计算机图形学学习手记（一）——入门

在不了解计算机图形学的状况下，Shader看着实在太累了。仍是精补下这方面的知识，以此把我学习手记也记下来，你们有志学习这方面的也能够一块儿交流。主要学习资料为清华大学CAD工程中心的一个电子书。CSDN上有，在此就不贴出连接了。

1、关于其研究的领域

1.图形的分类：线条为本的图，用于一些工程上的制图。 明暗图，具备真实感的图形。 计算机图形则是主要针对明暗图。

2.图形与图像的区别：图像在计算机中指以Bitmap形式存在的灰度信息，而图形除了这些，还有一些几何属性，和一些景物的物理属性。

3.相关研究领域：图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法，以及科学计算可视化、计算机动画、天然景物仿真、虚拟现实等。

4.相关大会：ACM SIGGRAPH：是由Brown 大学的教授Andries van Dam (Andy) 和IBM公司的Sam Matsa在上世纪60年代发起的。全称是“the Special Interest Group on Computer Graphics and Interactive Techniques”。这个会议是计算机图形学最权威的国际会议。

总的来讲。计算机图形学，着力于将现实生活或工做的场景抽象起来，而后经过某些计算模型及相关算法，在计算机上仿真出来。这样就能够衍生出各个方面，像软件界面，二维图纸三维化，真实场景模拟，动画制做等等。

2、图形设备

这里参考：http://ask.zol.com.cn/q/25274.html

1.CRT显示器：总结来讲，就是一个电子枪发出电子束，其中电子束会通过各类系统的处理后打在屏幕上，这其中的荧光物质呢，就会发些能量的变化，荧光物质的电子会从低能到高能，这样就会显示在屏幕上出现亮点了，又因为高能不稳定，则会变成低能，所以须要不断发射电子束来持续显示。如下详解：

=>基本组成：一个金属阴极与一个电平控制器，阴极加热到必定程序，其中的电子就会飞出来，而后这个时候电平控制器出来控制“混乱”的局面，加点正电压，就会纵容电子，飞多点，来点负电压，就会阻截电子们。

=>汇集系统：这东西好理解，遇到第一关的电平控制器后，电子仍是散的，这时就有一个电透镜，会将其汇集在一块儿。

=>加速系统：有速度撞到屏幕，才能有光，这时就用阳极加速一下。

=>磁偏转系统：最后一关，定下位，射向屏幕。磁偏转的角度取决于屏幕的大小，屏幕越大，边缘就会须要更大的偏转才能到过。所以你看到的那些旧式大电视机，屁股都很大。没办法，显像管大条。

总之，电磁辐射大，屁股大，也就成为了CRT显示器快速被人们抛弃的缘由。

2.LCD显示器：就是如今所说的液晶显示器。组成上其使用一个液晶成份，所谓液晶就是具备液体的流体性质，但却有固体的光学性质。

=>基本原理：一个背光，发出的光会射到第一层偏光板，产生颜色，出来的有颜色的光线又会通过一层光线过滤器和第二偏光板，外加些电压处理，最终显示在屏幕上的图像。因此这样看，液晶屏是不会出现闪烁的，最多出现颜色异常。而CRT的却会有。

=>TFT屏：这种技术还在使用，只是大部分的廉价显示器和一些黑心手机商仍是使用这种的，基本也是在淘汰的边缘。是早期的LCD采用的屏幕材质。缺点在于其可视角度小，对比度，色彩饱和度方面都很差。我记得索尼那部之前广告最火的L36h就没良心的用了这种材质。

=>IPS屏：这个有网上人在说根据不是一个材质。在查询了资料以后，我以为仍是能够这么说的，或者说成IPS面板。早期的IPS的确也被叫作Super TFT。又称硬屏，这种屏，可视角度达到178度，且手指按下不会有水纹，闪屏。并且革命性的改变了TFT的液晶分子排列方式，由横向改纵向，直接效果是使得可视角加大，色彩效果更好。使用较多的就是苹果公司啦，IPHONE4就在用了。

=>SLCD屏：Super LCD。是LCD的一种高级延伸，具体原理不明，只是效果方面强过LCD。原本是索尼跟三星共同搞，结果索尼退出了。三星一家作，听说，如今HTC One X就是使用这种屏，且叫称SLCD2，升级版。

=>OLED屏：时下的高新技术，相比于LCD屏来讲，LCD的液晶分子是不会发光的，须要一个背光，但这个屏其中的分子是本身会发光的。这技术一直掌握在三星手里，都说是三星的王牌。其中有一个子分类叫AMOLED，网上有很多明确介绍。表明机型有Galaxy II。但缺点在于，若是长期开着，一些手机的固定位置，如状态栏，因为他的原理是自发光，因此这样久了，再换界面时，可能会出现旧的状态栏的颜色残留。并且这东西显示全亮时会使其寿命减小。。

3.图形处理器

就是俗称的显卡。显卡早期只包含简单的存储器和帧缓冲区，具体的图形显示仍是由计算机的CPU来控制，其中两部件还只是存储和传递图片信息用的。后来三维的东西多了，图形就须要的信息就多了，这样为了给CPU减压，也为了之后的扩展，就专门搞了其本身的处理器GPU来处理，它的主要任务是对系统输入的视频信息进行构建和渲染，各图形函数基本上都集成在这里头。

下面是教材上的截图。

显存相似于内存，用于存储将要显示的图形信息以及保存图形运算的中间数据。固然是越大越好、越快越好啦。

RAMDAC就是视频存储数字模拟转换器。它在视频处理中，它的做用就是把二进制的数字转换成为和显示器相适应的模拟信号。

4.图形输入设备

键盘和鼠标是最经常使用的。另外还有跟踪球、空间球、数据手套、光笔、触摸屏等输入设备。扫描仪之类的。原理好复杂也。。此处不深刻。

整体算了解，后面开始整具体技术了。