計算機圖形學中數據結構的多元應用途徑

劉永娟

摘要：文中以計算機圖形學中數據結構的多元應用途徑為分析對象，在闡述計算機圖形學對數據結構多元應用的需求后，從計算機圖形學多元發(fā)展的層面入手，分析數據結構多元應用的方式與表現。

關鍵詞：計算機圖形學;數據結構;多元應用

中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A 文章編號：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

數據結構作為計算機的存儲方式和計算機組織數據方式，隨著計算機技術的快速發(fā)展在計算機圖形學中應用更為廣泛。計算機圖形學中數據結構的應用需要轉化計算的字符處理系統為圖像處理系統，以便于將香瓜年數據轉為圖形信息繼而在計算機顯示屏中顯示，為提升數據結構多元應用性，就需要處理好構成圖形信息對象中的個數據元素的關系等。

1 計算機圖形學對數據結構多元應用的需求

計算機圖形及圖像處理中涉及到較多的處理內容和制作技術內容，比如圖形硬件處理和實物造型處理等。此類技術的應用利于提升圖形設計和制作的美感與真實感。但是現實操作中需要在大概模型中融入集合方式的應用要求，使用光照模型等方式呈現遠近、敏感、光源等系列效果。此要求下，數據結構在計算機圖形學中的應用就必須厘清數據結構本身的特性及計算圖形學對數據結構應用的實際需求，以便找到兩者融合的切入點和平衡點。

數據結構是數據類型物理實現的方式，也可稱為由數據實例構成的數據對象。其實質是數據實例、數據元素、數據對象之間關系的具體表達。數據結構在計算機圖形學中的應用，實際是有效轉換圖形信息并使之成為電子計算機能有效識別的數據和信息。因此，計算圖形學中數據結構的多元應用就需要以計算機數據修正和應用為圖像處理的要點，完善圖形概念和幾何編輯處理工作的操作流程與方式等。

考慮到計算機圖像處理技術應用極為廣泛，如工農設計與生產、室內設計和建設設計，電子領域、網絡分析以及汽車等工具外形制作等，數據結構在計算機圖形學中的應用就要結合計算機圖像處理技術多領域覆蓋和應用的實際要求，細化兩者的融合方式與途徑，這也是數據結構在計算機圖形學中需要多元應用的主因。

2 計算機圖形學中數據結構的多元應用渠道

2.1消隱技術中數據結構的靈活應用。為降低圖形多種定義特征出現的可能性，增加圖形的真實感，消隱技術在計算機呈現或者繪制三維形體的過程中，借助消除已經隱蔽的內容等來強化數據結構的應用。比如精準分析、判斷、計算三維形體表面的分量，明確判斷標準，在分量大于或者等于0，可判斷此面是朝前的，并按照朝前的光影需求繪制出此面的每個棱邊。反之則無需具體呈現朝后面的每一條棱邊。

消隱技術中面環(huán)表、頂點表、面表是最為常用的三種數據結構形態(tài)。其中面表的消除技術數據結構中棱邊形成最為集中。

2.2幾何造型中數據結構的貼合型應用。幾何造型是計算機輔助設計的重要構成之一。數據結構在幾何新造型中的應用主要涉及到三維型體、幾何模型等方面。

首先，三維型體幾何信息多元呈現中數據結構的應用。三維形體演示模型構建對計算機識別能力要求比較嚴格，需要系統闡釋和精準描述形體，并在設計過程中智能化轉換數據形式。據此，數據結構在三維形體演示模型中的應用需要設計者預先梳理并提取出圖形信息及與三維形體演示模型中數據結構應用相關的信息，繼而利用三維型體點、線、面在幾何信息中的呈現方式等，使用坐標系的形式、數學思維有效的呈現出三維型體，每個坐標點要具象化的反映出能被數字化控制，即可進行三維總體數學定義并投影、移植、比例調節(jié)、旋轉、縮放的值域。

其次，幾何造型拓撲信息關系處理中數據結構的應用。幾何造型中數據結構的應用不能僅僅以能否呈現幾何信息為主，而是要以你能否完整系統的闡釋、描述三維型體，精準定義三維形體為目標，不斷補充和完善拓撲信息。比如按照臨近、連接、邊界關系來分析現有的三維形體拓撲信息構成現狀及問題，并在分析關系類型選擇的要求后，在實踐應用過程中，按照實際需求科學選擇三維模型構建所需的拓撲元素。由于幾何與拓撲信息之間關聯密切，在實際應用過程中，不建議選擇一到兩種關系類型。尤其是在計算機圖形學實踐中的數據結構選擇和應用方面，更需要考慮集合信息與所選拓撲信息、關系之間的關聯性問題。

第三，幾何模型差異化要求下數據結構應用方式。幾何模型的科學構建需要以數據結構的靈活應用為前提，數據結構的靈活應用需要契合幾何模型的差異性特征，即不同的幾何模型對數據結構的要求不同。比如線框模型中僅需要處理形體包含的邊和定點，常態(tài)下，即可將設計目標相關參數直接輸入到計算機系統中來簡便形成線框模型。但是在使用形體直線和曲線邊構建模型的過程中，需要考慮如何應對消隱問題、求交問題中數據結構應用優(yōu)勢難以發(fā)揮的問題。再比如表面模型，在實踐中設計者需要按照表面模型的搭建方式，選擇數據結構的應用途徑。如依照表框模型現有的構建慣性，合理增加面信息，按照"頂點表+邊表+面表"模型構建方式應用數據結構，或者使用指針連接棱線，全面呈現與面相關的信息，并按照"頂點表+環(huán)表單鏈三表結構+面表"的形式表述形體面的信息。實體模型是表面模型構建成功后所形成的模型，需要進一步優(yōu)化并完善表面模型。常態(tài)下，設計者需要使用字母"P"表示形體表面外實體一側，繼而借助方向矢量及形體表面中的面和環(huán)，按照有序排列點號或邊號的形式形成外法矢，此種操作方式可作為形體存在于表面位置的判斷方法，輔助設計者達成實體模型構建對數據結構的使用要求。

3 結語

數據結構因計算機圖形學應用覆蓋領域的廣泛性而得到普及和推廣，但是計算機圖形學在不同領域中的應用對數據結構的要求不同，因此從提升計算機圖形處理效率，促動各設計領域穩(wěn)步發(fā)展的角度考慮，數據結構在計算機圖形學中的應用要按照多元化、多視角等的方式操作。

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