪算法 算法 逐边裁剪算法 Weiler Atherton Weiler Atherton 算法算法 双边裁剪算法 双边裁剪算法 多边形剪裁 Sutherland Hodgman 算法 Weiler Athenton 算法 3 3 字符的裁剪字符的裁剪 字符裁剪 课堂练习 作业 第九讲第九讲 人机交互人机交互 1 1 用户界面 接口 概述用户界面 接口 概述 用户界面的重要性 几个问题 实例 1 实例 2 UI 的重要性 人机交互 UI 的发展 精品文档 9欢迎下载 UI 的三元素 2 2 逻辑设备与输入控制方式逻辑设备与输入控制方式 逻辑设备与输入控制方式 逻辑设备 输入方式 请求方式 事件方式 事件类型 Callbacks GLUT callbacks GLUT Event Loop display callback 3 3 交互式图形设计方法交互式图形设计方法 基本交互技术 基本交互技术 定位 基本交互技术 笔划 基本交互技术 定值 基本交互技术 选择 基本交互技术 字符串输入 图形交互技术 几何约束 引力场 拖动 橡皮筋技术 操作柄技术 拾取技术 其他的交互技术 4 UI4 UI 设计设计 用户界面设计 案例 Macintosh OS 的 UI 设计 UI 评估及方法 界面评估清单 界面评估 5 UI5 UI 发展趋势发展趋势 UI 的发展趋势 WIMP 的优势 WIMP 的劣势 WIMP GUI 的局限性 后 WIMP 接口 后 WIMP 特征 后 WIMP 世界 WIMP GUI 从 HCI 到 HHI Human Human Interaction 第十讲第十讲 曲线与曲面曲线与曲面 一 曲线与曲面的表示方法一 曲线与曲面的表示方法 精品文档 10欢迎下载 显示表示法显示表示法 隐式表示隐式表示 参数形式参数形式 特点分析特点分析 什么是好的表示方法 显示表示 隐式表示 参数曲线 参数直线 参数曲面 参数平面 法向量 参数表示方法的优点 曲线曲面拟合方法 插值 vs 逼近 曲线段 参数连续性 参数连续性 几何连续性 二 常用曲线与曲面二 常用曲线与曲面 曲线曲面类型曲线曲面类型 Hermite Hermite Bezier Bezier B spline B spline 性能分析性能分析 三次 Hermite 曲线 三次 Hermite 曲线基函数 基函数的作用 三次 Hermite 曲线的形状控制 三次 Hermite 曲线 例子 B zier 曲线 B zier 曲线的应用 B zier 曲线 三次 B zier 曲线 三次 B zier 曲线基函数 Bernstein 基函数 B zier 曲线性质 P183 184 B zier 曲线分析 Bezier 曲面 双三次 Bezier 曲面 双三次 B zier 曲面实例 B zier 曲面性质 B zier 曲面的不足 B 样条 B Splines B 样条曲线 三次 B 样条曲线 三次 B 样条曲线基函数 精品文档 11欢迎下载 B 样条曲线的定义 B 样条基函数实例 B 样条曲线性质 B 样条曲面 B 样条曲面的重要性质 B 样条曲面实例 B 样条曲线曲面分析 NURBS 引入 NURBS 曲线的原因 NURBS 曲线 NURBS 曲线的权因子 NURBS 曲线的例子 NURBS 曲线表示圆 NURBS 曲面 NURBS 曲面表示球面 三 曲线曲面的绘制三 曲线曲面的绘制 绘制曲线的主要方法绘制曲线的主要方法 直线近似直线近似 前向差分前向差分 Bezier Bezier 曲线与曲面的递归细分方法曲线与曲面的递归细分方法 其它多项式曲线如何转换成其它多项式曲线如何转换成 BezierBezier 多项式多项式 deCasteljau 递推算法 二次 Bezier 曲线实现过程 三次 Bezier 曲线实现过程 四次 Bezier 曲线实现过程 四 四 OpenGLOpenGL 中的曲线与曲面中的曲线与曲面 OpenGL OpenGL 求值器求值器 如何绘制曲线与曲面如何绘制曲线与曲面 讨论讨论 OpenGLOpenGL 二次曲线二次曲线 GLUT GLUT 二次曲线二次曲线 GLU GLU 二次曲线二次曲线 OpenGL 支持什么 一维求值器 设置一个求值器 例子 计算 例子 Bezier 曲面 例子 Utah Teapot 用线 line 绘制 用四边形绘制 均匀网格 带光照的绘制 二次曲面 GLUT 对象 P121 GLUT 理想实体 P121 精品文档 12欢迎下载 GLU 中的二次曲面对象 定义一个圆柱体 第十一第十一 计算机动画计算机动画 计算机动画 例 1 物体静止 摄像机在运动 例 2 摄像机静止 物体运动 动画形成的视觉原理 计算机动画的主要两个类别 计算机动画技术 1 1 关键帧技术关键帧技术 关键帧技术例子 线性插值 顶点线性插值 线性插值的问题 2 2 样条驱动技术样条驱动技术 样条曲线插值 样条驱动技术 例子 样条驱动动画技术 按参数采样与按弧长采样的对比 例子 常用的曲线类型 Hermite 曲线 Bezier 曲线 Catmull Rom 曲线 B Spline NURBS 曲线 变形动画技术 Morphing Morphing 空间变形 二维多边形形状渐变 二维图像 morphing 技术 实现 Morphing 的传统技术 图像 morphing 的过程 三维 morphing 技