1.2.2计算机图形学中图形的表示方法参数法参数法是在设计阶段采用几何方法建立数学模型时，用形状参数和属性参数描述图形的一种方法形状参数可以是线段的起始点和终止点等几何参数属性参数则包括线段的颜色、线型、宽度等非几何参数第30页，共72页，星期日，2025年，2月5日点阵法点阵法是在实现阶段用具有颜色信息的像素点阵来表示图形的一种方法，描述的图常称为图像计算机图形学就是研究将图形的表示法从参数法转换到点阵法的一门学科第31页，共72页，星期日，2025年，2月5日用直线y=kx+b表示的图形
直线y=kx+b的图像第32页，共72页，星期日，2025年，2月5日1.2.3图形与图像图形、图像并非专业术语，本无严格区别图形学主要研究基于几何方法的图形的生成、处理和绘制，图形是抽象的数学模型图形的可视化是图像图像是客观物体的视觉反映，光学属性数字图像处理，是对点阵图像进行增强、去噪、复原、分割、重建、编码、存储、压缩和恢复等不同处理方法的学科如Photoshop就是著名的图像处理软件第33页，共72页，星期日，2025年，2月5日彩色图像二值图像灰度图像第34页，共72页，星期日，2025年，2月5日1.3计算机图形学的研究方向光栅图形生成算法真实感图形的生成算法科学计算可视化计算机动漫自然景物仿真虚拟现实第35页，共72页，星期日，2025年，2月5日1.4计算机图形学的确立和发展1946年2月14日，ENIAC在美国问世1950年，美国MIT的旋风一号计算机配备了世界上第一台显示器——阴极射线管1963年MIT的IvanE.Sutherland完成了《Sketchpad：一个人机通讯的图形系统》博士学位论文。确立了计算机图形学的学科地位，图形学之父1964，Coons提出自由曲面表示方法法国雷诺汽车公司的Bezier提出了Bezier曲线曲面第36页，共72页，星期日，2025年，2月5日图形学之父第37页，共72页，星期日，2025年，2月5日图形学之父第38页，共72页，星期日，2025年，2月5日1.5图形显示器及其工作原理阴极射线管CRT光栅扫描显示器三维显示第39页，共72页，星期日，2025年，2月5日1.5.1阴极射线管CRTCRT（CathodeRayTube），是光栅扫描显示器的显示部件，其功能与电视机的显像管类似，主要是由电子枪、聚焦系统、偏转系统、荧光粉层和玻璃外壳五大部分组成。电子枪聚焦系统偏转系统荧光屏电子束荫罩第40页，共72页，星期日，2025年，2月5日1.5.1阴极射线管CRT电子枪是由灯丝、阴极、控制栅组成。黑白CRT中只有一支电子枪。彩色CRT中有红绿蓝三支电子枪。有的显示器的电子枪是单枪三束CRT通电后灯丝发热，阴极被激发射出电子，电子受到控制栅的调节形成电子束。电子束经聚焦系统聚焦后以高速轰击到荧光屏上，荧光粉层被激发后发出辉光形成一个光点。第41页，共72页，星期日，2025年，2月5日1.5.1阴极射线管CRTCRT偏转系统可以控制电子束在指定的位置上轰击荧光屏，整个荧光屏依次扫描完毕后，图像显示完成。由于荧光粉具有余辉特性——电子束停止轰击荧光屏后，荧光粉的亮度并不是立即消失，而是按指数规律衰减，图像逐渐变暗，为了得到亮度稳定的图像，电子枪需要不断地根据帧缓冲的内容轰击荧光屏，反复重绘同一幅图像，即不断刷新屏幕。第42页，共72页，星期日，2025年，2月5日荫罩板第43页，共72页，星期日，2025年，2月5日荫罩式彩色CRT的荧光点图案第44页，共72页，星期日，2025年，2月5日第45页，共72页，星期日，2025年，2月5日1.5.2光栅扫描显示器光栅扫描显示器是画点设备，可看作是一个点阵单元发生器，并可控制每个点阵单元的亮度，这些点阵单元被称为像素（Pixel）电子束总是不断地从左到右，从上到下反复扫描（画点）整个屏幕由于电子束的强度可以不断变化，所以容易生成颜色连续变化的真实感图像像素第46页，共72页，星期日，2025年，2月5日像素点扫描线扫描线第47页，共72页，星期日，2025年，2月5日屏幕分辨率水平或垂直方向的单位长度上能分辨出的最大光点数800×600，1024×768屏幕纵横比（AspectRatio）:显示设备中显示图像的横向尺寸与纵向尺寸的比例，最常见的为4:3，目前的高清晰度电视和一些新型显示设备采用了16:9。800/600=1024/768＝4/3第48页，共72页，星期日，2025年，2月