1、计算机图形学计算机图形学任课教师：任课教师：何兴恒何兴恒 13667150621 cug_第1页 课时安排：课时安排：32+16 使用教材：使用教材：计算机图形学基础计算机图形学基础 陈传波陈传波 陆枫陆枫 编著编著 电子工业出版社电子工业出版社 参考书：参考书：计算机图形学计算机图形学 孙家广孙家广著著 清华大学出版社清华大学出版社 计算机图形学算法基础计算机图形学算法基础 石教英石教英译译 机械工业出版社机械工业出版社第2页课程内容课程内容 概论概论 计算机图形设备计算机图形设备 交互式技术交互式技术 几何造型技术几何造型技术 基本图形生成算法基本图形生成算法 二维图形变换及二维观察二维图
2、形变换及二维观察 三维图形变换及三维观察三维图形变换及三维观察 曲线和曲面、真实感图形显示曲线和曲面、真实感图形显示第3页第第1章章 引言引言 主要内容：主要内容：什么是计算机图形学？什么是计算机图形学？计算机图形学研究对象是什么？计算机图形学研究对象是什么？计算机图形处理系统结构？计算机图形处理系统结构？第4页1.1 计算机图形学及其相关概念计算机图形学及其相关概念 计算机图形学计算机图形学（Computer GraphicsComputer Graphics）计算机图形学是研究怎样利用计算机来显示、显示、生成和处理生成和处理图形原理、方法和技术一门学科。第5页 计算机图形学研究对象计算机图
3、形学研究对象图形图形通通常常意意义义下下图图形形：能能够够在在人人视视觉觉系系统统中中形形成成视视觉印象客观对象都称为觉印象客观对象都称为图形图形。图形要素有：几何要素和非几何要素。图形要素有：几何要素和非几何要素。计计算算机机图图形形学学中中所所研研究究图图形形：从从客客观观世世界界物物体体中抽象出来带有颜色及形状信息图和形。中抽象出来带有颜色及形状信息图和形。第6页 图形表示图形表示 点点阵阵法法：用含有颜色信息点阵来表示图形一个方法。（ImageImage）参参数数法法：以计算机中所统计图形形状参数与属性参数来表示图形一个方法。（GraphicsGraphics）第7页 与计算机图形学相
4、关学科与计算机图形学相关学科计计算算机机图图形形学学试试图图从从非非图图象象形形式式数数据据描描述述来来生成（逼真）图象。生成（逼真）图象。数数字字图图象象处处理理意意在在对对图图象象进进行行各各种种加加工工以以改改进图象视觉效果。进图象视觉效果。计计算算机机视视觉觉是是研研究究用用计计算算机机来来模模拟拟生生物物外外显显或宏观视觉功效科学和技术。或宏观视觉功效科学和技术。第8页特征数据、结构数据计算机图形学计算机视觉图象信号数字图象处理图1-1 图形图象处理相关学科间关系第9页1.2 计算机图形学发展计算机图形学发展 1.2.11.2.1计算机图形学确实立计算机图形学确实立酝酿期（酝酿期（5
5、050年代）年代）萌芽期（萌芽期（6060年代）年代）发展期（发展期（7070年代）年代）普及期（普及期（8080年代）年代）提升增强期（提升增强期（9090年代）年代）第10页 1.2.2 1.2.2 硬设备发展硬设备发展 图形显示设备图形显示设备6060年代中期，随机扫描显示器年代中期，随机扫描显示器6060年代后期，存放管式显示器年代后期，存放管式显示器7070年代中期，光栅扫描图形显示器。年代中期，光栅扫描图形显示器。当前正向着当前正向着小型化、低电压、数字化小型化、低电压、数字化方向发展方向发展第11页 图形硬拷贝设备图形硬拷贝设备 打印机打印机 绘图仪绘图仪 图形输入设备图形输入设
6、备 二维图形输入设备二维图形输入设备 三维图形输入设备三维图形输入设备第12页1.2.3 1.2.3 图形软件发展及软件标准形成图形软件发展及软件标准形成 图形软件发展图形软件发展 开开放放式式、高高效效率率、标标准准化化、集集成成化化、智智能能化化、学科交叉学科交叉 图形软件标准图形软件标准 与设备无关、与应用无关、含有较高性能与设备无关、与应用无关、含有较高性能第13页 近二十年中，国际标准化组织近二十年中，国际标准化组织ISOISO已经同意已经同意和正在讨论与计算机图形相关标准有：和正在讨论与计算机图形相关标准有：GKSGKS、GKS-3DGKS-3D、PHIGSPHIGS、CGMCGM
7、、CGICGI、IGESIGES、STEPSTEP 事实标准事实标准如如SGISGIOpenGLOpenGL，微软，微软Direct XDirect X，AdobeAdobePostscriptPostscript等等 第14页1.3 计算机图形学应用计算机图形学应用计算机辅助设计与制造计算机辅助设计与制造,辅助绘图辅助绘图,辅助教学辅助教学交通控制，警用交通控制，警用医疗卫生医疗卫生计算机动画计算机动画地理信息系统地理信息系统真实感图形显示真实感图形显示虚拟现实虚拟现实科学计算可视化科学计算可视化。第15页1.4 计算机图形系统计算机图形系统 1.4.1 1.4.1 计算机图形系统功效计算机图形系统功效图1-2 图形系统基本功效框图显示器交互输出计算输入存贮数据库图形输出设备图形输入设备第16页 1.4.2 1.4.2 计算机图形系统结构计算机图形系统结构图形硬件图形软件图形应用数据结构图形应用软件图形支撑软件图形计算机平台图形设备图形系统图1-3 计算机图形系统结构第17页
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