计算机图形学中数据结构的多元应用途径

刘永娟

摘要：文中以计算机图形学中数据结构的多元应用途径为分析对象，在阐述计算机图形学对数据结构多元应用的需求后，从计算机图形学多元发展的层面入手，分析数据结构多元应用的方式与表现。

关键词：计算机图形学;数据结构;多元应用

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2019）13-0004-01

Abstract： this paper takes the multi-application approach of data structure in computer graphics as the object of analysis. After expounding the demand of multi-application of data structure in computer graphics， it starts from the multi-development of computer graphics and analyzes the ways and manifestations of multi-application of data structure.

Key words： computer graphics; Data structure; Multiple applications

数据结构作为计算机的存储方式和计算机组织数据方式，随着计算机技术的快速发展在计算机图形学中应用更为广泛。计算机图形学中数据结构的应用需要转化计算的字符处理系统为图像处理系统，以便于将香瓜年数据转为图形信息继而在计算机显示屏中显示，为提升数据结构多元应用性，就需要处理好构成图形信息对象中的个数据元素的关系等。

1 计算机图形学对数据结构多元应用的需求

计算机图形及图像处理中涉及到较多的处理内容和制作技术内容，比如图形硬件处理和实物造型处理等。此类技术的应用利于提升图形设计和制作的美感与真实感。但是现实操作中需要在大概模型中融入集合方式的应用要求，使用光照模型等方式呈现远近、敏感、光源等系列效果。此要求下，数据结构在计算机图形学中的应用就必须厘清数据结构本身的特性及计算图形学对数据结构应用的实际需求，以便找到两者融合的切入点和平衡点。

数据结构是数据类型物理实现的方式，也可称为由数据实例构成的数据对象。其实质是数据实例、数据元素、数据对象之间关系的具体表达。数据结构在计算机图形学中的应用，实际是有效转换图形信息并使之成为电子计算机能有效识别的数据和信息。因此，计算图形学中数据结构的多元应用就需要以计算机数据修正和应用为图像处理的要点，完善图形概念和几何编辑处理工作的操作流程与方式等。

考虑到计算机图像处理技术应用极为广泛，如工农设计与生产、室内设计和建设设计，电子领域、网络分析以及汽车等工具外形制作等，数据结构在计算机图形学中的应用就要结合计算机图像处理技术多领域覆盖和应用的实际要求，细化两者的融合方式与途径，这也是数据结构在计算机图形学中需要多元应用的主因。

2 计算机图形学中数据结构的多元应用渠道

2.1消隐技术中数据结构的灵活应用。为降低图形多种定义特征出现的可能性，增加图形的真实感，消隐技术在计算机呈现或者绘制三维形体的过程中，借助消除已经隐蔽的内容等来强化数据结构的应用。比如精准分析、判断、计算三维形体表面的分量，明确判断标准，在分量大于或者等于0，可判断此面是朝前的，并按照朝前的光影需求绘制出此面的每个棱边。反之则无需具体呈现朝后面的每一条棱边。

消隐技术中面环表、顶点表、面表是最为常用的三种数据结构形态。其中面表的消除技术数据结构中棱边形成最为集中。

2.2几何造型中数据结构的贴合型应用。几何造型是计算机辅助设计的重要构成之一。数据结构在几何新造型中的应用主要涉及到三维型体、几何模型等方面。

首先，三维型体几何信息多元呈现中数据结构的应用。三维形体演示模型构建对计算机识别能力要求比较严格，需要系统阐释和精准描述形体，并在设计过程中智能化转换数据形式。据此，数据结构在三维形体演示模型中的应用需要设计者预先梳理并提取出图形信息及与三维形体演示模型中数据结构应用相关的信息，继而利用三维型体点、线、面在几何信息中的呈现方式等，使用坐标系的形式、数学思维有效的呈现出三维型体，每个坐标点要具象化的反映出能被数字化控制，即可进行三维总体数学定义并投影、移植、比例调节、旋转、缩放的值域。

其次，几何造型拓扑信息关系处理中数据结构的应用。几何造型中数据结构的应用不能仅仅以能否呈现几何信息为主，而是要以你能否完整系统的阐释、描述三维型体，精准定义三维形体为目标，不断补充和完善拓扑信息。比如按照临近、连接、边界关系来分析现有的三维形体拓扑信息构成现状及问题，并在分析关系类型选择的要求后，在实践应用过程中，按照实际需求科学选择三维模型构建所需的拓扑元素。由于几何与拓扑信息之间关联密切，在实际应用过程中，不建议选择一到两种关系类型。尤其是在计算机图形学实践中的数据结构选择和应用方面，更需要考虑集合信息与所选拓扑信息、关系之间的关联性问题。

第三，几何模型差异化要求下数据结构应用方式。几何模型的科学构建需要以数据结构的灵活应用为前提，数据结构的灵活应用需要契合几何模型的差异性特征，即不同的几何模型对数据结构的要求不同。比如线框模型中仅需要处理形体包含的边和定点，常态下，即可将设计目标相关参数直接输入到计算机系统中来简便形成线框模型。但是在使用形体直线和曲线边构建模型的过程中，需要考虑如何应对消隐问题、求交问题中数据结构应用优势难以发挥的问题。再比如表面模型，在实践中设计者需要按照表面模型的搭建方式，选择数据结构的应用途径。如依照表框模型现有的构建慣性，合理增加面信息，按照"顶点表+边表+面表"模型构建方式应用数据结构，或者使用指针连接棱线，全面呈现与面相关的信息，并按照"顶点表+环表单链三表结构+面表"的形式表述形体面的信息。实体模型是表面模型构建成功后所形成的模型，需要进一步优化并完善表面模型。常态下，设计者需要使用字母"P"表示形体表面外实体一侧，继而借助方向矢量及形体表面中的面和环，按照有序排列点号或边号的形式形成外法矢，此种操作方式可作为形体存在于表面位置的判断方法，辅助设计者达成实体模型构建对数据结构的使用要求。

3 结语

数据结构因计算机图形学应用覆盖领域的广泛性而得到普及和推广，但是计算机图形学在不同领域中的应用对数据结构的要求不同，因此从提升计算机图形处理效率，促动各设计领域稳步发展的角度考虑，数据结构在计算机图形学中的应用要按照多元化、多视角等的方式操作。

参考文献：

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