一、计算机图形学

国际标准化组织（ISO）的定义：计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形，并在专门显示设备上显示的原理、方法和技术的学科。

1.1什么是计算机图形学

图形的构成要素：
图形的广义概念：能够在人的视觉系统中形成视觉印象的客观对象都称为图形。
图形的构成要素：

• 几何要素（几何属性）：点、线、面、体
• 非几何要素（视觉属性）：明暗、色彩、纹理、透明性、线型、线宽

1.2主要研究内容

一般来说，要在计算机上生成一幅表示物体的图形，有三个要素：

• 造型技术：在计算机中建立所要生成图形的物体的模型，即给出表示该物体的几何数据和拓扑关系。
• 绘制技术：按照给定的观察点及观察方向将物体模型在计算机屏幕上显示出来。
• 人机交互技术：为造型和绘制这两个过程提供友好的人机界面。

致可分为以下几类：
基于图形设备的基本图形元素的生成

1. 图形的几何变换
2. 自由曲线和曲面
3. 几何造型技术
4. 三维形体的实时显示
5. 真实感图形的生成
6. 自然景物的模拟生成——分形几何
7. 科学计算可视化和三维数据场的可视化

1.3主要应用领域

1、图形用户界面（GUI）

图形用户界面如菜单、对话框、图标和工具栏等，提高了用户接口的直观性和友好性，也提高了软件的执行速度。 

2、计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）——工业领域

• CAD/CAM是CG在工业界最广泛、最活跃的应用领域
• 飞机、汽车、船舶、机电、轻工、服装的外形设计
• 集成电路、印刷电路板的设计
• 建筑和环境设计
• 基于工程图纸的三维形体重建

3、计算机动画——商业领域

4、事务和商务数据的图形显示

• 绘制表示经济信息的各类二维、三维统计管理图表。
• 信息可视化：信息流量，商业统计数据，股市行情等。

二、数字图形的概念

2.1基本概念

2.2 图像处理与图像分析的关系

 2.3模拟图像与数字图像

模拟图像：连续的图像
数字图像：通过对时间上和数值上连续的模拟图像采用数字化（离散化）技术所得到的
图像处理: 对图像信息进行加工处理，以满足人的视觉心理和实际应用的需求
图像处理方法：光学方法、电子学方法

2.4相关概念

 图像获取
将一幅图像从其原来的形式转换为数字形式的处理过程，包括“扫描”、“采样”与“量化”三个步骤，但通常将“扫描”合并到“采样”阶段，合并为两个过程。

数字图像

是由连续的模拟图像采样和量化而得到的。组成数字图像的基本单位是像素，所以数字图像是像素的集合。

像素为元素的矩阵，像素的值代表图像在该位置的亮度，称为图像的灰度值。

数字图像处理的两种方法：
方法1 空域法
方法2 变换域法

2.5图像格式

数字图像的数据结构

 

常用图像格式

JPEG格式 

 

GIF格式

 TIFF格式

PNG格式

 

BMP格式