计算机图形学—绪论

这是一个关于计算机图形学—绪论的思维导图，定义：使用计算机建立、存储、处理某个具体或抽象的对象的模型，并根据该模型产生该对象的（图像）输出的有关理论方法和技术叫做计算机图形学。是计算机料科学中最为活跃、得到应用的分支之一。

什么是计算机图形学

• 定义
  • 使用计算机建立、存储、处理某个具体或抽象的对象的模型，并根据该模型产生该对象的（图像）输出的 有关理论方法和技术叫做计算机图形学。是计算机料科学中最为活跃、得到应用的分支之一。
• 建模
  • 研究如何用计算机真实地描述客观世界中的对象（规则物体，自然对象）
  • 线框模型
    • 只通过顶点和棱边描述物体
    • 优点：操作简单，处理速度快，占用内存少
    • 缺点:只有点线的信息，无面的信息。无法表达真实感图形，具有二义性
  • 表面模型
    • 以物体的各个表面为单位来表示物体的形体特征的， 在线框的基础添加了表面信息， 可以进行消隐，着色和渲染，得到真实的视觉效果
    • 优点：立体感强，消除多义性，能计算面积，能对物体消隐显示出真实感图形
    • 缺点:只有点面的信息，没有体的信息，不能有效表示实体
  • 实体模型
    • 记录了形体的所有点，线，面，体的几何和非几何信息，含有体的信息能够唯一的完整表示物体的所有信息。 其数据结构更加复杂，是几何造型系统中最高级的模型。
    • 优点：能计算体积等物理量，可以赋予材料特性，模拟物理的运动和受力变形等
• 渲染（绘制）
  • 在给定视觉条件下，刻画被表示物体的图像创建过程
  • 3D→2D 三维图形处理流水线（渲染管线） MCS→模型变换→UCS→观察变换→VCS→投影变换→PCS→规范化变换→NCS→视口变换→DCS
• 交互
  • 是计算机图形学的“控制层”，负责用户与场景之间的对话
• 图形（矢量图）更清晰
  • 含有丰富的几何属性，强调场景的几何表示，是由场景的几何模型和物理属性共同组成， 记录了图形的几何形状参数和属性参数。
  • 分两类:1、基于线条信息表示图形，eg工程图、线框图 2、明暗图。真实感图形
• 图像（位图）
  • 数字图像指计算机内以位图形式存在的灰度信息，是由像素点阵组成，包含像素位置及颜色信息。 它强调图形由哪些点组成，记录点及它的灰度或色彩。
• 应用领域
  • 计算机辅助设计（CAD）与制造（CAM）、 计算机辅助教学（CAI)、 可视化（Visualization)、 用户接口（GUI）、 交互绘图（Ineractive Painting)、 虚拟现实（VR）、 计算机动画（Computer animation）、 分形造型（Fractal Modeling)、 逆向工程（RE)等等。
  • 逆向工程(Reverse Engineering)也称反求工程或反向工程，是根据已存在的产品或零件原型 构造产品或零件的工程设计模型，并在此基础上对已有的产品进行剖析、理解和改进， 是对已有设计的二次设计（从产品到设计的过程）。是一种三维重建技术，应用非常广泛。
• 1、什么是计算机图形学？ 2、简述计算机中表示二维、三维（规则）物体的三种模型。 3、简述图形与图像。 4、简述你所熟悉的计算机图形学的应用领域。 5、简述一下虚拟现实系统。 6、什么是逆向工程？简述其一般的工作流程。 7、写出你熟悉的几个CAD软件，谈谈使用的感受。