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計算機圖形學學習

報告

篇一：計算機圖形學學習心得體會

計算機圖形學學習心得體會

計算機科學與技術與技術 班

學號：

1.計算機圖形學

計算機圖形學(Computer Graphics，

簡稱 CG )，狹義上是一種研究基于物理

定律、經驗方法以及認知原理，使用各

種數學算法處理二維或三維圖形數據，

生成可在計算機等顯示設備上顯示的可

視化數據的科學。它是計算機科學的一

個分支領域與應用方向。廣義上來看，

計算機圖形學不僅包含了從三維圖形建

模、繪制，到生成動畫的過程，同時也

包含了對二維矢量圖形以及圖像視頻融

合處理的研究。

2.研究內容

計算機圖形學的研究內容非常廣

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泛，如圖形硬件、圖形標準、圖形交互

技術、光柵圖形生成算法、曲線曲面造

型、實體造型、真實感圖形計算與顯示

算法、非真實感繪制，以及科學計算可

視化、計算機動畫、自然景物仿真、虛

擬現實等。

簡單地說，計算機圖形學的主要研

究內容就是研究如何在計算機中表示圖

形、以及利用計算機進行圖形的計算、

處理和顯示的相關原理與算法。圖形通

常由點、線、面、體等幾何元素和灰度、

色彩、線型、線寬等非幾何屬性組成。

從處理技術上來看，圖形主要分為兩類，

一類是基于線條信息表示的，如工程圖、

等高線地圖、曲面的線框圖等，另一類

是明暗圖，也就是通常所說的真實感圖

形。

計算機圖形學一個主要的目的就是

要利用計算機產生令人賞心悅目的真實

感圖形。為此，必須建立圖形所描述的

場景的幾何表示，再用某種光照模型，

計算在假想的光源、紋理、材質屬性下

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的光照明效果。所以計算機圖形學與另

一門學科計算機輔助幾何設計有著密切

的關系。事實上，圖形學也把可以表示

幾何場景的曲線曲面造型技術和實體造

型技術作為其主要的研究內容。同時，

真實感圖形計算的結果是以數字圖像的

方式提供的，計算機圖形學也就和圖像

處理有著密切的關系。

具體來說計算機圖形學分為兩方面

內容，一是建模，二是變換，三是渲染。

所謂建模，就是將一個現實中的物體或

者想象出來的物體做成一個模型，使計

算機能夠識別。所謂變換，就是將空間

中的實體變換到屏幕上。所謂渲染，就

是在屏幕上顯示出來一些場景。

1、建模

建模方面涉及的內容相對較少，這

部分主要是和數學有關。因為計算機的

基礎就是數學，計算機可識別的模型也

即數學模型。

模型的表示方法

模型表示方法有兩種，一種是用方

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程表示，一種是用實體造型表示。

方程表示主要包括常見的曲線曲面

方程，BEZIER 曲線曲面，B樣條曲線曲

面和NURBS 曲線曲面。

實體造型表示包括內容挺多，如邊

界表示，空間劃分表示，等等，很多。

總而言之，這一部分的主要任務是

以某種形式將一個實體表示出來。

多邊形網格

以某種形式將模型表示出來后，通

常在三維圖形領域，模型并沒有真正的

建立起來。通用的模型是多邊形網格形

式的，于是需要進行轉換。

在上一步形成的圖形可表示出大量

的點，這些點都是實體表面上的點。按

照一定的順序將點連接起來，就得到實

體輪廓，即多邊形網格。

通常采用三角形網格，為此需要對

點進行三角剖分。常采用delaunay 三角

剖分和隨機增量剖分。

網格簡化

形成三角網格后，網格數量如果過

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多，需要對模型簡化，以降低渲染的負

荷。在簡化的同時還要盡量不降低渲染

的效果。通常有靜態網格簡化技術，細

節層次技術，漸進式網格模型表示等。

2、坐標系變換

觀察變換

這一部分是將空間物體從世界坐標

系變換到二維視區。因為物體處于三維

空間中，然而屏幕是以圖片的形式顯示

的，即視區是二維的，這樣就需要這樣

一個變換。包括如下三個步驟：

觀察變換：將實體從世界坐標系變

換到觀察

總結

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